学年高中地理 第三章 地理信息技术应用 第三节 全球定位系统及其应用同步备课教学案.docx

学年高中地理 第三章 地理信息技术应用 第三节 全球定位系统及其应用同步备课教学案.docx

《学年高中地理 第三章 地理信息技术应用 第三节 全球定位系统及其应用同步备课教学案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《学年高中地理 第三章 地理信息技术应用 第三节 全球定位系统及其应用同步备课教学案.docx（19页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

学年高中地理第三章地理信息技术应用第三节全球定位系统及其应用同步备课教学案

第三节　全球定位系统及其应用

[学习目标]　1.了解全球定位系统的概念、组成。

2.能举例说明全球定位系统在定位导航中的作用。

一、全球定位系统

1.概念：

具有在海、陆、空进行全方位、实时三维导航与定位功能的新一代卫星导航与定位系统。

2.组成

（1）空间星座：

由21颗工作卫星、3颗备用卫星组成。

要获得运动的点的准确的三维信息，必须接收到4颗GPS卫星的信号。

（2）地面控制系统：

包括1个主控站、3个注入站和5个监控站。

（3）用户系统（接收设备）

①组成：

包括接收机硬件、GPS数据处理软件等。

②接收机

类型

读“GPS卫星星座示意图”，回答下列问题。

（1）GPS是________________________的简称，是具有在海、陆、空进行________________、__________________与____________________功能的新一代卫星导航与定位系统。

（2）GPS的空间星座由________颗工作卫星、________颗备用卫星组成，在全球的任何地方、任何时间都可监测到________颗以上的卫星。

在GPS导航定位时，要想获得准确的三维信息，必须接收到________颗GPS卫星的信号，它们被称为________________。

（3）全球定位系统可以提供哪些方面的信息？

答案　

（1）全球定位系统　全方位　实时三维导航　定位

（2）21　3　4　4　定位星座

（3）地球表面任何一点的经度、纬度、高程和速度。

知识点拨

　GPS的组成和工作原理

读“GPS卫星定位示意图”，完成下列问题。

（1）全球定位系统主要由空间星座、地面控制系统和用户系统三部分组成。

它具有对海、陆、空进行全方位、实时__________________的功能。

它最初的设计主要是出于________目的。

（2）地面监控系统包括5个________站、1个_________站和3个________站，主要担负着对卫星及其各种设备监测与调控的任务。

（3）用户系统用于接收GPS发射的信号。

GPS接收机包括____________________、____________________等用户设备。

答案　

（1）三维导航与定位　军事

（2）监控　主控　注入

（3）接收机硬件　GPS数据处理软件

解析　地面监控系统包括1个主控站、3个注入站和5个监控站。

在全球的任何地方、任何时间都可以监测到4颗以上的卫星，这就为全天候的全球定位提供了可能。

在用GPS导航定位时，要想获得准确的三维信息（经度、纬度和高程），必须接收到4颗GPS卫星的信号，这4颗卫星称为定位星座。

二、全球定位系统与定位导航

1.定位精度

2.应用

阅读下面的三则材料，分析完成下列问题。

材料一　浓雾协助英法联军创造了“九日奇迹”。

1940年5月24日，德军以“闪电战”攻破马奇诺防线，把40万英法联军包围在法国的敦刻尔克海滩上。

从26日至31日都是大雾天气，浓厚的云雾笼罩在海峡上空，加上油库燃烧形成的黑烟，使德军战斗机找不到轰炸目标。

到4日上午，联军共撤出34.6万人，有人说是浓雾创造了奇迹。

材料二　据有关报道，第二次海湾战争中，伊拉克军方点燃巴格达周围浇灌石油的战壕来阻碍美军事行动，但美专家指出烟雾对美军使用的卫星制导导弹没有任何影响。

材料三　在第二次海湾战争中，许多美国飞行员在被击落后还能得以生还，人们常常惊羡于美国人的神奇。

（1）材料一和材料二中同样是烟雾，为什么能阻滞德军的袭击，而不能对美国的轰炸产生影响？

（2）在材料三中美军是如何确定飞行员的位置并进行救援的？

（3）GPS提供了哪些信息使其能应用于导航？

答案　

（1）“二战”时的德军飞行员依靠人眼的视力发现目标，一旦有低层烟雾出现，人会看不清地面的物体。

而第二次海湾战争中，因为美军采用了全球定位系统（GPS），能提供精密的三维坐标、速度和时间，并且具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性的特点，因而不受烟雾的影响。

（2）美国人用的是GPS技术。

因为当时多国部队是跨国界、跨地区作战，对地理环境相当陌生，仅依靠地图的作用是有限的，正是因为有了手持型GPS接收机的帮助，才使许多美国士兵得以生还。

（3）GPS提供的定位信息主要有经度、纬度和海拔高度。

拓展提升

　全球定位系统的应用

专项提能14　GPS手持机示意图的判读

（1）找功能键。

使用GPS手持机首先要认识各功能键，其次利用功能键找到所需界面。

（2）找位置。

①经纬度位置：

如图所示，GPS接收机所在地的经纬度位置是（32°03′23.2″N,118°45′54.6″E）。

②高度：

如图所示，GPS接收机所在地的高度是17m。

（1）析卫星

搜索到的卫星：

卫星分布图描绘了GPS接收机所处位置（圆心）仰望天空能搜索到的卫星，大圆表示地平线，小圆为抬头以45°角仰望天空的范围，越靠近圆心，卫星信号越强。

（2）析信息

信号强弱：

数字表示被接收到信号的卫星编号，在显示屏下部的黑框条图中，黑条越高，表示接收到的卫星信号越强，如果没有框条，则表示还未收到卫星信号。

GPS手持机的使用方法（参照上图）

（1）首先熟悉并学会使用GPS功能键。

各功能键如上图所示，定位时，选择室外无障碍物的地点，以确保能够同时接收到的卫星数量不低于4颗。

（2）按【开机键】以后，便显示（收星）界面，如图所示。

（3）收到卫星信号后，将显示屏中的界面切换至（数据查询）界面，如图所示，即可了解相关内容。

下图为GPS手持机界面图，界面上的时间为北京时间。

读图，完成

（1）～

（2）题。

（1）此时，持有GPS手持机者所在地形区为（　　）

A.江汉平原B.江淮平原

C.华北平原D.江南丘陵

（2）如果此日全球昼夜平分，那么此地离日落还约有（　　）

A.56分钟B.1小时

C.1小时1分钟D.1小时5分钟

答案　

（1）B　

（2）D

解析　第

（1）题，从手持机界面图上可以看到的信息有：

海拔17米，纬度32°03′23.2″N，经度118°45′54.6″E，北京时间16时59分11秒。

根据经纬度很容易判断该地位于江淮地区。

第

（2）题，如果此日全球昼夜平分，那么该地应该地方时18时日落，根据该地与120°E相差1°14′5.4″，该地地方时比北京时间晚大约5分钟，所以此地离日落还约有1小时5分钟。

教材P97～98　活动探究

提示　我国导航定位技术发展的讨论提纲

小组

讨论主题

A组

我国导航定位技术的发展历程

B组

我国GPS技术在大地测量方面的应用

C组

我国GPS技术在工程测量方面的应用

D组

我国GPS技术在航空摄影测量方面的应用

E组

我国GPS技术在地球动力学方面的应用

……

……

A组　我国导航定位技术的发展历程

我国的航天科技事业在逐步建立和发展中，目标是跻身于世界先进水平的行列，成为世界空间强国之一。

从1970年4月把第一颗人造卫星送入轨道以来，我国已成功地发射了100多颗不同类型的人造卫星，为空间大地测量工作的开展创造了有利条件。

B组　我国GPS技术在大地测量方面的应用

在大地测量方面，利用GPS技术开展国际联测，建立全球性大地控制网，提供高精度的地心坐标，测定和精确大地水准面。

我国建成了平均边长约100千米的A级网，提供了亚米级精度地心坐标基准；在A级网的基础上，又布设了边长为30～100千米的B级网；A、B级GPS网点都联测了几何水准。

为我国各部门的测绘工作，建立各级测量控制网，提供了高精度的平面和高程三维基准。

我国已完成西沙、南沙群岛各岛屿与大陆的GPS联测，使海岛与全国大地网联成一个整体。

C组　我国GPS技术在工程测量方面的应用

在工程测量方面，应用GPS静态相对定位技术，布设精密工程控制网，用于城市和矿区油田地面沉降监测、大坝变形监测、高层建筑变形监测、隧道贯通测量等精密工程。

加密测图控制点，应用GPS实时动态定位技术（简称RTK）测绘各种比例尺地形图和用于施工放样。

D组　我国GPS技术在航空摄影测量方面的应用

在航空摄影测量方面，应用GPS技术进行航测外业控制测量、航摄飞行导航、机载GPS航测等航测成图的各个阶段。

E组　我国GPS技术在地球动力学方面的应用

在地球动力学方面，GPS技术用于全球板块运动监测和区域板块运动监测。

我国已开始用GPS技术监测南极洲板块运动、青藏高原地壳运动、四川鲜水河地壳断裂运动，建立了中国地壳形变观测网、三峡库区形变观测网、首都圈GPS变形监测网等。

GPS技术已经用于海洋测量、水下地形测绘。

我国的《全球定位系统（GPS）测量规范》已于1992年10月1日起实施。

此外，在军事、交通、邮电、地矿、煤矿、石油、建筑以及农业、气象、土地管理、金融、公安等部门和行业，在航空航天、测时授时、物理探矿、资源测定等领域，也都开展了GPS技术的研究和应用。

教材P101～102　活动探究

提示　1.GPS还可以应用在大地测量、地震监测、地形测量、林业测量、水利监测、国土资源调查、城建规划勘测等多个方面，并提高工作效率。

资源调查：

土地探测，如森林区、山坡地违规开发、查报工作。

使用GPS可顺利导航至可疑点，并直接查询、调阅地图等相关资料以用于研究判断。

大地测量：

利用GPS测定地球上任何点（包括地面上和海洋上）的位置并计算其间的距离，以及测定地球重力场和地球形状、大小等。

林业面积测绘：

GPS在林业面积测绘的应用主要有两个方面，一是用于定位造林地块（地块位置和形状）便于在地形图上标注具体的位置；二是利用GPS求算面积。

森林防火：

利用GPS进行火场定位、火场布设、火场面积测量、火灾损失估算，精确度高，安全性强，能够实时、快速、准确地测定火险位置和范围，为防火指挥部门提供决策依据，已被国内外防火机构广泛采用。

监测作物产量：

在联合收割机上配置计算机、产量监视器和GPS接收机，就构成了作物产量监视系统。

对不同的农作物需配备不同的监视器。

例如监视玉米产量的监视器，当收割玉米时，监视器记录下玉米所接穗数和产量，同时GPS接收机记录下收割该株玉米所处位置，通过计算机最终绘制出一幅关于每块土地产量的分布图，再通过和土壤养分含量分布图的综合分析，可以找出影响作物产量的相关因素，从而进行具体的田间施肥等管理工作。

2.略。

3.GPS应用领域及主要功能

GPS应用领域

主要功能

在海洋测绘中的应用

海洋测绘主要包括海上定位、海洋测量和水下地形测量。

对海洋划界、航道测量以及海洋资源勘探与开采、近海工程、海面变化、板块运动以及海啸等研究具有重要作用

在旅游及野外考察中的应用

在旅游及野外考察中，如到风景秀丽的地区去旅游，到原始大森林、雪山、峡谷或者沙漠地区考察，GPS接收机是你最忠实的向导。

利用它，你可以随时知道所在的位置及行走速度和方向，使你不会迷失

在林业管理方面的应用

GPS技术在确定林区面积，估算木材量，计算可采伐木材面积，确定原始森林、道路位置，对森林火灾周边测量，寻找水源和测定地区边界等方面可以发挥其独特的作用

知识小结

2014年南京青奥会上，北斗卫星导航应用技术为赛事提供全面保障。

据此完成1～2题。

1.北斗卫星导航系统除能够提供精确的定位、测速外，还能够提供的服务包括（　　）

①授时　②通信服务　③农作物长势监测　④气温异常监测

A.①②B.③④

C.①④D.②③

2.在应用地理信息系统进行城市道路规划时，最适合作为基准图件的是（　　）

A.行政区划图B.人口密度图

C.遥感影像D.商业分布图

答案　1.A　2.C

解析　第1题，农作物长势监测和气温异常监测通过遥感技术可实现。

第2题，遥感影像能及时真实地反映城市道路现状，以此为基准图件作出的规划才能切合实际。

3.阅读材料，回答问题。

“下一辆车离本站还有1.2千米，约3分钟内到达。

”这是记者2013年在上海公交71路凯旋路站看到的一块约1.1米高、2米长的智能化电子站牌上显示的内容。

2分钟后，电子站牌再次显示：

“下一辆车离本站400米，1分钟内到达。

”40多秒后，记者看到离本站60米开外的一辆71路公交车缓缓驶来。

（1）智能化电子站牌采用了哪一种高新的地理信息技术？

（2）结合其他地理信息技术的使用，电子站牌将会更加智能化。

请你设想一下，电子站牌还可以具备哪些智能化功能？

答案　

（1）GPS技术。

（2）结合地理信息系统等的使用，电子站牌除了能告知乘客下班车位置、到站时间，还可以提供沿途施工、车辆抛锚、天气、新闻、广告等信息；还可以配备数字电视，解除乘客等车时的枯燥乏味。

40分钟课时作业

“因地形，用险制塞”是修筑长城的一条重要经验。

读图结合相关知识，完成1～2题。

1.若乙图所示地区有古长城经过，你认为最可能的位置是（　　）

A.①B.②

C.③D.④

2.考察队员利用手中的GPS信号接收机，不可能完成的任务是（　　）

A.测定古长城的地理位置

B.测量古长城的海拔

C.确定考察队员的行进方向

D.获取古长城毁坏情况的图片

答案　1.B　2.D

解析　第1题，古长城沿山脊的走向分布，根据等高线分布判断①②位于山脊，而①沿等高线分布，②沿山脊走向分布，所以②为古长城经过位置。

第2题，GPS具有定位和导航功能，能测定古长城的地理位置和海拔，确定考察队员的前进方向；而获取古长城的毁坏情况需借助遥感技术。

阅读下列材料，完成3～4题。

在伊拉克战争中，曾经有记者问一位飞行员：

“你知道去轰炸哪个城市吗？

”

飞行员回答：

“不知道。

”

“那你怎么去轰炸呢？

”

“容易。

上级给我一个坐标，我按计算机的指引，投下采用GPS导航的炸弹掉头就走，跟我玩游戏机没啥两样。

”

3.导航炸弹上的GPS接收机可获得工作卫星提供的（　　）

①三维坐标　②速度　③时间　④轰炸城市的位置

A.①②④B.①②③C.②③④D.①③④

4.导航炸弹上的GPS接收机获取信息的过程是（　　）

①工作卫星获取信息　②监控站　③主控站计算和改正参数　④信息注入站　⑤空间卫星　⑥GPS接收机接收信息

A.①—②—③—④—⑤—⑥

B.②—③—④—⑤—⑥—①

C.③—④—⑤—⑥—①—②

D.④—⑤—⑥—①—②—③

答案　3.B　4.A

解析　第3题，GPS接收机可实时计算出炸弹的三维坐标、速度以及时间，但不能提供轰炸城市的位置。

第4题，工作卫星将获取的信息提供给监控站，主控站收集各监控站的信息，经过计算和改正参数提供给注入站，注入站在空间卫星运行至上空时提供给空间卫星，空间卫星将各项数据传递给GPS接收机，GPS接收机接收信息。

读“我国地壳运动观测网图”，回答5～6题。

5.对地壳运动进行精确观测采用的主要技术是（　　）

A.遥感技术B.全球定位系统

C.地理信息系统D.数字地球

6.根据观测站的分布特点判断，建立地壳运动观测网最主要的目的是（　　）

A.泥石流、滑坡的监测和预报

B.大地高程测量

C.地震监测和预报

D.电离层研究

答案　5.B　6.C

解析　图中对地壳运动进行精确观测的基准站、基本站与区域站在我国分布的范围较广，但又相对集中在我国地质不稳定的地区，显然是通过对地壳运动的精确观测，判断各站点之间的距离位移，进行地震监测和预报。

而各站点之间的距离位移测量则需要用GPS技术。

读下图，回答7～8题。

7.上图是一款具备GPS功能的手机显示信息，该手机的出现说明了（　　）

A.GPS技术已经成为人们日常生活的必备工具

B.随着GPS技术的普及，民用GPS技术发展很快

C.只有名牌的手机厂商才有能力开发GPS手机技术，中国目前还没有掌握此技术

D.手机GPS导航不需要通过GPS卫星，有手机信号就行

8.手机GPS的出现，说明GPS逐渐走进了人们的日常生活，成为人们出行、旅游、探险的好帮手，其原因主要是（　　）

A.GPS手机成为时尚

B.GPS技术可以帮助人们选择最合适的旅游路线，降低旅游成本

C.GPS技术可以扩大人们的出行范围

D.GPS技术可使旅游者更具安全感

答案　7.B　8.B

解析　第7题，GPS有定位、导航的功能，接收信号时，需要卫星进行定位；GPS手机的出现，说明GPS已融入人们的生活，但并不是人们日常生活的必备工具；中国目前已掌握了GPS手机的研发技术。

第8题，GPS技术可以帮助人们选择最合适的旅游路线，降低旅游成本，成为人们出行、旅游、探险的好帮手。

目前，发达国家已开始把GPS技术引入农业生产，即所谓的“精准农业耕作”。

结合所学知识，完成9～10题。

9.GPS在“精准农业耕作”中可（　　）

①获取农田信息

②分析处理获取的信息

③决策管理措施

④将产量和土壤状态信息装入带GPS设备的喷药、施肥设备

A.①②③④B.①④

C.②③④D.①②

10.“精准农业”与“石油农业”相比，可（　　）

A.忽视农田内农作物的差异

B.对同一农田内的作物统一施药

C.在不减产的情况下，增加生产成本

D.降低因施肥、除虫对环境造成的污染

答案　9.B　10.D

解析　该组题主要考查GPS系统在农业中的应用。

第9题，GPS主要是获取空间数据以进行空间定位，而决策管理措施是人的工作。

第10题，“精准农业耕作”就是将GPS技术引入农业生产实施精准耕作，可以在尽量不减产的情况下，降低生产成本，有效避免资源浪费，降低因施肥、除虫对环境造成的污染。

下图是华北地区某地实测的海拔高度数据分布。

读图回答11～12题。

11.测量图中各地海拔，所用最精准、便捷的技术是（　　）

A.遥感B.全球定位系统

C.数字地球D.地理信息系统

12.对图示区域地理特征的描述，正确的是（　　）

A.海拔：

甲>丙B.坡度：

甲>乙

C.气温：

丙>丁D.降水：

乙>丁

答案　11.B　12.D

解析　第11题，全球定位系统可以测量一个地区的精确的三维坐标，即经度、纬度、海拔等。

第12题，将图中高度相同的点连线，即可得到等高线地形图。

由图可知，甲的海拔在200～300米之间，而丙在500～600米之间；甲坡等高线较乙坡稀疏，坡度较小。

丙的海拔较丁高，正常情况下气温较低。

乙坡位于东坡，是东南季风的迎风坡（华北地区），而丁坡位于西坡，处于背风坡，所以乙坡的降水较多。

13.2013年4月16日，一艘“MVSuez”号商船在支付210万美元赎金后被索马里海盗释放，后来又险遭另一帮海盗打劫，于是印度与巴基斯坦分别派出军舰“戈达瓦里”号及“巴布尔”号护航。

结合所学知识回答下列问题。

（1）被劫船只能迅速接近护航军舰，得益于地理信息系统中的________（简称）系统。

为什么？

（2）该系统可以向用户提供船舶的哪些基本信息？

（3）若你是某物流公司（经营货物流通与运输的企业）的总经理，你将如何在物流GPS网络平台上利用GPS系统来提高物流企业的工作效率与质量？

答案　

（1）GPS　它可以向航海管理中心发送自己的位置和航向，并获得护航舰艇编队的位置。

（2）船舶的位置、航速、航向和时间信息；航图、航迹显示。

（3）当货主交付货物后，将GPS设备与货物捆绑在一起运输，然后提供给货主提货单和GPS网络查询密码；当货物装上运输车辆后，货主和物流公司都可以随时随地通过网络按货单号和密码查询货物当前的运输位置，从而提高物流企业的工作效率与质量。

解析　第

（1）题，“迅速”是关键词，得益于定位导航系统，它可以向航海管理中心发送自己的位置和航向。

第

（2）题，“基本”是关键词，可根据教材相关知识回答。

第（3）题，由于GPS接收机在接受工作卫星发出信号的同时，也可以把其所在地点的经纬度、海拔、速度等信息不停地发送给工作卫星，因此与电子地图配合，可以随时查询货物的位置、运动方向和速度等信息。

因此，利用GPS系统的工作原理和定位方法，物流公司可以对货物的运输进行合理调配，提高工作效率和质量。

14.阅读下列材料，回答下列问题。

材料一　国内的汽车租赁业务起步较晚，骗租、骗盗、逾期不还车、租金无法收回、超出约定范围行驶等行为时有发生，成为目前制约国内汽车租赁行业发展的主要原因。

由深圳卫通达公司开发完成的GPSONE系统已经率先为汽车租赁行业的科学化管理进行实践，实现了与多种现代化技术手段的有机结合，很好地解决了制约我国汽车租赁业发展的难题，在为汽车租赁业提供安全护航的同时，也为汽车租赁业的规范化经营奠定了基础。

材料二　2010年4月14日，上海世博会重点营运车辆GPS联网系统正式开通，不仅为上海世博会道路运输安保工作提供了有力保障，也标志着我国道路运输信息化水平迈上了新台阶。

（1）汽车租赁中心要随时掌握每一辆已租汽车的位置，利用的是哪一种地理信息技术（　　）

A.RSB.GIS

C.GPSD.DOS

（2）根据自己的理解，说明GPS对行车的积极作用。

（3）根据材料二，世博会期间上海出租车司机要想使自己的车子跑得快，获得较多收入，他的车上要安装什么？

应用的是什么地理信息技术？

答案　

（1）C

（2）规划最佳行车路线，引导驾驶；及时掌握道路交通状况，了解出行目的地停车状况等。

（3）他的车上要安装GPS接收机。

应用全球定位系统（GPS）和地理信息系统（GIS）。

解析　

（1）要掌握汽车的位置，需对它进行准确空间定位。

全球定位系统就是通过利用GPS卫星星座、地面监控系统和GPS接收机等组成部分完成定位导航功能的。

（2）要注意GPS信号传递中三者之间的关系和GPS对汽车的定位与导航作用。

正因如此，GPS可为行车提供路线选择、引导行驶等功能。

（3）出租车司机要想跑得快、多拉客人多收入，他就必须要随时知道自己的位置和各个路段车辆的多少及他所跑的路线，所以他要应用全球定位系统和地理信息系统，车上要安装GPS接收机。