第一節(jié) 全球定位系統(tǒng)的應用
目的：
了解GPS原理
了解GPS在各個部門中的應用
重點與難點：
GPS應用
過程：
地理信息技術是現(xiàn)代地理科學研究的主要技術手段之一 ，包括：GPS、RS、GIS，三者的結合即為數(shù)字地球。
[問題]你對GPS了解多少？
GPS定位原理是什么呢？[閱讀]探索活動。
實際上三顆衛(wèi)星即可實現(xiàn)定位，但為了提高精度，減少誤差，一般要求四顆，用于定位的四顆衛(wèi)星即為定位星座。
一、全球定位系統(tǒng)
1、介紹：GPS，美國從本世紀 70年代開始研制，歷時20年，耗資200億美元，于1994年全面建成，具有在海、陸、空進行全方位實時三維導航與定位能力的新一代衛(wèi)星導航與定位系統(tǒng)。目前的全球覆蓋率為98%，它能夠實時測量“四度”：經度、緯度、高度、速度。
2、組成：
（1）空間部分：使用24顆高度約2.02萬千米的衛(wèi)星組成衛(wèi)星星座。21+3 顆衛(wèi)星均為近圓形軌道，運行周期約為11小時58分，分布在六個軌道面上（每軌道面四顆），軌道傾角為55度。衛(wèi)星的分布使得在全球的任何地方，任何時間都可觀測到四顆以上的衛(wèi)星，并能保持良好定位解算精度的幾何圖形。這就提供了在時間上連續(xù)的全球導航能力。
（2）地面監(jiān)控部分包括四個監(jiān)控間、一個上行注入站和一個主控站。監(jiān)控站設有GPS用戶接收機、原子鐘、收集當?shù)貧庀髷?shù)據(jù)的傳感器和進行數(shù)據(jù)初步處理的計算機。監(jiān)控站的主要任務是取得衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)并將這些數(shù)據(jù)傳送至主控站。主控站設在范登堡空軍基地。主控站主要任務是收集各監(jiān)控站對GPS衛(wèi)星的全部觀測數(shù)據(jù)，利用這些數(shù)據(jù)計算每顆GPS衛(wèi)星的軌道和時鐘改正值。上行注入站也設在范登堡空軍基地。它的任務主要是在每顆衛(wèi)星運行至上空時把這類導航數(shù)據(jù)及主控站的指令注入到衛(wèi)星。這種注入對每顆GPS衛(wèi)星每天進行一次。
（3）用戶設備：GPS接收機。
P78和P80圖。
二、GPS應 用：
1、特點：全天候、高精度（民用碼：利用差分技術，可以得到小于5米的精度）、自動測量、實時性。
2、功能：
（1）定位：
（2）導航：是一個技術門類的總稱，它是引導飛機、船舶、以及個人安全、準確地沿著選定的路線，準時到達目的地的一種手段。
導航的基本功能是回答三個問題：
我現(xiàn)在在哪里？我要去哪里？如何去？
3、具體應用：定位與導航。
[問題]你了解哪些應用？或者根據(jù)其定位與導航功能你能想到有哪些應用？
軍事：1999年科索沃戰(zhàn)爭中大量使用。
后方司令部可通過全球定位系統(tǒng)，時刻掌握在前線的特種部隊的位置。隊員一旦面臨危險，立刻派出救援部隊，在空中待命的導彈輸入數(shù)據(jù)，就可對敵方進行精度達10M的轟炸。
測繪：有哪些優(yōu)勢？有哪些具體應用領域？
交通：關鍵是導航
救援：關鍵是定位
農業(yè)：精準農業(yè)耕作：什么是精準農業(yè)耕作？其優(yōu)勢在哪里？
娛樂：
案例研究：問題： 反映了哪些用途？為什么能夠粗準地飛行？
鞏固練習
3.1全球定位系統(tǒng)的應用 測試題
單項選擇題
1 全球定位系統(tǒng)簡稱（ ）
A RS B GDP C GIS D GPS
2 下列不屬于全球定位系統(tǒng)的特點的是（ ）
A 精確度較小 B 高精度 C 自動測量 D全天候
3 全球定位系統(tǒng)的空間部分使用24顆衛(wèi)星。衛(wèi)星軌道均為近圓形，運行 周期約為（ ）
A 24小時 B 23小時56分4秒 C 11小時58分 D 12小時
4 衛(wèi) 星分為天然衛(wèi)星和人造衛(wèi)星。其共同點是衛(wèi)星都圍繞（ ）作周期性運動。
A 恒星 B 行星 C 星云 D 星座
5 全球定位系統(tǒng)的功能描述錯誤的是（ ）
A 可以獲得某點的經緯度 B 可以判斷兩點間的方位
C 能夠獲得某點的海拔 D 不能用于飛機導航
6 關于GPS，敘述錯誤的是（ ）
A 6個軌道面上有24顆衛(wèi)星
B 接收機收到3顆衛(wèi)星的信息，就可以確定接收機所在地點的位置
C 接收到4顆或4顆以上衛(wèi)星的信息，就可以計 算出運動中的接收機的運動速度
D 任何時間、任何地點都可以觀測到其中的3顆衛(wèi)星
7關于GPS，敘述錯誤的是（ ）
A GPS是利用衛(wèi)星進行定位、導航的系統(tǒng)，會受到太陽活動、天氣、地形的影響
B GPS包括三部分，即空間部分、地面監(jiān)控系統(tǒng)第用戶設備部分
C GPS衛(wèi)星星座是由工作中的21顆衛(wèi)星組成
D 野外旅行時，只要擁有GPS信號接收機，就可知道自己所處的經緯度
8 某同學迷路了，于是手持GPS接收機，向右移動一段距離后，讀數(shù)發(fā)生如下變化，移動前（36 °58 ′27.8″N，116°18′50 ″E），移動后（36°58′27.9″N，116°18′50″E）,他移動的方向是( )
A 東 B 西 C 南 D 北
9 利用GPS可以( )
A 進行自然資源調查和環(huán)境監(jiān)測
B 監(jiān)測地球板塊運動狀態(tài)和地殼變形
C 預報自然災害，對農作物估產
D 處理和管理地理數(shù)據(jù)，方便用戶查詢檢索
10 下列工程或項目 的開展，以應用全球定位系統(tǒng)為主的是（ ）
（1）森林火災和病蟲害監(jiān)測 （2）香港地理信息系統(tǒng)的建立
（3）中國地殼運動觀測網(wǎng)絡工程 （4）大型集裝箱貨輪和巨型油輪航行
（5）海底油氣資源勘探 （6）在逃犯駕駛汽車逃竄的監(jiān)控
A （1）（2）（3） B （3）（4）（6） C （3）（4）（5） D （1）（3）（6）
北約部隊一架F-117A隱形戰(zhàn)斗機被南聯(lián)盟防空部隊擊落，飛行員跳傘后在腳觸地的一剎那，通過手持式信號發(fā)射器發(fā)出緊 急呼救信號，當間諜衛(wèi)星把呼救信號傳送到北約指揮所后，美軍立即安排了救援行動。6小時后，一架MH-60C搜索與救援直升機降落在飛行員面前，而后安全返回基地。據(jù)此回答11?12題。
11 飛行員發(fā)出的呼救信號是（ ）
A GIS系統(tǒng)信號 B GPS 系統(tǒng)信號 C RS系統(tǒng)信號 D 電視信號
12 北約轟炸科索沃地區(qū)時，可利用如下哪種技術系統(tǒng)對目標準確進行轟炸（ ）
A GIS系統(tǒng)信號 B GPS 系統(tǒng)信號 C RS系統(tǒng)信號 D 電視信號
二、綜合題
13、在野外如果迷失了方向，你有哪些方法辨向？（列舉幾例）其中最簡單、最精確的方法是什么？
14（05年上海）
（1）根據(jù)三顆衛(wèi)星提供的資料，運用數(shù)學原理可以計算出地面靜止物體的位置。如右圖所示有4顆衛(wèi)星提供資料，除可進一步提高衛(wèi)星的定位精確度外，還可以迅速計算出__________物體的空間位置。
（ 2）下列選項中可以應用GPS技術的有（多項選擇）__________。
A、導彈發(fā)射的精確制導
B、珠穆拉瑪峰高程的精確測量
C、人口出生率、死亡率的統(tǒng)計
D、人口密度和商業(yè)網(wǎng)點布局的相關分析
附參考答案：
題號123456
答案DACBDD
題號789101112
答案CDBBBB
13
太陽 北極星 手表 指南針 樹輪 GPS
14
（1）運動
（2） AB
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