湘教版 必修3第三章地理信息技术应用第三节全球定位系统及其应用学案8页

2020-2021学年高二上学期地理
湘教版 必修 1第三章地理信息技术应用
第三节全球定位系统及其应用学案
[学习目标] 1.了解全球定位系统(GPS)的概念、基本组成和工作过程。2.能运用实例，说明 GPS的
主要应用领域。3.了解 GPS接收机的主要种类和用途。
一、全球定位系统
1．概念：简称 GPS，是具有在海、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：21颗工作卫星、3颗备用卫星。
(2)地面监控系统：1个主控站、3个注入站、5个监控站。
(3)用户系统：GPS接收机包括接收机硬件、GPS数据处理软件等用户设备。
3．GPS接收机
(1)功能：用于接收 GPS卫星发射的信号。
(2)种类Error!
二、全球定位系统与定位导航
1．特点：全天候、高精度、自动测量。
2．主要功能：定位和导航。
3．应用：最初用于军事，目前已扩展到以下领域：
(1)交通、邮电、地矿、建筑、农业、气象、土地管理、金融、公安等部门和行业。
(2)监测地壳的微小移动，帮助预报地震。
(3)与 GIS、RS结合，为资源调查、工程管理、精细农业服务等。
教材 P96　图 3－44　GPS空间星座
阅读时可结合下列问题进行：
(1)GPS空间卫星分布在几个轨道上？每相邻两个轨道间的夹角是多少？每个轨道有几颗 GPS卫星？
(6　60°　4)
(2)在 GPS系统中，共有多少颗 GPS卫星？它们都是工作卫星吗？(24　不是，有 3颗是备用卫星)
(3)要确定某点的三维信息至少需要几颗 GPS卫星提供信号？(4)

主题一　　全球定位系统
春节前夕的最后一次航天发射，以北斗三号“一箭双星”的完美入轨告终。这是北斗三号的第五和
第六颗卫星，也是整个北斗卫星导航系统的第二十八和第二十九颗卫星。2018年，北斗卫星导航系统工程
迎来了高密度发射的组网年。按照计划，今年长三甲系列运载火箭将通过 10次飞行，将 18颗北斗导航卫
星送入轨道。
(1)我国北斗卫星导航系统最基本的功能是什么？
试答：定位和导航。
(2)如何确定地物的精准位置？
试答：确定地物的经度位置、纬度位置和海拔即可。
全球定位系统的功能、工作过程、用途及特点

GPS接收机界面解读
一般在 GPS接收机上能读出以下几项信息，以右图为例：
(1)经纬度位置：如图所示，GPS 接收机所在的经纬度位置是(39°58′27.9″N,116°18′50.2″E)。
(2)高度：如上图所示，GPS接收机所在的高度是 H＝109 m±5.7 m，即为 103.3 m～114.7 m。
(3)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，图片表示当前能搜索到第
02、07、08、11、20、27、28、31号八颗卫星。卫星号是卫星发射时的序号，最大序号已经大于 24。
(4)信号强弱：数字表示被接收到信号的卫星编号，黑色柱的长短表示信号强弱。图片表示接收到第
02、07、08、11、20、27、28、31号八颗卫星的信号，其中第 02号和第 20号卫星的信号比较弱。
1．思考领悟

(1)三维坐标就是我们平时所说的地理位置吗？
提示：我们平常所说的地理位置包括多种类别，如海陆位置、经纬度位置、经济地理位置等，其中
经纬度位置仅是二维坐标，而三维坐标是由经度、纬度和海拔组成的。
(2)在 GPS汽车导航系统中，信息在汽车、卫星和服务中心之间是怎样传递的？
提示：在 GPS 汽车导航系统中，汽车中的 GPS 用户设备接收了 GPS 卫星信息；解算出本车的位置、
速度等信息，并通过无线电信号传递至服务中心，服务中心再根据汽车所在位置，及时通过语音提示为汽
车导航。
2．题组实践
GPS 最初是为军事应用而建立的，至今仍然由美国国防部控制。下图是装备了军用 GPS 接收机的美
国驻伊士兵图。结合所学知识完成(1)～(3)题。
(1)获取 GPS观测数据的是(　C　)
A．空间卫星 B．主控站
C．监控站 D．信息注入站
解析：监控站的功能是获取 GPS卫星的观测数据并传给主控站。
(2)配备 GPS接收机的美国士兵随时都可获得工作卫星提供的(　B　)
①三维位置 ②三维方向
③运动速度和时间 ④伊军士兵位置
A．①②④ B．①②③
C．②③④ D．①③④
...