第三节 全球定位系统及其应用教学设计

全球定位系统及其应用

教学目的：

1.了解GPS原理。

2.了解GPS在各个部门中的应用。

重点与难点：

GPS应用

教学过程：

地理信息技术是现代地理科学研究的主要技术手段之一，包括：GPS、RS、GIS，三者的结合即为数字地球。[来源:Z。xx。k.Com] [问题]你对GPS了解多少？

GPS定位原理是什么呢？[阅读]探索活动。[来源:学科网ZXXK] 实际上三颗卫星即可实现定位，但为了提高精度，减少误差，一般要求四颗，用于定位的四颗卫星即为定位星座。

一、全球定位系统

1、介绍：GPS，美国从本世纪70年代开始研制，历时20年，耗资200亿美元，于1994年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。目前的全球覆盖率为98%，它能够实时测量“四度”：经度、纬度、高度、速度。

2、组成：[来源:学,科,网] （1）空间部分：使用24颗高度约2.02万千米的卫星组成卫星星座。21+3颗卫星均为近圆形轨道，运行周期约为11小时58分，分布在六个轨道面上（每轨道面四颗），轨道倾角为55度。卫星的分布使得在全球的任何地方，任何时间都可观测到四颗以上的卫星，并能保持良好定位解算精度的几何图形。这就提供了在时间上连续的全球导航能力。[来源:Zxxk.Com] （2）地面监控部分包括四个监控间、一个上行注入站和一个主控站。监控站设有GPS用户接收机、原子钟、收集当地气象数据的传感器和进行数据初步处理的计算机。监控站的主要任务是取得卫星观测数据并将这些数据传送至主控站。主控站设在范登堡空军基地。主控站主要任务是收集各监控站对GPS卫星的全部观测数据，利用这些数据计算每颗GPS卫星的轨道和时钟改正值。上行注入站也设在范登堡空军基地。它的任务主要是在每颗卫星运行至上空时把这类导航数据及主控站的指令注入到卫星。这种注入对每颗GPS卫星每天进行一次。

（3）用户设备：GPS接收机。

P78和P80图。

二、GPS应用：

1、特点：全天候、高精度（民用码：利用差分技术，可以得到小于5米的精度）、自动测量、实时性。

2、功能：

（1）定位：

（2）导航：是一个技术门类的总称，它是引导飞机、船舶、以及个人安全、准确地沿着选定的路线，准时到达目的地的一种手段。

导航的基本功能是回答三个问题：

我现在在哪里？我要去哪里？如何去？[来源:学科网ZXXK] 3、具体应用：定位与导航。

[问题]你了解哪些应用？或者根据其定位与导航功能你能想到有哪些应用？

军事：1999年科索沃战争中大量使用。

后方司令部可通过全球定位系统，时刻掌握在前线的特种部队的位置。队员一旦面临危险，立刻派出救援部队，在空中待命的导弹输入数据，就可对敌方进行精度达10M的轰炸。

测绘：有哪些优势？有哪些具体应用领域？

交通：关键是导航

救援：关键是定位

农业：精准农业耕作：什么是精准农业耕作？其优势在哪里？

娱乐：

案例研究：问题：反映了哪些用途？为什么能够粗准地飞行？

课后巩固

一、选择题

1．全球定位系统包括的三大部分是（

）

A．空间部分、地面控制部分、地下控制部分

B．坐标、速度、时间

C．空间星座、地面监控系统、用户系统

D．主控站、注入站、监控站

2．下列关于全球定位系统的叙述，正确的是（

）

A．它不属于信息技术

B．它属于遥感技术

C．它由信息源、数据处理、数据库、空间分析、表达等主要程序组成

D．它具有全球性、全天候、连续性和实时性的特点

3．“导航、授时和测距全球定位系统”(GPS)由24颗卫星组成，分布在6个轨道平面上绕地球运转，接受并传递信息。如果要确定一个人(或船只、车辆、飞机等)所处的经纬度位置，使用的卫星不能少于（

）

A．

1颗

B．2颗

C．3颗

D．6颗

4．下面关于甲、乙两区域卫星图像的解析，正确的是（

）

A．甲区域位于乙区域的西北方向

B．甲区域为温暖广阔的浅海，渔业和石油资源丰富

C．乙区域分布有世界最大的热带雨林区，但破坏较为严重

D．甲、乙区域均是热带草原，牧场广阔、牛羊成群

5．图是卫星甲和卫星乙在某一时刻所覆盖的区域．其服务范围大小是（

）

A．甲等于乙

B．甲大于乙

C．甲小于乙

D无法确定

6．全球定位系统功能在于（

）

A．为各类用户提供精密的三维坐标

B．为用户提供飞机遥感影像

C．为用户提供卫星遥感图像

D．供用户随时查询有关地理信息

7．能够为在无人区进行科学考察的科技工作者全天候提供本人具体地理位置的技术是（

）

A．RS技术

B．GIS技术

C．GPS技术

D．CSM技术

8. GPS系统是哪些技术的结晶（

）

①航空航天技术

②无线电通信技术

③计算机技术

④基因工程

A. ①②④

B. ①③④

C. ②③④

D. ①②③

9. 配备GPS接收机的美国士兵随时都可获得工作卫星提供的（

）

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