1、1第一节 全球定位系统的应用一、全球定位系统(GPS)1概念利用卫星网络来获得地面某点经纬度和高程的系统。2组成(1)空间部分：组成：6 个轨道面上的 24 颗卫星。功能：任何地点、任何时间都可观测到 4 颗以上卫星，并接收无线电发射机连续播发的 GPS 信号。(2)地面监控系统：1 个主控站：收集各监控站 GPS 卫星的全部观测数据；计算 GPS 卫星轨道与卫星时钟数据。3 个注入站：将导航数据及主控站的指令注入每颗 GPS 卫星。5 个监控站：GPS 卫星观测数据采集中心，并将数据传送至主控站。(3)用户设备：组成：GPS 接收机。原理：工作卫星不间断地发送与定位相关的参数和时间信息，GP
2、S 接收机收到信息后，计算求出所在点的三维坐标、速度及时间。二、全球定位系统的应用1GPS 的特点全天候、高精度、自动测量。2GPS 的主要功能定位和导航。3GPS 的应用(1)军事：GPS 最初建立的目的是为军事应用。(2)测量：具有测量精度高；操作简便；便于携带；全天候操作；信息自动接收、存储等优势。(3)交通：GPS 可对车辆进行跟踪、调度管理，合理分配车辆，从而降低能源消耗，节省营运成本。(4)救援：GPS 可对消防人员、救护人员、交通警察进行应急调遣。(5)农业：GPS 引入农业生产后产生了“精准农业耕作” 。(6)娱乐：GPS 走入了人们的日常生活，成为人们出行、旅游、探险的好帮手
3、。2温馨提示 全球定位系统的突出优点由于 GPS 卫星信号传播和接收不受天气等因素的影响，因此 GPS 具有海陆空全球性、全天候、全能性、连续性、实时性等优点。知识点(一)|全球定位系统 情景导入先思考 唐僧师徒前往西天取经，跋山涉水整整一天，还是前不着村后不着店，眼看太阳就要落山了，唐僧欲派悟空前去打探附近有没有寺庙，不料八戒拿出 GPS 接收机，找到了最近、最安全的路线你知道什么是 GPS 吗？它由哪几部分组成？提示：GPS 是利用卫星网络来获得地面某点经纬度和高程的系统。它由空间部分、地面监控系统和用户设备部分组成。 图表信息想周到 (教材 P75 图示)GPS 接收机的信号解读图信息获
4、取(1)图中接收机显示的位置是经度：1161850.2E，纬度：395827.9N，海拔：109 m。(2)本图中接收机所在位置仰望天空搜索到的卫星有_8_颗，其中 8 号、11 号、28 号三颗卫星的信号较强。(3)GPS 定位获取的三维信息与我们通常所说的地理位置有何不同？提示：三维信息是指接收机所在地的经纬度和高程，我们通常所说的地理位置除经纬度位置、海拔高度外，还包括该地的海陆位置、经济地理位置等。3 核心要点掌握好 一、全球定位系统的组成及其关系二、GPS 的基本工作原理工作卫星不间断地发送自己的星历参数和时间信息，用户接收到这些信息后，经过计算，求出接收机的三维位置、三维方向以及运
5、动速度和时间信息。具体如下图所示： 应用体验不可少 国新办 2017 年 12 月 27 日举行新闻发布会，介绍北斗系统开通五周年有关情况。中国卫星导航系统管理办公室主任、北斗卫星导航系统发言人冉承其在会上指出，中国北斗和美国 GPS 系统在国际电联的框架下已经全面实现了兼容，2015 年，中俄双方也达成了北斗和格洛纳斯系统的兼容和互操作，跟伽利略系统也正在协调。据此回答 12 题。1GPS 最初是为军队应用而建立的，提供美国士兵配备的 GPS 接收机接收到信号的空间卫星至少( )A3 颗 B4 颗C5 颗 D6 颗2我国北斗卫星导航系统除能够提供精准的定位和导航外，还能够提供的服务有( )授
6、时 测速 农作物长势监测 气温异常监测A BC D解析：1.B 2.A 第 1 题，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。第 2 题，我国北斗卫星导航系统除能够提供精准的定位和导航外，还能够进行授时和测速。农作物长势监测应用的是遥感技术，气温异常监测应用的是气象卫星。全球定位系统(GPS)是利用卫星在全球范围内实时进行导航、定位的系统。据此完成434 题。3GPS 与地图最基本的差异是( )A空间模型 B数据模型C阅读速度 D空间分析能力4通常确定地球上任何一点的地理位置应该具备以下三个数据( )A经度、距离、海拔B经度、
7、纬度、海拔C纬度、相对高度、距离D到两极、赤道的距离和等高线解析：3.B 4.B 第 3 题， GPS 是一种数据模型。第 4 题，每一个地点都是一个三维空间，即包括经度、纬度和海拔。知识点(二)|全球定位系统的应用 情景导入先思考 挪威首都奥斯陆曾发生过一起救护车失窃事件。当时窃贼在奥斯陆市中心发现一辆救护车上空无一人，而且车门敞开，于是蹿上汽车扬长而去。没想到，他还没开多远就听见身后的警笛声越来越响，再抬头一看，空中竟然还有一架警察直升机在他头顶盘旋。原来，这辆救护车上安装了 GPS 设备。(1)请描述出警察抓捕盗车贼的信息在 GPS 系统中各组成部分间的传递过程。提示：被盗救护车上的 G
8、PS 将其三维坐标、运动速度和方向提供给空间星座，空间星座将信息传递给监测站，监测站将数据传递给主控站，主控站将数据传递给警方的 GPS。(2)警察是如何追上窃贼的？提示：当救护车司机发现车辆被盗时，立即报警；警方启动 GPS 监控系统和该市的电子地图，确定被盗车辆的位置、速度以及航向等信息，传递给警方，警方结合 GIS 系统，确定最佳抓捕路径并提供给地面警车和直升机驾驶员实施抓捕。 核心要点掌握好 一、GPS 技术的特点优势 含义全能性不管是陆地上，还是海洋上，都可以依靠 GPS 进行定位导航；不管是航空活动还是航天活动(低轨航天器)，都可以使用 GPS 进行定位导航全球性 GPS 所服务和
9、覆盖的空间范围，遍及地球上的每一个角落全天候 不管是在什么样的气象、气候条件下，都能提供服务连续性 GPS 能够连续不断地提供定位导航服务实时性 GPS 提供的信息是瞬时的、同步的，不是历史上的、过去的信息二、全球定位系统的应用领域5全球定位系统被广泛地应用于各种领域，在应用时主要利用了其定位和导航功能。具体如下表所示：应用领域功能表现具体用途军事定位导航主要用来给航行中的军舰、飞机及导弹提供定位和导航信息，同时也广泛应用于野外军事行动中单兵和移动装备定位及跟踪测量 定位 GPS 技术已广泛应用于大地测量、资源勘察、地壳运动观测、地基测量交通定位导航对车辆进行跟踪、调度管理，从而以最快的速度响
10、应用户的乘车或配送请求，降低能源消耗，节省运行成本救援 定位可对消防人员、救护人员、交通警察进行应急调遣，从而提高紧急事件处理部门对火灾、犯罪现场、交通事故等的响应效率农业 定位 实施“精准农业”及捕鱼娱乐定位导航是出行、旅游、探险的好帮手，利用 GPS 技术，可以在陌生的城市迅速找到目的地，选择最优行驶路线区域地理研究在区域环境中利用较多的功能是导航服务，地面监控系统把信息传给 GPS卫星，得出考察点的地理位置和高程，获得精准数据，从而确定位置和前进方向，进而导航 方法技巧很重要 “3S”技术的选取方法技术手段 应用过程 实质RS 收集信息的感知手段 “看”一面GIS 分析、对比、计算数据源
11、 “想、算”一面GPS 定位、导航 定“点”(单个、多个)在做从“3S”技术中选取适当手段之类的题目时，看其工作对象是“点”还是“面” ，是“点”则选用 GPS，如导航、珠峰高度测量等，如果是“面”则需看突出监测方面还是需处理计算才能得出结果，如果监测森林火灾则应选用 RS，要在某城市规划大型商业中心应选用 GIS。 应用体验不可少 物流公司是经营货物流通与运输的企业。在承运货物中，物流公司建立物流 GPS 网络平台，当货主交付货物后，物流公司将 GPS 设备与货物捆绑运输，并提供给货主提货单和GPS 网络查询密码。据此完成 12 题。1当货物装到运输车辆后，货主和物流公司都可以随时随地通过
12、GPS 网络按货单号和6密码查询( )A物流公司的地理位置 B货物所在地的天气C货物当前的运输位置 D货主所在的地理坐标2驾驶员利用车载 GPS 设备( )A上因特网浏览信息 B制定运输路线C接收天气预报 D了解货运行情解析：1.C 2.B 第 1 题，货主和物流公司可以随时随地通过 GPS 网络按货单号和密码查询货物当前的运输位置。第 2 题，驾驶员利用车载 GPS 设备，输入货物运输的起止点，可以制定运输路线。3随着我国小汽车的日益增多，汽车 GPS 导航服务已成为一种新兴的服务，汽车 GPS导航定位管理系统主要由车载 GPS 自主定位，结合无线电通信系统对车辆进行调度管理和跟踪。该业务已
13、经应用于城市公共汽车(出租车)调度管理、家用汽车出游导航等。下图为GPS 工作原理图。读图回答下列问题。(1)根据材料说出 GPS 的主要功能。(2)目前，我国部分大城市堵车现象较严重。GPS 对开车出行有什么作用？(3)旅游行车途中有突发事件时，GPS 可以发挥什么作用？解析：第(1)题，GPS 的主要功能是定位、导航，可为用户提供精确的位置信息，为行驶提供明确的方向。第(2)题，利用 GPS 可引导驾驶，掌握前方路况。第(3)题，旅游行车途中遇到突发事件时，利用 GPS 可把自己的位置告知施救人员；施救人员也可利用 GPS 找到受困人员的位置，并获得实施救援的最佳路线。答案：(1)为用户提
14、供精确的三维坐标(经度、纬度、高程)和道路行进方向。(2)引导驾驶；随时掌握前方路况，提高出行效率。(3)确定突发事件的位置；为要赶赴突发事件现场的车辆、人员选择最佳路线并进行导航，有利于有关人员及时到达现场，处理、控制突发事件。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。右图是装备了军用 GPS 接收机的美国驻伊士兵图。据此回答 13 题。1获取 GPS 系统观测数据的是( )A空间卫星 B主控站7C监控站 D注入站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( )三维位置 三维方向 运动速度和时间 伊军士兵位置A BC D3配备 GPS 接收机的美国士兵，获取
15、信息的过程是( )工作卫星获取信息 监控站 主控站计算和改正参数 注入站 空间卫星 GPS 接收信息ABCD解析：1.C 2.B 3.A 第 1 题，监控站的功能是获取 GPS 卫星的观测数据并传给主控站。第 2 题，美国士兵可获得工作卫星提供的自身所在地点的三维位置、三维方向、运动速度、时间信息，不包括伊军士兵的位置。第 3 题，GPS 的工作过程，首先是工作卫星获取信息，然后传给监控站再由监控站传给主控站，经计算和改正参数后由注入站注入空间卫星就可传给用户，用户用 GPS 接收机接收信息。在“神舟六号”的飞船返回舱座椅的边上，放置着两个白色的包，这就是飞船紧急情况下着陆时保护航天员生命安全
16、的救生包，在救生包中有 GPS 定位仪等。据此回答 45 题。4救生包中 GPS 定位仪的作用是( )A随时知道所在地的地理坐标B随时知道所在地的气候C随时知道所在地的天气D随时知道所在地的季节5目前 GPS 的主要功能是( )A定位和导航 B定位和找矿C天气预报 D地质测量解析：4.A 5.A 第 4 题，飞船返回舱着陆时，航天员可利用 GPS 定位仪，随时知道着陆地的地理坐标。第 5 题，目前，GPS 的最主要应用是在定位和导航方面。6关于全球定位系统在交通运输中的作用的说法，不正确的是( )A车辆跟踪 B合理分配车辆C降低能耗 D提高营运成本解析：选 D 全球定位系统用于交通运输中，可以
17、自动匹配最优行车路线，能最大限8度地满足乘客的要求，从而减少空载率，降低能源消耗，节省运营成本。我国沿海地区的渔民近几年真正享受到了 GPS 的实惠。渔民要捕到螃蟹、对虾、龙虾、鳗鱼等才能赚大钱，而这些“高档”海产品的踪迹很难搜寻。使用 GPS 捕鱼的渔民深有体会地说：“这些高级的海货都一窝一窝的，喜欢成群。找到了一个窝，用 GPS 一定，误差不超过 10 m，就好比找到了一个聚宝盆呀！”大部分渔民对 GPS 从不明白、不信任到喜欢，甚至产生了依赖性。读材料，完成 78 题。7材料反映出 GPS 技术的主要特点是( )A全天候 B自动测量C操作简便 D高精度8如果渔业生产普遍引进这一技术，则(
18、 )A可以使渔获量持续增长B可能导致过度捕捞，使渔业资源枯竭C大幅度增加渔业生产成本D会促进渔业生产，加大渔业资源的开发利用解析：7.D 8.B 第 7 题，用 GPS 定位鱼群，误差不超过 10 m，这主要反映了 GPS 高精度的特点。第 8 题，渔民有了 GPS，就可以准确地测定鱼群的位置，使捕鱼更轻而易举。受经济利益的驱动，渔民可能会过度捕捞，使渔业资源枯竭。北斗卫星导航系统是中国自主建设的卫星导航系统，为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务。下表是北斗卫星导航系统“三步走”发展概况。根据材料回答 910 题。步骤(时间) 系统名称 服务范围1994 年 北斗一号系统
19、5N55N,70E140E2012 年 北斗二号系统55S55N,55E1802020 年 北斗全球系统 全球9目前北斗卫星导航系统可以用于( )人口普查 应急搜救 水文监测 海产品加工地理信息测绘A BC D10由表可知( )9A北斗一号系统服务范围超过 2 000 万平方千米B北斗二号系统服务范围主要涵盖亚洲和欧洲C目前北斗系统服务范围覆盖太平洋和大西洋D目前西半球区域暂时无法接收北斗系统服务解析：9.C 10.A 第 9 题，应急搜救应用了北斗卫星导航系统的定位和导航功能，水文监测中可用其定位功能来确定水位的高程，地理信息测绘运用了定位功能。而人口普查、海产品加工则与北斗卫星导航系统无关
20、。第 10 题，从服务范围可以判断出北斗二号系统信号不能覆盖欧洲和大西洋，能覆盖 180经线以西的太平洋和 160E180的西半球部分区域。一、选择题美国将花 80 亿美元提升全球定位系统(GPS)，升级周期为十年，升级后的 GPS 更可靠，更准确，定位精准至三英尺之内。据此完成 12 题。1下列不属于全球定位系统的组成部分的是( )A空间星座 B用户系统C地面监控系统 D传感器2在对我国西部一些地区进行科考时，使用全球定位系统，其优点主要是( )A能为科学家提供准确精密的三维坐标B对陆地、天空和地下可以直接拍摄图片C服务过程有定时、间断性特点D通过全球定位系统可以随时读取各种信息资料解析：1
21、.D 2.A 全球定位系统由 3 个相对独立的部分组成，即空间星座、地面监控系统和用户系统；全球定位系统能够连续不断地为用户提供准确的三维坐标、时间等信息。读下图，完成 34 题。3此图是一款 GPS 手机的 GPS 功能显示图，该手机的出现说明了( )10AGPS 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4手机 GPS 功能的出现，成为人们出行、旅游、探险的好帮手，其原因正确的是( )AGPS 手机成为时尚BG
22、PS 技术可以帮助人们选择最合适的旅游线路，不必担心迷路CGPS 技术可以扩大人们的出行范围DGPS 技术可以使旅游者玩电子游戏解析：3.B 4.B 第 3 题，GPS 有定位和导航功能，接收信号时，需要先通过卫星进行定位；GPS 手机的出现，说明 GPS 已融入人们生活，但并不是人们日常生活的必备工具；中国已掌握了研发 GPS 手机的技术。第 4 题，人们出行、旅游、探险时用到 GPS 技术，有利于旅游者选择旅游线路。精准农业是在现代信息技术、作物栽培管理技术和农业工程装备技术等基础上发展起来的一种现代农业生产形式和管理模式，其核心思想是获取农田小区域生产的环境因素，分析原因，采取有效措施，
23、高效地利用各种农业资源，取得经济效益和环境效益。据此完成56 题。5有关精准农业的说法，不正确的是( )A改变传统农业大面积、平均投入的做法，按需求投入B主要把握土壤、地形等自然条件的差异，最大限度地对自然条件进行改造C对作物栽培管理实施精确播种、精确施肥、精确灌溉D可以最大限度地提高单产，减少化肥使用量，减轻农业污染6如我国需要进行精准农业试点，最合适的地区是( )A严重缺水以及生态脆弱地区B灌溉便利的成都平原C适宜大型机械化耕作的松嫩平原D科技水平高的京津地区解析：5.B 6.D 第 5 题，精准农业是针对小区域生产的环境因素，采用高科技手段、有针对性地进行农业生产，从而最大限度地提高单产
24、；它改变了过去那种通过大量投入化肥、农药来提高农业产量的做法。第 6 题，精准农业对技术条件的要求较高，因此我国可以在科技水平高的京津地区进行试点。北斗卫星导航系统简称北斗系统，英文名称为 BeiDou Navigation Satellite System，缩写为 BDS。北斗系统是中国自主建设、独立运行，与世界其他卫星导航系统兼容共用的全球卫星导航系统，可在全球范围内全天候、全天时，为各类用户提供高精度、11高可靠的定位、导航、授时服务。据此回答 78 题。7北斗系统可用于( )交通运输 搜索营救 调度指挥 导弹发射A BC D8当前，北斗卫星导航系统未能完成的服务是( )A为全球提供民用
25、定位、导航服务B提高救灾物资快速投放的精确度C为科研机构提供准确的授时服务D为研究动物的迁徙提供科学依据解析：7.B 8.A 第 7 题，交通运输、搜索营救、调度指挥、导弹发射等都涉及定位、导航的问题，因此这些都是北斗系统所能胜任的工作。第 8 题，北斗系统是我国的卫星导航系统，主要功能是提供区域性定位、导航服务，目前还不能为全球提供服务。二、综合题9阅读材料，完成下列各题。材料 我国的塔克拉玛干沙漠中有许多废弃的古城遗址。新疆某旅行社准备向游客推出一条新的大漠观光和古城遗址旅游探险路线。(1)如果你是该旅行社的决策者，你将会添置些什么新设备，又如何确定这条路线？(2)导游服务人员在迷路时怎样使用新设备才能回到先前的路线上来？解析：本题考查了 GPS 的应用。若开辟旅游探险路线，应添置 GPS 手持机，专门设定若干合适路线。若迷失路途，可打开 GPS 手持机，找到正确路线。答案：(1)购置 GPS 手持机，先请专业人员勘探出两至三条较合适的路线，并且在每条路线上的若干标志点按 GPS 手持机的定位键，以便记录下这些标志点的数据信息，从而自动建立起这些路线上的一个个航点。(2)打开 GPS 手持机，依次激活勘探过的那些线路，GPS 手持机会自动告诉你，往什么方向走多远就可走到某条线路上的最近一个航点。12
