第二章 地理信息技术应用
第一节 全球定位系统及其应用（第2课时）
【学习目标】了解全球定位系统在定位、导航和日常生活中的广泛应用。
【学习重点】全球定位系统的广泛应用。
【学习难点】全球定位系统的广泛应用。
【学习过程】
阅读教材P99～P102相关内容：
阅读材料一：许多水库库区的滑坡体是要定期监测的。现在许多科技人员在这种监测工作中使用了GPS（全球定位系统）技术，只要滑坡体产生1毫米的移动，GPS就像火眼金睛一样能发现它，这是以前常规的外观测量方法难以想象的。在12日于北京召开的中国全球定位系统技术应用协会成立十周年大会上，来自全国各地的院士、专家们回顾了我国卫星导航产业十年的发展历程，展望并研讨了未来GPS技术在我国的进一步应用和发展。
据中国全球定位系统技术应用协会秘书长黄云康介绍，十年来，我国卫星导航定位技术在地质调查和找矿，土地资源调查，水坝、桥梁、高层建筑的变形监测，城市信息化建设和城市应急系统建设，自然灾害的监测、预报和防治等方面都有广泛的应用。例如，1999年三峡库区12个滑坡体的监测、1998年长江防汛抗洪期间武汉堤防险情的观察、今年5月珠穆朗玛峰北侧的测高等都使用了GPS技术。可以说，在应用广度上，GPS技术已从个别部门、个别场合的应用过渡到国民经济众多部门基础性产业平台的应用；从少数行业的专业应用逐渐过渡到公众的广泛应用。
与会专家预计，随着2008年欧盟“伽利略”导航卫星系统的建成，我国新一代卫星导航系统的到位，将会为我国卫星导航定位技术的产业带来巨大发展，届时参与全球竞争是整个行业与每一个企业面临的严峻挑战。
阅读材料二：汽车安装上GPS接收机，不仅能利用电子地图知道自己的方位和其他街区的车辆行驶状况，从而绕开堵车地区，选择最便利的路线行驶，还能在遇到劫匪报警时向警方提供自己精确的所在位置，使警方尽快赶到．据介绍：日本90％的机动车都安装有GPS接收机 。
【基础训练】
T1: 1、应用领域：GPS的最初设计主要是用于军事目的，目前已在以及交通、邮电、地矿、建筑、以及农业、气象、土地管理、金融、公安等部门和行业得到广泛应用，而且也逐步深入到我们的日常生活中。科学家们还用它来监测地壳的微小移动 ，从而帮助预报地震，与GIS和RS结合，为资源调查、工程管理、精细农业服务等。
T2: GPS的定位精度
静态导航定位——厘米级甚至毫米级 精度
动态定位—— 1米 以内的精度
速度测量—— 厘米 级精度
时间测量—— 毫微秒 级精度
T3: 车载GPS：多应用于城市公共汽车调度 、旅游区车辆报警与 调度，海关、公安、海防等部门对车辆的调度与监控等。
【探究提高】
T1: 结合阅读材料二思考，车载GPS的工作原理。
（和手机一样，一个信号发生源，一个信号接收源，车载GPS像手机一样向外发射信号，卫星和处理器处理以后再返回给车载GPS）
T2:结合阅读材料一思考，科学家如何利用GPS监测地震。
（地震多位于板块交界处，地壳变形导致地表的位移。科学家利用GPS监测地表的微小移动，从而为地震预测提高依据）
T3:根据阅读，你了解到GPS有哪些应用？
（1）军事：GPS最初就是为军事应用而建立的；
（2）测绘：GPS技术给测绘界带来一场革命，测量精度高；操作简便；仪器体积小、便于携带；全天候操作；信息自动接受、存储，减少了繁琐的中间处理环节；
（3）交通：关键是导航；
（4）救援：关键是定位；
（5）农业：“精准农业耕作”和捕鱼的应用；
（6）娱乐——出行、旅游、探险的好帮手。
T4: 马六甲海峡为世界最繁忙的海洋运输航行之一。每年约有10万艘船只（大多数为油轮 ( http: / / www.21cnjy.com / " \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )）通过海峡。如此多的海轮通过狭窄的海峡，为什么不会发生碰撞？
（利用GPS导航）
【知识总结】
【课后巩固】
★★新兵训练营★★★
1、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
2、研制GPS的最初目的是用于
A、军事 B、气象服务
C、地质勘探D、海洋观察
3、与传统的手工测量手段相比，GPS技术具有的特点是
A、测量精度高，操作复杂
B、仪器体积大，不便于携带
C、全天候操作，信息自动接收、存储
D、中间处理环节较多且复杂
4、GPS技术对交通的主要作用有
A、增加能源消费
B、降低行车速度
C、导航
D、加快运车速度
5、当前，发达国家已开始把GPS技术引入农业生产，该农业生产被称为
A、精准农业耕作
B、粗放农业耕作
C、密集农业耕作
D、商品农业耕作
6、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，其原因正确的是
A、GPS接收机的小型化以及价格的降低
B、GPS可以帮助人们降低旅游成本
C、GPS可以增加人们的旅游距离
D、GPS可使旅游者更具安全感
★★★★★老兵前哨站★★★★★
城市110指挥中心在接到报警电话后，能在最短的时间内指挥警车到达出事地点。为了提高出警效率，许多城市配备了巡警车。应用地理信息技术可大大提高出警效率。阅读材料回答：
⑴110指挥中心要确定哪一辆警车离出事地点最近，可以利用 技术？
⑵假如你是110指挥中心的调度员，描述接到报警电话到警车前往出事地点的工作程序。
⑶由此推想，地理信息技术还可以应用于城市管理的哪些部门中？
答案：⑴地理信息技术
⑵接警——确定出事地点位置——了解周围巡警车的位置——分析确定最近的巡警车——通知巡警车出警
⑶城市交通组织和管理；商业组织和管理；城市规划；卫生救护；物流等。
★★★★火线狙击手★★★★★
GP1999 年 3 月 27 日，北约部队一架 F 一 117A 隐形战斗机被南联盟防空部队击落。飞行员跳伞后在脚触地的一刹那，通过手持型信号发射器发出紧急呼救信号，当间谍卫星把呼救信号传送到北约空袭南联盟指挥所后，美军立即安排了救援行动。 6 小时后，当一架 EA 一 6B 电子干扰机发现飞行员的准确位置时，一架 MH 一 6oG 搜索与救援直升机降落在飞行员面前，把飞行员接上直升机并安全返回基地。据此回答（ l ）一（ 2 ）题。
（1）飞行员发出的呼救信号是（ ）
A 。GIS 系统信号
B 。GPS 系统信号
C 。RS 系统信号
D 。以上都不对
（2）北约轰炸的科索沃，其气候属于（ ）
A ．温带海洋性气候
B ．温带季风气候
C ．地中海气候
D ．热带沙漠气候
印度洋海啸所带来的灾难让世人震惊，但这场灾难中也发生了一些幸运的事情：当人们在灾难面前惊恐万分的时候，有一些人则利用现代手段死里逃生。据斯里兰卡海啸救援机构人员称，36名英国游客被困在斯里兰卡南部海滨的希克杜沃海滩，其中一名游客的手机发出求救信号，帮助救援人员发现了他们的地点。海啸救援中心负责人表示，海啸发生后，当地的所有电话公司加入到营救行动中，他们通过跟踪手机信号发现手机用户的地点。这是斯里兰卡首次在救援中利用高技术手段并获得成功。此外，摩根士丹利公司香港总部的35名员工也依靠国际漫游手机，最后成功获救。据此回答3—4题：
3．材料中提到的这些发出求救信号，帮助救援人员发现他们的手机具有的特殊功能是（ ）
A．彩信 B．GPS定位 C．求救 D．拍照
4．在救援中应用GPS全球定位技术可以帮助救援者（ ）
①快速确定位置 ②快速赶到并实施救援 ③减少生命财产损失 ④消除灾害影响
A．①②③ B．①②④ C．①③④ D．②③④
【课后反思】
【课外阅读辅导材料】第二章 地理信息技术应用
第一节 全球定位系统及其应用（第1课时）
【学习目标】了解全球定位系统的定义及基本组成；了解全球定位系统工作的基本原理；了解GPS接收机的分类。
【学习重点】全球定位系统的特性、基本组成和工作原理。
【学习难点】全球定位系统的工作原理。
【学习过程】
阅读教材P95～P99相关内容：
阅读材料一：全球定位系统是美国从本世纪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%。 在美国,GPS全球卫星定位技术与“阿波罗”飞船登月,航天飞机升空,共同被列为20世纪“三大航天工程”
阅读材料二：导弹的飞行、飞机的导航、精确打击的实现，无不依赖于GPS，所以，过去的美伊战争，GPS也成了双方争斗的重要一环.如果没有这一系统，海湾战争中美国的两枚导弹先后攻击同一目标，后一枚导弹通过前一导弹炸开的洞钻入目标内部进行攻击是不可能的）。由于它的精确度目前已达到10米内，该系统曾被美军在海湾战争、科索沃战争、阿富汗战争中广泛运用，并发挥了巨大威力。为了提高精确度，美国国防部在实际运行的时候，又增加4颗卫星，使得卫星总数达到28颗，精确度也相应地提高到了7米。再加上美军使用的是能更好弥补大气偏差的加密接收机，它们可以得到更精确的实时精度。据国外媒体早先报道，即使是美国的民用手持GPS接收器在水平面上的定位精度都可以达到5米。足见其军用系统定位精度之高。
【基础训练】
T1: 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。
T2: 组成：
【探究提高】
T1:根据阅读 GPS有哪些特点？
（1）全球，全天候工作：能为用户提供连续，实时的三维位置，三维速度和精密时间。不受天气的影响。
（2）定位精度高：单机定位精度优于10米，采用差分定位，精度可达厘米级和毫米级（民用：利用差分技术，可以得到小于5米的精度）。
（3）功能多，应用广：随着人们对GPS认识的加深，GPS不仅在测量，导航，测速，测时等方面得到更广泛的应用，而且其应用领域不断扩大。
（4）自动测量、实时性。
T2: 在伊拉克战争中，伊拉克点燃巴格达周围的战壕石油阻碍美军进攻，但美军事专家指出，烟雾对于美军的卫星制导导弹没有影响 ， 请问美军的卫星制导导弹采 用的技术是（ ）
A． GIS 系统 B . RS 技术 C . GPS 技术 D . lT技术
T3: 阅读P97思考，中国“北斗一号”定位系统与美国GPS的区别。
（目前“北斗一号”是区域性定位系统，采用二维定位；美国GPS是全球定位，采用三维定位）
T4：GPS为什么能在日常生产生活中得到普及？
（逐渐小型化、轻便化，价格下降）
【知识总结】
【课后巩固】
★★新兵训练营★★★
1、最先进行全球定位系统研制的国家和时间是
A、美国 20世纪70年代初
B、日本 20世纪60年代初
C、德国 20世纪70年代初
D、苏联 20世纪60年代初
2、全球定位系统的空间部分由分布在距地面20200千米的6个轨道面上的多少颗卫星组成
A、3 B、4 C、12 D、24
3、全球定位系统由3个相对独立的部分组成，即
A、空间部分、地面监控系统和用户设备部分
B、空间部分、地面监控系统和地下设备部分
C、空间部分、电视、电话系统和用户设备部分
D、行星和卫星部分、地面监控系统和用户设备部分
4、GPS的全称是
A、地理信息系统B、文字处理系统
C、全球定位系统D、地球卫星系统
5、要想获得地面某点的经纬度和高程至少需要几颗卫星
A、3 B、4 C、5 D、6
★★★★★老兵前哨站★★★★★
GPS系统由24颗卫星组成，这些卫星均匀地分布在6个相对于赤道夹角为55度的近圆形轨道上。这种布局可以保证在全球的任何一点，任何时刻均能收到4颗以上的卫星信息。根据以上材料，回答1—2题：
1．下列不属于卫星定位技术应用范畴的是（ ）
A．野外考察时用以空间定位
B．为行驶的汽车提供精密的速度、时间信息
C．为飞行中的民航客机提供三维坐标
D．为无线移动用户提供实时的通信服务
2．GPS卫星轨道夹角为（ ）
A．120° B．30° C．45° D．60°
★★★★火线狙击手★★★★★
下图为GPS接受机的显示信息，读图回答下列问题：
（1）该目标的经纬度为 、 。
（2）GPS为用户提供三维坐标，三维坐标是指 。
（3）图中位于头顶处的卫星代号是 。
（4）图中卫星中，信号最强的三颗为 、 、 。信号最弱的两颗为
和 。（写代号）
（5）GPS全球定位系统如果定位至少需要 颗卫星。
答案：（1）39°58′27.9″N 116°18′50.2″E (2)经度、维度、高度
（3）11 （4）8、11、28 2、20 （5）3
【课后反思】
【课外阅读辅导材料】
空间星座（ 24 颗卫星）
地面控制系统（ 1 个主控站， 3 个注入站， 5 个监控站）
用户系统（ 接受设备 ）
