第一節 全球定位系統的應用
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。
實際上三顆衛星即可實現定位，但為了提高精度，減少誤差，一般要求四顆，用于定位的四顆衛星即為定位星座。
一、全球定位系統
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星導航與定位系統。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2.02萬千米的衛星組成衛星星座。21+3 顆衛星均為近圓形軌道，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的全球導航能力。
（2）地面監控部分包括四個監控間、一個上行注入站和一個主控站。監控站設有GPS用戶接收機、原子鐘、收集當地氣象數據的傳感器和進行數據初步處理的計算機。監控站的主要任務是取得衛星觀測數據并將這些數據傳送至主控站。主控站設在范登堡空軍基地。主控站主要任務是收集各監控站對GPS衛星的全部觀測數據，利用這些數據計算每顆GPS衛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星運行至上空時把這類導航數據及主控站的指令注入到衛星。這種注入對每顆GPS衛星每天進行一次。
（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年科索沃戰爭中大量使用。
后方司令部可通過全球定位系統，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據，就可對敵方進行精度達10M的轟炸。
測繪：有哪些優勢？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：精準農業耕作：什么是精準農業耕作？其優勢在哪里？
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全球定位系統的應用 測試題
單項選擇題
1 全球定位系統簡稱（ ）
A RS B GDP C GIS D GPS
2 下列不屬于全球定位系統的特點的是（ ）
A 精確度較小 B 高精度 C 自動測量 D全天候
3 全球定位系統的空間部分使用24顆衛星。衛星軌道均為近圓形，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 星分為天然衛星和人造衛星。其共同點是衛星都圍繞（ ）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顆衛星
B 接收機收到3顆衛星的信息，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顆衛星
7關于GPS，敘述錯誤的是（ ）
A GPS是利用衛星進行定位、導航的系統，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、地面監控系統第用戶設備部分
C GPS衛星星座是由工作中的21顆衛星組成
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，讀數發生如下變化，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境監測
B 監測地球板塊運動狀態和地殼變形
C 預報自然災害，對農作物估產
D 處理和管理地理數據，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為主的是（ ）
（1）森林火災和病蟲害監測 （2）香港地理信息系統的建立
（3）中國地殼運動觀測網絡工程 （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隱形戰斗機被南聯盟防空部隊擊落，飛行員跳傘后在腳觸地的一剎那，通過手持式信號發射器發出緊 急呼救信號，當間諜衛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。據此回答11?12題。
11 飛行員發出的呼救信號是（ ）
A GIS系統信號 B GPS 系統信號 C RS系統信號 D 電視信號
12 北約轟炸科索沃地區時，可利用如下哪種技術系統對目標準確進行轟炸（ ）
A GIS系統信號 B GPS 系統信號 C RS系統信號 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）根據三顆衛星提供的資料，運用數學原理可以計算出地面靜止物體的位置。如右圖所示有4顆衛星提供資料，除可進一步提高衛星的定位精確度外，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、死亡率的統計
D、人口密度和商業網點布局的相關分析
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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