2020-2021学年地理湘教版必修3：第3章第3节　全球定位系统及其应用

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第三节　全球定位系统及其应用
学习目标：1.了解全球定位系统的概念、组成、发展历程、基本原理。　 2.
理解全球定位系统在定位导航中的广泛应用。(重点、难点)　3.培养学生的科学素
养，激发学生探索科学的欲望。
1．全球定位系统
(1)概念
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
系统结构 组成和分布 功能
空间星座 由21
颗工作卫星和 3
颗在轨
备用卫星组成 为全天候定位提供可能
地面控制系统
1
个主控站
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GPS 卫星的轨道和卫星时钟
数据
3个注入站
在每颗卫星运行至上空时，将
导航数据及主控站的指令注入
卫星
5个监控站 监测与调控卫星上的各种设备
的工作、运行情况
用户系统
包括接收机硬件、GPS 数据
处理软件等用户设备，硬件
由天线单元和接收单元组成
捕获 GPS 卫星信号，实时地计
算出三维坐标、速度以及时间
(3)GPS 接收机的常见类型
2．全球定位系统与定位导航
(1)定位精度
① 静态导航定位：厘米级甚至毫米级精度。
② 动态定位：达到 1
米 以内精度。
③ 速度测量：达到厘米级精度。
④ 时间测量：毫微秒级精度。
(2)应用
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。
(1)空间星座、用户系统、地面监控系统、传感器是全球定位系统的组成部分 。
(　　)
(2)在对我国西部一些地区进行科考时，使用全球定位系统，其优点主要是通
过全球定位系统可以随时读取各种信息资料。 (　　)
(3)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。货主和物流公
司可以随时随地通过 GPS 网络查询货物当前的运输位置。 (　　)
(4)对地壳运动进行精确观测采用的主要技术是遥感技术。
(　　)
(5)汽车卫星导航系统的功能包括 (　　)
① 确定汽车的行驶路线　②显示汽车运行中的位置　③能够大大缩短汽车的
通行里程　④对汽车进行踪迹监控
A．①②③ B．①②④
C．①③④ D．②③④
提示：(1)×　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。
(2)×　全球定位系统的优点是能够连续不断地为用户提供准确的三维坐标、
时间等信息。
(3)√　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。
(4)×　对地壳运动进行精确观测的基准站、基本站与区域站在我国分布的范
围较广，但又相对集中在我国地质不稳定的地区，显然是通过对地壳运动的精确
观测，判断各站点之间的距离位移，进行地震监测和预报，而各站点之间距离位
移的监测则需要用 GPS 技术。
(5)B　[汽车中的导航装置可显示城市道路图和该车的位置，因而可帮助驾驶
者选择合理的行车线路，缩短通行时间，但不能缩短通行里程；另外计算机控制
中心能对安装有 GPS 接收装置的汽车进行踪迹监控。]
全球定位系统
材料　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。
问题 1　(地理实践力)我国北斗导航系统的主要功能是什么？其原理是什么？
提示：定位和导航。工作卫星不间断地发送自身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、三维方向以及运动速
度和时间信息。
问题 2　(地理实践力)运用数学原理，要计算出地面静止物体的位置，至少根
据几颗卫星提供的资料？要进一步提高定位精度，并迅速计算出运动物体的空间
位置、运行速度和运行方向，至少有几颗卫星提供资料？
提示：3颗。4颗。空间位置的定位需要空间三轴直角坐标系，即三维空间。
这样必须由 3颗卫星从三轴的方向来测定空间某点的地理坐标，故所使用的卫星
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