第三节 全球定位系统及其应用教学设计一等奖

株洲市四中2018年下学期高二《地理必修三》教学案

编号B30303A 第三章 第三节 全球定位系统及其应用

课型：新授课 主编：成新水 适用

班级：

【教学构思】本节课主要结合教学内容和课标理念，充分发挥学生的动力优势，采用结合实际的方法进行教学，培养学生的地理思维能力，达到教养性、教育性、发展性的目的，同时把学生熟悉的地理事物、地理现象引入课堂，引导学生对比分析，培养学生联系实际的能力、综合评价的能力以及学生小组的协作能力。

【教材与学生情况分析】地理信息技术是现代地理科学研究的关键技术。地理信息技术科学体系主要由地理信息系统(GIS)、遥感(RS)、全球定位系统(GPS)三方面的核心技术组成，故《全球定位系统及其应用》在内容上比较独立，与本章的其他内容前后联系不大。此三种技术的综合应用又称为3S技术，3S技术也是数字地球的关键技术。全球定位系统是地理信息系统的核心技术之一。但全球定位系统以其高技术含量及全方位、定位三维导航与定位功能而广泛应用于旅游交通、军事和野外勘探等众多领域。现实生活中应用广泛，学生应该有一定的的了解，但对其工作原理并不定都知道。

【教学目标】

(一)知识与技能：

1.能用自己的语言解释全球定位系统的概念，并初步了解其工作原理; 2.能说出全球定位系统的三个组成部分及其主要功能; 3 能说出GPS接收机的主要种类及其主要用途; 4. 能举例说明全球定位系统在定位导航中的作用。

(二)过程与方法：

1通过读“GPS组成示意图”，分析全球定位系统的组成，并讨论该系统的功能; 2通过多种媒体收集有关资料，列出讨论探讨我国导航定位技术的发展; 3通过“车载GPS功用”的案例，初步认识全球定位系统的定位导航原理及作用。

(三)情感态度和价值观

1. 通过对全球定位系统神奇功能及广泛应用领域的介绍，激发学生的求知欲和科学探究精神; 2. 通过对迅速发展的中国定位导航技术的学习，增强学生的民族自信心和爱国情感

【教学重难点】

重点：结合实例说出全球定位系统(GPS)在定位导航中的应用。

难点：全球定位系统的工作原理。

【教学方法】

读图分析法、探究法、阅读法

【教学过程设计】

一、用“美国用无人机炸死基地组织二号头目”的故事引入新课（过渡），激发学生对GPS的兴趣。

二、教师：分发学案，要求学生独立完成自主学习部分，然后在教室巡视、个别指导。

学生：在独立完成自主学习部分的基础上，分组讨论和核对答案。

三、各小组在黑板上板书（其他同学思考并完成合作探究与巩固检测的内容）

（教师巡视、个别指导）

四、老师点评并评价各组的答案（表扬和对各模块组加减分）。

一、全球定位系统

全球定位系统（Global positioning system，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卫星导航与定位系统。

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编号B30303A GPS由三个部分组成：

1、空间星座：由

21

颗卫星、

3

颗备用卫星组成。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。

【难点突破】为什么必须要接收到4颗GPS卫星的信号才能获得准确的三维信息？这个学生往往不知道。

GPS的定位原理，简单地说，首先计算卫星发出的时钟信号，和你本地的时钟的差值，计算出你和卫星的距离，也就是时间差乘以光速。这个距离计算出来后得到的首先是一个球面。如果我们计算两颗卫星的距离，就可以得到一个圆，也就是两个球面的交叉线。测量三个卫星，就可以得到一个点。

那么说，是不是只要三个卫星就可以定位呢？不错，是可以的。但是这要求我们随身携带一个极其精确的原子钟。如果我们没有一个原子钟怎么办？那就需要第四个卫星来给我们来当这个“钟”。

2、地面监控系统包括

1 个主控站、

3 个注入站和

5个监控站。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；注入站在每颗卫星运行至

上空时

，将导航数据及

主控站

的指令注入到卫星。

3、用户系统用于接收GPS卫星发射的信号。GPS接收机包括

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

两大部分组成。GPS接收机能够捕获到

GPS卫星

的信号，实时地计算出

三维坐标

、

速度

以及

时间

。

GPS接收机的种类主要有：

导航型接收机

、

测地型接收机

以及

授时型接收机

。

【重点强度】GPS的三个组成部分：空间星座、地面监控系统、用户系统（接收设备）。

二、全球定位系统与定位导航

GPS的最初设计主要是出于

军事

目的。GPS的应用领域正在不断地拓展，目前已在

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。

GPS除以上用途外，科学家用它来监测地壳的微小移动，从而帮助预报

地震

；与GIS、RS结合，为

资源调查

、

工程管理

、

精细农业

服务。

【重点突破】：在点评上述答案时，要求学生自己举例说明，其他学生补充。（满足学生的表现欲，调动学生的兴趣）。

教学过程

五、学生分组讨论下面【合作探究】3个题目（为结约时间，每2组讨论一个题）

（教师巡视、个别指导）

六、学生交流组内讨论并展示结果（教师视具体情况选择口头展示或板书展示）

（教师巡视、个别指导）

七、老师点评学生答案，补充和完善答案。

八、老师评价（表扬和加减模块组分）

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【合作探究】

全球定位系统的特点是什么？

参考答案：实时性、即时性、准确性。

【难点突破】实时性是指在全球的任何地方，任何时候都可以得到服务，也可叫做全球性、全天候的的特点。

即时性是指，只要用户有要求，GPS系统就可立即反馈给用户精确的信息，也叫做快速性的特点。

北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星定位与通信系统（BDS），是继美全球定位系统（GPS）和俄GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统。系统由空间端、地面端和用户端组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并具短报文通信能力，已经初步具备区域导航、定位和授时能力，定位精度优于20m，授时精度优于100ns。2012年12月27日，北斗系统空间信号接口控制文件正式版正式公布，北斗导航业务正式对亚太地区提供无源定位、导航、授时服务。北斗卫星导航系统和美国全球定位系统、俄罗斯格洛纳斯系统及欧盟伽利略定位系统一起，是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。 （1）北斗卫星导航系统的用途是(

) ①为用户提供实时的空间位置

②为交通运输的调度指挥提供移动数据

③服务于资源勘查、动态监测和有关部门的规划决策④为用户提供各种分类信息的查询

A.①②

B.①③

C.①④

D.②④

（2）下列不属于北斗卫星导航系统组成部分的是(

) ①GPS信号接收机

②北斗卫星

③传感器

④车载移动电话

A.①②

B.①③

C.①④

D.③④

教学过程

九、学生独立完成下面【巩固检测】的题目

（教师巡视、个别指导）

十、学生组内讨论并表达与交流结果（黑板上板书）

（教师巡视、个别指导）

十一、老师点评学生答案，补充和完善答案。

十二、老师评价（表扬和加减模块组分）

【巩固检测】

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

C．空间星座、地面监控系统、用户系统

2、目前GPS导航应用的最大用户是（

）

A．军事部门

B．工业部门

C．航海部门

D．工程建设部门

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、全球定位系统功能在于（

）

B．坐标、速度、时间

D．主控站、注入站、监控站

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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

5、利用GPS可以(

)

A．进行自然资源调查和环境监测

B．监测地球板块运动状态和地壳变形

C．预报自然灾害，对农作物估产

D．处理和管理地理数据，方便用户查询检索

6、下列工程或项目的开展，以应用全球定位系统为主的是（

）

（1）森林火灾和病虫害监测

（2）香港地理信息系统的建立

（3）中国地壳运动观测网络工程

（4）大型集装箱货轮和巨型油轮航行

（5）海底油气资源勘探

（6）在逃犯驾驶汽车逃窜的监控

A．（1）（2）（3）

B．（3）（4）（6）

C．（3）（4）（5）

D．（1）（3）（6）

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，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7～8题。

7、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

8、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

读“GPS手持机界面图”，界面上的时间为北京时间。读图回答9～10题。

9．此时，持有GPS手持机者所在的地形区为(

) A．江汉平原

B．江淮平原

C．华北平原

D．江南丘陵

10．如果此日全球昼夜平分，那么此地离日落还约有(

) A．56分钟

B．1小时

C．1小时1分钟

D．1小时5分钟

教学过程

十三、课堂小结

一、全球定位系统（GPS）

1、GPS的作用：全方位、实时三维导航与定位，授时

2、GPS系统的组成：空间星座、地面监控系统、用户系统（接收设备）

二、全球定位系统（GPS）的应用：

１、GPS接收机种类：导航型接收机、测地型接收机、授时型接收机。

2、应用：导航、测地、授时、综合应用

教学后记：

1、学生对为什么要同时接收到4题了卫星的信号才能精确定位不不明确，要用学生易于理解的例子进行说明。

株洲市四中2018年下学期高二《地理必修三》教学案

编号B30303A 2、学生对GPS的工作原理和工作过程不理解，要举例说明。

3、学生对于GPS的应用了解程度超出我的想像。