第三节 全球定位系统及其应用优秀教学设计

2011年上期长沙市一中卫星远程合作学校---醴陵四中高二地理必修三导学案 编号：13 3．3

全球定位系统及其应用

编制：蒋利珠

审核：黄菊辉 2011年6月

班级：_______姓名：________ 学习目标：

1、了解全球定位系统的工作原理、起源和发展

2、了解GPS的三个组成部分及主要功能。

3、了解GPS接收机的主要种类及用途。

4、举例说明GPS在定位导航和日常生活中的应用。

学习重点：

GPS工作原理及广泛应用

学习课时：1 学习过程：

一、自主学习（A级）

寻本源，基础牢

1、什么是全球定位系统？

2、GPS的构成：

系统构成

组成

主控站（

）个

注入站（

）个

监控站（

）个

功能

导航型接收机

由GPS卫星接收机硬件和GPS数据处理软件等组成

测地型接收机

授时接收机

二、合作探究

随着科学技术的不断改进，GPS广泛运用于各个领域。查找资料，阅读教材，列举GPS在社会经济活动和日常生活中的具体运用。

应用类型

军事

作用

为各种军事活动提供定位导航，现代战争中，许多高科技武器如导弹等，开始用GPS定位导航

积土而为山，积水而为海。——《荀子•儒效》

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2011年上期长沙市一中卫星远程合作学校---醴陵四中高二地理必修三导学案 编号：13 航海

航空

车辆管理与物流

旅游探险

地震预报与监控

参与精细农业服务

①航海自动导航②港口管理和进出港引导③航路交通管理（近海和内河航道）

三、巩固检测：（A级）

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、“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）所处的位置，使用的卫星不能少于

A、一颗

B、两颗

C、三颗

D、四颗

5、全球定位系统使用的卫星轨道均为近圆型，运行的周期约为

A、12小时

B、24小时

C、11时58分

D、23时56分

6、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

7、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

8、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

积土而为山，积水而为海。——《荀子•儒效》

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2011年上期长沙市一中卫星远程合作学校---醴陵四中高二地理必修三导学案 编号：13 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

9、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

10、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、精细农业耕作

B、粗放农业耕作

C、密集农业耕作

D、商品农业耕作

11、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

四、拓展提高（B、C级）

1、下列说法正确的是

A、目前只为美国掌握了GPS技术

B、在人迹罕至、条件恶劣的大海、山野、沙漠等地区，GPS技术还不能很好地发挥作用

C、使用GPS技术可以准确地测定鱼群的位置，使捕鱼为得轻而易举

D、目前GPS技术已广泛应用于人们的日常生活，成为了人们出行、旅游、探险的好帮手

2、能够为在无人区进行科学考察的工作者全天候提供本人具体地理位置的是技术是

A、遥感技术

B、GIS技术

C、GPS技术

D、GSM技术

3、全球定位系统具有的特点有

①全天候②高精度③自动测量④全球性⑤受地形影响⑥受天气影响

A、①②③④

B、①②③⑥

C、②③⑤⑥

D、③④⑤⑥

4、我国铁路干线第六次大面积提速后，在提速干线上旅客列车最高运行时速达200千米以上，并首次实现了旅客列车追踪间隔5分钟。这标志着我国铁路干线提速已经跨入世界先进行列。这次铁路大提速主要应用到的地理信息技术是

A．地理信息系统

B．遥感技术

C．RS和GPS

D．GPS和GIS 下图是“某地地形简图”.两中学生分别到达P、M点，测量并计算出两点海拔高度。读图回答5～6题。

5．两学生测量当地海拔高度，所用最便捷的技术是

A．全球定位系统

B．遥感

C．地理信息系统

D．数字地球

6．图中P、Q两点之间的四条小路中起伏最小的是

A．①

B．②

C．③

D．④

我国科学家利用高科技手段为处于活跃期的青藏高原进行的“体检”绘出了青藏块体地壳运动的三维运动学图象，并能精确地测定现今青藏高原垂直运动和水平运动的平均速率。体检结果表明：青藏高原地壳运动整体向北、东运动，且呈现分块特性。喜马拉雅块体隆升平均速率积土而为山，积水而为海。——《荀子•儒效》

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2011年上期长沙市一中卫星远程合作学校---醴陵四中高二地理必修三导学案 编号：13 为每年 8-12毫米，并以每年3.4 厘米左右的速率、相对欧亚板块北偏东30度左右的方向运动；西藏块体隆升速率每年为4-7毫米，并以每年2.8厘米左右的速率、相对欧亚板块东北方向移动。这与中外科学家用地质和水准方法得到的数据惊人一致。

7．解释青藏高原地壳运动整体向北、东运动的原因。

8．你认为我国科学家是用什么手段如何测定出板块的运动方向和速率的？

五、知识链接

GPS系统的组成：由三大部分组成，即空间部分、地面监控部分、用户设备部分。

1、空间部分：GPS系统的空间部分是指GPS工作卫星星座，其由24颗卫星组成，其中21颗工作卫星，3颗备用卫星，均匀分布在6个轨道上。卫星轨道平面与地球赤道面倾角为55°，各个轨道平面的升交点赤经相差60°，轨道平均高度为20200km.卫星运行周期为半个恒星日，同一轨道上的各卫星的升交角距为90°，GPS卫星的上述时空配置，基本保证了地球上任何地点，在任何时刻均至少可以同时观测到4颗卫星，以满足地面用户实时全天候精密导航和定位。GPS卫星的主体呈圆柱形，直径约为1.5m，重约774kg，两侧各安装两块双叶太阳能电池板，能自动对日定向，以保证卫星正常工作用电。每颗卫星带有四台高精度原子钟，其中2台为铷钟，2台为铯钟。GPS卫星上设有微处理机，可以进行必要的数据处理工作，它主要的3个基本功能：根据地面监控指令接收和储存由地面监控站发来的导航信息，调整卫星姿态、启动备用卫星；向GPS用户播送导航电文，提供导航和定位信息；通过高精度卫星钟向用户提供精密的时间标准。

2、地面监控部分：由5个地面站组成。1个主控站，其位于美国本土科罗拉多斯平土（Colorado Spings）的联合空间执行中心CSOC，3个注入站，其分别设在印度洋的迭哥加西、南大西洋的阿松森岛和南太平洋的卡瓦加兰。5个监控站，其中4个与主控站、注入站重叠，另外一个设在夏威夷。主控站的主要任务为：根据各监控站提供的观测资料推算编制各颗卫星的星历、卫星钟差、和大气层修正参数并把这些数据传送到注入站；提供GPS系统的时间标准；调整偏离轨道的卫星，使之沿预定的轨道运行；启用备用卫星以取代失效的工作卫星。注入站的主要任务为：在主控站的控制下，把主控站传来的各种数据和指令等正确并适时地注入到相应卫星的存储系统。监测站的主要任务为：给主控站编算导航电文提供观测数据，每个监控站均用GPS信号接收机，对每颗可见卫星每6秒钟进行一次伪距测量和积分多普勒观测，并采集气象要素等数据。

3、用户设备部分：由GPS接收机硬件和相应的数据处理软件以及微处理机及其终端设备组成。其主要功能是接收GPS卫星发射的信号，获得必要的导航和定位信息及观测量，并经简单数据处理实现实时导航和定位，用后处理软件包对观测数据进行精加工，以获取精密定位结果。

积土而为山，积水而为海。——《荀子•儒效》

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