第三节 全球定位系统及其应用优质课教案内容

知识改变命运，学习成就未来

第三节

全球定位系统及其应用（教案）

授课人：唐海文

2015年10月22日

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）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。

教学过程：

地理信息技术是现代地理科学研究的主要技术手段之一，包括：GPS、RS、GIS，三者的结合即为数字地球。全球定位系统从军用到民用已无所不在。

一、全球定位系统

1、概念：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新一代卫星导航与定位系统

。

2、介绍：GPS，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%，它能够实时测量“四度”：经度、纬度、高度、速度。

3、课堂巩固

(1) 在沙漠中迷路时，可用哪种方式获知自己所处的具体位置信息（

）

A. 指南针

B. GPS设备

C. 遥感图像

D. 地形图

(2) 在海湾战争中，美英联军的制导导弹不受浓烟、沙尘的影响，是因为采取了（

）

A、RS技术

B、GPS技术

C、GIS技术

二、GPS定位原理

1、三边测量术原理。实际上三颗卫星即可实现定位，但为了提高精度，减少误差，一般要

D、空间分析技术

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求四颗，用于定位的四颗卫星即为定位星座。

2、课堂巩固

(1)导航、授时和测距全球定位系统由24颗卫星组成，分布在6个轨道平面上绕地球运转，接收并传递信息。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. 六颗

(2)在海湾战争中，美国获取大规模轰炸的信息资料主要应用了（

）

①

遥感技术

②

地理信息系统

③

全球定位技术

④

多媒体合成技术

A. ①③

B. ②④

C. ①②

D. ③④

三、全球定位系统组成

1、组成

（1）空间部分：使用24颗高度约2.02万千米的卫星组成卫星星座。21+3颗卫星均为近圆形轨道，运行周期约为11小时58分，分布在六个轨道面上（每轨道面四颗），轨道倾角为55度。卫星的分布使得在全球的任何地方，任何时间都可观测到四颗以上的卫星，并能保持良好定位解算精度的几何图形。这就提供了在时间上连续的全球导航能力。

（2）地面监控部分包括四个监控间、一个上行注入站和一个主控站。监控站设有GPS用户接收机、原子钟、收集当地气象数据的传感器和进行数据初步处理的计算机。监控站的主要任务是取得卫星观测数据并将这些数据传送至主控站。主控站设在范登堡空军基地。主控站主要任务是收集各监控站对GPS卫星的全部观测数据，利用这些数据计算每颗GPS卫星的轨道和时钟改正值。上行注入站也设在范登堡空军基地。它的任务主要是在每颗卫星运行至上空时把这类导航数据及主控站的指令注入到卫星。这种注入对每颗GPS卫星每天进行一次。

（3）用户设备：GPS接收机。P98图。

2、课堂巩固

GPS最初是为军事应用而建立的，至今仍然由美国国防部控制。结合所学知识完成下题。

（1）GPS系统是哪些技术的结晶（

）

①航空航天技术

②无线电通信技术

③计算机技术

④基因工程

A. ①②④

B. ①③④

C. ②③④

D. ①②③

（2）配备GPS接收机的美国士兵随时都可获得工作卫星提供的（

）

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①三维位置

②三维方向

③运动速度和时间

④伊军士兵位置

A. ①②④

B. ①②③

C. ②③④

D. ①③④

四、全球定位系统应用

1、特点：全天候、高精度（民用码：利用差分技术，可以得到小于5米的精度）、自动测量、实时性。

2、功能：

（1）定位：

（2）导航：是一个技术门类的总称，它是引导飞机、船舶、以及个人安全、准确地沿着选定的路线，准时到达目的地的一种手段。

导航的基本功能是回答三个问题：

我现在在哪里？我要去哪里？如何去？

3、具体应用：定位与导航。

（1）军事：1999年科索沃战争中大量使用。后方司令部可通过全球定位系统，时刻掌握在前线的特种部队的位置。队员一旦面临危险，立刻派出救援部队，在空中待命的导弹输入数据，就可对敌方进行精度达10M的轰炸。

（2）测绘：有哪些优势？有哪些具体应用领域？

（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：什么是精准农业耕作？其优势在哪里？

（6）娱乐：

板书设计：

教学后记：