高中地理 3.3 全球定位系统及其应用教案 湘教版必修3

用心 爱心 专心1 3 33 3 全球定位系统及其应用全球定位系统及其应用 教学目标教学目标 一 知识与技能一 知识与技能 了解 GPS 的基本原理 能举例说明 GPS 在定位导航中的应用 二 过程与方法二 过程与方法 以 GPS 在日常生活的应用为例 培养学生尝试从学习和生活中发现地理问题的意识 并通过 列表比较的方法 培养和提高学生的分析 归纳和概括能力 三 情感态度与价值观三 情感态度与价值观 以新技术在地理学的应用为例 激发学生探究地理问题的兴趣和动机 了解地理信息技术在 现代社会生产和生活中的应用 培养合作精神 提高科学素养 教学重点教学重点 全球定位系统 GPS 在定位导航中的应用 举例说明 教学难点教学难点 全球定位系统 GPS 的基本原理 教学媒体与教具教学媒体与教具 多媒体 课时安排课时安排 2 课时 讲授过程讲授过程 第一课时第一课时 新课导入 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 板书 第三节 全球定位系统及其应用 问题思索 你对 GPS 了解多少 GPS 定位原理是什么呢 板书 一 全球定位系统概述 讲述 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 并用于情报收集 核爆监测和应急通讯等一些军事目的 是美国独霸全球战略重要组成 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 分组讨论 GPS 由哪几部分组成的 各部分的功能是什么 学生发言 教师指导 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 顾及地球自转 地球 卫星的几 何关系每天提前 4min 重复一次 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 用心 爱心 专心2 投影归纳 GPS 组成 活动 阅读课本 分析卫星定位的基本原理 归纳 GPS 系统采用 时间同步 单程测距 的原理来实现定位 简单地说就是用户同时 向已知其位置的 3 个导航卫星分别进行距离测量 然后再以该卫星为球心 以所测得的距离 为半径 在空间画出 3 个球面 则该 3 个球面的相交点 就是用户的所在位置了 投影 名词链接 时间同步 是指卫星上的时钟与用户设备内的时钟是精确同步的 譬如说校准到两者之 间几万年才差 1 秒钟 单程测距 是指从导航卫星上发出的无线电测距信号在传播到用户设备的这一单向行程 中 就可以把它们之间的距离测量出来 通常应用三颗卫星的数据就可以进行定位 但要保证对目标实时观测 诸如提供目标运动数 据等 则需要至少四颗卫星的信号 第二课时第二课时 新课导入 GPS 具有全天候 高精度 自动测量 实时性等特点 目前 GPS 主要功能是定 位和导航 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 板书 二 GPS 应用 分组讨论 你了解哪些应用 或者根据其定位与导航功能你能想到有哪些应用 学生发言 教师指导 1 军事 GPS 最初就是为军事应用而建立的 主要用来给航行中 的军舰 飞机及导弹等设施提供定位和导航信息 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 GPS 技术给测绘界带来一场革命 测量精度高 操作简便 仪器体积小 便于携带 全天候操作 信息自动接受 存储 减少 了繁琐的中间处理环节 3 交通 关键是导航 租车服务 物流配送等许多行业利用 GPS 技术 就可以对车辆进行跟踪 调度管理 合理分配车辆 从而以最快速度响应用户的乘车 或配送请求 降低能源消耗 节省营运成本 4 救援 关键是定位 利用 GPS 定位技术 可对消防人员 交通警察进行应急调遣 从而提高紧急事件处理部门对火灾 犯罪现场 交 通事故等紧急事件的响应效率 5 农业 精准农业耕作 和捕鱼的应用 精准农业是在 用心 爱心 专心3 现代农业机械化条件下 由于卫星遥感定位技术的发展而兴起 是信息技术与地理学 农学 生态学 植物生理学和土壤学的有机结合 实现农业生产全过程的实时监测 以实现对农作 物生长发育 病虫害 水肥以及相应环境变化动态分析 经过判断和决策 实施田间作业的 精细管理 精指数量的精细 准表示对空间位置的标定 精准农业系统是一个综合性很强的 复杂系统 是实现农业低耗 高效 优质 安全的重要途径 精准农业是把先进的技术与农 业生产过程有机结合 形成一个具有多目标 多层次 开放循环 人机物相匹配的农业生态 经济系统 其特点是精量化 这样有利于农业高产 优质 低耗 提高农产品的产量和品质 降低生产成本 从而增强农产品市场优势 加大获利空间 6 娱乐 出行 旅游 探险 的好帮手 开放性作业 以下列领域为例 列表比较 GPS 在定位导航中的应用和主要功能 领域主要作用特点举例说明 应用案例 军事 测量 交通 救援 农业 休闲 板书设计 第三节第三节 全球