全球定位系统与交通运输

1、全球定位系统与交通运输第四单元人类活动的地域联系单元活动一、教材分析全球定位系统及其应用是人类活动地域联系的最新发 展，在当今社会日益普及，例如在许多学生的家庭用车中就 有定位仪的使用。本节课要让学生明确全球定位系统的构成 与优点；全球定位系统的应用领域； 学会使用“GP*持机”二、教学目标知识目标：知道全球定位系统的基本构成、定位导航原理、优越性 及其应用领域。了解GPS手持机的使用。.能力目标：学会使用GPS手持机，看懂其显示的信息.情感、态度和价值观目标：利用高科技成果激发学科学、用科学和探究科学奥秘的 兴趣和热情。三、教学重点难点全球定位系统的构成。全球定位系统在军事、民用两方面的应用

2、。学会使用GPS手持机。四、学情分析对于文科普通班的学生，其知识基础和文科小班是有相 当差距的，但本节课的知识是比较独立的，所以，在学习本 节课的要求上，应该全体文科学生的要求是一样的。本节课 的重点任务就是明确构成、知道应用领域、学会手持机GPS的使用。五、教学方法自主探究学习法、讨论法。.学案导学：见后面的学案。新授课教学基本环节： 预习检查、总结疑惑-情境导入、 展示目标-合作探究、精讲点拨-反思总结、当堂检测-发 导学案、布置预习六、课前准备教师要准备好与本节课相关的所用的图片、电脑设备； 学生做好预习学案，对全球定位系统有一个大概的了解，要 达到预习学案的基本要求。七、课时安排：1课

3、时八、教学过程预习检查、总结疑惑检查了学生的预习学案，明确了学生对于全球定位系统 的工作原理、全球定位系统的维护、 数据注入等疑惑的问题。情景导入、展示目标。今天我们来了解的关系。1957年10月，世界上颗人造 地球卫星的发射成功，标志着空间科技的发展跨入了一个崭 新的时代，随着人造地球卫星的不断发射，利用卫星定位测 量已成为现实。定位技术的发展经历了卫星定位技术，卫星多普勒测量到现在的全球定位系统全球定位系统是美国从本世纪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。在美国,GPS全球卫

4、星定位技术与“阿波罗”飞船登月，航天飞机升空，共同给列为20世纪“三大航天工程”。介绍完GPS的由来及时向学生展示教学目标。合作探究、精讲点拨。探究活动1将课本上 GPS系统的组成转换成纲要形 式。教师讲解：GPS的全称是“授时与测距导航系统-全球 定位系统”。它主要由三大子系统构成：空间卫星系统、地面监控系 统、用户设备系统。我们来逐一介绍：空间卫星系统作为空间部分，由均匀分布在6个轨道平面上的24颗高轨道工作卫星构成，各轨道平面相对于赤道平面的倾角为55o,轨道平面间距 600。在每一轨道平面内，各卫星开交角距差900,任一轨道上的卫星比西边相邻轨道上的相应卫星超前300。事实上，空间卫星

5、系统的卫星数量要超过24颗，以便及时更换老化或损坏的卫星，保障系统正常工作。该卫星系统能够保证在地球 的任一地点向使用者提供 4颗以上可视卫星。GPS工作卫星 组网保障全球任一时刻、任一地点都可对4颗以上的卫星进行观测，实现连续、实时地导航和定位。看GPS卫星图4-4-2 ,它的两侧有两块双叶太阳能板， 能自动双向定位，以保证卫星正常工作用电。完成探究学案空间卫星系统部分观察下图并讨论，教师提问，让学生说由地面监控系统， 教师补充。地面监控部分，由均匀分布在美国本土和三大洋的美军 基地上的一个主控站、五个监测站和三个信息注入站构成。主控站位于美国科罗拉多的斯平士的联合空间执行中 心，三个注入站

6、分别设在大西洋、印度洋和太平洋的三个美 国军事基地上，即大西洋的阿松森岛、印度洋的狄哥 ？伽西 亚和太平洋的卡瓦加兰，五个监测站设在主控站和三个注入 站以及夏威夷岛。:s5u主控站是根据各监控站提供的GPS卫星观测数据、卫星工作状态数据、各监测站和注入站自身的工作状态数据 根据这些数据，完成各项工作：如及时编算每颗卫星的导航 电文并传送给注入站；控制和协调监测站间、注入站间的工 作，检验注入卫星的导航电文是否正确以及卫星是否将导航 电文发给了 GPS用户系统；诊断卫星工作状态，改变偏离轨 道的卫星位置及姿态，调整备用卫星取代失效卫星。监测站是用 GPsge收系统测量每颗卫星的伪距和距离差，采集

7、气象数据，并将观测数据传送给主控点，5个监控站均为无人守值的数据采集中心。信息注入站接受主控站送达的各卫星导航电文并将之注入飞越其上空的每颗卫星。完成探究学案地面监控系统部分关于用户设备系统的学习，学生独立完成相应的探究学案。:s5u探究活动2学习本课“ GPS的应用领域”，完成下 列纲要，并思考为何携带 GPS手持机的人员遇险时能得到及 时救援。教师介绍：GPS现在主要是用来定位、导航和测量。在军事上GPS的应用：军事是GP限术最早的应用领域， 主要是为各种军事活动提供定位导航.在现代战争中，不仅陆、海、空三军，而且许多高科技武器弹药等，也都开始采 用GPS技术进行定位导航.还扩展到成为目前

8、精确制导武器复合制导的一种重要技术手段.例如：未配置 GPS制导系统之前，美军的BG-109C “战斧”巡航导弹的圆概论误差约为9米；在其“惯性+地形匹配”制导系统中加入 GPS后，其误差降至3米，制导精 度大大提高。后来，GPS又开始发展到民用上。民用的GPS主要用于交通车辆导航管理、航空器的定位以及导航，以及大地测量、 野外勘测、紧急求援、旅游探险、农业监控、生态研究等方 面。下面同学们完成探究学案的第二部分。承转：大家完成的学案情况较好，下面我们来共同学习 知识窗的内容。看一看 GPS公共交通上的应用。它具体的 例证了以上几个功能，如 GPS系统的智能调度功能，使装有 GPS的由租车配备

9、合理，能最大程度的满足乘客的要求，从 而减少了空载率，降低能源消耗，节省运行成本，并使行车、 乘车安全系数大大提高等功能。GPS在旅游探险中的应用，GPS接收机是旅游、探险者的好帮手。利用 GPS旅游者可以在陌生的城市里迅速找到 自己所在的位置，确定的前往目的地的最优行进方式和路 线。野外探险者则可以快捷的找到合适的道路和宿营地点， 并在由现险情时迅速定位、报警，求得快捷的救援行动。思考：为何携带GPS手持机的人员遇险时能得到及时救 援。讲述实例引起学生思考：余纯顺在罗布泊探险遇难时离 最近的补给站仅几百米。风沙淹埋了前人走过的足迹。在茫 茫荒漠中又渴又饿的他终于倒下了。如果当时他有一台中文

10、显示GPsg收机，这种惨剧又何以发生？。在地广人稀没有 任何参照物可用以辨别方向的情况下，危险无时无刻不存在，手持GPsge收机沿着机中记录的安全轨迹小心行进，从而可 以安全返航。目前，许多休闲俱乐部围绕GP砌能相继推由穿越、寻宝、野外拓展”等都市游戏，丰富了人们的周 末生活，提高了人们的生活品位，深得户外运动爱好者的欢 迎。从我国著名科学家余纯顺在罗布泊探险遇难个事件可 见GPS的重要用途。转承：GPS将成为时尚的高科技产品，并不断地改变人 们的生活方式。下面我们来了解了一下 GP*持机，了解GPS 手持机的使用，即如何利用 GP*持机来定位和导航。探究活动3学习用GPS手持机定位和导航总体

11、介绍：GPS接收机是用于接受 GPS1星定位信息的用 户设备，具有两大主要用途：定位和导航。GPS12是美国GARIN 公司于1998年推由的全中文接收机，是目前国内市场上的 一款主流机型。如预习学案图 1所示，它的功能键：最上的 是内置天线，左边从上到下有导航键、开机键和退由键；右 边则是翻页键、定位键和输入键；中间是光标键；下面则是 显示屏。GPS的主要用途是定位和导航。首先我们来学习如何用 GPS来定位：地球上的任何一个 地点，都有特定的经度、纬度和高度。用 GP牖收机定位， 详细步骤如下：开机接收卫星信号，显示收星画面如探究学案图1所示收星画面是开机后的个画面，表示卫星的分布与接收状

12、态。接收到的卫星不能低于 3颗，要选屋外无障碍物的地区 接收。卫星方位：上北下南，左西右东卫星仰角：中心相当于所处位置正上方，大圆代表地平线，中间圆为45度仰角卫星编号：图中数字表示地平线上方的卫星，数字反白表示卫星未收到黑框条图：表示接收到的卫星信号的强弱，黑条越高， 代表信号越强；如果是白框条，表示该颗卫星正处于跟踪状 态；如果黑条和白框条都没有，表示还未收到卫星信号。一 般来说，圆圈中卫星越靠近中心，则表示接收到的卫星信号 越强。如图1-2中接收到10颗卫星，而且信号比较强。下面完成图1的填图任务连续按翻页键或退由键，切换至，如图1示，其上表示了接收点的信息，有:航向：运动时的方向，它的

13、角度是以正北为0 ,顺时针逐渐增加，正东为 90 ,正西为270 ,因此运动时可以 据此来判断北的方向。航速：为固定显示数据不能更改，当接收卫星后卫星会 自动根据你的运动情况测定该值。航程：相当于里程表，记录航行过的实际路程。高度：显示你所处点的海拔高度。图 2中高度是17坐标：接收点的经纬度。图2中坐标是N32 36 53.9 E120 54 19.2 。时间：采用卫星钟授时。这就是定位，它不仅可以为你定位， 而且可以为你导航， 这样不管你是身处浩瀚的沙漠之中，还是在波浪滔天的大海 上，都不会为迷失方向而发愁。下面完成图2的填图任务通过完成探究学案然保护区户外探险的探究活动并观 察电脑展示的

14、GPS手持接收机的画面，学生叙述利用GPS#航的两种方法。导航方法是：使用GPS接收机导航，首先要建立航路点，然后才能进 行导航。建立航路点种方法：按定位键记录各个位置，建立航路点。第二种方法：直接输入经纬度建立航路点A、开机接收卫星信号，显示收星画面如图1示B、连续按翻页键或退由键，直到显示功能设定 画面c、移动光标键选中航点,按输入键确定，显示航 点画面D、移动光标键选中航点编号，按输入键确定，用光 标键选择所要的航点编号，按输入键确定。E、移动光标键选中经纬度，进行经纬度编辑，输入 航路点的经纬度，方法同上，按 输入键确定F、最后移动光标键选中画面下部的完成，按输入 键确定，录入完成，回

15、到功能设定画面通过一系列的过程，进行导航。反思总结，当堂检测。由于条件所限，学校没有 GPS手持机和其他相关设备， 只有通过在微机上的演示和老师介绍，学生才能学习此方面 的知识，所以在本节课的课堂上组织学生反思总结是非常必 要的。发导学案、布置预习。随着本节课的结束，我们的关于必修二的课程也随之结 束了，下一节课我们将进入课程的复习，希望大家认真做一 做今天下发的总复习的预习学案。九、板书设计GPSf交通运输的关系一、全球定位系统的构成GPS的组成：空间卫星系统，地面监控系统，用户设备 系统。GPS的优点。二、GPS的应用领域GP除军事上的应用。GPS在交通中的应用。GP除旅游探险中的应用。三

16、、学用GPS手持机定位十、教学反思本节主要介绍了 GPS的原理和组成系统，同时也了解了 GPS的应用，最主要的就是了解 GPS手持机的使用，在没有 手持GPSg收机的情况下，借助了计算机系统的帮助。学习本节课之前，学生已经完成了课前预习学案，对全 球定位系统的构成、应用、GPS手持接收机的功能面板都有了一个大概的了解。在课堂上的主要任务是检查学生的基本 知识的掌握情况，并使学生初步会使用GP*持接收机。在学习怎样使用GPS手持接收机时，除了计算机系统的帮助之 外，运用形象的语言讲解也是非常重要。若使用模型，让学 生在模型上，用铅笔写一写、画一画各种界面，可提高学生的学习效率。由于水平所限，本节

17、课会有许多不足之处，希望大家提 由宝贵意见，以便今后更好的提高自己。十一、学案设计第三单元产业活动与地理环境单元活动课前预习学案一、预习目标预习，初步明确 GPS的系统组成、应用领域，了解 GPSg收机面板以及功能键。二、预习内容全球定位系统的构成概况.全球定位系统的全称是。英文缩写是在美国，被列为20世纪“三大航天工程”的有、和。.全球定位系统主要综合了、和三大学科的技术。构成应用.GPS应用最早的领域是。目前，GP除导航方面应用最广的部门是。GPS接收机在旅游探险中的作用有哪些？.止匕外，GPS还广泛应用于、和等方面学用GPS手持机GPS手持机的两大用途是和。O在使用GPS定位时，最好选择

18、在位置，原因是。填写由GPS接收机各功能键地名称图1三、提由疑惑同学们，通过你的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它 填在下面的表格中疑惑点疑惑内容课内探究学案一、学习目标：全球定位系统的构成。全球定位系统在军事、民用方面的应用。学习重难点：全球定位系统在军事、民用方面的应用。学会使用GPS手持机。GPS系统构成。二、学习过程探究活动1将课本上 GPS系统的组成转换成纲要形 式。探究活动2学习本课“ GPS的应用领域”，完成下 列纲要，并思考为何携带 GPS手持机的人员遇险时能得到及时救援。探究活动3学习用GPS手持机定位和导航分别在图1、图2中填写由地平线、卫星编号、卫星信号和坐标三、反思总结G

19、PS定位原理是什么？为何携带GP*持机的人员遇险时能得到及时的救援？四、当堂检测选择题我国既有铁路干线第六次大面积提速后，列车最高运行速度可达200千米以上，并首次实现了旅客列车追踪间隔5分钟。这标志着我国既有铁路干线提速已进入世界先进行列。回答1 2题。该次铁路大提速主要应用的地理信息技术是A.地理信息系统 B.遥感技术c.遥感技术和全球定位系统D.全球定位系统和地理信息系统根据下面时刻表，乘坐表中哪一次车的旅客到终点时看到太阳最接近正南方向动车组车次始发站终点站开车时间终到时间D21 北京长春 07: 1513: 31D201 南昌长沙 08: 0011: 15D584宝鸡西安 11: 1

20、112: 23D776 深圳广州 11: 1812: 28注：长春长沙西安广州A. D21B.D201c.D584D.D776读图，完成3 4题。.巴黎计划在其北部建一卫星城，具城市规划布局将采 用下图D区的布局模式，主要考虑的环境要素是A.河流的流向B.地形的起伏c.人们的审美观念 D.主 体风向.该卫星城建好后，奥由租车公司要在中心调度系统中快速查询本公司由租车的位置信息所采用的技术是A. RS技术B. GIS技术c.无线电呼叫技术 D. GIS与 GP限术综合题联系遥感、地理信息系统和全球定位系统的有关知识， 回答下列问题。上海更由租车公司在中心调度系统中快速查询本公司各由租车的位置信息

21、，所采用的技术是 A. RSB GISc. RS和 GPSD GIS 和 GPS在分析20世纪90年代以来上海市彩红外遥感图像时， 发现外环线周边地区的红色块状区域面积越来越小，而蓝灰 色区域面积越来越大。据此可以判断，该地区 用地 面积在缩小，而 用地面积在扩大。根据三颗卫星提供的资料，运用数学原理就可以计算由 地面静止物体的位置。如图 4-4-1所示，有四颗卫星提供资 料，除可进一步提高定位的精准度外，还可迅速计算由物体的空间位置。下列选项中，可以应用 3s技术的有 A.导弹发射的精确制导B.珠穆朗玛峰高程的精确测量c.人口生生率、死亡率的统计 D.人口密度与商业网点 布局的相关分析课后练

22、习与提高.XX年山东夏蝗发生面积达到 450万亩左右，占全国发 生面积的一半。针对往年飞机灭蝗时定位不准，有时误将农 药撤入池塘等问题，XX年山东省在蝗虫发生的高密度区域采 用现代地理技术，精确掌握防治区域，收到很好的灭蝗效果。 上述治蝗实例中，主要采用的技术是A.遥感技术和全球定位技术 B. “数字地球”技术c.地理信息系统与全球定位技术D.地理信息系统.XX年初，国家测绘局开展对明长城的航空遥感综合调 查，在对明代万里长城的精确长度和准确走向的测量中，GPS的主要功能在于A.可提供卫星遥感影像进行动态监测B.可提供用户随时查阅的地理信息c.可提供飞机遥感影像进行动态监测D.可提供精密的三维坐标和海拔高度目前，发达国家已开始把 GP限术引入农业生产，即“精 准农业耕作”。回答 78题。GPS& “精准农业耕作”的作用是A.农田信息定位获取 B.管理措施决策c.分析处理获 取的信息D.估算农业产量“精准农业”与“石油农业”相比A.忽视农田内农作物的差异