《第一节全球定位系统的应用》精品优质课教案设计

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通过全球定位系统神奇功能及广泛应用领域的介绍，激发学生对科学探究的精神。

教学重点：

结合实例说出GPS在定位，导航中的作用。

教学难点：全球定位系统基本工作原理。

课时安排：一课时

教学方法：讲授法，小组合作学习法，讨论教学法等

教学过程：

播放《手机》电影视频片段

[问题]手机是如何将王守一的位置确定出来的？引出全球定位系统及其作用。

一、全球定位系统

1、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。[来源:

展示GPS定位示意图【问题】GPS定位原理是什么呢？[阅读]探索活动。

实际上三颗卫星即可实现定位，但为了提高精度，减少误差，一般要求四颗，用于定位的四颗卫星即为定位星座。

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2、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。

P78和P80图。

二、GPS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：