高中地理《全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用》教學(xué)設(shè)計

時間：2021-03-30 13:44:58 教學(xué)設(shè)計我要投稿

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　　教學(xué)目的：

高中地理《全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用》教學(xué)設(shè)計

　　了解GPS原理

　　了解GPS在各個部門中的應(yīng)用

　　重點與難點：

　　GPS應(yīng)用

　　教學(xué)過程：

　　地理信息技術(shù)是現(xiàn)代地理科學(xué)研究的主要技術(shù)手段之一，包括：GPS、RS、GIS，三者的結(jié)合即為數(shù)字地球。

　　[問題]你對GPS了解多少？

　　GPS定位原理是什么呢？[閱讀]探索活動。

　　實際上三顆衛(wèi)星即可實現(xiàn)定位，但為了提高精度，減少誤差，一般要求四顆，用于定位的四顆衛(wèi)星即為定位星座。

　　一、全球定位系統(tǒng)

　　1、介紹：GPS，美國從本世紀(jì) 70年代開始研制，歷時20年，耗資200億美元，于1994年全面建成，具有在海、陸、空進行全方位實時三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。目前的全球覆蓋率為98%，它能夠?qū)崟r測量“四度”：經(jīng)度、緯度、高度、速度。

　　2、組成：

　　（1）空間部分：使用24顆高度約2.02萬千米的衛(wèi)星組成衛(wèi)星星座。21+3 顆衛(wèi)星均為近圓形軌道，運行周期約為11小時58分，分布在六個軌道面上（每軌道面四顆），軌道傾角為55度。衛(wèi)星的分布使得在全球的任何地方，任何時間都可觀測到四顆以上的衛(wèi)星，并能保持良好定位解算精度的幾何圖形。這就提供了在時間上連續(xù)的全球?qū)Ш侥芰Α?/p>

　　（2）地面監(jiān)控部分包括四個監(jiān)控間、一個上行注入站和一個主控站。監(jiān)控站設(shè)有GPS用戶接收機、原子鐘、收集當(dāng)?shù)貧庀髷?shù)據(jù)的傳感器和進行數(shù)據(jù)初步處理的計算機。監(jiān)控站的主要任務(wù)是取得衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)并將這些數(shù)據(jù)傳送至主控站。主控站設(shè)在范登堡空軍基地。主控站主要任務(wù)是收集各監(jiān)控站對GPS衛(wèi)星的全部觀測數(shù)據(jù)，利用這些數(shù)據(jù)計算每顆GPS衛(wèi)星的軌道和時鐘改正值。上行注入站也設(shè)在范登堡空軍基地。它的任務(wù)主要是在每顆衛(wèi)星運行至上空時把這類導(dǎo)航數(shù)據(jù)及主控站的指令注入到衛(wèi)星。這種注入對每顆GPS衛(wèi)星每天進行一次。

　�。�3）用戶設(shè)備：GPS接收機。

　　P78和P80圖。

　　二、GPS應(yīng)用：

　　1、特點：全天候、高精度（民用碼：利用差分技術(shù)，可以得到小于5米的精度）、自動測量、實時性。

　　2、功能：

　　（1）定位：

　�。�2）導(dǎo)航：是一個技術(shù)門類的總稱，它是引導(dǎo)飛機、船舶、以及個人安全、準(zhǔn)確地沿著選定的路線，準(zhǔn)時到達目的地的'一種手段。

　　導(dǎo)航的基本功能是回答三個問題：

　　我現(xiàn)在在哪里？我要去哪里？如何去？

　　3、具體應(yīng)用：定位與導(dǎo)航。

　　[問題]你了解哪些應(yīng)用？或者根據(jù)其定位與導(dǎo)航功能你能想到有哪些應(yīng)用？

　　軍事：1999年科索沃戰(zhàn)爭中大量使用。

　　后方司令部可通過全球定位系統(tǒng)，時刻掌握在前線的特種部隊的位置。隊員一旦面臨危險，立刻派出救援部隊，在空中待命的導(dǎo)彈輸入數(shù)據(jù)，就可對敵方進行精度達10M的轟炸。

　　測繪：有哪些優(yōu)勢？有哪些具體應(yīng)用領(lǐng)域？

　　交通：關(guān)鍵是導(dǎo)航

　　救援：關(guān)鍵是定位

　　農(nóng)業(yè)：精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)耕作：什么是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)耕作？其優(yōu)勢在哪里？

　　娛樂：略

　　案例研究：問題：反映了哪些用途？為什么能夠粗準(zhǔn)地飛行？

　　鞏固練習(xí)

　　3.1全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用測試題

　　一、單項選擇題

　　1 全球定位系統(tǒng)簡稱（）

　　A RS B GDP C GIS D GPS

　　2 下列不屬于全球定位系統(tǒng)的特點的是（）

　　A 精確度較小 B 高精度 C 自動測量 D全天候

　　3 全球定位系統(tǒng)的空間部分使用24顆衛(wèi)星。衛(wèi)星軌道均為近圓形，運行周期約為（）

　　A 24小時 B 23小時56分4秒 C 11小時58分 D 12小時

　　4 衛(wèi) 星分為天然衛(wèi)星和人造衛(wèi)星。其共同點是衛(wèi)星都圍繞（）作周期性運動。

　　A 恒星 B 行星 C 星云 D 星座

　　5 全球定位系統(tǒng)的功能描述錯誤的是（）

　　A 可以獲得某點的經(jīng)緯度 B 可以判斷兩點間的方位

　　C 能夠獲得某點的海拔 D 不能用于飛機導(dǎo)航

　　6 關(guān)于GPS，敘述錯誤的是（）

　　A 6個軌道面上有24顆衛(wèi)星

　　B 接收機收到3顆衛(wèi)星的信息，就可以確定接收機所在地點的位置

　　C 接收到4顆或4顆以上衛(wèi)星的信息，就可以計算出運動中的接收機的運動速度

　　D 任何時間、任何地點都可以觀測到其中的3顆衛(wèi)星

　　7關(guān)于GPS，敘述錯誤的是（）

　　A GPS是利用衛(wèi)星進行定位、導(dǎo)航的系統(tǒng)，會受到太陽活動、天氣、地形的影響

　　B GPS包括三部分，即空間部分、地面監(jiān)控系統(tǒng)第用戶設(shè)備部分

　　C GPS衛(wèi)星星座是由工作中的21顆衛(wèi)星組成

　　D 野外旅行時，只要擁有GPS信號接收機，就可知道自己所處的經(jīng)緯度

　　8 某同學(xué)迷路了，于是手持GPS接收機，向右移動一段距離后，讀數(shù)發(fā)生如下變化，移動前（36 °58 ′27.8″N，116°18′50 ″E），移動后（36°58′27.9″N，116°18′50″E）,他移動的方向是( )

　　A 東 B 西 C 南 D 北

　　9 利用GPS可以( )

　　A 進行自然資源調(diào)查和環(huán)境監(jiān)測

　　B 監(jiān)測地球板塊運動狀態(tài)和地殼變形

　　C 預(yù)報自然災(zāi)害，對農(nóng)作物估產(chǎn)

　　D 處理和管理地理數(shù)據(jù)，方便用戶查詢檢索

　　10 下列工程或項目的開展，以應(yīng)用全球定位系統(tǒng)為主的是（）

　�。�1）森林火災(zāi)和病蟲害監(jiān)測（2）香港地理信息系統(tǒng)的建立

　�。�3）中國地殼運動觀測網(wǎng)絡(luò)工程（4）大型集裝箱貨輪和巨型油輪航行

　�。�5）海底油氣資源勘探（6）在逃犯駕駛汽車逃竄的監(jiān)控

　　A （1）（2）（3） B （3）（4）（6） C （3）（4）（5） D （1）（3）（6）

　　北約部隊一架F-117A隱形戰(zhàn)斗機被南聯(lián)盟防空部隊擊落，飛行員跳傘后在腳觸地的一剎那，通過手持式信號發(fā)射器發(fā)出緊急呼救信號，當(dāng)間諜衛(wèi)星把呼救信號傳送到北約指揮所后，美軍立即安排了救援行動。6小時后，一架MH-60C搜索與救援直升機降落在飛行員面前，而后安全返回基地。據(jù)此回答11—12題。

　　11 飛行員發(fā)出的呼救信號是（）

　　A GIS系統(tǒng)信號 B GPS 系統(tǒng)信號 C RS系統(tǒng)信號 D 電視信號

　　12 北約轟炸科索沃地區(qū)時，可利用如下哪種技術(shù)系統(tǒng)對目標(biāo)準(zhǔn)確進行轟炸（）

　　A GIS系統(tǒng)信號 B GPS 系統(tǒng)信號 C RS系統(tǒng)信號 D 電視信號

　　二、綜合題

　　13、在野外如果迷失了方向，你有哪些方法辨向？（列舉幾例）其中最簡單、最精確的方法是什么？

　　14（05年上海）

　　（1）根據(jù)三顆衛(wèi)星提供的資料，運用數(shù)學(xué)原理可以計算出地面靜止物體的位置。如右圖所示有4顆衛(wèi)星提供資料，除可進一步提高衛(wèi)星的定位精確度外，還可以迅速計算出__________物體的空間位置。

　�。� 2）下列選項中可以應(yīng)用GPS技術(shù)的有（多項選擇）__________。

　　A、導(dǎo)彈發(fā)射的精確制導(dǎo)

　　B、珠穆拉瑪峰高程的精確測量

　　C、人口出生率、死亡率的統(tǒng)計