3.3全球定位系統(tǒng)及其應(yīng)用教案（湘教必修3）.doc

3.3 全球定位系統(tǒng)及其應(yīng)用 教學(xué)設(shè)計教學(xué)目的1.了解GPS原理。2.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?。?）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