高中地理 3.3全球定位系统及其应用教案 新人教版必修3

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1、高二地理必修三教案3.3全球定位系统及其应用状元笔记卫星信号传播和接收不受天气等因素影响，与其他定位、导航系统相比，GPS具有海、陆、空全方位，全天候、高精度、自动化、高效益等优点。空间星座是由24颗卫星组成，是全球定位系统全部卫星。定位星座至少有4颗卫星，有时某地上空可能多于4颗卫星，它们也共同起到定位导航的作用，准确度会更高。基础整理本节内容包括两部分：一是介绍全球定位系统的概念、组成，二是全球定位系统与定位导航。综合探究1．我国国家GPS技术研究中心首次借助GPS高科技手段，为目前正处于地壳活跃期的青藏高原进行“体检”。科学家们经过10年观察，精

2、确地测定出了目前青藏高原的垂直运动和水平运动的年平均速率。请你说说科学家们是如何利用GPS来研究喜马拉雅山块体和西藏板块的运动方向和运动速度的。探究：GPS定位原理类似于三球定位原理。由已知空间位置的GPS卫星发射信号，在地面(或空中)的GPS接收机跟踪接收GPS卫星发射的信号，测量信号从卫星到接收机天线的传播时间，计算出卫星到接收机的距离。如果接收到3颗卫星的信号，GPS接收机可以利用三球定位原理，计算出接收机所在位置的经度、纬度和高程。如果接收到4颗卫星的信号，GPS接收机还可以获得定位时间。如果GPS接收机捕捉到4颗以上卫星的信号，就可以提高定位

3、精度。假如GPS接收机不断地更新位置，就可以通过跟踪接收GPS卫星发射的信号，得到自己在不同位置的经度、纬度、高程与定位时间，进而算出移动方向和速度。科学家们要把测地型GPS接收机固定在三个适当地点的岩石上，构成三角形监测网，CPS卫星以每秒1000次的速率不问断地发送自身的星历参数和时间信息，地面接收机收到这些信息，并测得接收到的卫星每个信号的时间，便可自动计算出接收机所在地点的纬度、经度和高程。通过R时间地检测，便可以精确计算出青藏高原岩体的运动速度和运动方向。2．某学校地理科研小组，为了更好地观测天体，找到天体的准确位置，要利用GPS手持机测量学

4、校天文台的地理坐标。但他们在天文台内测出的天文台地理坐标还不如从地图上查出的准确。你能给他们说明这是什么原因吗?探究：GPS空间卫星由24颗卫星组成。其中，工作卫星21颗，备用卫星3颗，平均分布在6个轨道上，每个轨道4颗卫星，在半径26560千米的近圆形轨道上运行，运行周期为11小时58分钟。卫星不间断地发送自身的星历参数和时间信息，用户接收到这些信息后，经过计算求出接收机的三维位置、三维方向以及运动速度和时间信息。要实现地面接收机的定位，地面观测者最少要见到4颗卫星，因为要解算观测站点的三维坐标，必须观测到4颗以上的GPS卫星。如果不能同时接收到4颗

5、卫星的信号，则不能正确定位。在天文台内，由于天窗太小，GPS手持机不能同时接收到4颗卫星的信息，故它不能正确地测量出天文台的地理坐标。思考发现1．全球定位系统的全称是“授时与测距离导航系统——全球卫星定位系统”。在美国，全球卫星定位技术与“阿波罗”飞船登月、航天飞机升空，共同被列为20世纪“三大航天工程”，也是当代世界航天航空技术、无线电驼通信技术和计算机技术的综合结晶。2．GPS的用户系统（接收设备）就是用户手中的各种各样的GPS接收机，GPS接收机的种类很多，接接据点机的用途可分为导航型接收机、测地型接收机和授时型接收机；按接收机的载波频率可分为单

6、频接收机和双频接收机；按接收机通道数可分为多通道接收机、序贯通道接收机、多路多用通道接收机；按工作原理还可以分成码相关型接收机、平方型接收机、混合型接收机、干涉型接收机等。3．全球定位系统的主要作用是定位导航，在学习这部分知识时要注意理论联系实际，有条件的学校可配合野外考察，学习使用GPS手持机。在野外，利用GPS手持机，第一，可以随时确定自己所处的位置（定位）；第二，可以帮助我们找到到达目的地的最佳路线和方向，顺利到达目的地；第三，大多数GPS能够显示当地的日出日落时间，便于合理安排出发、宿营时间；第四，GPS每秒更新一次当前地点的坐标信息，每一点的

7、坐标与上一点坐标进行比较，就可以知道自己的前进方向。卫星导航定位系统的新时代目前，美国的GPS是世界上最成熟的卫星导航定位系统．但其他国家也开始研发或已建立了类似的卫星导航定位系统。俄罗斯的卫星导航定位系统——GLONASS于1995年12月开始运行。与GPS相比，GLONASS系统的精度比较低。且由于经费短缺。GLONASS的在轨卫星数目不断减少，工作能力未能达到设计水平。中国于2003年5月发射了“北斗一号”卫星的备份星．与前两颗“北斗一号”工作星组成了完整的卫星导航定位系统。至此，中国成为世界上第三个拥有卫星导航定位系统的国家。“北斗一号”卫星导

8、航定位系统是一个区域性卫星导航系统，只用于中国及其周边地区。欧洲正在实施“伽利略”计划，建设欧