全球定位系统与交通运输 高一地理课件教案 鲁教版

鲁教版必修二第四单元 单元活动 全球定位系统与交通运输【从容说课】本节活动教材内容共由三部分组成，即全球定位系统的构成、GPS的应用领域、学用GPS手持机。全球定位系统是以卫星为基础的无线电导航系统，设计全球定位系统的最初目的主要是用于导航、收集情报等军事目的。现在，它的应用范围越来越广，它已经广泛应用于海陆空导航、导弹制导、大地测量和工程测量等。全球定位系统及其应用是人类活动地域联系的最新发展，且日益普及。全球定位系统对人类活动，尤其是交通活动的影响，越来越显著。可见。从本单元教材的知识结构来看，将全球定位系统作为一个单元活动安排在此单元中是合理的。本单元是人类活动的地域联系，主要从交通运输和通信两大方面介绍人类活动的联系方式，本节内容主要介绍GPS的构成和应用。其目的是让学生对最新的一些科学技术做基本的了解。在教学过程中，可采用自学辅导的方法、谈话的方法、也可以利用多媒体展示材料进行讨论的方法等等。全球定位系统（GPS）在交通事业上的应用是本节的重点。它包括现个主要的应用领域：航海和航空。由于航海是全球定位系统导航应用的最大用户，所以教材对此介绍的篇幅较长。在教学时，教师可以多找一些GPS应用的案例，呈现给学生，增加学生的感性认识。由于这部分内容难度不大，所以教师不必过多讲解，只要把案例展示给学生，最后进行必要的总结归纳就可以了。通过介绍一些未来GPS的应用前景及其对人们日常生活的影响案例，从而能起到激发学生学习兴趣的作用。通过对GPS应用的学习，增强学生对知识是第一生产力，现代社会发展的巨大推动力是不断发展的科学技术革新的认识，从而提高自身学习的责任感和进取心。 本节内容安排2课时完成。【三维目标】知识与技能： 1让学生了解全球定位各级组织系统的基本构成。2让学生掌握全球定位系统的主要应用领域。3让学生了解全球定位系统在交通中的应用。4让学生了解全球定位系统手持机的简单使用。过程与方法：1运用多媒体演示全球定位系统的基本构成，促使学生感性认识和三维空间概念的形成。2通过多媒体课件的演示和案例的介绍，使学生掌握全球定位系统的主要应用领域。3通过阅读教材GPS在公共交通车辆导航中的作用，使学生了解全球定位系统在交通运输中的应用。4通过实际操作演示，让学生了解全球定位系统手持机的简单使用。情感态度与价值观：1通过对媒体演示和案例分析，激发学生探究地理问题的兴趣和动机。2通过对GPS应用的学习，增强学生对知识是第一生产力，现代社会发展的巨大推动力是不断发展的科学技术革新的认识，从而提高自身学习的责任感和进取心。【教学重点】1GPS的应用领域。2GPS手持机的使用。【教学难点】GPS的应用领域。【教具准备】课本插图、多媒体课件、投影仪、GPS手持机。【课时安排】2课时第一课时【教学过程】导入（新课引入）（课件播放）美国军队发射精确制导炸弹轰炸伊拉克的视频片断资料。师：大家也许都还记得，2003年3月的伊拉克战争仅仅打了三个多星期，美军就基本上占领了伊拉克。美国军事上速胜的原因固然很多，但是有一点为大家所公认，那就是现代化信息技术帮了美军的大忙。伊拉克共和国卫队受到的最大打击是美英联军的“精确制导”智能炸弹，其精确制导的关键技术就是GPS。那么，什么是GPS？现代化信息技术能否在维护世界和平和促进地区社会经济的可持续发展中起作用？这就是我们本节课将和同学们一起学习和研究的内容。精确制导（板书）单元活动全球定位系统与交通运输推进（新知识传授）师：全球定位系统是以卫星为基础的无线电导航系统，设计全球定位系统的最初目的主要是用于导航、收集情报等军事目的。现在，它的应用范围越来越广，它已经广泛应用于海陆空导航、导弹制导、大地测量和工程测量等。请同学们打开课本，看一下本节课文将研究哪几方面的内容？生：共三个部分，即全球定位系统的构成、GPS的应用领域和学用GPS手持机。【过渡】师：是的，就这三个部分。从本单元来看，全球定位系统及其应用是人类活动地域联系的最新发展，且日益普及。全球定位系统对人类活动，尤其是交通活动的影响，越来越显著。好了，下面我们就一起来研究第一部分全球定位系统的构成。（板书）一、全球定位系统的构成高潮（重难点突破）【合作探究】师：全球定位系统的全称是什么？全球定位系统生：全球定位系统的全称是“授时与测距导航系统全球定位系统”。师：正确。在美国，被列为20世纪的“三大航天工程”是什么？生：GPS全球卫星定位技术、“阿波罗”飞船登月和航天飞机升空。GPS 阿波罗飞船登月航天飞机师：非常正确。这也是当今世界航天航空技术、无线电通信技术和计算机技术和综合结晶。师：请同学们看课本P107“图441GPS系统的组成”图，GPS系统是由哪些子系统组成的呢？生：GPS主要由三大子系统组成：即空间卫星系统、地面监控系统和用户设备系统。师：回答很好。 （板书）1、空间卫星系统GPS空间部分 (课件展示:“GPS卫星图”和“空间卫星系统动画示意图”)GPS卫星师：请问：空间卫星系统共有多少颗卫星组成？生：24颗。师：它们全部处于工作状态吗？生：不。处于工作状态的卫星有21颗，另外3颗是备用卫星。师：答得好。这些卫星在空中是如何分布的呢？ 生：卫星平均分布在6个轨道上，每个轨道有4颗卫星。师：是的。为什么要这样分布呢？生：空间卫星系统要保证地面上任何地点、任何时间都能观测到4颗以上卫星，从而接收到全球定位系统连续播发的无线电导航信号。师：正确。这对于我们学习过立体几何的同学来说，理解起来还有难度吗？生：没有。师：很好。 (板书) 2、地面监控系统GPS控制部分师：地面控制系统是由哪些部分组成的呢？GPS地面监控系统生：由主控站、监控站和信息注入站三部分组成。师：它们各有哪些功能呢？生：主控站根据各个监控站提供的GPS卫星观测数据，计算星历和卫星钟的改正参数；控制卫星并在发生故障时及时调度备用卫星，以保证整个系统正常都进行。主控站还兼有监控站的功能。监控站是无人值守的数据采集中心，获取GPS卫星观测数据，并将数据传送至主控站。信息注入站把每天主控站计算出的改正参数等注入到每颗GPS卫星中。师：正确。请同学们在课本P108“图4-4-4 GPS地面监控站的分布”图上找出五大监控站及其分布的地区（说出陆地或海洋名称）。 (板书) 3、用户设备系统用户部分师：用户设备系统主要是由哪些部分组成的？GPS用户设备系统生：主要由全球定位卫星接收机和全球定位数据处理软件等组成。师：其功能如何呢？生：用户设备系统接收GPS卫星发射的信号，经过数据处理完成定位和导航功能。师：回答很好。目前生产的各类GPS接收机有何特点呢？生：体积越来越小，重量越来越轻，操作也越来越简单，携带和使用也方便。师：回答正确。师：GPS的定位原理很复杂吗？生：并不复杂。师：对。全球定位系统与其他定位、导航系统相比，有何优点呢?生：由于卫星信号传播和接收不受天气等因素的影响，与其他定位、导航系统相比，优点非常突出，具有全方位、全天候、高精度、自动化、高效益等特点。同时，随着技术的不断成熟和造价的降低，GPS技术已从军事、航空等高科技领域拓展到各行各业。师：回答得很全面，也很完整。（课件展示：多种类型的GPS接收机的图片以及GPS定位原理动画示意图）结束（小结）(略)结束（练习）1.全球定位系统是指：A.GIS系统 D.RS系统2.关于全球定位系统构成的说法，正确的是：A.地面监控系统 B.地理信息系统 C.用户设备系统 D.空间卫星系统3.全球定位系统的优点，主要有： A.具有全方位、全天候的优点 B.具有军事专用的优势 C.具有高精度、自动化优点 D.具有高效益、且应用范围广的优点4. 空间卫星系统共有多少颗卫星组成? 【练习答案】1.B 2.A C D 3.A C D 4.B师：好，本节课我们就上到这里，请同学们回去之后预习后面的课文。下课。【板书设计】单元活动全球定位系统与交通运输一、全球定位系统的构成1、空间卫星系统GPS空间部分2、地面监控系统GPS控制部分3、用户设备系统用户部分 第二课时【教学过程】导入（新课引入）师：同学们，我们先来回顾一下上节课学习的内容。（板书）单元活动全球定位系统与交通运输一、全球定位系统的构成1、空间卫星系统GPS空间部分2、地面监控系统GPS控制部分3、用户设备系统用户部分 师：好，我们现在继续来研究GPS技术的应用领域。(板书)二、GPS的应用领域 1、GPS在军事上的应用 推进（新知识传授）(课件展示：“发射精确制导炸弹”动画示意图与“GPS的最初用途”文字材料)GPS的最初用途GPS最初就是为军方提供精确定位而建立的，至今它仍然由美国军方控制。军用GPS产品主要用来确定并跟踪在野外行进中的士兵和装备的坐标，给海中的军舰导航，为军用飞机提供位置和导航信息等。师：GPS技术最早应用于哪一领域？生：军事领域。师：是的，主要是为各种军事活动提供定位导航。在现代战争中，陆、海、空三军，以及许多高科技武器弹药等，都开始采用GPS技术进行定位导航。 【知识拓展】(课件展示:“GPS系统的广泛用途”图片及文字材料)GPS系统的广泛用途目前，GPS系统的应用已将十分广泛，我们可以应用GPS信号可以进行海、空和陆地的导航，导弹的制导，大地测量和工程测量的精密定位，时间的传递和速度的测量等。对于测绘领域，GPS卫星定位技术已经用于建立高精度的全国性的大地测量控制网，测定全球性的地球动态参数；用于建立陆地海洋大地测量基准，进行高精度的海岛陆地联测以及海洋测绘；用于监测地球板块运动状态和地壳形变；用于工程测量，成为建立城市与工程控制网的主要手段。用于测定航空航天摄影瞬间的相机位置，实现仅有少量地面控制或无地面控制的航测快速成图，导致地理信息系统、全球环境遥感监测的技术革命。 许多商业和政府机构也使用GPS设备来跟踪他们的车辆位置，这一般需要借助无线通信技术。一些GPS接收器集成了收音机、无线 和移动数据终端来适应车队管理的需要。(课件展示：“GPS的应用将进入人们的日常生活”)GPS的应用将进入人们的日常生活最近几年，越来越多普通消费者买得起的GPS接收器出现了。随着技术的进步，这些设备的功能越来越完善，几乎每月都有新的功能出现，但价格在下跌，尺寸也越来越小了。两三年前GPS设备还像艺术品一样令人望而却步，而现在消费者终于可以拥有一款梦想已久的GPS接收器了，还带有以前做梦也想不到的很多先进的功能。消费类GPS手持机的价格从几百元到几千元不等，它们基本上都有12个并行通道和数据功能。有些甚至能与便携电脑相连，可以上传/下载GPS信息，并且使用精确到街道级的地图软件，可以在PC的屏幕上实时跟踪你的位置或自动导航。GPS信号接收机在人们生活中的应用，是一个难以用数字预测的广阔天地，手表式的GPS接收机，将成为旅游者的忠实导游。尽管目前大多数人还不知道什麽是GPS，但有人预言，GPS将改变我们的生活方式。今后，所有运载器，都将依赖于GPS。GPS就象移动 、 机、计算机互联网对我们生活的影响一样，人们日常生活将离不开它。师：可见，GPS系统应用的范围越来越广，且渐渐撕开了她那神秘的面纱，走向了普通的人群。请问：民用GPS主要应用于哪些方面呢？生：主要应用于交通车辆导航管理、航空器的定位及导航，以及大地测量，野外勘测、紧急救援、旅游探险、农业监控、生态研究等方面。【教师精讲】师：很好。简单说来，应用GPS进行导航要为你解决的是三个问题：我在哪里?我要去哪里?我应该怎么去?通常情况下，在开车的过程中，驾驶者会一边寻找目的地一边注意路况，特别是在陌生的环境里，这样的分心状态很容易导致危险，卫星导航系统的功能和优点就在于此：驾驶者只要在出发前通过系统提供的输入方法将目的地输入导航设备中，导航系统就会根据电子地图上存储的地图信息自动算出一条最合适的路线推荐给驾驶者，而且现在的很多导航系统都有真人语音提示功能，会在导航过程中进行语音提示，这样驾驶者就不必一直看着导航系统的屏幕显示，只要专心开车就行了。在欧美、日本等国家和地区，对车载GPS的普及度和认知度已经相当高了，像 改变了人们的沟通联络方式，电子邮件改变了人们的邮件传递方式一样，卫星导航系统将会改变有车族的生活方式，因为卫星导航系统产品除了有高灵敏度的接收器，可清晰地呈现道路、地标外，还能够在地图中标识出医院、餐馆、酒店、加油站、银行和购物中心等以满足人们的多元需求。【过渡】下面我们就重点来研究GPS技术在交通上的应用。 ( 板书) 2、GPS在交通上的应用GPS在交通上的应用 (课件展示：“公交GPS将亮相南京”文字材料)公交GPS将亮相南京 据新华日报2003年8月21日报道：南京公交乘客不必再羡慕广州人了，今后南京市民在公交站台不用引颈张望，仅根据站台屏幕信息就可以知道下一趟车的到站时间。昨日记者获悉，南京公交GPS系统的招投标工作已结束，投资也已确定，今年年内35路、16路的100台车将启用GPS智能系统。 南京即将引入的GPS公交智能调度与营运管理系统不仅给市民提供方便，而且利于公交企业最大限度合理安排运力。在南京公交总公司GPS中央调度中心，记者看到一巨幅电子地图，系统启用后，车辆运行情况能在地图上清晰反映。端坐在调度中心，工作人员就可清楚地了解哪里发生了路堵，哪辆车在哪有了故障，每辆车的位置和速度等车辆运行信息，根据对车辆进行全程跟踪的信息，调度人员能合理调度车辆，避免出现某路车要么不来，要么来一大串的情况。 据透露，五家公司GPS产品在南京公交部分线路的试运行已结束，其中一公司中标，另外，系统的投资方也已确定，相关资金到位，软件的研发工作完成，目前正进行硬件设备的准备工作，预计九、十月份软、硬件工作结束，同时进行相关站台的改造工作，年内百台车正式启用GPS系统。另悉，预计用2、3年时间到2005年十运会前南京公交全部启用GPS系统。 高潮（重难点突破）【合作探究】师：请同学们阅读大屏幕“公交GPS将亮相南京”材料。师：同学们阅读完“公交GPS将亮相南京”材料后，请继续阅读课本P110知识窗“GPS在公共交通车辆导航中的作用”。师：请思考：如果本地区建立了GPS平台，请你设想一个能够最大限度地发挥其作用的方案，你将拿出一个怎样的方案呢？师：请同学们在课后认真讨论，下节课以书面的形式带来交流。师：GPS导航应用中的最大用户是公交车辆吗？生：不，是航海。师：回答正确。在今天人们已很难想象哪一艘船舶不装备GPS导航系统和设备。GPS技术在航海方面的应用系统有哪些？生：GPS航海自主导航系统、港口管理和进港引导系统、以及航路交通管理系统等。师：对。跟踪监视系统有何作用呢？生：有了跟踪监视系统，一旦遇上海难事故，船舶就可将有关信息及时准确地送到有关的救援中心，以便成功实施海上紧急搜救工作。可见作用不可小视。师：GPS导航系统在海、陆运输中的应用就讨论到此，还有哪个领域的运输尚未研究？生：航空运输。GPS航海自主导航师：是的。GPS技术在空中导航中，能发挥哪些作用？生：能够实现最佳空域划分与管理、空中交通流量管理和飞行路线管理，保证了空中交通管制的安全性和灵活性。师：答得好。 （板书） 3、GPS在旅游探险中的应用师：GPS技术能为旅游探险者提供哪些帮助呢？生：能提供如下帮助：（1）旅游者可以在陌生的城市里迅速找到自己所在的位置，确定前往目的地的最优先进方式和路线；（2）在野外，利用GPS接收机可以快捷地找到合适的道路和宿营地点；（3）在险情发生时，能迅速定位报警，以便及时有效地得到救援；（4）GPS能准确记录每次摄影地点，并自动计算出该地点每天的日出和日落时间，为出游者在最佳地点和最佳时间拍摄到最理想的画面提供帮助。师：答得很完整。（板书） 三、学用GPS手持机 1、熟悉GPS功能键GPS手持机师：如何熟悉GPS功能键？生：先要仔细阅读说明书，即用户手册，熟悉学会使用功能键。师：祝贺你，回答得很好。 （板书） 2、学习用GPS定位师：在我们这个地球上无论是哪一点，都有特定的经度、纬度和高度。运用GPS技术定位操作，可迅速显示出坐镇所在地点的准确位置。那么使用GPS手持机定位时应当注意些什么呢？生：要尽量选择在室外无障碍物的地点，以确保能够同时接收到的卫星数量不低于3颗，且卫星信号良好。师：正确。请阅读课文P111-P112相关内容,掌握GPS定位的方法。（板书） 3、学习GPS导航师：运用GPS手持机导航，可以让你无论身处何处，都不会迷失方向。要使用GPS手持机导航，就必须首先建立航点。那么，如何建立航点呢？生：方法主要有：一是按【定位键】，记录下各个航点的位置；二是直接输入经纬度等数值信息。师：对。这样建立航点后，你就可以用GPS手持机尝试导航了。 （板书） 4、GPS手持机应用实例师：请同学们阅读课本P112-P113课文内容。思考：怎样才能在约定的时间内到达目的地和宿营地呢？生：在旅游交通图或电子地图上查找出戴云山自然保护区的的地理位置为： 1180711811E，25372540N之间。精心选择从学校所在地去那里最便捷和最节省开支的两条旅游交通路线，并将“戴云山国家自然保护区GPS数据”表中各个航点的信息资料输入GPS手持机。这样你就可以带上GPS手持机出发了。【活动与探究】活动题目：设计一条GPS卫星定位导航的野外考察线路。活动的办法、过程：在老师的指导下，联系当地实际设计GPS卫星定位导航的野外考察线路。向全班公布各航点经纬度、海拔高度数据，各个小组之间尝试利用GPS进行一次野外徒步考察竞赛。活动的结果：以最先到达者为优胜。结束（小结）(略)结束（练习）1.下列有关GPS技术能够为旅游探险者提供帮助的说法正确的有：A.旅游者可以在陌生的城市里迅速找到自己所在的位置，确定前往目的地的最优先进方式和路线；B.在野外，利用GPS接收机可以快捷地找到合适的道路和宿营地点；C.在险情发生时，能迅速定位报警，以便及时有效地得到救援；不能准确记录每次摄影地点，但能自动计算出该地点每天的日出和日落时间，为出游者提供最佳时间拍摄到最理想的画面提供帮助。2.GPS导航应用中的最大用户是:A.航空 B.航海C.公共汽车交通 D.资源勘探3.下列对于民用GPS应用的说法，正确的有：A.应用于交通车辆导航管理、紧急救援B.应用于航空器的定位及导航、旅游探险C.应用于农业监控、生态研究等D.应用于大地测量和宇宙探测有关专家认为，“数字地球”是地图测绘、航空卫星遥感、探空和深钻技术的深化，是对地测绘系统（DOS）；全球定位系统（GPS）的综合，实现地球圈层间物质流、能量流与信息流数据的集成，便于对全球化问题进行广泛研究。欧盟计划发射30颗卫星，建立地球定位系统。这样，飞机、轮船、汽车等交通工具和人们的野外活动如探险、考察和旅游都可通过与地球定位系统的连接确定自己的准确位置，回答46题。2530101570600104.通常确定地球上任何一点的地理位置应该具备以下三个数据A.经度、距离、海拔 B.经度、纬度、海拔C.纬度、相对高度、距离 D.到两极、赤道的距离和等高线5.右图是卫星甲和卫星乙在某一时刻所覆盖的区域，其服务范围大小是A.甲等于乙 C.甲小于乙 6.下面关于甲、乙两地卫星图象的分析，正确的是B.甲地为一温暖广阔的浅海，渔业资源和海底石油资源丰富C.乙地所在地区为世界最大的热带雨林区，但破坏较为严重D.甲乙两地均为热带草原，牧场广阔，牛羊成群【练习答案】1.A B C 2.B 3.A B C 4.B 5.C 6.C数字地球【板书设计】单元活动全球定位系统与交通运输一、全球定位系统的构成1、空间卫星系统GPS空间部分2、地面监控系统GPS控制部分3、用户设备系统用户部分二、GPS的应用领域 1、GPS在军事上的应用2、GPS在交通上的应用3、GPS在旅游探险中的应用三、学用GPS手持机 1、熟悉GPS功能键2、学习用GPS定位3、学习GPS导航 4、GPS手持机应用实例