第一节 GPS的基本工作原理 教案 (2)

第一节
GPS的基本工作原理
教案
教学目标：
（一）知识与技能
1、能够用自己的语言解释全球定位系统的概念，并初步了解其工作原理；
（二）过程与方法
1、通过读“GPS组成示意图”，分析全球定位系统的组成，并讨论各子系统的功能； 、
3、通过定位游戏的完成，掌握全球定位系统工作的基本原理；
（三）情感、态度与价值观
1、通过全球定位系统的介绍，激发学生的求知欲和科学探究精神。
教学重点
全球定位系统的概念、基本组成和工作原理。
教学方法：
游戏法、实践法、多媒体辅助教学法、问题情境教学法、教授法等
五、教学过程： 新课导入：
播放手机地图导航的语段语言，引出本节课要学习的全球定位系统。
一、全球定位系统
1、概念
全球定位系统（GPS）是利用人造地球卫星星座来获得地面某点经纬度和高程的系统，是当代航天技术、无线电通信技术和计算机技术的结晶。
游戏：
1、选出2名同学参加游戏。
2、蒙住第一个人的眼睛。
3、第二人指挥第一个人（被蒙眼人）通过障碍区域并到达指定地点（障碍区域由对手设置，可利用学生的手臂和腿设置高低不同的障碍。指定地点放置苹果。
承转：通过刚才的游戏我们体验到了定位的乐趣，但也应 该体会到团队合作的重要性，要想赢得比赛需要多人默契的配合才能获胜,GPS的工作过程也是如此。
2、组成：
组成：
（1）空间部分——由分布在距地面20200千米高空、互成60°角的6个轨道面上的24颗GPS卫星组成，每个轨道上有4颗卫星。
这些卫星不间断地发送各自与定位相关的参数、时间等信号，为用户提供高精度、全天候、连续实时的三维定位和导航信息。
（2）地面监控系统—一由分布在全球的1个主控站、5个监控站和3个信息注入站组成。
主要作用是提供和计算卫星运行的各种参数，对卫星及各种设备进行监测和控制，并为所有卫星提供同一时间标准—GPS时间系统。
（3）用户设备——指各种GPS接收机，能够捕获到GPS卫星的信号，实时地计算出三维坐标、速度以及时间。
三、工作原理
GPS卫星不断发送自身的各种参数和时间信息，GPS接收机收到这些信息后，经过计算就可确定所处位置的坐标。
GPS是如何获取目标的位置的呢？
在GPS观测中，卫星的瞬间位置精确可知，可以被视为已知点坐标；卫星信号到达接收机所需要的时间可以被计算出来，这个时间长度与光速的乘积就是卫星与接收机之间的距离。因此，利用3颗GPS卫星提供的数据，组成3个方程式，就可解算出接收机的位置坐标（x，y，z)。
四、GPS的特点
一、覆盖全球表面，可全天候作业。
二、功能多，应用广泛。
三、观测时间短，定位精度高。
四、操作简单，便于携带。
五、抗干扰性能好，保密性强。