资源简介

(共26张PPT)
智能导航
黔教版六年级下册
内容总览
目录
01
05
03
02
04
06
学习目标
新知导入
卫星定位导航技术
地图数据与导航软件
卫星定位导航技术应用
07
板书设计
课后作业
08
课堂总结
教学目标
信息意识
增强信息敏感度，能够主动关注和了解卫星定位导航技术在日常生活中的应用。能够区分不同卫星导航系统的特点和优势。
计算思维
理解卫星定位导航技术背后的计算原理，如三角定位法等。通过实践活动，锻炼逻辑思维和问题解决能力，能够利用计算思维优化出行路线。
数字化学习与创新
利用数字化工具（如导航软件）进行自主学习和探究，提高学习效率。思考如何结合卫星定位导航技术进行创新应用设计。
信息社会责任
使用卫星定位导航服务时注意保护个人隐私。使用数字技术时应遵守法律法规，尊重他人权益，树立良好的信息社会道德责任感。
新知导入
本项目中，我们将围绕“体验智慧出行”展开学习活动。通过出行过程中的决策、引导等活动，了解在实时感知、精准研判、智能决策下，“人”“车”“路”协同所赋予的灵活多样、随需而至、绿色节约的交通出行服务，感受“出行即服务 (Mobility as a Service,MaaS)”理念。在物联网科技产品带来的出行变革中，体验智慧出行的便捷与高效，形成新的出行生活方式。
新知导入
本项目共2课，包括3个项目活动，详见下表：
课题 项目活动
第3课智能导航 项目活动1:体验导航出行
第4课智慧出行 项目活动2:体验MaaS的智慧项目
项目活动3:了解汽车自动驾驶并模拟搭建程序脚本
新知讲解
中国北斗卫星导航系统
中国北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)是我国自行研制、自主建设、独立运行的全球卫星导航系统，是为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务的国家重要空间基础设施。它具有快速定位、实时导航、精确授时、位置报告和短报文通信服务五大功能。
它具有快速定位、实时导航、精确授时、位置报告和短报文通信服务五大功能。
新知讲解
1.卫星定位导航技术
卫星定位导航技术是采用空间导航卫星对地面、海洋、空中和空间用户进行定位的技术。通常只需接收4颗卫星发出的信号就可以实现定位、导航、授时等功能。
卫星定位导航技术
新知讲解
卫星定位系统由三部分组成：空间卫星部分——导航卫星；地面控制部分——地面主控站和监测站等；用户设备部分——卫星信号接收机。
卫星定位系统
1.卫星定位导航技术
新知讲解
卫星定位基本原理：位于高空的导航卫星以一定的周期环绕地球运行，在地面一般可同时接收4颗及以上卫星的信号。由于卫星位置精确可知，以及卫星时钟与接收机时钟之间的时差，便可计算求解，从而得到地面接收点的经纬度等信息，达到通过卫星定位导航的目的。
卫星定位基本原理
1.卫星定位导航技术
新知讲解
卫星定位导航技术的计算方法主要基于三角测量原理，结合信号传播时间、多普勒效应等因素进行计算。以下是卫星定位导航技术计算方法的一些关键步骤：
扩展学习——卫星定位导航技术计算方法
1.卫星定位导航技术
卫星位置计算
首先，需要知道每颗卫星的精确位置。这些位置信息通常通过卫星的星历数据获得，星历数据包括卫星的轨道参数等信息。通过这些参数，可以计算出卫星在特定时间的位置。
新知讲解
1.卫星定位导航技术
信号传播时间测量
地面接收器接收到卫星的信号后，会测量信号从卫星传播到接收器的时间。这个时间乘以光速，就得到了接收器和卫星之间的距离。然而，由于信号在传播过程中会受到大气层等因素的影响，导致传播速度发生变化，因此需要进行相应的修正。
多普勒效应修正：当卫星和接收器之间发生相对运动时，会产生多普勒效应，导致接收到的信号频率发生变化。通过测量多普勒效应修正：当卫星和接收器之间发生相对运动时，会产生多普勒效应，导致接收到的信号频率发生变化。通过测量这种频率变化，可以计算出卫星和接收器之间的相对速度，从而修正距离测量结果。这种频率变化，可以计算出卫星和接收器之间的相对速度，从而修正距离测量结果。
多普勒效应修正
当卫星和接收器之间发生相对运动时，会产生多普勒效应，导致接收到的信号频率发生变化。通过测量这种频率变化，可以计算出卫星和接收器之间的相对速度，从而修正距离测量结果。
位置计算：当接收器同时接收到来自多颗卫星的信号时，就可以通过三角测量原理计算出接收器的位置。具体来说，需要解算一个包含多个未知数的方程组，这些未知数包括接收器的三维坐标和接收器时钟与卫星时钟之间的时间差。通过解算这个方程组，可以得到接收器的精确位置。
位置计算
当接收器同时接收到来自多颗卫星的信号时，就可以通过三角测量原理计算出接收器的位置。具体来说，需要解算一个包含多个未知数的方程组，这些未知数包括接收器的三维坐标和接收器时钟与卫星时钟之间的时间差。通过解算这个方程组，可以得到接收器的精确位置。
新知讲解
需要注意的是，以上步骤只是卫星定位导航技术计算方法的一部分，实际计算过程可能更加复杂，并且需要借助高性能的计算机和专业的软件来实现。同时，为了提高定位精度和可靠性，还需要考虑其他因素，如信号干扰、多路径效应等。
扩展学习——卫星定位导航技术计算方法
1.卫星定位导航技术
新知讲解
儿童智能手表通常具有防范儿童走失的功能，该功能是如何实现的
探究屋
参考：儿童智能手表通常配备有GPS定位功能，这是实现防范儿童走失的关键。手表通过内置的GPS芯片接收卫星信号，准确获取儿童的位置信息。家长可以通过手机APP与手表连接，实时查看孩子的位置，甚至设定安全区域。一旦孩子离开设定的安全区，手表会立即向家长手机发送警报，让家长能迅速采取行动。此外，手表还具备通话功能，方便家长与孩子随时保持联系，确保孩子的安全。这种集定位、监控、通话于一体的智能手表，为家长提供了一个有效的工具，大大降低了儿童走失的风险，让孩子的安全得到了更好的保障。
1.卫星定位导航技术
新知讲解
2.地图数据与导航软件
卫星导航是指用户利用手机或导航仪的卫星定位功能，通过导航软件和数字地图规划从起始位置到目标位置的行进线路。在用户行进过程中，通过跟踪用户的当前位置进行导航，当遇到路口时，按规划路径提前进行信息提示。另外，导航软件还能提供周边丰富的生活信息。
新知讲解
讨论坊
在行进过程中，导航软件可以获取规划线路中的交通事故、道路拥堵、临时道路维护等实时路况信息，并重新规划线路供用户选择。那么,导航软件是如何获取这些信息的
2.地图数据与导航软件
新知讲解
讨论坊
参考：导航软件获取实时路况信息的方式主要依赖于多种数据源。首先，通过与交通管理部门合作，导航软件可以接入交通监控摄像头和感应器的数据，实时了解交通事故和拥堵情况。其次，用户的实时反馈也为导航软件提供了宝贵的信息，例如用户上报的交通事故或拥堵路段。此外，导航软件还会利用大数据分析技术，根据历史交通数据和当前交通流量模式，预测可能的拥堵区域。综合这些数据源，导航软件能够为用户提供准确、及时的实时路况信息，并在需要时重新规划路线，帮助用户避开拥堵和事故路段，提高出行效率。
2.地图数据与导航软件
新知讲解
3.卫星定位导航技术应用
卫星定位导航技术在交通运输、军事国防等诸多领域中，提供了高效的定位导航服务，图所示为车辆定位与管理系统。
新知讲解
3.卫星定位导航技术应用
参考：要使用导航软件规划一条经过加油站到博物馆用时最短的驾车线路，可以按照以下步骤操作：
实践园
打开导航软件
在手机上或车载导航系统中打开你常用的导航软件，如高德地图、百度地图等。
利用导航软件，规划一条经过加油站到博物馆用时最短的驾车线路(可以尝试使用智能语音助手)。
新知讲解
3.卫星定位导航技术应用
设置起点和终点
在导航软件中输入起点（当前的位置或特定起点）和终点（博物馆的地址）。如果知道加油站的确切位置，也可以先设置加油站为途经点。
添加途经点
在输入终点后，导航软件通常会提供几个不同的路线选择。在这些选项中，应该寻找一个“添加途经点”或“途经”的功能，并点击它。然后输入加油站的名称或地址作为途经点。
新知讲解
3.卫星定位导航技术应用
选择优化目标
在规划路线时，导航软件通常会提供不同的优化选项，如“用时最短”、“路程最短”、“避免拥堵”等。在这种情况下，应该选择“用时最短”作为优化目标。
开始导航
设置好起点、终点、途经点和优化目标后，点击“开始导航”按钮。导航软件将根据你提供的信息计算出一条经过加油站到博物馆用时最短的驾车线路，并提供详细的导航指示。
新知讲解
3.卫星定位导航技术应用
关于使用智能语音助手，如果手机或车载系统支持语音控制功能，可以通过说出相应的指令来完成上述步骤。例如，可以说：“导航到博物馆，途经最近的加油站，选择用时最短的路线。”智能语音助手会识别你的指令，并相应地操作导航软件来规划线路。
实践园
课堂总结
本课围绕卫星定位导航技术展开，通过理论与实践相结合的方式，使大家深入理解了卫星导航的工作原理及应用。在本课学习中，不仅学习了北斗卫星导航系统的基础知识，还详细学习了导航软件与地图数据的实际应用。在实践活动中，大家积极参与，亲身体验了导航技术的便捷性。同时，也强调了信息安全和道德责任的重要性，在使用科技产品时要遵守法律法规，尊重他人隐私。
板书设计
课后作业
卫星定位导航技术在日常生活中有哪些应用？请举出至少三个例子。
1
假设你是一名导游，需要带领一个旅游团参观城市的主要景点。请利用导航软件规划一条高效的旅游路线，确保每个景点都能得到充分的游览时间。写出你的规划思路及理由。
2
谢谢
21世纪教育网（www.21cnjy.com)
中小学教育资源网站
兼职招聘：
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智能导航 教学设计
课题 智能导航 单元 体验智慧出行 学科 小学信息技术 年级 六年级
教材分析 本课内容涵盖了卫星定位导航技术的基础知识、应用以及实际操作体验，具有较强的实用性和互动性。通过介绍我国自主研发的北斗卫星导航系统，激发了学生的民族自豪感和科技兴趣。同时，结合地图数据与导航软件的内容，使学生能够更好地理解卫星定位导航技术在日常生活中的应用。此外，通过实践活动的设计，鼓励学生动手操作，提升了学生的实践能力和问题解决能力。
学习目标 信息意识：增强信息敏感度，能够主动关注和了解卫星定位导航技术在日常生活中的应用。能够区分不同卫星导航系统的特点和优势。计算思维：理解卫星定位导航技术背后的计算原理，如三角定位法等。通过实践活动，锻炼逻辑思维和问题解决能力，能够利用计算思维优化出行路线。数字化学习与创新：利用数字化工具（如导航软件）进行自主学习和探究，提高学习效率。思考如何结合卫星定位导航技术进行创新应用设计。信息社会责任：使用卫星定位导航服务时注意保护个人隐私。使用数字技术时应遵守法律法规，尊重他人权益，树立良好的信息社会道德责任感。
重点 卫星定位导航技术的基础理解：使学生理解卫星定位导航技术的基本工作原理及其在日常生活中的应用，包括但不限于交通导航、位置服务等。导航软件与地图数据的应用：重点介绍导航软件如何利用卫星信号和地图数据为用户提供导航服务，以及用户如何通过导航软件获取实时路况信息，规划高效出行路线。
难点 卫星定位导航技术的工作原理：卫星定位导航技术涉及复杂的物理和数学知识，如信号传播时间、三角测量法等，对于学生来说可能较难理解。因此，如何将这些复杂的知识以简单易懂的方式呈现给学生，是教学中的一个难点。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 本项目中，我们将围绕“体验智慧出行”展开学习活动。通过出行过程中的决策、引导等活动，了解在实时感知、精准研判、智能决策下，“人”“车”“路”协同所赋予的灵活多样、随需而至、绿色节约的交通出行服务，感受“出行即服务 (Mobility as a Service,MaaS)”理念。在物联网科技产品带来的出行变革中，体验智慧出行的便捷与高效，形成新的出行生活方式。本项目共2课，包括3个项目活动，详见下表：课题项目活动第3课智能导航项目活动1:体验导航出行第4课智慧出行项目活动2:体验MaaS的智慧项目项目活动3:了解汽车自动驾驶并模拟搭建程序脚本 了解本项目学习内容及本课将要开展的活动。 帮助学生明确项目学习内容和本课要开展的活动，激发学生的学习兴趣。
讲授新课 项目活动1:体验导航出行中国北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)是我国自行研制、自主建设、独立运行的全球卫星导航系统，是为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务的国家重要空间基础设施。它具有快速定位、实时导航、精确授时、位置报告和短报文通信服务五大功能。1.卫星定位导航技术卫星定位导航技术是采用空间导航卫星对地面、海洋、空中和空间用户进行定位的技术。通常只需接收4颗卫星发出的信号就可以实现定位、导航、授时等功能。卫星定位系统由三部分组成：空间卫星部分——导航卫星；地面控制部分——地面主控站和监测站等；用户设备部分——卫星信号接收机。卫星定位基本原理：位于高空的导航卫星以一定的周期环绕地球运行，在地面一般可同时接收4颗及以上卫星的信号。由于卫星位置精确可知，以及卫星时钟与接收机时钟之间的时差，便可计算求解，从而得到地面接收点的经纬度等信息，达到通过卫星定位导航的目的。扩展学习——卫星定位导航技术计算方法卫星定位导航技术的计算方法主要基于三角测量原理，结合信号传播时间、多普勒效应等因素进行计算。以下是卫星定位导航技术计算方法的一些关键步骤：卫星位置计算：首先，需要知道每颗卫星的精确位置。这些位置信息通常通过卫星的星历数据获得，星历数据包括卫星的轨道参数等信息。通过这些参数，可以计算出卫星在特定时间的位置。信号传播时间测量：地面接收器接收到卫星的信号后，会测量信号从卫星传播到接收器的时间。这个时间乘以光速，就得到了接收器和卫星之间的距离。然而，由于信号在传播过程中会受到大气层等因素的影响，导致传播速度发生变化，因此需要进行相应的修正。多普勒效应修正：当卫星和接收器之间发生相对运动时，会产生多普勒效应，导致接收到的信号频率发生变化。通过测量这种频率变化，可以计算出卫星和接收器之间的相对速度，从而修正距离测量结果。位置计算：当接收器同时接收到来自多颗卫星的信号时，就可以通过三角测量原理计算出接收器的位置。具体来说，需要解算一个包含多个未知数的方程组，这些未知数包括接收器的三维坐标和接收器时钟与卫星时钟之间的时间差。通过解算这个方程组，可以得到接收器的精确位置。需要注意的是，以上步骤只是卫星定位导航技术计算方法的一部分，实际计算过程可能更加复杂，并且需要借助高性能的计算机和专业的软件来实现。同时，为了提高定位精度和可靠性，还需要考虑其他因素，如信号干扰、多路径效应等。探究屋儿童智能手表通常具有防范儿童走失的功能，该功能是如何实现的 参考：儿童智能手表通常配备有GPS定位功能，这是实现防范儿童走失的关键。手表通过内置的GPS芯片接收卫星信号，准确获取儿童的位置信息。家长可以通过手机APP与手表连接，实时查看孩子的位置，甚至设定安全区域。一旦孩子离开设定的安全区，手表会立即向家长手机发送警报，让家长能迅速采取行动。此外，手表还具备通话功能，方便家长与孩子随时保持联系，确保孩子的安全。这种集定位、监控、通话于一体的智能手表，为家长提供了一个有效的工具，大大降低了儿童走失的风险，让孩子的安全得到了更好的保障。2.地图数据与导航软件卫星导航是指用户利用手机或导航仪的卫星定位功能，通过导航软件和数字地图规划从起始位置到目标位置的行进线路。在用户行进过程中，通过跟踪用户的当前位置进行导航，当遇到路口时，按规划路径提前进行信息提示。另外，导航软件还能提供周边丰富的生活信息。讨论坊在行进过程中，导航软件可以获取规划线路中的交通事故、道路拥堵、临时道路维护等实时路况信息，并重新规划线路供用户选择。那么,导航软件是如何获取这些信息的 参考：导航软件获取实时路况信息的方式主要依赖于多种数据源。首先，通过与交通管理部门合作，导航软件可以接入交通监控摄像头和感应器的数据，实时了解交通事故和拥堵情况。其次，用户的实时反馈也为导航软件提供了宝贵的信息，例如用户上报的交通事故或拥堵路段。此外，导航软件还会利用大数据分析技术，根据历史交通数据和当前交通流量模式，预测可能的拥堵区域。综合这些数据源，导航软件能够为用户提供准确、及时的实时路况信息，并在需要时重新规划路线，帮助用户避开拥堵和事故路段，提高出行效率。3.卫星定位导航技术应用卫星定位导航技术在交通运输、军事国防等诸多领域中，提供了高效的定位导航服务，图所示为车辆定位与管理系统。实践园利用导航软件，规划一条经过加油站到博物馆用时最短的驾车线路(可以尝试使用智能语音助手)。参考：要使用导航软件规划一条经过加油站到博物馆用时最短的驾车线路，可以按照以下步骤操作：打开导航软件：在手机上或车载导航系统中打开你常用的导航软件，如高德地图、百度地图等。设置起点和终点：在导航软件中输入起点（当前的位置或特定起点）和终点（博物馆的地址）。如果知道加油站的确切位置，也可以先设置加油站为途经点。添加途经点：在输入终点后，导航软件通常会提供几个不同的路线选择。在这些选项中，应该寻找一个“添加途经点”或“途经”的功能，并点击它。然后输入加油站的名称或地址作为途经点。选择优化目标：在规划路线时，导航软件通常会提供不同的优化选项，如“用时最短”、“路程最短”、“避免拥堵”等。在这种情况下，应该选择“用时最短”作为优化目标。开始导航：设置好起点、终点、途经点和优化目标后，点击“开始导航”按钮。导航软件将根据你提供的信息计算出一条经过加油站到博物馆用时最短的驾车线路，并提供详细的导航指示。关于使用智能语音助手，如果手机或车载系统支持语音控制功能，可以通过说出相应的指令来完成上述步骤。例如，可以说：“导航到博物馆，途经最近的加油站，选择用时最短的路线。”智能语音助手会识别你的指令，并相应地操作导航软件来规划线路。 学习北斗导航系统的功能和特点。学习卫星定位导航技术的概念、组成和基本原理。初步了解卫星定位导航技术计算方法。小组合作探索儿童智能手表防范儿童走失的功能实现方法。了解地图数据与导航软件。小组合作，讨论导航软件如何获取实时路况信息的。借助互联网了解卫星定位导航技术应用实例。使用导航软件规划特定路线。 通过学习北斗导航系统的功能和特点，增强学生的科技素养，激发对国产科技产品的自豪感，培养探索科学的兴趣。引导学生全面学习卫星定位导航技术的概念、组成及基本原理，通过系统讲解，加深学生对该技术核心要素的理解，培养学生的科技素养。引导学生初步掌握卫星定位导航技术的基本计算方法，通过直观易懂的教学方式，激发学生对科技探索的兴趣，培养学生的逻辑思维。通过小组合作的形式，引导学生探索儿童智能手表防范儿童走失的功能实现方法，培养学生的团队协作、创新思维和问题解决能力，同时增强他们对科技产品的理解和应用能力。通过介绍卫星导航的使用方式和功能，使学生理解现代科技如何便利生活，掌握利用导航软件规划路线和获取生活信息的基本技能，培养学生的空间感知能力和信息筛选能力。借助互联网资源，让学生了解卫星定位导航技术的实际应用，增强其对科技与社会发展联系的认识和兴趣。
课后练习 1.卫星定位导航技术在日常生活中有哪些应用？请举出至少三个例子。2.假设你是一名导游，需要带领一个旅游团参观城市的主要景点。请利用导航软件规划一条高效的旅游路线，确保每个景点都能得到充分的游览时间。写出你的规划思路及理由。 独立完成课后练习题目，然后和同学交流。 引导学生思考卫星定位导航技术在日常生活中的应用。使学生将学习的知识应用到实际问题中，培养学生的问题解决能力。
课堂小结 组织学生分小组总结本课学习内容，请每个小组代表说说自己小组总结的结果。教师做最后的补充。参考：本课围绕卫星定位导航技术展开，通过理论与实践相结合的方式，使大家深入理解了卫星导航的工作原理及应用。在本课学习中，不仅学习了北斗卫星导航系统的基础知识，还详细学习了导航软件与地图数据的实际应用。在实践活动中，大家积极参与，亲身体验了导航技术的便捷性。同时，也强调了信息安全和道德责任的重要性，在使用科技产品时要遵守法律法规，尊重他人隐私。 在小组讨论基础上，推选代表总结本课学习内容。其他小组做补充总结。 学生自己总结学习内容是一种学习方法，每次课可以梳理出学习了哪些知识、技能方法和思维方式，在头脑中形成本课程的学科结构。
板书 从教师板书上归纳本课学习内容的重点。 通过板书，帮助学生形成本课学习内容思维导图。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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