资源简介

第一节
GPS的基本工作原理
学案
【学习目标】了解全球定位系统的定义及基本组成；了解全球定位系统工作的基本原理；
【学习重点】全球定位系统的特性、基本组成和工作原理。
【学习难点】全球定位系统的工作原理。
【学习过程】
阅读教材P95～P99相关内容：
阅读材料一：全球定位系统是美国从本世纪70年代开始研制，历时20年，耗资200亿美元，于1994年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。目前的全球覆盖率为98%。
在美国,GPS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”
阅读材料二：导弹的飞行、飞机的导航、精确打击的实现，无不依赖于GPS，所以，过去的美伊战争，GPS也成了双方争斗的重要一环.如果没有这一系统，海湾战争中美国的两枚导弹先后攻击同一目标，后一枚导弹通过前一导弹炸开的洞钻入目标内部进行攻击是不可能的）。由于它的精确度目前已达到10米内，该系统曾被美军在海湾战争、科索沃战争、阿富汗战争中广泛运用，并发挥了巨大威力。为了提高精确度，美国国防部在实际运行的时候，又增加4颗卫星，使得卫星总数达到28颗，精确度也相应地提高到了7米。再加上美军使用的是能更好弥补大气偏差的加密接收机，它们可以得到更精确的实时精度。据国外媒体早先报道，即使是美国的民用手持GPS接收器在水平面上的定位精度都可以达到5米。足见其军用系统定位精度之高。
【基础训练】
T1:
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。
T2:
组成：
【探究提高】
T1:根据阅读
GPS有哪些特点？
（1）全球，全天候工作：能为用户提供连续，实时的三维位置，三维速度和精密时间。不受天气的影响。
（2）定位精度高：单机定位精度优于10米，采用差分定位，精度可达厘米级和毫米级（民用：利用差分技术，可以得到小于5米的精度）。
（3）功能多，应用广：随着人们对GPS认识的加深，GPS不仅在测量，导航，测速，测时等方面得到更广泛的应用，而且其应用领域不断扩大。
（4）自动测量、实时性。
T2:
在伊拉克战争中，伊拉克点燃巴格达周围的战壕石油阻碍美军进攻，但美军事专家指出，烟雾对于美军的卫星制导导弹没有影响
，
请问美军的卫星制导导弹采
用的技术是（
）
A．
GIS
系统
B
.
RS
技术
C
.
GPS
技术
D
.
lT技术
T3:
阅读P97思考，中国“北斗一号”定位系统与美国GPS的区别。
（目前“北斗一号”是区域性定位系统，采用二维定位；美国GPS是全球定位，采用三维定位）
T4：GPS为什么能在日常生产生活中得到普及？
（逐渐小型化、轻便化，价格下降）
【知识总结】
【课后巩固】
★★新兵训练营★★★
1、最先进行全球定位系统研制的国家和时间是
A、美国
20世纪70年代初
B、日本
20世纪60年代初
C、德国
20世纪70年代初
D、苏联
20世纪60年代初
2、全球定位系统的空间部分由分布在距地面20200千米的6个轨道面上的多少颗卫星组成
A、3
B、4
C、12
D、24
3、全球定位系统由3个相对独立的部分组成，即
A、空间部分、地面监控系统和用户设备部分
B、空间部分、地面监控系统和地下设备部分
C、空间部分、电视、电话系统和用户设备部分
D、行星和卫星部分、地面监控系统和用户设备部分
4、GPS的全称是
A、地理信息系统B、文字处理系统
C、全球定位系统D、地球卫星系统
5、要想获得地面某点的经纬度和高程至少需要几颗卫星
A、3
B、4
C、5
D、6
★★★★★老兵前哨站★★★★★
GPS系统由24颗卫星组成，这些卫星均匀地分布在6个相对于赤道夹角为55度的近圆形轨道上。这种布局可以保证在全球的任何一点，任何时刻均能收到4颗以上的卫星信息。根据以上材料，回答1—2题：
1．下列不属于卫星定位技术应用范畴的是（
）
A．野外考察时用以空间定位
B．为行驶的汽车提供精密的速度、时间信息
C．为飞行中的民航客机提供三维坐标
D．为无线移动用户提供实时的通信服务
2．GPS卫星轨道夹角为（
）
A．120°
B．30°
C．45°
D．60°
★★★★火线狙击手★★★★★
下图为GPS接受机的显示信息，读图回答下列问题：
（1）该目标的经纬度为　　　　、
。
（2）GPS为用户提供三维坐标，三维坐标是指
。
（3）图中位于头顶处的卫星代号是
。
（4）图中卫星中，信号最强的三颗为
、
、
。信号最弱的两颗为
和
。（写代号）
（5）GPS全球定位系统如果定位至少需要
颗卫星。
答案：（1）39°58′27.9″N
116°18′50.2″E
(2)经度、维度、高度
（3）11
（4）8、11、28
2、20
（5）3
【课后反思】
【课外阅读辅导材料】
空间星座（
24
颗卫星）
地面控制系统（
1
个主控站，
3
个注入站，
5
个监控站）
用户系统（
接受设备
）

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