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XuetangX

卫星导航原理

Wuhan University via XuetangX

Overview

特色:本课程是在原有国家级精品课程“GPS原理及其应用”(面向测绘工程专业,后来更名为“GNSS原理及其应用”)的基础上,由“卫星导航定位系列课程”国家级教学团队和“导航定位系列课程”湖北高校省级教学团队倾力打造,于2013年起面向首届导航工程专业学生开设。面向导航工程专业人才培养对卫星导航定位知识结构的要求,依托武汉大学在卫星导航定位和大地测量的学科优势,整合优势学科资源,主动对接北斗国家战略需求,构建了以“北斗高精度导航定位”为特色的课程知识体系。相比于测绘工程专业的“GNSS原理及其应用”,“卫星导航原理”弱化了地面常规GNSS控制网布设、基线解算及网平差内容,课程更加突出我国北斗卫星导航系统特色,强化了卫星导航系统信号结构、高精度导航定位技术等内容。注重课程思政,深度挖掘“卫星导航原理”课程教学内容中蕴涵的思政元素,提炼了课程思政系列教学案例,将思政教育有机融入专业课程。

优势:教学团队在国内外具有重要影响力。团队以国家级高层次人才为带头人,凝聚了一批教学经验丰富、多学科交叉的青年骨干,形成了一支“教、学、做”三位一体的协同育人团队。教学团队组定期组织教学研讨,教学名师以身示范,提升青年教师教学技能,团队中先后有6人次获全国和校级讲课竞赛特等奖或一等奖。核心成员入选国家级教学团队、湖北高校省级教学团队,获国家级教学成果二等奖、省部级教学成果特等奖和一等奖等多项奖励,教学团队荣获武汉大学杰出教学贡献校长奖。

创新点:秉承“以学生为中心”的教学理念,遵循启发引导、循序渐进、促进发展的原则,灵活运用启发式教学法、情景案例教学法、问题研讨式等教学方法,引导学生自我管理、主动学习,激发求知欲望,提高学习效率。对于一些相对抽象的概念,如周跳、模糊度固定、卫星运动轨迹、载体姿态角等通过类比法、多媒体图片和动画演示,呈现直观效果,引导学生举一反三、理论联系实际,增强学生对相关知识点的理解和吸收。对一些较为复杂和灵活的问题,如导航定位模型中的参数化、数学相关性、故障诊断与分析等问题,采用任务驱动法和问题研讨教学法,激发学生学习的好奇心和求知欲,培养学生独立思考、分析问题和解决问题的能力。紧跟前沿,推陈出新,将科研成果转化为优质教学资源。根据卫星导航系统(特别是北斗)和导航定位技术的发展,淘汰过时知识点,及时将教学团队在北斗广域实时精密定位领域取得的国际前沿科研成果补充和更新到课堂中,保证了课堂教学的先进性和新颖性。课程教学大纲、教学模式与教材讲义已被武汉理工大学等兄弟院校采用,特别是课程组出版的教材已在国内近130所高校推广使用,发挥了辐射示范作用。

Syllabus

  • 第一章 绪论
    • 1.1 导航与定位
    • 1.2 卫星导航系统的发展历程
    • 1.3 GLONASS与Galileo系统
    • 1.4 BDS系统
  • 第二章 卫星导航系统
    • 2.1 卫星导航系统组成
    • 2.2 卫星导航信号
    • 2.3 卫星位置计算
  • 第三章 卫星导航接收机与观测量生成
    • 3.1 卫星导航接收机概述
    • 3.2 卫星导航接收机信号处理
    • 3.3 卫星导航接收机观测量生成
  • 第四章 卫星导航的误差源与改正方法
    • 4.1 误差来源与分类
    • 4.2 卫星轨道误差
    • 4.3 时钟误差
    • 4.4 相对论效应
    • 4.5 电离层延迟
    • 4.6 对流层延迟
    • 4.7 多路径效应
    • 4.8 相位中心偏差
    • 4.9 硬件延迟偏差
  • 第五章 卫星导航定位测速原理
    • 5.1 伪距单点定位
    • 5.2 多普勒测速
    • 5.3 接收机自主完备性监测(RAIM)
    • 5.4 伪距差分定位
  • 第六章 高精度卫星导航定位
    • 6.1 观测值线性组合
    • 6.2 周跳探测与修复
    • 6.3 精密单点定位PPP
    • 6.4 PPP-RTK
  • 第七章 卫星导航增强系统
    • 第八章 卫星导航应用
      • 8.1 卫星导航常用的标准与协议
      • 8.2 卫星导航应用

    Taught by

    GUO Fei, Li Xingxing, WANG Fuhong, ZHOU Xiaohui, XU Xiaohua, and WU yun

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