船舶导航定位系统课程教学大纲.doc

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《船舶导航定位系统》课程教学大纲

一、课程基本信息
课程编号：04020020
课程中文名称：船舶导航定位系统（双语）
课程英文名称：MarineNavigationandPositioningSystems
课程性质：专业指定选修课
考核方式：考查
开课专业：测控技术与仪器,探测制导与控制
开课学期：6
总学时：32（其中理论28学时，实验4学时）
总学分：2
二、课程目的和任务
船舶导航定位系统是导航与控制的技术专业课，它是在船舶导航仪器等专业基础课后，直接为船舶导航定位技术服务，解决导航、制导和船舶控制工程实际问题。本课程讲授内容涵盖经典导航技术、惯性导航技术、卫星导航技术、无线电导航技术以及基于融合理论的组合导航技术。通过该课程学习，学生可掌握船舶导航定位基本原理和各种导航系统的实际应用。本课程为双语教学课程，在教授学生专业基础知识的同时，提高学生英语文献阅读能力和英语实际运用能力。
三、教学基本要求（含素质教育与创新能力培养的要求）
了解导航定位系统课程内容及其学习方法；
掌握导航技术基础知识，包括地球坐标系及各种导航系统的基本导航思想；
掌握导航定位最基本的推算航位计算公式，了解陆标定位，天文定位，无线电导航数学模型及应用方法；
了解卫星导航的发展历程及应用，了解GPS导航系统组成，掌握GPS定位原理；
掌握惯性导航的基本原理，了解两种惯性导航系统的工作原理，误差分析以及初始对准方法。
了解组合导航系统的定义，掌握组合导航系统种类及数据处理方法。
培养学生阅读英文文献及英语实际应用能力。
开设两次实验，培养学生实际动手能力，并加深学生对理论的理解。
四、教学内容与学时分配
船舶导航定位系统概述（4学时）
船舶导航定位系统的基本概念(1学时)
介绍导航的基本概念，结合实例讲解导航在实际中的重要性，激发学生学习兴趣。
船舶导航定位的历史。(1学时)
介绍人类导航发展的历史。
导航的分类。(1学时)
介绍各种实用的导航系统。(1学时)
地球的形状及坐标变换（1学时）
地球的形状大小、地球的纬度、经度及主曲率半径，子午曲率半径，卯酉曲率半径。
重点了解大地坐标系曲线坐标表示的位置矢量。同时能理解大地坐标系的转换原因及我国54坐标系及美国84坐标系相互转换的基本方法。
经典导航系统（6学时）
第一章计算航法（2学时）
计算航法的定义及无风流时计算航法数学公式推导。分析推算航行误差产生原因，并能对推算航位精度估计。
第二章陆标定位（1学时）
船位线概念，陆标定位基本要素及原理。陆标定位方法及其数学模型的分析推导。
第三章天文导航（1学时）
天体概念及天球坐标系，天文定位原理
第四章无线电导航定位系统（1学时）
无线电波及分类，无线电导航中所用测量方法，无线电导航系统分类及基本要求。
第五章雷达导航（1学时）
雷达测距，测向基本原理，雷达避碰原理。
GPS导航定位系统（6学时）
卫星导航系统发展概述（1学时）
各种卫星导航系统简介（1学时）
GPS定位系统组成（1学时）
GPS定位原理（1学时）
GPS误差分析及补偿（1学时）
GPS应用（1学时）
惯性导航系统（6学时）
惯性导航系统概述（2学时）
平台式惯导系统（1学时）
捷联式惯导系统（1学时）
惯导系统误差分析（1学时）
惯导系统初始对准（1学时）
组合导航系统（6学时）
第一章组合导航系统概述（2学时）
组合导航的特点，基本类型，组合导航数据处理方法。
第二章典型组合导航系统（2学时）
第三章电子海图应用系统及综合船桥系统（2学时）
五、教学方法及手段（含现代化教学手段）
课堂教学，黑板和投影结合
六、实验（或）上机内容
课程实验1:双自由度陀螺仪的基本特性实验,通过实物接触并通过实验的方式观察双自由度陀螺仪进动性、稳定性（定轴性）以及陀螺力矩和陀螺效应的三大特性，加深学生对惯性导航的理解。（2学时）
课程实验2:天文导航中航海时间计算与定位方法实验，使用天文定位模拟器熟练进行各种航海时间的计算，进一步掌握各航海时间自动计算方法，并完成包括太阳移线、双星、三星定位方法的定位操作。（2学时）
七、前续课程、后续课程
前续课程：高等数学A、专业导论课
后续课程：现代船舶导航系统理论
八、教材及主要参考资料
(1)RichardR.Hobbs.《HYPERLINK"http://www.amazon.com/Marine-Navigation-Piloting-Celestial-Electronic/dp/1557503818/ref=pd_bbs_sr_2/102-9121896-9621738?ie=UTF8&s=books&