导航与位置服务主要研究导航定位、电子地图制作、导航数据采集等方面基本知识和技能,进行外业导航地理信息采集、内业导航地理信息制作、导航应用与位置监控服务等。
从物理、通讯和地球物理的角度,以麦克斯韦电磁方程组为起点,推导并介绍GNSS电磁波信号的基本特征和传播介质的影响,阐述GNSS信号及系统误差的物理机制。同时介绍接收机内部捕获、跟踪和提取GNSS信号的系统设计,输出数据的压缩原理和数据传输方式,阐述GNSS高精度定位和定向测姿原理,以及数据分析中比较前沿的算法。
主要内容有惯性/卫星组合导航及其优滤波方法、GPS/SINS深组合导航技术、惯性/激光雷达组合导航、大气数据/SINS组合导航、多传感器组合导航系统中的状态估计算法、基于多尺度的综合导航系统信息融合算法、基于非线性的组合导航滤波方法、信息融合方法在惯性导航系统动基座对准中的应用。
采用导航卫星对地面、海洋、空中和空间用户进行导航定位的技术。利用太阳、月球和其他自然天体导航已有数千年历史,由人造天体导航的设想虽然早在19世纪后半期就有人提出,但直到20世纪60年代才开始实现。1964年美国建成“子午仪”卫星导航系统,并交付海军使用,1967年开始民用。1973年又开始研制“导航星”全球定位系统。苏联也建立了类似的卫星导航系统。法国、日本、中国也开展了卫星导航的研究和试验工作。卫星导航综合了传统导航系统的优点,真正实现了各种天气条件下全球高精度被动式导航定位。特别是时间测距卫星导航系统,不但能提供全球和近地空间连续立体覆盖、高精度三维定位和测速,而且抗干扰能力强。
主要介绍全球导航卫星系统(GNSS)的原理、模式、应用领域和前景。全书共分二十一章,内容包括卫星导航的原理和在军事、测绘、防灾减灾、时间同步、工程建设、城市管理、交通运输、电力电信、农林、渔牧、资源环境、机械控制、文物考古、体育运动、个人生活、物联网和位置服务中的应用。本书力图深入浅出、通俗易懂、系统全面。
系统阐述了导航学的内涵、导航的基本概念、导航学的基础理论(包括坐标系统、时间系统、导航图及其投影等)、导航定位的基本数学模型、导航的基本技术方法,以及导航应用等。学生通过本课程的学习,掌握导航学的基础理论与方法,为今后进一步深入学习导航系统原理与方法打下基础
天文导航技术在航海、航天和航空各方面得到蓬勃发展,目前已成为舰船、卫星和深空探测器必不可少的关键技术,同时还是中远程弹道导弹、运载火箭和高空远程侦察机等的重要辅助导航手段,而在未来人类探索宇宙的星际航行中也必将发挥重要的作用。
本课程系统地介绍了舰船、空间飞行器(地球卫星、深空探测器)的天文导航基本原理和方法,以及惯性/天文组合导航技术在弹道导弹和飞机上的应用技术。
本课程是以我国自主研发的全球卫星导航系统——北斗卫星导航系统为主题的特色科技课程。课程以卫星导航科普知识为切入点,逐步深入,将卫星导航与学生了解的数学、物理、地理知识相融合,让学生了解这些学科中的知识在实际科技领域内如何应用。借助专业的实验设备,可以让学生从卫星的功能、原理、应用、创意、科学观测探究几个角度全方位的了解北斗,同时学习计算机、电子信息、通信等基础学科以外的学科知识。
课程根据授课内容的不同,采用不同的教学模式。对于科普知识和学科知识延伸方面,采用讲解和问题讨论的方式,向学生传递科学知识的同时,也让学生对涉及的历史、文化、国家政治经济影响、航天人的科研探究精神等方面有一定了解和感悟。对于动手实践类的课程,采用分组任务式教学,让学生能够培养团队协作能力,以及分析问题解决问题的能力。对于观测探究类的课程,以完成实验报告为核心任务,培养学生的科研探究精神,以及分析总结的能力。创新类的课程,以讨论为主,培养学生的创新意识和表达能力。