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《全球导航定位系统原理与应用》课程教学大纲课程英文名称Principle andApplication ofGlobal Navigationand PositioningSystem课程编号HZ162380课程类别专业教育平台(专业核心课程)课程性质必修课学分2学时32(其中讲课学时32实验学时0上机学时0)适用专业测绘工程开课部门环境与资源学院测绘与地理信息工程系先修课程高等数学、测量学B、大地测量学基础后续课程工程测量学B、卫星导航定位生产实习
一、课程目标《全球导航定位系统原理与应用》作为测绘工程专业学生的专业必修课,重在培养学生利用卫星导航定位技术获取地球空间信息的综合能力既需要理解和掌握GNSS测量与数据处理的具体要求、方法和步骤,又需要在实践教学环节设计并完成实验、分析数据和解决实际问题,为其今后学习研究提供夯实的理论基础;了解全球导航定位系统在理论、技术和应用等方面的最新进展通过本课程的学习,使学生具备以下能力
1、了解全球导航定位系统产生的背景、掌握全球导航定位系统的组成及其定位原理、定位的方式,能够根据复杂测绘工程项目的目标、任务和要求,并运用专业测绘知识设计解决方案
2、掌握利用GNSS接收机进行空间数据采集的方法、掌握GNSS接收机的使用与数据处理,能使用现代工具对复杂测绘工程方案进行分析、计算与优化设计
3、了解测绘科学技术的重要进展和前沿动态,能够根据文献资料不断学习提升以适应测绘技术的发展
二、课程目标与毕业要求的对应关系课程目标指标点毕业要求
3.设计/开发解决方案在考虑社会、健康、安全、
3.1能够根据复杂测绘工程项目的目标、任法律、文化以及环境等多重因素影响下,能够利课程目标1务和要求,并运用专业测绘知识设计解决方用工程测量、地籍测量、大地测量等专业知识,案针对复杂的测绘工程实践问题创新性地设计技术方案
5.使用现代工具能够针对复杂的测绘工程问
5.2能使用现代工具对复杂测绘工程方案进题,合理地选择、开发与使用现代测绘工具、技课程目标2行分析、计算与优化设计术与资源,包括对工程问题的模拟与预测,并能够理解其局限性
12.终身学习树立自主学习和终身学习的理念,
12.3了解测绘科学技术的重要进展和前沿动具有刻苦学习、善于钻研、锲而不舍的测绘专业课程目标3态,能够根据文献资料不断学习提升以适应精神,具有较强的自我获取、更新和拓展知识的测绘技术的发展能力
三、教学内容与教学方法和课程目标的对应关系Ui、课程的主要内容及基本要求全球导航定位系统原理与应用理论教学环节单教学方法元教学内容课程目标教学环节训练环节1绪论授课2学时课堂练习32坐标系统与时间系统授课4学时作业
11、23卫星运动基础及GPS卫星星历授课4学时课堂练习
1、24GPS卫星定位基本原理授课6学时作业215GPS测量的误差来源及其影响授课2学时课堂练习36GPS测量的设计与实施授课6学时作业
31、
2、37GPS测量数据处理授课6学时作业428GPS-RTK介绍授课2学时课堂练习3第一单元绪论(2学时,支撑课程目标3)[知识点]GPS卫星定位技术的发展;GPS系统组成;GPS在国民经济建设中的应用;[重点]系统的组成[难点]定位的基本原理[基本要求]
1、识记GPS的概念、系统的组成
2、领会定位的基本原理
3、简单应用要求学生学习后能回答相关概念
4、综合应用理解定位基本原理中方程的列立第二单元坐标系统和时间系统(4学时,支撑课程目标
1、2)[知识点]
1.天球坐标系与地球坐标系;
2.WGS-84坐标系和我国大地坐标系;
3.坐标系统之间的转换;
4.时间系统;[重点]坐标系统之间的转换[难点]坐标系统之间的转换[基本要求]
1、识记天球坐标系、地球坐标系的基本概念,时间相关概念
2、领会坐标系统之间转换的原理
3、简单应用四参数、七参数分别有哪些,转换各需要几个公共点
4、综合应用空间坐标系与大地坐标系的转换第三单元卫星运动基础及GPS卫星星历(4学时,支撑课程目标
1、2)[知识点]
1.概述;
2.卫星的无摄运动;
3.卫星的受摄运动;
4.GPS卫星星历[重点]开普勒轨道参数[难点]开普勒轨道参数的含义、卫星位置的计算[基本要求]1>识记无摄运动的概念、卫星星历的概念
2、领会开普勒轨道参数
3、简单应用能够读懂卫星星历文件
4、综合应用第四单元GPS卫星定位基本原理(6学时,支撑课程目标1)[知识点]
1.概述;
2.伪距测量原理;
3.载波相位测量原理;
4.整周跳变的修复;
5.GPS绝对定位与相对定位;
6.差分GPS定位原理;[重点]伪距测量原理、绝对定位与相对定位的概念[难点]载波相位测量原理[基本要求]
1、识记周跳、绝对定位与相对定位的概念
2、领会伪距测量原理与载波相位测量原理
3、简单应用能够在软件上识别周跳
4、综合应用解释为什么至少4颗卫星才能定位第五单元GPS测量的误差来源及其影响(2学时,支撑课程目标3)[知识点]
1.GPS测量主要误差分类;
2.与信号传播有关的误差;
3.与卫星有关的误差;
4.与接收机有关的误差;
5.其他误差;[重点]误差的分类以及各自包含哪些误差[难点]如何消除或削弱误差的影响[基本要求]
1、识记误差分类的概念
2、领会消除或削弱误差影响的方法
3、简单应用能够判定某项误差所属的分类第六单元GPS测量的设计与实施(6学时,支撑课程目标
1、
2、3)[知识点]
1.GPS测量的技术设计;
2.GPS测量的外业准备及技术设计书编写;
3.GPS测量的外业实施;
4.数据预处理及观测成果的质量检核;
5.技术总结与上交资料;
6.GPS接收机的使用[重点]观测成果的质量检核、GPS接收机的使用[难点]技术设计书的编制[基本要求]
1、识记GPS网的分级、仪器的参数设置
2、领会消除或削弱误差影响的方法
3、简单应用能够利用接收机采集数据并进行传输
4、综合应用利用软件处理数据第七单元GPS测量数据处理(6学时,支撑课程目标2)[知识点]
1.概述;
2.GPS基线向量的解算;
3.GPS定位成果的坐标转换;
4.GPS基线向量网平差;
5.GPS测高[重点]数据处理[难点]GPS测G[基本要求]
1、识记GPS基线向量、异步环、同步环
2、领会数据处理的一般流程
3、简单应用能够利用软件处理数据
4、综合应用能够理解掌握软件中涉及的重要概念第八单元GPS-RTK介绍(2学时,支撑课程目标3)[知识点]
1.概述;
2.GPS-RTK的操作;[重点]GPS-RTK操作[难点]GPS-RTK操作[基本要求]
3、识亍己GPS-RTK概念
4、领会RTK操作的一般流程
3、简单应用
4、综合应用能够利用GPS-RTK放样、测图[学时分配]知识单元理论学时绪论2坐标系统和时间系统4卫星运动基础及GPS卫星星历4GPS卫星定位基本原理6GPS测量的误差来源及其影响2GPS测量的设计与实施6GPS测量数据处理6GPS-RTK介绍2合计32
五、教学方法与手段
1、合理安排并丰富教学内容《全球导航定位系统原理与应用》教学内容详实,而教学课时相对较少,因此需要根据专业特点安排合理的教学内容,知识结构需清晰,重点难点需突出可以与实际工程相结合,提高学生对专业知识的理解能力
2、外业实践教学和多媒体教学相结合课程在理论学习基础上,对学生的外业观测和数据处理能力有着更高的要求在教学的过程中,利用多媒体手段使学生对数据处理流程有全面、深刻、系统的认识和掌握
3、注重应用启发式教学、多开展课堂讨论,引导学生积极思考问题、分析问题
六、考核要求、方式与成绩评定考核要求需覆盖大纲中各知识单元全部教学内容,主要是教材中重要的基本原理和基本方法考核形式考试+考查成绩评定课程考核采用百分制模式,平时考查与期末考试相结合课程考核总评成绩由三部分构成,闭卷考试占60%、作业30%、课堂练习10%期末考试统一命题,统一评分标准,统一考试时间考试范围不超过大纲的内容,考试时间为100分钟,成绩定为百分制评价环节评估课程目标对应毕业要求判断、填空、选择名词解期末考试(100分)释、简答等题型作业(100分)课后作业课程目标
1、
2、
33.
1、
5.
2、
12.3课堂练习(100分)课堂提问、随堂作业等作业和课堂练习每项都按百分制评分,最后分别按30%和10%比重计算最终成绩评分方法参考下表作业与课堂练习成绩评定标准环节评定项目内容分值总分值未完成分课程目标上交作业,但错误或遗漏较多30-60分作业100分
1、
2、3错误或遗漏较少60-80分结果正确、书写规范80-100分未完成分知识点掌握的差30-60分课堂练独立完成课堂练习,结果有少量错漏课程目标
1、
2、360-80分100分习独立完成、计算结果正确、结论合理85-100分
七、选用教材、讲义和主要参考书
1、推荐教材《GPS测量与数据处理(第三版)》、李征航等、武汉大学出版社2016年
2、推荐参考书《GPS卫星导航定位原理与方法》、刘基余、科学出版社2017年《全球导航定位技术及其应用》、陈刚、中国地质大学出版社2016
八、大纲说明本大纲遵循2019年培养方案制定该课程是测绘工程专业的一门专业核心课程,在教学中提倡特色教学,应精选内容,打好基础,加强实践,培养学生的分析问题、解决问题的能力。