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1、卫星导航定位原理与应用课程教学大纲课程英文名称：Principle and Application of Satellite Navigation and Positioning 课程编号：HZ192270课程类别：个性化培养平台课程性质：选修学分：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：地理信息与科学开课部门：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A、测量学实习后续课程：卫星导航定位原理与应用实验一、课程目标卫星导航定位原理与应用作为地理信息科学专业学生的选修课，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
2、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、了解卫星导航定位系统产生的背景、掌握卫星导航定位系统的组成及其 定位原理、定位的方式。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，掌握地球空间信息数据采集的方法、仪器的使用与操作、数据的 获取等相关技能，具备地球空间数据采集、获取与应用的能力。3、了解卫星导航定位的新技术，对学科专业形成正确的价值观。二
3、、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课程目标11.3掌握地球空间信息数据采集的方法、 仪器的使用与操作、数据的获取等相关 技能，具备地球空间数据采集、获取与 应用的能力。1.工程知识：掌握数学、自然科学、地理 信息基础和专业知识，具备地球空间数据 采集、获取与应用能力、地球空间信息数 据处理与建库能力。U!、课程的主要内容及基本要求三、教学内容与教学方法和课程目标的对应关系第一单元绪论（2学时，支撑课程目标1） 知识点单元卫星导航定位原理与应用理论教学环节教学内容教学方法课程目标教学环节训练环节1绪论授课2学时课堂练习12坐标系统与时间系统授课4学时作业113卫星运动基础及GP
4、S卫星星历授课4学时课堂练习14GPS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16GPS测量的设计与实施授课6学时作业317GPS测量数据处理授课6学时作业418GPS-RTK 介绍授课2学时课堂练习1GPS卫星定位技术的开展;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）知识点.天球坐标系与地球坐标系；1 .
5、 WGS-84坐标系和我国大地坐标系；.坐标系统之间的转换；2 .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） 知识点、.概述；1 .卫星的无摄运动；.卫星的受摄运动；2 . 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
6、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；.伪距测量原理；2 .载波相位测量原理；.整周跳变的修复；3 .GPS绝对定位与相对定位；.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1） 知识点、1 .GPS测量主要误差分类；.与信号传播有关
7、的误差；2 .与卫星有关的误差；.与接收机有关的误差；3 .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）知识点1 .GPS测量的技术设计;. GPS测量的外业准备及技术设计书编写；2 .GPS测量的外业实施；.数据预处理及观测成果的质量检核；3 .技术总结与上交资料；. 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
8、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1）知识点1. 概述；GPS基线向量的解算；2. GPS定位成果的坐标转换；GPS基线向量网平差；3. GPS测高重 点数据处理难 点GPS测高基本要求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1） 知识点1 .概述；. GPS-RTK 的操作；重 点GPS-RTK 操
9、作难 点GPS-RTK 操作基本要求1、识 记：GPS-RTK概念2、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卫星导航定位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
10、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 核总评成绩由三局部构成，开卷考试占70%、作业20%、课堂练习10%o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
11、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期末考试（100分）判断、填空、选择名词 解释、简答等题型课程目标11.3作业（100分）课后作业课堂练习（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20%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工程内容分值总分值作业课程目标1未完成0分100分上交作业，但错误或遗漏较多30-60 分错误或遗漏较少60-80 分结果正确、书写规范80-100 分课堂 练习课程目标1未完成0分100分知识点掌握的差30-60 分独立完成课堂练习，结果有少量 错漏60-80 分独立完成、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原理及应用、李天文、科学出版社2017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。该课程是地理信息科学专业的一门选修课 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。