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1、水下导航定位技术教学大纲一、课程基本信息课程名称水下导航定位技术Underwater Navigation and Positioning Technology课程编码OSI124021020开课院部海洋与空间信息学院课程团队测绘组学分2.0课内学时32讲授32实验0上机0实践0课外学时0适用专业测绘工程授课语言中文先修课程高等数学（2-1）、高等数学（2-2）、线性代数、概率论与数理统计、误差理论与测量平差、水声学原理课程简介（限选）水下导航定位技术是测绘工程专业的一门专业选修课，在专业教学中起着十分重要的作用。主要教学内容包括：海面导航定位技 术简介、声呐方程、短基线水声定位系统、超短基线
2、水声定位系统、长基线水声定位系统、声多普勒测速技术、声相关测速技术等。本课 程要求学生具备高等数学、线性代数、概率论与数理统计、误差理论与测量平差、水声学原理等预备知识。通过本课程的学 习使学生了解水声定位系统的发展趋势，掌握水声定位系统的系统结构、定位原理、误差分析及校准方法，掌握舰船测速技术，使学生具 有开展相关技术领域研究和解决实际工程问题的能力，为今后的学习、科研和生产打下坚实的专业理论基础。Underwater navigation and positioning technology is a professional elective course for surveying a
3、nd mapping engineering major, it plays an important role in professional teaching. Main teaching contents include: introduction to sea surface navigation and positioning technology, sonar equation, short baseline underwater acoustic positioning system, ultra-short baseline underwater acoustic positi
4、oning system, long baseline underwater acoustic positioning system, acoustic Doppler velocity measurement technology, acoustic correlation velocity measurement technology, etc. The course requires students to prepare knowledge such as advanced mathematics, linear algebra, probability theory and math
5、ematical statistics, error theory and surveying adjustment, principles of hydroacoustics. Through the study of this course, students can understand the development trend of underwater acoustic positioning system, master the system structure, positioning principle, error analysis and calibration meth
6、od of underwater acoustic positioning system, master ship speed measurement technology, and enable students to carry out research and solution in related technical fields. The ability of practical engineering problems lays a solid professional theoretical foundation for future learning, scientific r
7、esearch and production.负责人大纲执笔人审核人二、课程目标序号代号课程目标OBE毕业要求指标点任务自选1Ml目标1 :掌握海面导航定位技术的基本理论和方法，具备解决海洋测绘、海洋调查等复杂测绘工程问 题的能力。是2.22.22M2目标2 ：掌握水下导航定位技术的基本理论和基本方法，能够正确表达水下导航定位复杂工程问题。是2.22.23M3目标3 ：掌握声多普勒测速技术、声相关测速技术，具备水下声速测量、水下声速反演和处理的能 力。是2.22.2三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑课 程目标课内 学时教学方式课外 学时课外环节1第一章绪论本章重点难点：水面舰船的定
8、位导航方法、水声定位与导航技 术。/21.1定位与导航概述定位与导航的概念Ml0.6讲授0.6自习31.2水面舰船的定位导 航方法水面舰船的定位导航方法分析Ml0.7讲授0.7自习41.3水下导航定位技术 的发展水下导航定位技术的发展现状分析Ml().7讲授0.7自习51.4水声定位与导航技 术简介水声定位与导航技术及装备Ml1讲授1自习61.5声呐方程及有关参 数主动声呐方程及有关参数，被动声呐方程及有关参数Ml1讲授1自习7第二章短基线水声定位系 统本章重点难点：使用应答器的短基线水声定位系统/82.1引言短基线水声定位系统的组成M21讲授1自习92.2使用非同步信标的 短基线系统使用非同
9、步信标的短基线系统的原理M21讲授1自习102.3使用应答器的短基 线水声定位系统使用应答器的短基线水声定位系统的原理M21讲授1自习112.4位置修正位置修正方法M21讲授1自习122.5短基线系统的应用 实例一船舷悬挂式 轨迹短基线测量系 统船舷悬挂式轨迹短基线测量系统简介M22讲授2作业13第三章超短基线水声定位 系统本章重点难点：入射角与距离算法；超短基线定位系统的标校/143.1引言超短基线水声定位系统的组成M20.6讲授0.6自习153.2入射角和深度方式 （非同步信标信标方式）位置解算非同步信标信标方式位置解算的原理和方法M20.7讲授0.7自习163.3入射角与距离算法（应答器
10、或响应器 方式）应答器或响应器方式的原理和方法M2().7讲授0.7自习173.4超短基线定位系统 定位误差分析超短基线定位系统定位误差分析及影响M21讲授1自习183.5改善超短基线定位 系统定位精度的措 施改善超短基线定位系统定位精度的措施和方法M21讲授1自习193.6超短基线定位系统 相位差测量方法超短基线定位系统相位差测量原理和方法M21讲授1作业203.7超短基线定位系统 的标校超短基线定位系统的标校方法M21讲授1作业21第四章长基线水声定位系 统本章重点难点：海底应答器阵的校准；跟踪定位算法/224.1引言长基线水声定位系统的组成M21讲授1自习234.2几种应用模式舰船导航模
11、式，长基线有缆潜器导航模式一长基线无缆潜器导M21讲授1自习航模式244.3海底应答器阵的校 准海底应答器阵的校准方法M21讲授1自习254.4跟踪定位算法长基线定位系统跟踪定位算法的原理和实现M21讲授1自习264.5长基线深水应答器 水声导航系统应用 实例长基线深水应答器水声导航系统的组成及应用实例，应用效果M22讲授2作业27第五章声学多普勒测速技 术本章重点难点：舰船多普勒测速原理；相控阵多普勒测速技术/285.1引言声学多普勒测速技术简介M31讲授1自习295.2舰船多普勒测速原 理舰船多普勒测速原理及算法分析M31讲授1自习305.3影响多普勒测速的 主要因素及改进方 法影响多普勒
12、测速的主要因素及改进方法M31讲授1自习315.4相控阵多普勒测速 技术相控阵多普勒测速技术基本原理和实现M31讲授1自习325.5多普勒计程仪在大 深度使用时摇摆问 题的分析及摇摆补 偿多普勒计程仪在大深度使用时摇摆问题的分析、摇摆补偿M31讲授1作业335.6多普勒测速声呐的 频率测量多普勒测速声呐的频率测量方法M31讲授1作业34A-A- 第八早声相关测速技术本章重点难点：声相关测速的基本原理；声相关计程仪的有关 参数/356.1引言声相关测速技术简介M30.6讲授0.6自习366.2声相关测速的基本声相关测速的基本原理和方法M30.7讲授().7自习原理376.3时间相关测速和空 间相
13、关测速时间相关测速方法，空间相关测速方法M30.7讲授0.7自习386.4相关测速声呐的海 底回波和体积混响海底回波和体积混响的产生原因和处理方法M31讲授1作业396.5声相关计程仪的有 关参数声相关计程仪的有关参数的设计和机理M31讲授1作业四、考核方式序号考核环节操作细节总评占比1平时作业1 .布置5次平时作业，包括课后作业、章节测试。2 .成绩采用百分制，根据作业完成准确性、是否独立完成评分。3 .考核学生对水下导航定位相关基本知识的掌握情况。50%2期末考试1 .闭卷考试，时间为2小时。2 .成绩采用百分制，根据答题的准确性和完整性评分。3 .考核学生对本课程基本知识的掌握，以及综合
14、运用所学知识分析问题和解决问题的能力；题型主要有名词解释、简答 题、公式推导题、计算题。50%五、评分细则序号课程目标考核环节大致占比评分等级1MI平时作业50%A-独立思考、按时完成；作业规范、思路清晰、步骤完整；答案准确 B-独立思考、按时完成；作业比较规范、步骤比较完整；答案准确 C-独立思考、按时完成；作业比较规范、步骤比较完整；答案基本准确 D-作业未能按时完成；作业不规范2Ml期末考试50%（见试卷评分标准）3M2平时作业50%A-独立思考、按时完成；作业规范、思路清晰、步骤完整；答案准确 B-独立思考、按时完成；作业比较规范、步骤比较完整；答案准确C-独立思考、按时完成；作业比较
15、规范、步骤比较完整；答案基本准确 D-作业未能按时完成；作业不规范4M2期末考试50%（见试卷评分标准）5M3平时作业50%A-独立思考、按时完成；作业规范、思路清晰、步骤完整；答案准确 B-独立思考、按时完成；作业比较规范、步骤比较完整；答案准确 C-独立思考、按时完成；作业比较规范、步骤比较完整；答案基本准确 D-作业未能按时完成；作业不规范6M3期末考试50%（见试卷评分标准）评分等级说明：A,B,C,D=90-l 00,75-89,60-74,0-59;六、教材与参考资料序号教学参考资料明细1图书1水下定位与导航技术，田坦，哈尔滨工程大学出版社,2007. （*主教材）2图书1声口椒术，田坦，哈尔滨工程大学出版社,2000.