1、船舶導航定位系統課程教學大綱一、課程基本信息課程編號：04020020課程中文名稱：船舶導航定位系統（雙語）課程英文名稱：Marine Navigation and Positioning Systems課程性質：專業指定選修課考核方式：考查開課專業：測控技術與儀器, 探測制導與控制開課學期：6總學時： 32 （其中理論28學時，實驗4學時）總學分：2二、課程目的和任務船舶導航定位系統是導航與控制的技術專業課，它是在船舶導航儀器等專業基礎課后，直接為船舶導航定位技術服務，解決導航、制導和船舶控制工程實際問題。本課程講授內容涵蓋經典導航技術、慣性導航技術、衛星導航技術、無線電導航技術以及基于融合

2、理論的組合導航技術。通過該課程學習，學生可掌握船舶導航定位基本原理和各種導航系統的實際應用。本課程為雙語教學課程，在教授學生專業基礎知識的同時，提高學生英語文獻閱讀能力和英語實際運用能力。三、教學基本要求（含素質教育與創新能力培養的要求）1. 了解導航定位系統課程內容及其學習方法；2. 掌握導航技術基礎知識，包括地球坐標系及各種導航系統的基本導航思想；3. 掌握導航定位最基本的推算航位計算公式，了解陸標定位，天文定位，無線電導航數學模型及應用方法；4. 了解衛星導航的發展歷程及應用，了解GPS導航系統組成，掌握GPS定位原理；5. 掌握慣性導航的基本原理，了解兩種慣性導航系統的工作原理，誤差分

3、析以及初始對準方法。6 了解組合導航系統的定義，掌握組合導航系統種類及數據處理方法。7 培養學生閱讀英文文獻及英語實際應用能力。8 開設兩次實驗，培養學生實際動手能力，并加深學生對理論的理解。四、教學內容與學時分配第一篇 船舶導航定位系統概述（ 4學時）第一章 船舶導航定位系統的基本概念 (1學時)介紹導航的基本概念，結合實例講解導航在實際中的重要性，激發學生學習興趣。第二章 船舶導航定位的歷史。(1學時)介紹人類導航發展的歷史。第三章 導航的分類。(1學時)介紹各種實用的導航系統。(1學時)第四章 地球的形狀及坐標變換（ 1學時）地球的形狀大小、地球的緯度、經度及主曲率半徑，子午曲率半徑，卯

4、酉曲率半徑。重點了解大地坐標系曲線坐標表示的位置矢量。同時能理解大地坐標系的轉換原因及我國54坐標系及美國84坐標系相互轉換的基本方法。第二篇 經典導航系統（ 6學時）第一章 計算航法（ 2學時）計算航法的定義及無風流時計算航法數學公式推導。分析推算航行誤差產生原因，并能對推算航位精度估計。第二章 陸標定位（ 1學時）船位線概念，陸標定位基本要素及原理。陸標定位方法及其數學模型的分析推導。第三章 天文導航（ 1學時）天體概念及天球坐標系，天文定位原理第四章 無線電導航定位系統（ 1學時）無線電波及分類，無線電導航中所用測量方法，無線電導航系統分類及基本要求。第五章 雷達導航（ 1學時）雷達測距

5、，測向基本原理，雷達避碰原理。第三篇 GPS導航定位系統（ 6學時）第一章 衛星導航系統發展概述（ 1學時）第二章 各種衛星導航系統簡介（ 1學時）第三章 GPS定位系統組成（ 1學時）第四章 GPS定位原理（ 1學時）第五章 GPS誤差分析及補償（ 1學時）第六章 GPS應用（ 1學時）第四篇 慣性導航系統（ 6學時）第一章 慣性導航系統概述（ 2學時）第二章 平臺式慣導系統（ 1學時）第三章 捷聯式慣導系統（ 1學時）第四章 慣導系統誤差分析（ 1學時）第五章 慣導系統初始對準（ 1學時）第五篇 組合導航系統（ 6學時）第一章 組合導航系統概述（ 2學時）組合導航的特點，基本類型，組合導航

6、數據處理方法。第二章 典型組合導航系統（ 2學時）第三章 電子海圖應用系統及綜合船橋系統（ 2學時）五、教學方法及手段（含現代化教學手段）課堂教學，黑板和投影結合六、實驗（或）上機內容課程實驗1:雙自由度陀螺儀的基本特性實驗, 通過實物接觸并通過實驗的方式觀察雙自由度陀螺儀進動性、穩定性（定軸性）以及陀螺力矩和陀螺效應的三大特性，加深學生對慣性導航的理解。（2學時）課程實驗2: 天文導航中航海時間計算與定位方法實驗，使用天文定位模擬器熟練進行各種航海時間的計算，進一步掌握各航海時間自動計算方法，并完成包括太陽移線、雙星、三星定位方法的定位操作。（2學時）七、前續課程、后續課程前續課程：高等數學

7、A、專業導論課后續課程：現代船舶導航系統理論八、教材及主要參考資料(1) Richard R. Hobbs. Marine Navigation: Piloting and Celestial and Electronic Navigation, US Naval Institute Press. 1998.(2) 趙琳，趙玉新等.船舶導航定位系統（雙語）.“十一五”國防特色教材，預計2008年出版。參考資料：(1) Nigel Calder. How to Read a Nautical Chart : A Complete Guide to the Symbols, Abbreviatio

8、ns, and Data Displayed on Nautical Charts, International Marine/Ragged Mountain Press. 2002.(2) Thomas J. Cutler.Dutton's Nautical Navigation, US Naval Institute Press.2003(3) 艾佛里爾.B.查特菲爾德. 武鳳德等譯.高精度慣性導航基礎.國防工業出版社. 2002.(4) 趙琳.衛星導航系統.哈爾濱工程大學出版社. 2001.(5) 孫楓,袁贛南,張曉紅.組合導航系統,哈爾濱工程大學出版社.1996.(6) 蘇振奮,周成虎等.海洋地理信息系統原理、技術與應用，海洋出版社.2006.(7) 程祿，焦傳道，黃德鳴.船舶導航定位系統，國防工業出版社.1988.本課程采用的外文教材以Marine Navigation: Piloting and Celestial and Electronic Navigation為主，該教材全面系統地介紹船舶導航的相關