《船舶导航定位系统》课程教学大纲

一、课程基本信息

课程编号：04020020

课程中文名称：船舶导航定位系统（双语）

课程英文名称：Marine Navigation and Positioning Systems 课程性质：专业指定选修课 考核方式：考查

开课专业：测控技术与仪器, 探测制导与控制 开课学期：6

总学时： 32 （其中理论28学时，实验4学时） 总学分：2

二、课程目的和任务

船舶导航定位系统是导航与控制的技术专业课，它是在船舶导航仪器等专业基础课后，直接为船舶导航定位技术服务，解决导航、制导和船舶控制工程实际问题。本课程讲授内容涵盖经典导航技术、惯性导航技术、卫星导航技术、无线电导航技术以及基于融合理论的组合导航技术。通过该课程学习，学生可掌握船舶导航定位基本原理和各种导航系统的实际应用。本课程为双语教学课程，在教授学生专业基础知识的同时，提高学生英语文献阅读能力和英语实际运用能力。

三、教学基本要求（含素质教育与创新能力培养的要求）

1. 了解导航定位系统课程内容及其学习方法；

2. 掌握导航技术基础知识，包括地球坐标系及各种导航系统的基本导航思想； 3. 掌握导航定位最基本的推算航位计算公式，了解陆标定位，天文定位，无线电导航

数学模型及应用方法；

4. 了解卫星导航的发展历程及应用，了解GPS导航系统组成，掌握GPS定位原理； 5. 掌握惯性导航的基本原理，了解两种惯性导航系统的工作原理，误差分析以及初始

对准方法。

6 了解组合导航系统的定义，掌握组合导航系统种类及数据处理方法。 7 培养学生阅读英文文献及英语实际应用能力。

8 开设两次实验，培养学生实际动手能力，并加深学生对理论的理解。

四、教学内容与学时分配

第一篇 船舶导航定位系统概述（ 4学时） 第一章 船舶导航定位系统的基本概念 (1学时)

介绍导航的基本概念，结合实例讲解导航在实际中的重要性，激发学生学习兴趣。 第二章 船舶导航定位的历史。(1学时) 介绍人类导航发展的历史。 第三章 导航的分类。(1学时) 介绍各种实用的导航系统。(1学时) 第四章 地球的形状及坐标变换（ 1学时）

地球的形状大小、地球的纬度、经度及主曲率半径，子午曲率半径，卯酉曲率半径。 重点了解大地坐标系曲线坐标表示的位置矢量。同时能理解大地坐标系的转换原因及我国54坐标系及美国84坐标系相互转换的基本方法。

第二篇 经典导航系统（ 6学时） 第一章 计算航法（ 2学时）

计算航法的定义及无风流时计算航法数学公式推导。分析推算航行误差产生原因，

并能对推算航位精度估计。

第二章 陆标定位（ 1学时）

船位线概念，陆标定位基本要素及原理。陆标定位方法及其数学模型的分析推导。 第三章 天文导航（ 1学时）

天体概念及天球坐标系，天文定位原理 第四章 无线电导航定位系统（ 1学时）

无线电波及分类，无线电导航中所用测量方法，无线电导航系统分类及基本要求。 第五章 雷达导航（ 1学时）

雷达测距，测向基本原理，雷达避碰原理。

第三篇 GPS导航定位系统（ 6学时）

第一章 卫星导航系统发展概述（ 1学时） 第二章 各种卫星导航系统简介（ 1学时） 第三章 GPS定位系统组成（ 1学时） 第四章 GPS定位原理（ 1学时） 第五章 GPS误差分析及补偿（ 1学时） 第六章 GPS应用（ 1学时） 第四篇 惯性导航系统（ 6学时）

第一章 惯性导航系统概述（ 2学时） 第二章 平台式惯导系统（ 1学时） 第三章 捷联式惯导系统（ 1学时） 第四章 惯导系统误差分析（ 1学时） 第五章 惯导系统初始对准（ 1学时） 第五篇 组合导航系统（ 6学时）

第一章 组合导航系统概述（ 2学时）

组合导航的特点，基本类型，组合导航数据处理方法。

第二章 典型组合导航系统（ 2学时）

第三章 电子海图应用系统及综合船桥系统（ 2学时）

五、教学方法及手段（含现代化教学手段）

课堂教学，黑板和投影结合

六、实验（或）上机内容

课程实验1:双自由度陀螺仪的基本特性实验, 通过实物接触并通过实验的方式观察双自由度陀螺仪进动性、稳定性（定轴性）以及陀螺力矩和陀螺效应的三大特性，加深学生对惯性导航的理解。（2学时）

课程实验2: 天文导航中航海时间计算与定位方法实验，使用天文定位模拟器熟练进行各种航海时间的计算，进一步掌握各航海时间自动计算方法，并完成包括太阳移线、双星、三星定位方法的定位操作。（2学时）

七、前续课程、后续课程

前续课程：高等数学A、专业导论课 后续课程：现代船舶导航系统理论

八、教材及主要参考资料

(1) Richard R. Hobbs. 《Marine Navigation: Piloting and Celestial and Electronic Navigation》, US Naval Institute Press. 1998.

(2) 赵琳，赵玉新等.《船舶导航定位系统（双语）》.“十一五”国防特色教材，预计2008年出版。 参考资料：

(1) Nigel Calder. 《How to Read a Nautical Chart : A Complete Guide to the Symbols, Abbreviations, 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) 艾佛里尔.B.查特菲尔德. 武凤德等译.《高精度惯性导航基础》.国防工业出版社. 2002. (4) 赵琳.《卫星导航系统》.哈尔滨工程大学出版社. 2001.

(5) 孙枫,袁赣南,张晓红.《组合导航系统》,哈尔滨工程大学出版社.1996. (6) 苏振奋,周成虎等.《海洋地理信息系统原理、技术与应用》，海洋出版社.2006. (7) 程禄，焦传道，黄德鸣.《船舶导航定位系统》，国防工业出版社.1988.

本课程采用的外文教材以《Marine Navigation: Piloting and Celestial and Electronic Navigation》为主，该教材全面系统地介绍船舶导航的相关基础知识，实用性较强，且通俗易懂。同时，鉴于外文教材与我国现行的教学基本要求相差较大。课程负责人及成员已经获得“十一五”国防特色教材资助，计划在2008年出版《船舶导航定位系统》双语教材。其他参考资料在教学过程中适当参考引入。

撰写人签字： 院（系）教学院长（主任）签字：