导航系统理论与应用范文1
关键词：课程体系优化；工程应用型；一体化教学体系
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）48-0099-02
2011年9月24日的《扬子晚报》上，大标题赫然写着：“中国大学教材被指滞后，德企最头疼培训中国学生”。文章指出，在教育部全国高等学校教学研究中心和江苏省教育厅主办的第三届中德教育论坛上，各方人士提出中国的应用型专业大学生培养存在教学内容滞后、学生企业实践缺乏、专业课时少等问题。这些问题反映了中国工程应用型专业人才培养中的普遍问题。
随着技术的发展，工程应用型专业的专业特色课程应如何发展才能跟踪最新技术的进展，符合行业需求呢？在课程的教学实施过程中如何兼顾学生理论知识与实践能力的培养呢？如何引导学生积极创新，提升自身的发展空间呢？这些是行业院校及工程应用型人才培养院校所普遍关心的并亟待解决的问题。这其中，培养方案的制订是改革的基石，相关课程的改革是改革成败的关键，因为它直接影响到人才培养的效果和质量。我校从2009年开始进行航空电子信息工程专业的改革，导航类课程群经过几年的努力，逐步形成了围绕课程架构体系、教学实施体系以及教师培养体系的立体化教学改革思路，希望在这里能起到抛砖引玉的效果，为众多行业类、工程应用类专业课程的教学提供一些有益的帮助。
一、明确目标，精准定位
导航类课程是航空电子信息工程专业的主要课程，主要包括：陀螺仪表与惯性导航系统、大气数据系统、无线电导航系统、卫星导航系统等多门课程。长期以来，这些课程各自为战，各有自己的一套教学方法和教学内容，课程教学中出现部分课程内容重复而部分应该紧密相连的内容又相互割裂的问题。针对这些问题，课程组首先进行了大量的调研，明确了课程目标，确定了课程在专业学习中的地位。
1.行业需求决定课程目标。随着航空电子技术的发展，对飞机导航的需求从传统的对机载导航设备的需求转换为对机载综合导航性能的需求[1]，这就使得这几种导航系统之间的关联日益紧密，已经到了密不可分的地步。因此，课程教学应该打破传统的几门课程各自为政的局面，对课程内容进行重组、优化，加强理论与实践一体化教学，实现真正意义上的课程改革。
2.课程目标驱动课程改革。从独立的设备到系统化的性能需求，行业发展决定了课程内容及教学体系必须发生变化。传统的课程设置缺乏系统性，每门课只局限于自己的教学内容，缺乏系统性概念，学生即使学完所有的导航课程也无法形成对整个飞机导航的全面认识，对整个导航性能的认识则更无从谈起了。课程体系的优化设计将从根本上解决这个问题，实现系统设计思想指导学生课程学习的目标。
3.课程改革实现体系优化。课程体系改革要完成上述目标，改革前期课程的不足，必须从三个方面入手：一是形成完善优化的课程架构体系，对课程内容进行全新的优化重组；二是从课程的实施环节入手，一方面强化理论教学，另一方面又需要加强实验环节、实践能力的培养；三是加强教师的培养，教师是授课的主体，有了掌握最先进技术的教师，才会培养掌握先进技术的学生。
课程组成员经过长期的调研、研讨、实验，最终形成了系统、完善、行之有效的课程架构体系、课程一体化实施体系和教师主动、被动培养体系。
二、课程架构体系的整合与优化
飞机导航系统从最开始的目视导航、简单的仪表导航到后来的区域导航、基于性能的导航，导航手段与实现原理发生了两次本质性的变化。通过这门课程的学习，航空电子信息工程专业的学生不仅应该知道导航手段方法的变化，更应该知道在现有导航手段下对系统维修、放行的特殊需求，这不仅需要对各个导航系统的掌握，更重要的是需要掌握所有这些导航手段以不同形式并存时，性能特点是如何的，是否满足飞的放行要求。
由于陀螺仪表与惯性导航系统、大气数据系统、无线电导航系统、卫星导航系统这几门课程的专业基础是不同的，所以传统上各个院校通常是分别讲授这几门课程的，这在传统导航、区域导航的阶段是没有太多问题的，但到了基于性能的导航阶段，各系统之间的紧密关系发生了很大的变化，再坚持传统课程体系将无法实现基于性能的导航要求[2]。因此，课程组尝试打破各种导航系统之间的界限，对课程内容进行重组，调整课程体系。
新的课程体系以飞机导航发展演变为主线，以导航系统维修为主导，分为传统导航方法、区域导航方法以及基于性能的导航三个部分。传统导航方法包括各种不同的实现方法：陀螺仪表、大气仪表、无线电导航系统，主要介绍各种导航方法的原理。区域导航主要介绍区域导航的方法及原理，包括DME/DME、DME/VOR、INS、GPS。基于性能的导航主要侧重导航性能的要求以及实现性能要求的方式方法。
课程群经过整合优化之后，删除了大量以前每门课程都会介绍的各种导航方法的简介、特点分析等重复内容，课程内容更新明显，但由于删除了大量的重复内容，并配合合适的教学手段，课程课时不仅没有增加，反而有所缩减，为课程实验、实践增加了课时。
在新的课程体系下，每一部分内容都围绕航空电子信息工程专业学生所需的知识架构展开介绍，包括系统的基本原理、与其他部分之间的关系、基本的故障诊断及维修方法等。将传统的多门课程整合优化为一门课程，更便于课程内容的调整及课程的教学开展，实现课程内容的系统化和整体化。
三、理论与实践一体化教学实施体系
麻省理工学院终身荣誉校长Charles M. Vest教授在《Rethinking Engineering Education：The CDIO Approach》的前言中强调：“学生是由激情、好奇心、参与和梦想而驱动的。尽管我们不能准确知道应该教给他们什么，但我们能够把注意力集中在他们学习的环境和背景，他们的动力、想法和灵感，为他们提供充分展示自己的空间[3]”。教学实施过程是课程体系的执行过程，该过程的完好性与完善性是课程改革的关键。导航系统的教学实施体系坚持教学过程对学生进行兴趣引导，启发探究式教学，将理论教学与实践教学相结合，实现一体化教学。教学理念遵循CDIO的构思、设计、实施、运行的概念，设计基于理论教学的教学实验、实践体系，确保教学过程能够很好地贯彻课程体系的设计思想。
理论教学采用需求导向、兴趣引导的方法，首先发动学生进行航空企业导航系统调研、资料查阅，并播放与导航系统相关的航空事故视频资料。通过这些方式方法，引导学生进行飞机导航系统的需求分析，包括功能与性能两个方面，由此展开不同的导航系统所能提供的功能与性能。在此基础之上，进行不同导航系统功能原理的讲解及性能分析。
1.验证性课程实验。对于课程中的基础原理内容和难以理解的内容，通过验证性实验加强学生对内容的理解及掌握能力。这部分实验包括学生在实验室亲自动手的实验以及教师的课堂演示实验。另外，通过计算机辅助教学手段进行直观内容的实验教学。
2.探索性设计实验。通过对不同导航手段的学习，引导学生进行简单的设计性实验，以进一步加强学生对理论教学内容的理解。对某一类导航实现方法进行设计性实验，通过小组成员配合，实现对不同导航功能的设计实现。
3.创新性项目实现。无论是理论教学、基础实验，还是探索性设计实验，实际上都是为了实现学生对所传授内容的掌握，但要真正实现对内容的灵活应用，仅有上述理论教学和实验环节是不够的，必须通过相应的实践来体会，因此，在课程实施过程的最后增加了一个项目设计环节。通过教师提供多个题目，学生自由分组选择题目的办法实施这些项目。在整个过程中，学生遵循CDIO原则，根据需求任意设计方案，分析验证方案的可行性，并配合实现整个项目的完成。项目完成后，学生需要提交项目需求分析报告、方案设计报告、方案实施及测试报告、用户报告共四个报告，并进行项目答辩。通过整个项目实现过程来提高学生的设计创新能力及工程实践能力。
四、结语
通过目标分析定位、对课程体系进行优化、并利用理论与实践一体化的教学实施手段保证授课的执行、加强师资培训等方法，导航系统课程的教学效果取得了明显的效果，并将在执行过程中不断对其中的细节进行修改，从而取得更加优化的效果，为行业院校、工程应用型专业等的类似课程的改革提供很好的依据。
参考文献：
[1]中国民用航空局.中国民航PBN实施路线图[Z].2009.
导航系统理论与应用范文2
关键词：CDIO工程教育；航空电子专业；实验开发
作者简介：秦庆霞（1985-），女，山东潍坊人，中国民航大学航空自动化学院，助教。（天津 300300）郝瑞（1981-），女，甘肃陇南人，深圳航空公司维修工程部，高级工程师。（广东 深圳 518128）
基金项目：本文系天津市高等学校本科教学改革与质量工程研究计划项目“基于CDIO工程教育的电子信息工程专业实验教学综合改革”（项目编号：D02-0807）的研究成果。
中图分类号：G642.423 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）22-0164-02
长期以来，我国的高等教育实验课以章节为单元，通常是原理验证性质的课程，强调理论知识的验证学习，而忽略了实践能力的培养，导致工科毕业生的实际水平与社会对人才的需求有较大的差距。[1-3]作为民航类高校，航空电子专业作为民航特有专业尤其不能忽视学生实际动手能力的培养，作为CDIO工程教育重要环节的实验课程更应该注重培养专业理论知识的应用性，以锻炼学生的实际动手能力和应用所学知识解决民航机务维修工程实际问题的能力。
一、CDIO工程教育改革对专业课实验教学的要求
为了培养有扎实实践能力和团队合作能力的人才，自2000年10月以来，由美国麻省理工学院和瑞典皇家理工学院等4所大学组成的工程教育改革研究团队提出了全新的CDIO （conceiving-designing-implementing-operating），即构思—设计—实现—运行的工程教育理念和以能力培养为目标的CDIO理念，并于2004年成立了CDIO国际合作组织。[4-6]中国民航大学已进入教育部第二批CDIO试点单位，在电子信息工程品牌专业建设中融入CDIO工程教育理念的关键问题是如何培养满足企业需求的航空电子信息工程专业学生，使其除掌握日益增加的专业知识外，还要具有理论联系实际的能力。CDIO高等工程教育模式提出的12条标准中，标准4和5为实验教学指出了具体的方向，对实验教学具有重要指导作用，[7-9]标准指出实践环节应引导学生对工程的兴趣并为工程能力的培养打下基础。因此，实验课程的开发更应注重提高学生在民航飞机维修背景下的实际动手能力和和解决当前专业建设中重理论轻实践的问题。
二、基于CDIO的实验体系建设
1.建设思路
针对中国民航大学CDIO工程教育改革对航空电子专业加强机务维修工程环境下的实验实训要求和航空电子专业惯性导航系统课程的大纲要求，依托天津市航空电子电气实验教学示范中心，以航线维护工程实践的基本工作（勤务·系统检查·故障排除）为主线，设计认知类、操作类和综合类三个层次的实验（见图1）。实验课程体系旨在帮助学生循序渐进的将课本理论知识与实际工作现场相结合，有效地解决了实验课难以了解真实飞机系统、验证课堂所学理论指示并熟悉机载系统的操作、学以致用解决实际问题的困难。
图1 航空电子实验课程体系结构图
其中，认知类实验是操作类和综合类实验的基础，目的是使学生了解所学航空电子系统在航线勤务工作中的应用，将课本上抽象的界面和原理形象的转化为学生看得见、摸得着的飞机布局，以提高学生做实验的兴趣。操作类实验以航线检查工卡为实验指导，引导学生在现代民航飞机运行仿真环境的各种实验条件下，通过“做中学”反复操作观察系统工作状态和参数指示的变化，并结合系统原理图的变化进一步理解专业知识，即通过Operate（运行）加深对系统内部工作原理的理解和掌握。综合类实验以机务维修工程故障排除任务为引领，在操作类实验基础上仿真一线维修常见故障，采用问题驱动的主导学习方法，引导学生主动思考，遵循飞机维修手册，通过勤务操作、测量、拆装、排故和发动机试车等规范化操作完成维修任务，提高学生应用所学解决机务维修实际问题的能力，进行有效的工程实践。
2.实验课程建设实现
课题组以导航系统为例进行实验课程体系的设计，实验的平台依托中国民航大学建设的天津市航空电子电气实验教学示范中心，以自动飞行控制系统课程实验系统和机载维护模拟机系统为平台按照CDIO工程教育改革的要求开发实验项目。
（1）认知类实验开发。结合导航系统课程大纲和理论课教师实际的课堂教授重点，依托教学示范中心的现有软件平台，设计认知类实验的目的主要是验证各类导航系统组成元素在真实飞机上的位置和布局，以各导航子系统为实验单位，学习各个导航计算机在飞机上的位置布局、计算机的外形特征与识别、天线位置与外形识别、驾驶舱控制面板的操作、驾驶舱的参数监控等。要求学生结合课堂知识、以实验指导书的驱动问题为主线自行在机载维护模拟机系统软件上进行相应的验证，将课本上静态枯燥的图片和原理与仿真软件的彩色、动态显示相结合，使学生获得初步的感知认识和亲手操作的乐趣。要求学生能知其然，而不一定要知其所以然，头脑中留下的问号将成为以后学习的动力。
（2）操作类实验开发。操作类实验属于验证性实验。实验以导航子系统为单位，通过指导书问题引导学生执行导航系统工程实践中经常遇到的各种功能检查和操作测试，观察仪表对应系统监控参数的变化，并结合平台配备的动态原理图实时了解系统的工作状态。另外教师可以设置不同的实验条件，学生在理解系统工作原理基础上，根据自动飞行控制系统课程在实验系统上进行独立、反复操作以加深对原理的理解。该类实验的主要目的是帮助学生通过动手操作验证课堂所学原理、结合原理图理解从驾驶舱操纵究竟是如何通过系统内部工作原理实现工作状态和参数变化的，使前期所获得的感性认识得到了理论知识的支撑，同时理论知识又在虚拟环境的操作和原理图中得到验证和运用，使学生在学习过程中不仅知其然，更知其所以然，不但加深了对理论知识的认识，并进一步锻炼了实践能力。
（3）综合类实验开发。综合类实验属于设计类实验，包括故障分析类实验和故障排除类实验。两类实验均以机务维修工程故障排除任务为引领，通过选择不同的故障条件，使学生观察故障效应和报告。分析类实验重在训练学生依据效应结合所学原理分析故障原因，通过指导书问题引导学生根据观察到的故障效应从工作原理的角度分析导航系统故障的可能原因，并且针对所分析的故障原因设计所需的检查操作检查，通过操作检查进一步排查可能的故障原因、缩小故障范围。故障类实验重在训练学生结合所学原理知识动手排故的能力，引导学生根据观察的故障效应查阅航线维修手册、依据手册步骤通过测试和测量确认故障原因并隔离故障，通过实验使学生熟悉机务维修管理工作和排故工作，提高学生应用所学解决机务维修实际问题的能力。
3.实验课程建设成果
导航系统实验课程系统共开发认知类实验5个、操作类实验10个和综合类实验15个。其中，认知类实验包括大气数据系统、惯性导航系统、无线电导航系统、气象雷达系统、近地警告系统、交通防撞系统等认知实验；操作类实验主要针对5个导航子系统进行启动、操作、测试检查，并且每个实验都配备动态原理图；综合类实验包括5个系统勤务实验和10个故障实验。开发的实验课时大大超过了课程要求的实验课时，便于教师针对不同层次的学生自由选择实验内容。
同时所有开发的实验均配备教师版实验指导书和学生版实验指导书，其中教师版指导书实验内容和步骤详尽、便于实验教师的使用；学生版指导书主要用于学生实验中使用，指导书实验步骤采取问题模式，仅提出问题、不写明操作的详细步骤和预期的结果，旨在改变以往的实验教学中让学生按部就班完成实验步骤的方式，通过问题引导学生积极思考，利用课堂学习知识设计解决问题的操作步骤，激发学生的积极性和创造性。
三、结束语
与传统实验课程有很大的不同，本文根据CDIO工程教育改革的要求提出航空电子实验课程开发的思路，将以专业课为导向的验证实验转变为在机务维修仿真环境下以工程项目为导向设计的专业实验，支持学生在工程项目中通过实验深入理解所学专业知识，引导学生在实验过程中不仅主动探寻专业知识，而且应用知识解决工程问题，同时在仿真工程环境的实验平台上加深对现代机务维修工程的理解，增强学生获取知识和技能的兴趣和主动性，将学生从专业学习逐层引导到机务维修工程实践中。课程设计达到了理论和实践相结合的目的，提高了学生实际动手能力和应用所学解决机务维修实际问题的能力。
参考文献：
[1]雷环，汤威颐，Edward F.Crawley.培养创新型、多层次、专业化的工程科技人才——CDIO工程教育改革的人才理念和培养模式[J].高等工程教育研究，2009，（5）：29-35.
[2]陈春林，朱张青.基于CDIO教育理念的工程学科教育改革与实践[J].教育与现代化，2010，（1）：30-33.
[3]徐吉锋.基于CDIO理念的EDA课程教学模式改革与实践[J].中国电力教育，2010，（34）：125-126.
[4]田海梅，张燕，田祥宏.基于CDIO模式的认知实习项目研究与实践[J].实验技术与管理，2012，（1）：140-145.
[5]郭小勤，王鑫，李漓.基于CDIO工程教育理念的实验教学设备研制[J].实验技术与管理，2010，（6）：64-67.
[6]王雪峰，曹荣.大工程观与高等工程教育改革[J].高等工程教育研究，2006，（4）：19-23.
[7]顾学雍.联结理论与实践的CDIO——清华大学创新性工程教育的探索[J].高等工程教育研究，2009，（1）：11-23.
导航系统理论与应用范文3
关键词：北斗卫星导航系统，船舶动态管理，船岸通信
概述
北斗卫星导航系统﹝BeiDou（COMPASS）Navigation Satellite System﹞是我国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统。系统将建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的覆盖全球的北斗卫星导航系统，形成完善的国家卫星导航应用产业支撑、推广和保障体系，推动卫星导航在国民经济社会各行业的广泛应用。
北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，空间段包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星，地面段包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站，用户段包括北斗用户终端以及与其他卫星导航系统兼容的终端。
北斗卫星发展历程
卫星导航系统是重要的空间信息基础设施。我国高度重视卫星导航系统的建设，一直在努力探索和发展拥有自主知识产权的卫星导航系统。2000年，首先建成北斗导航试验系统，使我国成为继美、俄之后的世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。论文写作，船岸通信。该系统已成功应用于测绘、电信、水利、渔业、交通运输、森林防火、减灾救灾和公共安全等诸多领域，产生显著的经济效益和社会效益。为更好地服务于国家建设与发展，满足全球应用需求，我国启动实施了北斗卫星导航系统建设。
1995年正式启动工程研制。
2000年10月和12月，两颗工作卫星先后发射成功。
2003年1月1日正式投入使用。
2003年5月第三颗“北斗一号”导航定位卫星（备份星）发射成功。论文写作，船岸通信。
3.“北斗一号”卫星组网方式
“北斗一号”系统是一种新型、全天候、区域性的卫星导航定位系统。系统由三颗（两颗工作卫星、一颗备用卫星）北斗定位卫星（北斗一号）、地面控制中心为主的地面部份、北斗用户终端三部分组成。
4.北斗卫星覆盖范围
“北斗一号”系统服务区: 东经70度~东经145度;北纬5度~北纬55度, 覆盖我国沿海和周边海域。
5.北斗卫星导航系统在船舶动态管理及船-船、船-岸通信方面的应用
使用北斗卫星导航系统的定位和短报文通信功能，可以实现：(1) 船舶动态回报，回报频率5次/分钟。 (2) 船-船短报文通信。安装了北斗终端的船舶可以实现相互的短报文通信。论文写作，船岸通信。 (3) 船-岸短报文通信。陆地用户可以利用普通手机与船载北斗终端进行相互的短报文通信。论文写作，船岸通信。
使用船众网（manyships.com）实现船舶动态管理和船-岸短报文通信管理，具体是： (1)船队动态监控。在电子海图、气象传真图、地图或卫星遥感图上显示船队所有船舶通过船载北斗终端或AIS回报的位置和动态信息。(2)船舶查询：通过输入船名、呼号、IMO 编号或MMSI， 可以查找某条船舶的实时动态，并将它及其附近的船只信息叠加显示在电子海图上。(3)船舶跟踪。用户设定一条船舶，系统将自动跟踪这条船舶，一直将它显示在电子海图上，并显示它的尾迹。(4)船舶历史位置或轨迹查询。可以查询过去某一时刻某条船舶的位置和状态，也可以查询某段时间内某条船舶的航行轨迹。 (5)船舶动态订阅。可根据用户订阅，将船舶的抵达和离开事件或船舶的位置信息通过电子邮件和手机短（ 彩） 信发送给用户。 (6)北斗短信功能。包括给北斗船站群发或选发短信、短信发送失败提示、已发或已收短信保存等。论文写作，船岸通信。(7)地标查询功能。输入一个地理名称，可直接在电子海图上定位该地标。(8)手机登陆。利用手机登陆船众网，也可对船队进行监控。
系统可为用户提供一种方便的船舶动态信息获取手段，将一改传统的被动等待船舶动态信息（船位报）的处境，全面主动地掌握航行船舶的动态, 并据此科学地组织有关业务操作（如调整靠泊计划）或核准有关信息（如海事过程与责任判析）。因此，本系统可在一定程度上提高船舶动态监控的效率和便利性，促进船岸之间以及公司内部信息交换，提升船舶安全生产管理水平；另一方面，本项目可显著提高航运有关物流作业的连接度，从而在一定程度上提高公司经济效益。与AIS监控相比，北斗卫星导航系统可拓展船舶动态监控的地理范围，可完全覆盖东海救助局的救助范围。与Inmarsat通信方式相比，北斗卫星导航系统的通信费用更为低廉。论文写作，船岸通信。利用北斗船载终端，可实现救助船之间的全天候短信通信。无论用户所处何地，只要能上网或能用手机，即可对船队进行监控和通信。
6.发展前景与展望
“北斗二号”卫星导航系统将于2011年前后建成。系统空间段由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成，定位精度提高到10米，授时精度为50纳秒，测速精度0．2米／秒。 “北斗二号”卫星导航系统将克服“北斗一号”系统存在的缺点，同时具备通信功能，其为目前船舶导航和通信设备的一个有力的补充，相比海事卫星的通信成本大大降低。随着航运界的快速发展，各船公司对船舶动态管理的需求的增强，船舶监控和船舶便捷通信必然成为船舶管理的必须途径，因此该系统在船舶管理和通信方面也将会有更加广泛的应用。
参考文献(References)
[1]我国成功发射第四颗北斗导航卫星.《全球定位系统》,2010年,第35卷(第3期)
[2]我国的北斗卫量导航系统.《时事资料手册》2010年第4期
[3]船众网--WEB船舶动态监控与查询系统.manyships.com.
导航系统理论与应用范文4
一、课题提出的背景与意义
安全生产是制约煤炭企业均衡、协调、可持续发展的重要因素，直接影响煤炭企业的经济效益、思想稳定和自身形象。据统计，全国工伤事故最多的是煤炭行业，而其中80％以上的事故是由违章作业、违章指挥造成的，且不安全行为又在煤炭事故中占有决定性的地位，煤矿职工的不良安全心理又是导致不安全行为的重要原因。联系到近几年我矿安全生产过程中出现的影响安全生产的16种灰色心理以及所造成的不良后果，张双楼矿党委认为，组织煤矿生产，除了要重视安全设施投入、安全制度建设外，还必须重视提高职工心理素质，建立良好的心理防御机制。作为煤矿思想政治工作者，理应把研究探索环境对职工安全心理的影响和职工对环境的心理反应与需求作为重要的研究课题，并通过课题的实践与应用，从而转变职工的安全观念，提高职工心理适应能力，建立人与环境和谐共存、协调发展的关系。
二、课题研究关键概念界定
1．煤矿职工安全心理导航系统。旨在通过多视角、多层面的研究环境（仅限于与煤矿职工生活工作紧密相关联的硬环境和软环境，即生产工作现场环境和社会、家庭与职工个体的心理环境）对职工安全心理的影响和职工对环境和心理反应与心理需要，采取针对性措施，科学、有效、系统地对职工安全心理进行导航。
2．心理环境。指职工个体的心理和生理品质，如：意志、性格、品质、情感、思维、个性倾向、行为习惯等的总称。
三、课题研究对象和目的
1．研究对象。煤矿井下采掘、辅助单位职工和地面单位从事安全生产及后勤服务职工。以井下采掘职工为主。
2．研究目的。（1）通过研究，将从心理学角度剖析职工产生不良心态的起因，促使其改变安全观念，调整安全心理，建立起人与环境和谐、协调的发展关系，促进矿井安全工作，实现人的本质安全。（2）将理论研究成果运用于安全实践，帮助煤炭企业管理者转变安全管理理念、改进管理方式，有目的、有创造性的改善矿井安全环境，实现物和系统的本质安全，从而实现管理的本质安全。（3）进一步完善煤炭企业安全工作的系统理论。
四、课题研究主要内容
围绕建立煤矿职工安全心理导航系统，从不同层面和不同维度，深入了解环境（包括硬环境和软环境）对职工安全心理和客观刺激和职工个体对环境刺激的主观反应，并根据心理学和行为科学原理，结合煤矿企业生产特点和职工个体心理特征，对此进行深入的探索与研究，揭开职工安全心理的实质，掌握其发展和变化规律，找到影响安全生产的不利因素，通过采取针对性措施，改善环境、改变职工心智模式和进行心理疏导，对职工进行安全心理导航，建立起人与环境和谐、协调发展的关系，促进矿井生产安全，并将其各个层面的研究过程上升为系统的客观模式，建立起构成煤矿职工安全心理导航系统的6个子系统。
1．安全文化导航。研究安全文化（包括理念层文化、制度层文化和安全文化氛围）对职工安全心理的影响和职工对安全文化的心理:请记住我站域名反应及心理需要，摸清二者之间相互作用的规律，针对性、创造性的打造企业安全文化，利用安全文化为职工进行心理导航，建立起安全文化导航子系统。
2．安全教育导航。研究安全教育对职工安全心理的影响和职工对安全教育的心理反应及心理需要，不断创新教育内容和形式，做到因材施教，按需施教，达到安全教育促进安全的目的，建立起安全教育导航子系统。
3．心理环境导航。研究个性心理和群体心理，分析不安全心理状态，从而根据工作需要适当调整工作岗位或工作时间，从职工个体的心理因素角度对职工进行安全心理导航，建立起心理环境导航子系统。
4．生产系统导航。研究生产系统（主要指生产设备）对职工安全心理的影响，职工对生产系统的心理反应与心理需要，通过改善系统的科学性、安全性，提高设备的性能和提高职工对设备的性能掌握熟练程度，对职工进行安全心理导航，建立起生产系统导航子系统。
5．生产环境导航。研究生产现场环境（主要指现场隐患与矿井自然构造隐患）对职工安全心理的影响和职工对生产环境的心理反应与心理需要，通过科学的改善生产环境，提高职工对隐患预警的自觉性和敏感性，对职工进行安全心理导航，建立起生产环境导航系统。
6．社会环境导航。研究社会环境（包括家庭环境）对职工安全心理的影响和职工对社会环境的心理反应与心理需要，来改善社会环境、调和职工心理和控制职工行为，并以此对职工进行安全心理导航，建立起社会环境导航子系统。
五、课题研究方法步骤
1．成立机构、组织班子。为加强对课题研究的组织协调，成立了以矿党委书记为组长的课题研究领导小组和由16名理论骨干组成的研讨班子，并对每名成员所分担的研究内容、所负的文笔责任，作了明确要求。
2．制定计划、编写方案。根据课题要求和我矿工作实际，课题组决定把课 题研究划分为三个阶段。第一阶段拟订方案，开展调研。课题组成员根据分工深入基层作不同层次、侧面的调研，集思广益，把发散的思维聚集起来。第二阶段在广泛调研的基础上，选准课题切入点和研究点，建立起煤矿职工安全心理导航的框架模式，开展课题研究。第三阶段总结研究成果，初步推广研究成果，撰写研究论文或研究报告，或以其他的载体形式表达研究成果。
3．深入调研，总结应用。课题研究小组按课题研究需要开展调查研究和资料的收集整理，根据研究的初步意见探索性地进行实践试验，总结试验和反馈信息，进一步调整研究方向和思路。与此同时，课题组坚持边研究边应用的原则，将研究成果及时应用于矿井安全工作，而后再总结研究成果撰写研究论文和研究报告。
导航系统理论与应用范文5
【关键词】北斗卫星 导航系统 发展 应用研究
北斗卫星导航系统的应用，无论是对我国国防安全的提高来说，还是对我国经济发展的促进而言，都发挥着不可替代的作用。尤其是随着我国航天事业的快速发展，更是对北斗卫星导航系统的工作性能提出了更高地要求。因此，必须要加大对北斗卫星导航系统建设的研究力度。只有这样，才能有效保证信息传递的准确性和安全性，实现对我国综合国力水平的不断提升，为我国卫星导航技术与世界卫星导航技术的同步发展奠定基础。
1 北斗卫星导航系统的发展
1.1 北斗卫星导航系统介绍
北斗卫星导航系统是由我国自主研究的一个全球定位系统。该系统的建设目标是，在保证系统独立性、自主性的同时为用户提供更加稳定的服务。注重对卫星导航系统的研究，能够极大地促进我国科技的发展，从而更好地带动通讯技术、航天事业以及国防建设的发展，实现对我国经济发展水平与科技发展水平的同步提高。总的来说，卫星导航建设是一个有益于社会进步、服务于人类的项目。改进北斗卫星导航系统，不仅要注重对系统兼容性和开放性的提高，而且更要注重对系统安全性以及稳定性的提高，从而使得北斗卫星导航系统能够更好地服务于国家建设，发挥出更大地社会影响力，为用户提供一个更加可靠地信息传递平台。
1.2 北斗卫星导航系统建设原则
为了尽可能延长北斗卫星导航系统的服役时间，降低系y后期建设与维护的难度，在建设该系统时，就应该始终坚持“从区域化服务转变到服务于全球”的建设原则。北斗卫星导航系统建设过程十分漫长，需要不断地进行完善。第一阶段，对该系统进行建设试验，旨在初步实现系统的有源区域化定位功能与报文传送功能。第二阶段，对系统的建设完善，旨在实现系统的无源区域化定位功能。第三阶段，是对系统建设的进一步发展，旨在实现系统的无源全球化服务功能。北斗卫星导航系统建设的前两个阶段基本完成，目前已经进入到第三阶段的研究。在第三个建设阶段中，会适当引入一些新的体制，使用更加先进的技术，以便于在提高系统的安全性和保密性的同时更好地保护我国卫星系统建设的产权，从而实现我国卫星系统建设的持续、稳定发展。值得一提的是，北斗卫星导航系统可同时实现对空间段卫星、地面站以及用户终端的统筹管控，保证卫星系统导航的正确性。
1.3 北斗卫星导航系统的建设进程
维持卫星系统运行的稳定性、提高卫星系统的规范性，是北斗卫星导航系统建设过程中的重中之重。
从该系统正式启动无源区域化服务的发展现状来看，北斗卫星导航系统的运行效率较之以前得到了大幅度提高，系统稳定性也得到了显著提升。比如说，大部分地区的定位精度都在十米以内，甚至在一些纬度较低的地区定位精度已经可以达到五米。除此以外，我国的北斗卫星导航系统在全球的覆盖面积也在进一步扩大，实现全球导航功能已经指日可待。
提高卫星导航系统建设的规范性，不仅能够有效提高报文传送效率，而且能够更好地实现对卫星系统的系统化、模块化管理。为了进一步提高国家建设安全，就必须加强卫星系统的自主性建设。随着北斗卫星导航系统运行的正式启动，我国已经将卫星系统接口的部分信息文件整理并出来，同时向部分国家免费提供定位服务、导航服务等，为信息传输速率的进一步提高奠定了基础。
2 北斗卫星导航系统的应用研究
随着我国科技水平的不断提高，北斗卫星导航系统也变得越来越完善。因此，如何进一步推广卫星导航系统的应用，已经成为当前卫星系统发展过程中面临的一个主要问题。下文中，将就北斗卫星导航系统的实际应用进行详细分析，以此来实现我国经济发展水平的进一步提高。
2.1 北斗卫星导航系统在国防建设中的应用
科技手段在国防建设中的应用效果十分显著。近几年来，我国在进行国防建设时，越来越注重对现代化技术人才的引进，旨在打造出一支优秀的现代化部队，为国防建设安全性的提高提供保障。将北斗卫星导航系统应用到国防建设中已经是大势所趋，尤其是信息化、自动化、智能化技术的应用，更是极大地保证了信息传送的及时性与准确性，为我国军事实力的提高提供可能。就当前我国国防建设的发展现状来看，北斗系统被广泛的应用于军事演习、维和任务以及救援任务中。当士兵在较为恶劣的环境中执行任务时，就可以利用卫星导航系统的监控功能对所处环境有一个更全面地了解，从而有效降低执行军事任务的伤亡率。
2.2 北斗卫星导航系统在交通监控中的应用
近几年来，物流业得到了较快发展，在一定程度上带动了我国的经济发展，但也增大了交通运输的负担。为了改善这一发展现状，我国在交通运输管理上也采取了相应地措施，即结合卫星导航系统的工作特性建设城市车辆互联网管理系统。将北斗卫星导航系统应用到交通监控中，能够使交通运输管理更加规范，有效提高交通运输安全。
2.3 北斗卫星导航系统在电网建设中的应用
随着城市化发展进程的不断加快，对供电质量也提出了更高地要求。因此，必须要保证电网建设的系统化以及电网管理的模块化。就现代电网建设而言，电力系统中各设备的一致性主要是靠系统内部的时钟实现的。通过北斗卫星导航系统的应用，能够有效提高电网系统中时钟源的可靠性，保证电网系统的同步性，实现对我国电力建设水平的提高。
3 总结
随着北斗卫星导航系统发展的逐渐成熟，卫星导航系统的应用范围也会越来越广泛。无论是在国防建设中的应用，还是在工、农业生产中的应用，北斗卫星导航系统都会发挥出它独有的优势。因此，为了保证这一系统应用的高效性，相关科研人员就必须要在现有的基础上加大对该系统的研究力度，实现对我国综合实力的不断提升。
参考文献
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导航系统理论与应用范文6
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如今，高社生是西北工业大学自动化学院教授、博士生导师、IEEE高级会员、美国数学评论特邀评委、多家权威期刊编委。他早已明白，飞机的飞行、导弹的精准打击，都与导航、制导与控制技术密切相关，而这也成了令他痴迷的科研方向。
“实在是太忙了！”采访中，高社生不断感叹。因为从事的是与国防建设、航空航天发展密切相关的导航、制导与控制研究，每年除年三十以外的时间，他几乎都在实验室度过，他的学生一周也只有一天休息。
高强度的工作让他的颈椎、腰椎都出现了问题，但他无暇顾及。前不久，美国空天飞机再次试飞成功，这种既能航空又能航天的新型飞行器，最高时速3万公里，具有重要的军事价值。高社生对此十分关注，他说：“这就是我们与美国的差距，而在导航、制导与控制方面，这个差距最少有二三十年。”
当下，高科技战争对飞行器提出了高精度、高可靠性、高自主性的要求，各国都在思考，怎样使导航、制导的精度更高、更准，高社生也在琢磨这个问题。近年来，他在惯性导航基础上，在国内首次提出了包含惯导、天文、合成孔径雷达在内的组合导航系统，并入选国家“863”课题，得到了诸多业内人士的认可。
研究过程中，课题组设计了一种能够覆盖各导航子系统性能，且与单一模式兼容、具有实时性和可行性的SINS/CNS/SAR自主导航系统，建立了自主导航系统仿真实验测试平台，制定了系统性能指标及评价标准。除了技术方案先进，这一系统还具有自主性强、兼容性好、抗干扰能力强等优势，为解决飞行器导航定位的自主性问题奠定了技术基础。同时，高社生还建立了一套完整的能适应复杂环境的组合导航高精度、非线性滤波算法和数据实时处理的新方法。这套算法由6种算法构成，稳定性好、计算量小、数据处理实时性强，为提高飞行器自主导航的解算精度提供了新途径。
组合导航涉及各种信息的综合运用，这就需要引入另一项技术—信息融合技术。这是随着雷达信息处理和指挥自动化系统的发展而形成的一项关于如何协同利用多源信息，以获得对同一事物或目标更客观、更本质认识的综合信息处理技术。用高社生的话来说，信息融合就是扬长避短，实现信息的最佳利用。他在国家自然科学基金支持下，以异类传感器信息融合为切入点，开展了多传感器信息融合与信息处理技术的研究，建立了异类传感器系统中信息获取、数学建模与融合的理论和方法，并发展了多传感器信息融合理论与技术。
高社生还提出了一种新的适合于高精度自主导航多源异步信息融合的随机加权数据处理新方法。这种方法利用Sage滤波的开窗平滑方法求出观测残差向量和预测残差向量的协方差阵，利用随机加权自适应因子对观测残差和预测残差进行调节，通过对状态预报向量的协方差矩阵进行自适应随机加权，控制预测残差对导航精度的影响，能有效提高飞行器自主导航的解算精度。
导航、制导与控制技术对国防建设至关重要。在伊拉克战争中，美国专家曾说，如果没有卫星制导，美国人连一枪都没法开。直到现在，卫星导航仍是常用的导航、制导技术。但其自身存在着信号易被遮挡、干扰等弊端，再加上科学技术水平越来越先进，各种反导、反卫星技术的不断涌现，对导航、制导技术也构成了威胁。针对我国的情况，高社生分析称：“GPS导航核心技术掌握在美国手中，我们的发展必会受其制约。而北斗导航系统目前还不是很健全，在山区、城市高楼密集区、地下室等区域，信号可能会受影响。所以，我们在思考有没有办法弥补这些缺陷。”
课题组看好伪卫星。这是布设于地面上发射某种定位信号的发射器，通常发射类似GPS的信号。有资料表明，随着新的伪卫星概念的提出及其硬件技术的不断完善，伪卫星定位系统已在室内、地下、飞行导航等方面得到了应用，利用伪卫星和GPS组合进行定位也成为提高GPS定位精度的有效途径之一。作为导航定位领域新的研究热点，伪卫星得到了学术界的广泛重视，前景相当广阔。
高社生举例说：“假如北斗导航系统中某颗卫星受到干扰，可以马上发射一颗伪卫星进行弥补和组合，就算导航完全失灵，也可在一定时间内利用伪卫星独立组网定位。”目前，课题组已经开展了相关研究，并提出了基艇平台的伪卫星协同作业与信息共享算法、风场实时估计与航迹误差修正方法，为解决伪卫星自主导航定位的基本理论和关键基础性技术难题、提高伪卫星自身的定位精度，进而为提高用户最终的定位精度开辟了新途径。而课题组承担的一项与此相关的国防科工局民用航天预研“十二五”项目，也有望在年底结题。
最近，高社生又开始琢磨将X射线脉冲星与北斗导航系统结合起来，进行组合导航研究。据了解，国内现在只有极少数科研机构研究X射线脉冲星导航，而将其与北斗导航进行结合的研究更是屈指可数。高社生希望能在此领域做出成绩，让导航、制导的精度更高，模式更丰富和完善。
细数高社生的科研成就—出版学术专著3部，主持完成国家自然基金课题、“863”重大科研项目子课题、省部级自然基金课题40余个，发表专业论文130余篇，其中70余篇被SCI、EI和ISTP收录，荣获教育部自然科学奖二等奖、陕西省高等学校科学技术奖一等奖、第三届国防科技工业优秀图书奖和陕西省第十一届自然科学优秀论文二等奖等奖励。他直言，保持高产出率的秘诀在于“热爱专业的同时，积极申请科研项目，并保证项目完成的效率”。在导航、制导等关键领域，国外对我国一直采取技术封锁。高社生认为，赶超别人就要走自己的路。“可以借鉴别人的思路，却借鉴不了精髓，身为中国的科研人员，要有不服输的思想和积极攻关的精神，只要肯花时间和精力，没有登不上的高峰。”
