教學(xué)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室方案
北斗導(dǎo)航教學(xué)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室方案
在現(xiàn)今社會中北斗衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)滲透到各個產(chǎn)業(yè)，從傳統(tǒng)的交通、電力、金融、安防、測繪等行業(yè)，到新興的移動互聯(lián)、位置服務(wù)（LBS）等產(chǎn)業(yè)，都將位置和時間作為其產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的重要元素。北斗行業(yè)及相關(guān)行業(yè)對衛(wèi)星導(dǎo)航專業(yè)人才的需求量極大。
高等院校還沒有把衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)作為一個必修學(xué)科進(jìn)行普及，涉及的教學(xué)工作或者是簡單一筆帶過，或者是枯燥的停留在紙面，學(xué)生很難在短暫的學(xué)習(xí)中真正掌握基本原理和應(yīng)用知識。
北斗導(dǎo)航原理應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室可以使課程教學(xué)變得真實(shí)生動，利用真實(shí)的衛(wèi)星信號和實(shí)驗(yàn)環(huán)境完整展現(xiàn)書本上的課程內(nèi)容，讓學(xué)生動手完成精心設(shè)計(jì)的一系列實(shí)驗(yàn)，深入學(xué)習(xí)衛(wèi)星導(dǎo)航、組合導(dǎo)航、高精度定位的基本原理，同時結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用實(shí)踐，滿足課程教學(xué)需求。
該實(shí)驗(yàn)室可分為原理教學(xué)及實(shí)踐應(yīng)用兩部分。
原理教學(xué)部分以北斗多模導(dǎo)航原理實(shí)驗(yàn)平臺、北斗組合導(dǎo)航原理實(shí)驗(yàn)平臺、北斗高精度定位原理實(shí)驗(yàn)平臺、北斗接收機(jī)檢測維修實(shí)訓(xùn)平臺，搭配控制計(jì)算機(jī)及衛(wèi)星信號轉(zhuǎn)發(fā)器、衛(wèi)星信號采集回放儀等設(shè)備，可滿足北斗導(dǎo)航原理、組合導(dǎo)航原理、高精度定位原理、物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)和自動駕駛實(shí)訓(xùn)等一系列課程的教學(xué)要求。
實(shí)踐應(yīng)用部分配備了國內(nèi)主流產(chǎn)品及最新的前沿產(chǎn)品，包括北斗高性能接收機(jī)、北斗通用接收機(jī)、北斗高精度接收機(jī)、北斗組合導(dǎo)航接收機(jī)、北斗定位通信模塊、北斗智能手持終端、北斗車載監(jiān)控系統(tǒng)及監(jiān)控后臺系統(tǒng)等。通過對這些產(chǎn)品的實(shí)際操作使用，學(xué)生可以在最短時間內(nèi)了解并學(xué)會使用北斗領(lǐng)域的最新產(chǎn)品，迅速提高實(shí)踐操作水平。
北斗導(dǎo)航教學(xué)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室效果圖如下圖所示：
實(shí)驗(yàn)一：衛(wèi)星位置和多普勒頻移的分析與計(jì)算；
實(shí)驗(yàn)二：實(shí)時傳輸誤差分析；
實(shí)驗(yàn)三：衛(wèi)星信噪比與仰角關(guān)系分析；
實(shí)驗(yàn)四：幾何精度因子的分析與計(jì)算；
實(shí)驗(yàn)五：接收機(jī)位置解算；
實(shí)驗(yàn)六：直角坐標(biāo)與大地坐標(biāo)轉(zhuǎn)換計(jì)算；
實(shí)驗(yàn)七：UTC時間與本地時間轉(zhuǎn)換計(jì)算；
實(shí)驗(yàn)八：NMEA-0183導(dǎo)航電文解析實(shí)驗(yàn)；
實(shí)驗(yàn)一：計(jì)算北斗/GPS衛(wèi)星三維位置；
實(shí)驗(yàn)二：計(jì)算衛(wèi)星信號多普勒頻率；
實(shí)驗(yàn)三：計(jì)算衛(wèi)星信號經(jīng)過電離層/大氣層產(chǎn)生的延時誤差；
實(shí)驗(yàn)四：計(jì)算導(dǎo)航定位幾何精度因子；
實(shí)驗(yàn)五：預(yù)測可視衛(wèi)星在軌道上的位置和多普勒頻移；
實(shí)驗(yàn)六：計(jì)算接收機(jī)ECEF坐標(biāo)系內(nèi)的位置、時間；
實(shí)驗(yàn)七：直角坐標(biāo)與大地坐標(biāo)轉(zhuǎn)換計(jì)算編程實(shí)驗(yàn)；
實(shí)驗(yàn)八：UTC時間與本地時間變換編程實(shí)驗(yàn)。
圍繞北斗組合導(dǎo)航原理實(shí)驗(yàn)平臺，學(xué)生可進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)，深入理解和掌握北斗慣性導(dǎo)航的工作原理和緊耦合、松耦合軟件算法。
實(shí)驗(yàn)一：衛(wèi)星、慣性導(dǎo)航原始觀測量讀取實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)二：慣導(dǎo)器件零偏糾正與初始校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)三：接收機(jī)姿態(tài)計(jì)算實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)四：組合導(dǎo)航算法實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)五：定位精度統(tǒng)計(jì)與分析實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)六：藍(lán)牙模塊通訊實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)七：2G/3G/4G模塊通訊實(shí)驗(yàn)
圍繞北斗高精度定位原理實(shí)驗(yàn)平臺，學(xué)生可進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)，深入理解和掌握北斗高精度定位模塊的工作原理和使用方法。
實(shí)驗(yàn)一：載波相位雙差實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)二：整周模糊度解算實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)三：整周跳變監(jiān)測修復(fù)實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)四：Base64編解碼實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)五：NTrip通訊與差分?jǐn)?shù)據(jù)獲取實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)六：定位精度統(tǒng)計(jì)與分析實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)七：差分基準(zhǔn)站搭建實(shí)驗(yàn)
該部分實(shí)驗(yàn)是由學(xué)生在計(jì)算機(jī)平臺上編寫北斗定位解算軟件，利用原始數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)北斗定位解算，將定位結(jié)果在GIS地圖上顯示。
學(xué)生通過該部分實(shí)驗(yàn)了解北斗GIS地圖，學(xué)習(xí)相關(guān)GIS知識。
實(shí)驗(yàn)一：GIS地圖顯示實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)二：GIS地圖與位置監(jiān)控實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)三：GIS電子圍欄實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)四：GIS道路匹配實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)五：計(jì)算機(jī)平臺GIS實(shí)驗(yàn)
3.6 物聯(lián)網(wǎng)綜合設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)
圍繞北斗物聯(lián)網(wǎng)綜合實(shí)訓(xùn)平臺,學(xué)生進(jìn)行一系列物聯(lián)網(wǎng)綜合設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)，深入理解物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的基本原理和組成，掌握物聯(lián)網(wǎng)常用組件的使用方法，親手設(shè)計(jì)出具有實(shí)際應(yīng)用價值的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。該系列實(shí)訓(xùn)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：
實(shí)驗(yàn)一：安卓基本編程入門實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)二：傳感器組件應(yīng)用實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)三：災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)四：智能門鈴綜合實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)五：遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
實(shí)訓(xùn)一：北斗高精度衛(wèi)星導(dǎo)航接收系統(tǒng)在高精度（測量、測繪等）領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)訓(xùn)
實(shí)訓(xùn)二：北斗定位通信模塊的應(yīng)用在通信（電力、鐵路等）領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)訓(xùn)
實(shí)訓(xùn)三：北斗多模智能手持終端在特殊（應(yīng)急、邊防等）領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)訓(xùn)
實(shí)訓(xùn)四：北斗多模智能車載終端監(jiān)控系統(tǒng)在交通（車載、船載等）領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)訓(xùn)
實(shí)訓(xùn)五：北斗/INS緊密組合導(dǎo)航系統(tǒng)在航空、航天和航海等領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)訓(xùn)
