面向地球信息科学与技术专业的《卫星导航定位》课程讲义编写思考

肖汶斌　蓝强　王得志　王勇献

摘要：《卫星导航定位》是一门重要的应用性学科，已广泛应用于民用和军事等诸多领域。依据新时代军事地球信息科学与技术专业课程建设的任务需求，在广泛调研的基础上梳理形成了《卫星导航定位》课程讲义编写的主要思路，围绕注重课程学习连贯性、构建合适的学习知识板块、紧贴军事应用特点、增设前沿性和趣味性内容等方面，提出了面向地球信息科学与技术专业《卫星导航定位》课程讲义编写的相关建议。

关键词：卫星导航定位;3S技术课程群;地球信息科学与技术专业

中图分类号：G642.0     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2020）13-0144-02

卫星导航定位是利用卫星播发的无线电信号为运载体航行提供连续、安全和可靠导航定位服务的专业性技术，已广泛应用于军事活动、国家经济、人民生活等诸多领域[1]。随着各种新技术的不断发展，未来海上方向的军事作战与保障将更多地融合卫星导航定位信息，因此在《卫星导航定位》课程建设阶段应瞄准国内外卫星导航定位的最新技术成果，并聚焦海上作战的军事应用领域，扎实推进新时代地球信息科学与技术专业的军校大学生学懂弄通卫星导航定位专业技术。面向地球信息科学与技术专业，建设《卫星导航定位》课程是新时代新型军事力量重塑背景下富有挑战性的重要研究课题之一。

一、《卫星导航定位》课程讲义编写的任务需求

《卫星导航定位》是新时代军事地球信息科学与技术专业的一门专业基础必修课程，是从事部队相关实际工作的必要知识储备。依据最新的地球信息科学与技术专业培养大纲，该专业设置了3S技术课程群，而《卫星导航定位》是3S技术课程群的主干课程。

目前，国内重点高校讲授卫星导航定位课程及相近课程主要以《卫星导航定位原理》（武汉大学出版社，2015）[2]、《全球导航卫星系统及其应用》（测绘出版社，2015）[3]、《GPS原理与接收机设计》（电子工业出版社，2012）[4]等教材為主，但上述教材具有一定的统编性，与军队院校学员实践能力、职业素养培养尚存在一定差距，与军队地球信息科学与技术专业人才培养的结合程度偏低，无法充分满足军校指挥类本科学员卫星导航定位知识结构体系的培养要求。为适应新时代军队院校学科体系建设的要求，夯实地球信息科学与技术专业本科学员的卫星导航定位知识结构，进一步提升学员在专业领域里的逻辑思维、创新思维、分析问题、解决问题等能力，拟对新建本科专业课程《卫星导航定位》开展讲义论证与编写。

二、《卫星导航定位》课程讲义编写的主要思路

《卫星导航定位》课程讲义编写以地球信息科学与技术专业教学大纲、《卫星导航定位》课程教学计划为牵引，坚持以卫星导航定位基本理论为主、相关实际应用为辅的基本策略，侧重卫星导航定位理论和海上军事应用相结合，注重讲义的应用性、实用性和发展性;既适合军队院校指挥类本科教学需要，体现地球信息科学与技术专业特色，又要兼顾海军军事应用实践特点;始终围绕卫星导航定位基本原理的教学主题，着力拓展本科学员在卫星导航应用知识能力、阅读总结能力、动手实践能力等三方面能力，统筹规划、精准实施、稳步推进《卫星导航定位》课程讲义编写。

《卫星导航定位》课程讲义编写的主要思路如下：使地球信息科学与技术专业本科学员通过本课程学习，了解并掌握卫星导航定位的基本概念、技术特点以及在军事和民用领域的典型应用，掌握卫星定位的坐标系统和时间系统，理解卫星运动基础理论和卫星星历知识，熟悉卫星导航电文结构和卫星信号体制，学会基于卫星定位基本原理开展卫星定位误差分析，建立运用卫星导航定位知识解决基本实际问题的观念，具备一定的实际应用能力，奠定进一步学习地球信息科学与技术相关课程以及从事部队相关实际工作的坚实基础。本课程讲义编写形成了长期从事海洋科学、卫星导航、计算机科学与技术等领域教学与科研教师组成的论证组，与上海交通大学、武汉大学、国防科技大学等领域知名专家建立了咨询指导机制，有序推进该课程教学日历和教案编写，启动课程实验硬件平台建设，为课程讲义编写奠定相关实践基础。

三、《卫星导航定位》课程讲义编写的原则

（一）注重课程学习的连贯性

地球信息科学与技术专业本科生的学习课程涵盖面较为广泛，涉及大气学、海洋学、地球物理学等多个学科知识。在通识课程学习的基础上，该专业的本科生已具备较为扎实的数学、物理、英语应用基础，可为专业课程学习奠定坚实的学科基础。

新编《卫星导航定位》讲义论证过程中，必须兼顾本专业前续课程内容（《高等数学》《信号与系统》）的连续性和后续课程内容的延续性，以免知识内容重复，从而节省课堂时数，争取在有限的学时中讲述更多的卫星导航定位领域知识内容，有利于满足培养出基础理论扎实、知识面宽、动手能力强的军校本科学员的需要，进而体现地球信息科学与技术专业的培养特点与优势。

（二）构建合适的学习知识板块

在充分借鉴国内重点高校卫星导航定位教材优势的基础上，面向地球信息科学与技术专业的《卫星导航定位》课程讲义需构建合适的学习知识板块。

在课程建设小组充分论证的基础上，该课程讲义知识目标主要包括以下主要的知识单元：卫星导航定位绪论、坐标与时间系统、卫星轨道运动、卫星信号结构、卫星定位原理、卫星定位误差分析，并融合卫星导航的海军军事应用特色。《卫星导航定位》课程以绪论、坐标和时间系统为知识体系的重要基础，介绍卫星轨道运动基础、无摄运动、受摄运动和星历坐标计算，使学员熟悉码分多址、频分多址等卫星信号体制的主要特点，了解单点定位和差分定位的观测方程形式与特点，针对卫星定位主要误差类型选取典型项目进行分析。

（三）紧贴卫星导航定位技术的军事应用

卫星导航定位技术的发展与其军事应用背景密切相关。目前，卫星导航定位系统已为各国军事活动提供关键的位置、速度和时间信息的作战倍增器。在可预见的未来战争中，各国针对卫星导航定位技术展开的导航战将十分激烈，并且将贯穿到整个作战行动的全过程和全维度。

从近代几次局部战争的分析可知，以美国为首的西方发达国家注重将卫星导航定位技术应用于实际作战。在20世纪90年代的海湾战争中，美国使用GPS制导弹药的比例不足10%，而在2011年的利比亚战争中精确制导弹药的使用率基本达到100%。在未来战争中，卫星导航定位技术可为实现精确打击、减少平民伤亡、推动战争进程、掌握战争主动权等方面发挥决定性的作用。

（四）增设前沿性和趣味性内容

在《卫星导航定位》课程讲义论证与编写过程中注重内容的趣味性，在讲义相应部分设置鼓励学员应用所学习的卫星导航定位知识解释生活中具体问题的相关内容，引导学员通过互联网搜集有关全球卫星导航系统的最新动态资料，如我国北斗三号组网最新进展、美国第三代GPS卫星技术发展动态、周边国家卫星导航技术水平发展等。

四、结语

通过扎实推进《卫星导航定位》课程的讲义/教材论证与编写工作[5]，可构建更加完善的气象-海洋学科群本科课程教材体系，更加紧贴军队地球信息科学与技术专业人才培养需求，进一步满足军事指挥类本科学员卫星导航定位知识结构体系的培养要求。

参考文献：

[1]袁洪，徐颖，陈夏兰.卫星导航基础原理[M].北京：电子工业出版社，2017.

[2]黄丁发，张勤，张小红，周乐韬.卫星导航定位原理[M].武汉：武汉大学出版社，2015.

[3]劉基余.全球导航卫星系统及其应用[M].北京：测绘出版社，2015.

[4]谢钢.GPS原理与接收机设计[M].北京：电子工业出版社，2012.

[5]肖汶斌，蓝强，王勇献.卫星导航定位讲义初稿[M].内部讲义，2019.

Reflections on the Compilation of "Satellite Navigation and Positioning"Lecture-Notes for Earth Information Science and Technology

XIAO Wen-bin，LAN Qiang，WANG De-zhi，WANG Yong-xian

（College of Meteorology and Oceanology，National University of Defense Technology，

Changsha，Hunan 410073，China）

Abstract：As an important applied subject，Satellite Navigation and Positioning has been widely used in civil and military fields.According to the demand of specialty construction for Earth information science and technology，present work focuses on some thinking about the lecture-notes compilation.It is necessary to ditch and form the ideas of lecture-notes compilation on the basis of extensive investigation.The main contents are as follows：the coherence of curriculum learning，construction of appropriate knowledge blocks，closely linking military application and addition of leading and interesting contents.

Key words：Satellite Navigation and Positioning;3S course group;Earth information science and technology