一、教学对象
本标准适用于电气工程及其自动化、自动化等专业,三年级,本科层次学生。 二、课程概述
(一)课程的性质、地位
《惯性导航系统》课程是电气工程及其自动化、自动化、弹药工程、电子工程、火力指挥与控制等专业本科生必修的专业基础课。本课程是在已经掌握《理论力学》、《航空电机学》、《自动控制原理》和《航空仪表》等课程的基础上,着眼惯性导航系统技术发展方向,立足航空航天领域惯性导航系统装备现状,研究惯性导航原理及其在陆海空天导航领域中的应用的一门课程。
(二)课程基本理念
本课程以新时期新阶段高等教育发展战略为依据,坚持科学发展观,全面落实素质教育和创新教育,着力提高人才培养质量。在教学过程中着眼学生惯性导航系统知识、能力和素质全面发展的基本要求,落实知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观“三位一体”的课程教学目标,注重理论与实践相结合,课内教育与课外教育相结合,注重学生创新意识与创新能力培养,培养复合型专业技术人才。坚持启发式教学思想,突出“学为主体,教为主导”的教学理念,提倡现代化、多样化的教学方式,大力倡导自主探索、合作交流等积极主动的学习方式,使学生的学习过程成为在教师引导下的“再创造”过程。遵循现代高等教育规律,瞄准专业发展前沿,贴近工程实际,突出惯性导航前沿理论和关键技术研究。 (三)课程设计思路
以课程基本理念为指导,对课程目标分别从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面进行了具体明确的阐述。课程内容与教学要求主要阐述学生学习本课程必须掌握的内容要点及达到的基本要求,并注明了重点和难点。在实施建议部分,分别对课程教学实施、课程考核评价、教材选编使用、课程资源开发与利用以及教学保障等提出了明确建议。
以培养学生惯性导航系统知识、掌握惯性导航设备使用维护技能为课程设计主线,按总体设计、单元设计及课堂设计安排教学内容,采用研讨式、“问题链”式等符合现代教育理念的教学方法,拓宽学生的知识面,培养学生的专业技能和科学素质。通过安排学生自主阅读相关科技文献、课内课外学术研讨交流、到相关科研院所和工厂参观见学等教学活动,激发学生的学习兴趣和内动力,使学生的学习过程成为在教师引导下的知识创新过程,使学生达到打牢专业基础、掌握专业技能、具备较高科学素养和创新精神的目的。
三、课程目标
(一)总体目标
通过课程教学,使学生了解惯性导航系统在航空航天领域导航与定位过程中的地位和作用,理解惯性元件和惯性平台的组成、作用和工作原理,深刻理解并掌握惯性导航原理和初始对准原理,掌握捷联式惯性导航的基本原理和系统特点;使学生达到运用所学知识解决惯性导航系统设计论证、产品监造、使用维护等工程实际问题的目的。
(二)分类目标
1、知识与技能目标
了解导航技术的发展过程,理解惯性导航系统在航空航天领域导航与定位过程中的地位和作用,深刻理解和掌握惯性导航系统的基本组成、工作原理和特点。通过本课程的学习,学生应具备根据所学知识解决工程实际问题的能力,可以胜任本专业的设计论证、产品监造、使用维护等工作。
2、过程与方法目标
通过课堂教学,打牢学生专业基础;通过课内外研讨、实验实习、参观见学等实践教学环节,培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。通过参与小发明、小制造等第二课堂活动,培养学生设计、动手能力;通过撰写小论文、参与科研学术等活动,培养学生信息收集整理和交流、知识综合运用能力和创新意识。通过课程教学活动和教师、学生的双边互动,使学生在学习、研究过程中养成观察、中发现问题,自觉运用所学知识分析、解决问题的良好习惯,并具备一定的独立思考、分析概括和创新能力。
3、情感态度与价值观目标
养成对惯性导航系统技术的关注和兴趣,能够把所学的知识和技能应用到具体的飞机维护等工作实践中去。培养实事求是的科学态度和敢于挑战权威的科学精神,具备团队精神和合作交流意识,并指导自己的日常工作与行动。
四、课程内容与教学要求
第一章 惯性导航基础
了解导航及惯性导航的概念、惯性技术的发展过程及主要发展方向;理解并 掌握惯性导航中有关地球形状与曲率半径、重力与重力加速度及导航坐标系的基本概念;深刻理解惯性导航的基本原理、组成及特点。
教 学 内 容 | 教 学 要 求 | 备 注 |
了 解 | 理 解 | 深刻 理解 | 掌 握 | 熟练 掌握 |
1、导航和惯性导航概述 | | | | | | |
(1)导航及其种类 | √ | | | | | |
(2)几种主要导航方法简介 | √ | | | | | |
(3)[惯性导航基本原理] | | | √ | | | |
(4)惯性导航与惯性制导的区别 | | √ | | | | |
(5)惯性技术的发展及方向 | √ | | | | | |
2、地球形状和曲率半径 | | | | | | |
(1)地球几何形状 | | √ | | | | |
(2)[垂线和纬度] | | | √ | | | |
(3)(地球曲率半径) | | | | √ | | |
3、地球重力加速度和自转角速度 | | | | | | |
(1)重力和重力加速度 | | √ | | | | |
(2)地球自转角速度 | | √ | | | | |
4、惯性和非惯性坐标系 | | | | | | |
(1)惯性坐标系 | | √ | | | | |
(2)非惯性坐标系 | | √ | | | | |
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第二章 惯性级加速度计原理
了解加速度计的定义及分类;掌握一般摆式加速度计、挠性加速度计和激光加速度计的组成及基本工作原理;理解惯性导航对加速度计的基本要求;深刻理解并掌握加速度计再平衡回路的组成及工作原理。
教 学 内 容 | 教 学 要 求 | 备 注 |
了 解 | 理 解 | 深刻 理解 | 掌 握 | 熟练 掌握 |
1、概述 | | | | | | |
(1)加速度计的分类 | √ | | | | | |
(2)[一般摆式加速度计原理] | | √ | | 空包弹助退器√ | | |
(3)惯性导航对加速度计的要求 | | √ | | | | |
2、液浮摆式加速度计 | | | | | | |
(1)[工作原理] | | | | 互联互通软件√ | | |
(2)结构特点* | √ | | | | | |
3、挠性加速度计 | | | | | | |
(1)[金属挠性加速度计] | | √ | | √ | | |
(2)石英挠性加速度计 | | √ | | | | 5v转12v |
4、新型加速度计 | | | 金属工艺品制作 | | | |
(1)压阻式加速度计 | | √ | | | | |
(2)激光加速度计 | | √ | | | | |
(3)光纤加速度计* | √ | | | | | |
5、加速度计再平衡回路 | | | | | | |
(1)功用及分类 | √ | | | | | |
(2)直流模拟再平衡回路 | | √ | 氢氧焊接机 | | | |
(3)交流模拟再平衡回路 | | √ | | | | |
| | | | | | 瓜子烘干机 |