3S空間信息技術一體化虛擬仿真實驗是太原理工大學建設的虛擬仿真實驗課程。
基本介紹
- 中文名：3S空間信息技術一體化虛擬仿真實驗
- 建設院校： 太原理工大學
- 課程負責人： 李燈熬
- 授課教師：程俊兵、楊靜
課程性質,教學目標,
課程性質
課程背景
3S技術是遙感(Remote sensing , RS)、地理信息系統(Geography information systems , GIS)和全球導航衛星系統(Global Navigation Satellite System , GNSS)的統稱。其中, GNSS是新一代物聯網、無人駕駛、智慧城市等新-代信息技術的時空基礎設施,關係到國家安全、經濟發展和社會民生,我國自主研發並建設的第三代北斗衛星導航系統於2020年7月31日宣布正式開通並向全球提供服務。衛星定位導航技術不僅是測繪領域的專業基礎課,也是自動控制、人工智慧、大數據等領域的部分專業課的重要組成部分。衛星定位涉及儀器設備認識、信號分析處理等,是- -門實踐性較強的課程,而衛星定位接收機需要在室外(包括開闊操場和城市峽谷)採集衛星信號才能輸出定位信息,大量學生外出不僅影響正常教學秩序,也存在-定安全隱患,特別是當前新冠疫情流行的背景下。此外,室外還存在實驗設備安置不便,例如:城市街道、實驗現象不能重現，例如:電離層風暴、實驗結果不能及時分析等問題。
隨著虛擬現實和網路技術的快速發展,虛擬仿真技術已逐漸被套用於理論和實驗教學中。本實驗課程針對傳統實驗教學中無法或難以開展的實驗,採用二維動畫、三維建模、虛擬仿真等技術手段立體呈現實驗設備、實驗場景、實驗現象和實驗結果等,再現慣導輔助北斗接收機定位的全過程,將多種教學方法融合,使學生通過線上實驗的操作與學習，掌握北斗定位原理、慣導定位原理、信息融合算法等,學生自主設定參數配置後,通過對比實驗結果可以深刻理解參數對定位性能的影響模式，培養學生的創新思維能力和科研素養,達到良好的教學效果。
此外,虛擬仿真實驗課程還可以節省購買大量儀器成本;避免大量學生外出,減少人身安全和感染風險;重現可遇而不可求的實驗現象;還可以重複實驗,鞏固和深入理解理論知識。
教學目標
本課程採用由易到難的遞進式教學方法,從學生實際需求出發,構建了從設備認知、綜合設計、結果分析三個層次,兩個模組的實驗教學內容。這些教學模組之間既相互獨立,又互相聯繫。課程可達到如下目的:
(1 )掌握北斗接收機、組合導航系統的構成和各功能模組;
( 2 )理解北斗導航定位原理、慣性導航定位原理和卡爾曼濾波算法;
(3 )學會北斗接收機和組合導航系統的參數設計方法;
(4 )培養學生髮現問題、分析問題、解決問題的科研素養;
(5 )提高學生3S空間信息技術領域的綜合分析能力與創新能力。
