物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

摘" 要：衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)作為現(xiàn)代科技領(lǐng)域中的代表性技術(shù)，不僅在軍事領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，也被廣泛應(yīng)用于民用領(lǐng)域，如汽車導(dǎo)航、物流配送等。為了幫助學(xué)生更好地理解和掌握衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)，將衛(wèi)星導(dǎo)航與嵌入式系統(tǒng)集成開(kāi)發(fā)相結(jié)合，針對(duì)導(dǎo)航與定位技術(shù)課程，設(shè)計(jì)軟硬件相結(jié)合的衛(wèi)星導(dǎo)航嵌入式智能小車實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，通過(guò)“以樹(shù)莓派智能小車實(shí)現(xiàn)路徑規(guī)劃”項(xiàng)目案例設(shè)計(jì)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。該實(shí)驗(yàn)教學(xué)充分體現(xiàn)了課程交叉學(xué)科的特點(diǎn)，實(shí)用性強(qiáng)，能夠增強(qiáng)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解和應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生對(duì)課程深入學(xué)習(xí)的興趣，從而培養(yǎng)學(xué)生的工程綜合實(shí)踐和創(chuàng)新應(yīng)用能力，達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)工程；導(dǎo)航與定位技術(shù)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)；樹(shù)莓派；智能小車

文章編號(hào)：1671-489X（2025）02-0-09

DOI：10.3969/j.issn.1671-489X.2025.02.

0" 引言

隨著移動(dòng)通信技術(shù)和衛(wèi)星定位技術(shù)的不斷進(jìn)步，導(dǎo)航與定位技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，包括但不限于地理信息的數(shù)據(jù)采集，車輛監(jiān)控與調(diào)度管理，各類導(dǎo)航服務(wù)、航空和航海行業(yè)的導(dǎo)航支持，軍事應(yīng)用、機(jī)械控制系統(tǒng)、無(wú)人駕駛技術(shù)的研發(fā)，智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展，以及各種面向大眾消費(fèi)者的智能應(yīng)用等。導(dǎo)航與定位技術(shù)作為物聯(lián)網(wǎng)工程以及其他相關(guān)專業(yè)的重要專業(yè)課程，面臨許多挑戰(zhàn)。

目前，盡管許多高校開(kāi)設(shè)了導(dǎo)航與定位技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程，但其焦點(diǎn)主要是衛(wèi)星信號(hào)的解析，主要面向電子信息工程專業(yè)的學(xué)生。這些課程涵蓋了諸如用戶坐標(biāo)計(jì)算、導(dǎo)航數(shù)據(jù)解讀、衛(wèi)星導(dǎo)航定位信號(hào)特性分析、信號(hào)捕獲技術(shù)、載噪比計(jì)算方法、信號(hào)搜索策略和信號(hào)跟蹤技術(shù)等七個(gè)核心實(shí)驗(yàn)內(nèi)容[1]。還有一部分院校采用虛擬仿真技術(shù)進(jìn)行教學(xué)，設(shè)計(jì)了一系列以北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)為核心的虛擬實(shí)驗(yàn)。這些實(shí)驗(yàn)包括對(duì)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)基本原理的理解、對(duì)其星座結(jié)構(gòu)的探究、衛(wèi)星信號(hào)的解算過(guò)程、電文信息的解析方法和利用北斗系統(tǒng)進(jìn)行定位計(jì)算等，旨在通過(guò)仿真環(huán)境為學(xué)生提供深入且直觀的學(xué)習(xí)體驗(yàn)[2]。這些學(xué)校面向電子信息工程專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在如下問(wèn)題：

1）教學(xué)內(nèi)容簡(jiǎn)單，綜合性、創(chuàng)新性不足；

2）教學(xué)手段單一，難以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，針對(duì)性不強(qiáng)。

針對(duì)導(dǎo)航工程專業(yè)衛(wèi)星導(dǎo)航課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題，特別是對(duì)學(xué)生的系統(tǒng)分析解決問(wèn)題能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)不足的情況，文獻(xiàn)[3]設(shè)計(jì)建設(shè)了將衛(wèi)星導(dǎo)航與嵌入式系統(tǒng)集成開(kāi)發(fā)相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。受此啟發(fā)，筆者認(rèn)為，面向物聯(lián)網(wǎng)工程以及其他相關(guān)專業(yè)的導(dǎo)航與定位技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程必須圍繞衛(wèi)星定位技術(shù)的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生興趣，培養(yǎng)學(xué)生自我學(xué)習(xí)的能力，同時(shí)兼顧實(shí)驗(yàn)成本。為此，基于貴州師范大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)導(dǎo)航與定位技術(shù)課程“激發(fā)創(chuàng)新意識(shí)，養(yǎng)成善于觀察、獨(dú)立思考思維，培養(yǎng)導(dǎo)航與定位技術(shù)綜合應(yīng)用能力”的目標(biāo)，采用樹(shù)莓派這一低成本的嵌入式系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)軟硬件相結(jié)合的衛(wèi)星導(dǎo)航嵌入式智能小車實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，設(shè)計(jì)“以樹(shù)莓派智能小車實(shí)現(xiàn)路徑規(guī)劃”實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，旨在鼓勵(lì)學(xué)生充分利用信息和通信技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，激發(fā)他們的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)新精神。實(shí)踐證明，通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以有效地實(shí)現(xiàn)教學(xué)互動(dòng)，提升學(xué)生協(xié)作學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)和體驗(yàn)式學(xué)習(xí)的能力，促進(jìn)學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)和提升。

1" 總體設(shè)計(jì)思路與方案

本實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)遵循開(kāi)放、開(kāi)源、可擴(kuò)展的原則，總體設(shè)計(jì)如下。

1.1" 采用開(kāi)放式硬件設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)硬件包括智能小車、樹(shù)莓派4B、PCB驅(qū)動(dòng)板、GPSamp;北斗定位模塊、IMU慣導(dǎo)模塊和其他外圍設(shè)備，根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容由學(xué)生自主選擇。其中，PCB驅(qū)動(dòng)板包含TB6612FNG驅(qū)動(dòng)芯片、控制該芯片的STM32F103RCT6單片機(jī)、電壓轉(zhuǎn)換模塊和擴(kuò)展接口，外圍設(shè)備包括多種硬件功能模塊。

1.2" 采用開(kāi)源性實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

樹(shù)莓派的全部硬件、操作系統(tǒng)和軟件組件都是開(kāi)源且免費(fèi)的，這一特性極大地促進(jìn)了其廣泛應(yīng)用和創(chuàng)新。對(duì)于樹(shù)莓派，Python的硬件開(kāi)發(fā)庫(kù)極為豐富和完善，甚至許多庫(kù)都能夠與Arduino平臺(tái)實(shí)現(xiàn)兼容[4]。基于Python語(yǔ)言的天然跨平臺(tái)優(yōu)勢(shì)，可以輕松調(diào)用眾多的開(kāi)源庫(kù)文件，在多種操作系統(tǒng)和硬件平臺(tái)上進(jìn)行開(kāi)發(fā)和使用。總之，無(wú)論是進(jìn)行硬件接口編程，還是構(gòu)建復(fù)雜的系統(tǒng)應(yīng)用，樹(shù)莓派與Python的結(jié)合提供了無(wú)縫且高效的開(kāi)發(fā)環(huán)境。

1.3" 擴(kuò)展綜合性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

根據(jù)綜合性實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)要求，利用顯示屏、Web端、云端進(jìn)行人機(jī)交互，通過(guò)搭載激光雷達(dá)、攝像頭、圖像傳感器等，調(diào)用Dijkstra、A*等不同算法完成智能小車GPS/GNSS模塊集成與數(shù)據(jù)解析、路徑規(guī)劃、衛(wèi)星信號(hào)模擬與抗干擾、實(shí)時(shí)導(dǎo)航與自主駕駛、高精度定位、網(wǎng)絡(luò)增強(qiáng)定位與V2X通信等實(shí)驗(yàn)，完成實(shí)驗(yàn)性能評(píng)估與優(yōu)化[5]。同時(shí)，還可開(kāi)展項(xiàng)目式實(shí)驗(yàn)。

2" 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)搭建

2.1" 硬件系統(tǒng)組成

衛(wèi)星導(dǎo)航嵌入式智能小車實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的硬件系統(tǒng)組成如圖1所示，主要包括智能小車、樹(shù)莓派4B、GPSamp;北斗定位模塊、IMU慣導(dǎo)模塊、PCB驅(qū)動(dòng)板等硬件設(shè)備。

2.1.1" 智能小車

智能小車采用的是雙驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，圖2是智能小車的底盤(pán)，可以看到，底盤(pán)主要由兩個(gè)減速驅(qū)動(dòng)輪和兩個(gè)GA370電動(dòng)機(jī)組成。電動(dòng)機(jī)輸出軸通過(guò)齒輪結(jié)構(gòu)和聯(lián)軸器連接，使得兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪并排在同一條軸線上，可以有效保證智能小車運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性。GA370

電動(dòng)機(jī)空載轉(zhuǎn)速可達(dá)170 r/min，減速比為35，額定轉(zhuǎn)速為130 r/min，額定電流小于450 mA，最大扭矩可達(dá)2.8 kg·cm，可以讓小車更好地適應(yīng)室外的復(fù)雜環(huán)境。

2.1.2" 樹(shù)莓派

樹(shù)莓派是一款基于ARM架構(gòu)的微型電腦主板，以SD/Micro SD卡作為存儲(chǔ)介質(zhì)，主板小巧，配備1/2/4個(gè)USB接口和一個(gè)10/100/1 000 Mbps的以太網(wǎng)接口（A型型號(hào)除外），這些接口使得樹(shù)莓派能夠連接鍵盤(pán)、鼠標(biāo)和網(wǎng)絡(luò)線。更值得一提的是，樹(shù)莓派同時(shí)擁有視頻模擬信號(hào)的電視輸出接口和HDMI高清視頻輸出接口，所有這些組件都被巧妙地集成在一張尺寸僅略大于信用卡的主板上。盡管體積小巧，但它具備個(gè)人計(jì)算機(jī)的所有基本功能[6]。除此之外，樹(shù)莓派還具有諸多優(yōu)點(diǎn)，如便攜性高、操作相對(duì)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉等，這些特性使其在教育領(lǐng)域以及DIY愛(ài)好者中廣受歡迎。總的來(lái)說(shuō)，樹(shù)莓派是一個(gè)集多功能、便捷性和經(jīng)濟(jì)性于一體的創(chuàng)新科技產(chǎn)品，樹(shù)莓派4B是其2019年推出的版本。

2.1.3" GPSamp;北斗定位模塊

GPSamp;北斗定位模塊是基于ATGM336H-5N的高性能BDS/GNSS定位導(dǎo)航模塊，該系列模塊支持多種衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，包括我國(guó)的北斗二號(hào)和北斗三號(hào)全部衛(wèi)星、美國(guó)的GPS、俄羅斯的GLONASS、日本的QZSS。其天線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)采用Π型電路，阻抗匹配（50 Ω），天線駐波比低于1.2，具有高靈敏度、低功耗、低成本等優(yōu)勢(shì)。該模塊具體的接口說(shuō)明如圖3所示。

2.1.4" IMU模塊

IMU（Inertial Measurement Unit），即慣性測(cè)量單元，是一個(gè)集成設(shè)備，主要由三個(gè)分別對(duì)應(yīng)三維空間各單軸的加速度計(jì)和三個(gè)同樣單軸的陀螺儀組成。加速度計(jì)是檢測(cè)物體在自身載體坐標(biāo)系統(tǒng)中三條獨(dú)立軸線上的加速度信號(hào)，陀螺儀則是測(cè)量載體相對(duì)于導(dǎo)航坐標(biāo)系統(tǒng)的角速度變化。通過(guò)收集和處理加速度計(jì)和陀螺儀獲取的各類信號(hào)，可進(jìn)行適當(dāng)?shù)挠?jì)算和分析。這樣，就能夠精確地確定智能小車在空間中的姿態(tài)和位置信息。簡(jiǎn)而言之，IMU通過(guò)整合并解析加速度和角速度數(shù)據(jù)，提供了準(zhǔn)確的智能小車運(yùn)動(dòng)信息[7]。可以說(shuō)，IMU模塊彌補(bǔ)了GPSamp;北斗模塊的不足，兩者相輔相成，組合成慣導(dǎo)單元，能精確地感應(yīng)智能小車的姿態(tài)、角度、速度、高度和經(jīng)緯度，使智能小車獲得最準(zhǔn)確的定位信息。默認(rèn)的IMU軸方向如圖4所示，需要注意的是，在智能小車上進(jìn)行安裝時(shí)要水平安裝Y軸朝前。

2.1.5" PCB驅(qū)動(dòng)板

PCB驅(qū)動(dòng)板是基于TB6612FNG驅(qū)動(dòng)芯片、STM-32F103RCT6單片機(jī)的定制擴(kuò)展板，實(shí)物如圖5所示，學(xué)生可以通過(guò)排針和排母直接連接各種外圍器件。

TB6612FNG芯片包含多個(gè)關(guān)鍵引腳，其功能為：AIN1和AIN2、BIN1和BIN2、PWMA和PWMB是用于輸入控制信號(hào)的端口；A01和A02、B01和B02是用于驅(qū)動(dòng)兩路電動(dòng)機(jī)的輸出端；STBY引腳則用于控制芯片的工作狀態(tài)，即正常工作或待機(jī)。在供電方面，VM引腳接受的電壓范圍是4.5～15 V，用于電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電壓輸入；而VCC引腳接受的電壓范圍是2.7～5.5 V，用于提供邏輯電平輸入。該芯片每個(gè)通道能夠提供最高1.2 A的連續(xù)驅(qū)動(dòng)電流，并且在峰值狀態(tài)下，電流可以達(dá)到2 A（連續(xù)脈沖）或3.2 A（單脈沖）。這使得它支持四種電動(dòng)機(jī)控制模式——正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、制動(dòng)和停止，足以滿足智能小車的各種基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)需求。此外，TB6612FNG芯片還具備高頻率的PWM支持，最高可達(dá)100 kHz，這使得對(duì)智能小車運(yùn)動(dòng)速度的控制更加精準(zhǔn)和細(xì)膩。總的來(lái)說(shuō)，這款芯片為智能小車的運(yùn)動(dòng)控制提供了強(qiáng)大而靈活的解決方案。

STM32F103RCT6單片機(jī)是一款32位的單片機(jī)，處理速度快，內(nèi)存也相對(duì)較大，具有72 M主頻和64 KB Flash存儲(chǔ)，開(kāi)發(fā)環(huán)境容易搭建。而且它的實(shí)時(shí)性比一般操作系統(tǒng)的響應(yīng)要快很多，從將引腳置高到用萬(wàn)用表測(cè)外部引腳實(shí)際輸出，只需要納秒級(jí)時(shí)間，可以做實(shí)時(shí)性非常高的控制[8]。

2.2" 實(shí)驗(yàn)環(huán)境搭建

MobaXterm是一個(gè)全面的遠(yuǎn)程計(jì)算工具集合，可以滿足各類專業(yè)用戶在遠(yuǎn)程計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)管理方面的多元需求，只需要簡(jiǎn)單地下載并執(zhí)行一個(gè)單獨(dú)的exe文件，用戶就可以在Windows桌面環(huán)境中輕松接入并操作所有關(guān)鍵的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)工具和技術(shù)，包括SSH、RDP、X11、VNC、SFTP、WSL、FTP、XDMCP、

Serial、Telnet、Rlogin等。這種設(shè)計(jì)使得Moba-Xterm實(shí)現(xiàn)開(kāi)箱即用，無(wú)須復(fù)雜的配置或安裝過(guò)程，用戶可以立即開(kāi)始進(jìn)行高效的遠(yuǎn)程連接和管理任務(wù)。其主窗口如圖6所示。

在課程實(shí)驗(yàn)中利用MobaXterm遠(yuǎn)程訪問(wèn)樹(shù)莓派，主要用到RDP和SFTP兩個(gè)工具。

RDP（遠(yuǎn)程桌面協(xié)議）主要被應(yīng)用于遠(yuǎn)程訪問(wèn)和控制Windows操作系統(tǒng)主機(jī)。要啟動(dòng)一個(gè)遠(yuǎn)程會(huì)話，需要在相關(guān)的應(yīng)用程序中選擇“Session”選項(xiàng)。隨后，系統(tǒng)會(huì)呈現(xiàn)一個(gè)對(duì)話框，在這個(gè)對(duì)話框中，選擇“RDP”作為遠(yuǎn)程連接協(xié)議。接下來(lái)，需要在指定的字段中輸入遠(yuǎn)程主機(jī)的IP地址，這是唯一標(biāo)識(shí)目標(biāo)計(jì)算機(jī)在網(wǎng)絡(luò)中的位置的數(shù)字標(biāo)簽。除了IP地址和用戶名外，還需要填寫(xiě)端口號(hào)。默認(rèn)情況下，RDP使用3389端口，但如果遠(yuǎn)程主機(jī)配置了非默認(rèn)端口，需要輸入相應(yīng)的端口號(hào)。一旦準(zhǔn)確無(wú)誤地提供了所有必需的信息，只需點(diǎn)擊“OK”按鈕，系統(tǒng)就會(huì)開(kāi)始建立與遠(yuǎn)程主機(jī)的連接，并在成功驗(yàn)證身份后，允許進(jìn)行遠(yuǎn)程登錄和操作，如圖7所示。

SFTP（SSH文件傳輸協(xié)議）的功能主要包括文件傳輸、文件管理、命令行交互等。它允許用戶在本地和遠(yuǎn)程服務(wù)器之間安全地傳輸文件，同時(shí)提供一些方便的文件管理功能，如瀏覽、上傳、下載、刪除等，可以通過(guò)圖形化界面上傳和下載文件，如圖8所示。

實(shí)驗(yàn)程序編寫(xiě)使用開(kāi)源免費(fèi)的Visual Studio（VS）Code編輯器。VS Code是微軟公司推出的跨平臺(tái)代碼編輯器，可以方便地完成C、Python程序語(yǔ)言編寫(xiě)，具有智能化插件安裝、語(yǔ)法檢查、智能代碼補(bǔ)全、代碼比對(duì)等功能。除安裝C語(yǔ)言編譯器和Python解釋器之外，還需在VS Code中安裝C語(yǔ)言和Python語(yǔ)言支持插件C/C++ Extension Pack、

Python、Pylance，以提供更好的代碼編輯和調(diào)試體驗(yàn)，提高編程效率和質(zhì)量。程序編寫(xiě)好之后，將相應(yīng)的文件通過(guò)MobaXterm中的SFTP上傳到樹(shù)莓派的對(duì)應(yīng)文件夾中，供后續(xù)過(guò)程執(zhí)行或調(diào)用[9]。

3" 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

為了幫助學(xué)生熟悉GPS/GNSS工程環(huán)境，了解并掌握樹(shù)莓派的廣泛用途，學(xué)習(xí)編程語(yǔ)言，培養(yǎng)他們多方面的工程實(shí)踐能力，設(shè)計(jì)一系列從基礎(chǔ)到進(jìn)階的綜合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，以增強(qiáng)學(xué)生對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用能力。具體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容如下。

3.1" GPS/GNSS模塊集成與數(shù)據(jù)解析實(shí)驗(yàn)

GPS/GNSS模塊集成與數(shù)據(jù)解析實(shí)驗(yàn)是整個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航嵌入式智能小車項(xiàng)目的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，主要涉及以下幾個(gè)實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)一：硬件集成

1）GNSS模塊選擇與連接。學(xué)生首先需要選擇合適的GNSS模塊（支持GPS、北斗等多模衛(wèi)星系統(tǒng)），如GPSamp;北斗定位模塊，并將其通過(guò)UART或其他通信接口（如I2C或SPI）與樹(shù)莓派進(jìn)行物理連接。

2）電源配置。GNSS模塊通常需要獨(dú)立的電源供電，學(xué)生需要正確連接電源，并確保電壓穩(wěn)定在模塊的工作范圍內(nèi)。

3）啟動(dòng)與初始化。根據(jù)所選GNSS模塊的數(shù)據(jù)手冊(cè)設(shè)置波特率、數(shù)據(jù)格式等相關(guān)參數(shù)，確保模塊能正常啟動(dòng)并開(kāi)始接收衛(wèi)星信號(hào)。

實(shí)驗(yàn)二：軟件配置與編程

1）驅(qū)動(dòng)程序安裝。如果模塊有專用的驅(qū)動(dòng)程序或者庫(kù)文件，學(xué)生需要學(xué)習(xí)如何在樹(shù)莓派上安裝和配置這些驅(qū)動(dòng)，以便操作系統(tǒng)能夠識(shí)別和讀取GNSS模塊輸出的數(shù)據(jù)。

2）讀取NMEA數(shù)據(jù)流。NMEA-0183是一種被廣泛應(yīng)用于GPS設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)協(xié)議。學(xué)生將編寫(xiě)Python或C語(yǔ)言代碼，通過(guò)串口通信讀取GNSS模塊輸出的NMEA數(shù)據(jù)流。

3）NMEA數(shù)據(jù)解析。對(duì)接收的NMEA報(bào)文進(jìn)行解析，提取其中的關(guān)鍵信息，如GPGGA報(bào)文中的經(jīng)緯度、海拔高度和時(shí)間信息，以及GPVTG報(bào)文中的地面速度和航向信息。

3.2" 路徑規(guī)劃實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)三：衛(wèi)星導(dǎo)航數(shù)據(jù)與地圖API結(jié)合實(shí)現(xiàn)路徑規(guī)劃

在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生將學(xué)習(xí)如何將實(shí)時(shí)獲取的衛(wèi)星導(dǎo)航定位信息與地圖服務(wù)API相結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)從當(dāng)前位置到目標(biāo)點(diǎn)的最優(yōu)路徑規(guī)劃[10]。

1）實(shí)時(shí)位置更新。學(xué)生首先需要確保小車能夠通過(guò)GPS/GNSS模塊實(shí)時(shí)獲取自身經(jīng)緯度坐標(biāo)，并將此坐標(biāo)信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給服務(wù)器。

2）地圖API接口調(diào)用。利用地圖API提供的路線規(guī)劃功能，根據(jù)當(dāng)前小車的位置和設(shè)定的目標(biāo)地點(diǎn)，請(qǐng)求最優(yōu)路徑。這通常涉及HTTP/HTTPS請(qǐng)求的構(gòu)造和響應(yīng)數(shù)據(jù)的解析，得到包括轉(zhuǎn)向指令、行駛距離、預(yù)計(jì)行駛時(shí)間等在內(nèi)的詳細(xì)路線信息[10]。

3）路徑可視化及指令生成。將規(guī)劃出的路徑在地圖上進(jìn)行可視化展示，同時(shí)將路線分解為一系列基于地理位置的控制指令，如直行、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)等，并考慮交通規(guī)則、道路限制等因素。

4）指令傳輸與執(zhí)行。將這些控制指令轉(zhuǎn)化為智能小車能夠理解和執(zhí)行的形式，通過(guò)串口或者其他通信方式發(fā)送至小車的控制系統(tǒng)，使其能夠按照規(guī)劃路徑自主駕駛。

實(shí)驗(yàn)四：自定義路徑規(guī)劃算法

在實(shí)驗(yàn)三的基礎(chǔ)上，為了提升路徑規(guī)劃的適應(yīng)性和靈活性，可以設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一套適用于智能小車環(huán)境的自定義路徑規(guī)劃算法，比如Dijkstra算法、A*搜索算法或其他優(yōu)化算法。

1）環(huán)境建模。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景建立一個(gè)可表示小車運(yùn)動(dòng)環(huán)境的地圖模型，包括障礙物位置、道路網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等信息。

2）算法實(shí)現(xiàn)。對(duì)于Dijkstra算法，學(xué)生需要實(shí)現(xiàn)從起點(diǎn)出發(fā)，對(duì)所有可達(dá)節(jié)點(diǎn)計(jì)算最短路徑的過(guò)程，并選擇到達(dá)終點(diǎn)時(shí)的最小代價(jià)路徑[11]。對(duì)于A*算法，除了考慮移動(dòng)成本外，還需要引入啟發(fā)式函數(shù)評(píng)估每個(gè)節(jié)點(diǎn)與目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的接近程度，從而在保證找到最優(yōu)解的同時(shí)提高搜索效率[12]。

3）路徑轉(zhuǎn)換為控制指令。算法得出最優(yōu)路徑后，同樣需要將其轉(zhuǎn)化為具體的控制指令，以便小車能依據(jù)指令進(jìn)行自主導(dǎo)航。

3.3" 衛(wèi)星信號(hào)模擬與抗干擾實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)五：衛(wèi)星信號(hào)模擬與抗干擾策略評(píng)估

在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生將通過(guò)專門的軟件工具模擬各種復(fù)雜的衛(wèi)星信號(hào)環(huán)境，以研究和測(cè)試智能小車在不同不利條件下的定位性能，并探索和實(shí)施相應(yīng)的可靠性改進(jìn)措施。

1）衛(wèi)星信號(hào)狀態(tài)模擬。學(xué)生首先會(huì)使用仿真軟件創(chuàng)建并模擬真實(shí)世界的多種衛(wèi)星信號(hào)挑戰(zhàn)情況，具體如下。

①遮擋（LOS，Line of Sight）：模擬建筑物、地形或者其他障礙物對(duì)衛(wèi)星信號(hào)的遮擋效果，分析小車在城市峽谷、隧道、地下車庫(kù)等場(chǎng)景中的定位表現(xiàn)。

②多徑效應(yīng)：模仿信號(hào)經(jīng)過(guò)多個(gè)路徑到達(dá)接收器，產(chǎn)生相位差和衰減，造成定位誤差的情況，如在高樓林立或水面反射強(qiáng)烈的環(huán)境中[13]。

③噪聲干擾：模擬來(lái)自電子設(shè)備、天氣狀況或其他無(wú)線電源的隨機(jī)噪聲，影響GPS/GNSS接收機(jī)的信噪比和數(shù)據(jù)解調(diào)質(zhì)量。

2）定位性能評(píng)估。在不同的模擬環(huán)境下運(yùn)行小車的定位系統(tǒng)，記錄并分析其定位精度、收斂速度、首次定位時(shí)間和連續(xù)定位穩(wěn)定性等關(guān)鍵性能指標(biāo)，有助于理解現(xiàn)有系統(tǒng)在復(fù)雜環(huán)境下的局限性和弱點(diǎn)。

3）抗干擾策略制定與驗(yàn)證。針對(duì)識(shí)別出的問(wèn)題和不足，設(shè)計(jì)并實(shí)施一系列抗干擾和優(yōu)化方案，具體如下。

①多星座融合：結(jié)合不同衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的信號(hào)，提高定位冗余度和可靠性[14]。

②信號(hào)增強(qiáng)技術(shù)：采用更先進(jìn)的接收機(jī)硬件或算法，增強(qiáng)抗多徑干擾和噪聲的能力，如RAIM（Receiver Autonomous Integrity Monitoring）

和SBAS（Satellite-Based Augmentation Systems）

等輔助增強(qiáng)系統(tǒng)。

③自適應(yīng)濾波算法：運(yùn)用卡爾曼濾波或其他濾波算法實(shí)時(shí)估計(jì)并校正位置誤差，提升定位性能[14]。

4）改進(jìn)措施的實(shí)測(cè)驗(yàn)證。將上述改進(jìn)措施應(yīng)用到小車定位系統(tǒng)后，在相同的模擬條件下重新進(jìn)行測(cè)試，對(duì)比改進(jìn)前后的定位性能差異，驗(yàn)證所提出策略的有效性。

3.4" 實(shí)時(shí)導(dǎo)航與自主駕駛實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)六：實(shí)時(shí)導(dǎo)航與自主駕駛功能實(shí)現(xiàn)

在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生將把之前通過(guò)衛(wèi)星導(dǎo)航數(shù)據(jù)和路徑規(guī)劃算法得到的最優(yōu)行駛路徑應(yīng)用到智能小車的實(shí)際運(yùn)行中，實(shí)現(xiàn)基于衛(wèi)星導(dǎo)航的自動(dòng)駕駛基本功能。

1）路徑跟蹤控制。學(xué)生需要編寫(xiě)程序，將規(guī)劃好的行駛路徑轉(zhuǎn)化為小車能夠理解并執(zhí)行的一系列控制指令，如速度設(shè)定、轉(zhuǎn)向角度等。利用PID（比例—積分—微分）控制器或其他高級(jí)控制策略，確保小車能夠在跟隨預(yù)設(shè)路徑時(shí)保持良好的穩(wěn)定性，并能對(duì)路徑變化做出快速響應(yīng)[15]。

2）運(yùn)動(dòng)控制模塊集成。將這些控制指令傳遞給小車的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，通過(guò)調(diào)整左右輪的速度或轉(zhuǎn)角差來(lái)實(shí)現(xiàn)直行、轉(zhuǎn)彎和停止等動(dòng)作。集成車輛動(dòng)力學(xué)模型，考慮小車自身的動(dòng)態(tài)特性，以優(yōu)化控制效果和保證行駛安全。

3）實(shí)時(shí)反饋與修正。在實(shí)際行駛過(guò)程中不斷地獲取小車當(dāng)前的位置信息并與規(guī)劃路徑進(jìn)行對(duì)比，實(shí)施在線路徑校正，確保在受到環(huán)境影響（如風(fēng)阻、路面狀況等）的情況下仍能準(zhǔn)確地沿著預(yù)定軌跡行駛。

實(shí)驗(yàn)七：GPS導(dǎo)航結(jié)合多傳感器避障技術(shù)

在實(shí)驗(yàn)六的基礎(chǔ)上進(jìn)一步增強(qiáng)小車的安全性和環(huán)境適應(yīng)能力，通過(guò)融合GPS導(dǎo)航與其他傳感器數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)避障功能。

1）多傳感器數(shù)據(jù)融合。安裝超聲波測(cè)距傳感器、紅外傳感器、激光雷達(dá)等設(shè)備，采集周圍環(huán)境的實(shí)時(shí)距離信息。對(duì)接收到的多種傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和融合，消除噪聲干擾，提高障礙物檢測(cè)準(zhǔn)確性[16]。

2）障礙物檢測(cè)與規(guī)避策略。當(dāng)檢測(cè)到前方存在障礙物且可能影響既定行駛路線時(shí)，觸發(fā)避障算法，重新規(guī)劃一條繞過(guò)障礙物的新路徑。實(shí)現(xiàn)緊急制動(dòng)、減速避讓、轉(zhuǎn)向避開(kāi)等多種避障策略，并根據(jù)障礙物大小、位置和速度等因素選擇最合適的應(yīng)對(duì)措施。

3）GPS導(dǎo)航與局部避障的聯(lián)動(dòng)。保持全局GPS導(dǎo)航路徑的前提下，結(jié)合局部避障策略，實(shí)現(xiàn)在遵循整體導(dǎo)航目標(biāo)的同時(shí)，靈活應(yīng)對(duì)復(fù)雜道路環(huán)境中的未知障礙。

3.5" 高精度定位技術(shù)探索實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)八：高精度定位技術(shù)與RTK應(yīng)用

在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生將深入研究和實(shí)踐RTK（Real-Time Kinematic）等高精度定位技術(shù)在智能小車上的應(yīng)用，提升小車的定位精度至厘米級(jí)別。

1）RTK系統(tǒng)原理介紹。學(xué)生首先需要了解RTK系統(tǒng)的構(gòu)成和工作原理，包括基準(zhǔn)站、移動(dòng)站和數(shù)據(jù)鏈路之間的關(guān)系，以及雙頻或多頻GPS接收機(jī)如何通過(guò)載波相位差分技術(shù)實(shí)現(xiàn)高精度定位[17]。

2）RTK硬件集成。購(gòu)置并安裝支持RTK功能的GNSS模塊，配置相應(yīng)的天線、電臺(tái)或網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備（如4G/5G/NTRIP），建立與基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)連接。

3）RTK軟件配置與調(diào)試。學(xué)習(xí)使用RTK相關(guān)軟件進(jìn)行基準(zhǔn)站設(shè)置、移動(dòng)站初始化和參數(shù)調(diào)整，確保能夠接收連續(xù)且穩(wěn)定的差分改正數(shù)。

4）厘米級(jí)定位實(shí)測(cè)。在開(kāi)闊無(wú)遮擋的環(huán)境下，啟動(dòng)RTK系統(tǒng)并記錄小車在行駛過(guò)程中的實(shí)時(shí)位置信息，對(duì)比分析RTK定位結(jié)果與常規(guī)GPS定位結(jié)果的差異，驗(yàn)證RTK技術(shù)帶來(lái)的定位精度提升效果[17]。

5）環(huán)境適應(yīng)性評(píng)估。在不同場(chǎng)景下測(cè)試RTK系統(tǒng)的性能，如城市高樓區(qū)、山區(qū)峽谷、林地等，分析多路徑效應(yīng)、信號(hào)遮擋等因素對(duì)RTK定位精度的影響，并探討改進(jìn)方案。

6）誤差源分析與補(bǔ)償。分析RTK系統(tǒng)可能存在的各種誤差來(lái)源，包括衛(wèi)星鐘差、大氣延遲、多徑效應(yīng)、儀器偏差等，研究并實(shí)施相應(yīng)的誤差模型和校正方法，進(jìn)一步提高定位精度。

3.6" 網(wǎng)絡(luò)增強(qiáng)定位與V2X通信實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)九：網(wǎng)絡(luò)增強(qiáng)定位與V2X通信技術(shù)集成

在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生將深入研究如何通過(guò)結(jié)合移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)（如4G/5G）或Wi-Fi輔助定位技術(shù)以及V2X（Vehicle-to-Everything）通信技術(shù)來(lái)增強(qiáng)智能小車的定位效果和環(huán)境感知能力。

1）移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)輔助定位。學(xué)生首先需要了解并實(shí)踐使用4G/5G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行基站定位的基本原理，包括基于CELLID、AOA（Angle of Arrival）、TDOA

（Time Difference of Arrival）等方法實(shí)現(xiàn)位置估計(jì)[18]。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生將配置智能小車連接到4G/5G網(wǎng)絡(luò)，并利用運(yùn)營(yíng)商提供的API或開(kāi)源庫(kù)獲取基站信息，計(jì)算出小車的粗略位置信息，然后將移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)輔助定位結(jié)果與衛(wèi)星導(dǎo)航定位數(shù)據(jù)融合，以提高在信號(hào)遮擋或多徑干擾嚴(yán)重的城市環(huán)境中的定位精度。

2）Wi-Fi輔助定位。學(xué)習(xí)Wi-Fi指紋定位技術(shù)，收集特定區(qū)域內(nèi)的Wi-Fi AP（Access Point）信號(hào)強(qiáng)度數(shù)據(jù)，建立室內(nèi)或室外的Wi-Fi指紋數(shù)據(jù)庫(kù)[13]。在實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，讓智能小車實(shí)時(shí)檢測(cè)周圍Wi-Fi AP

的信號(hào)強(qiáng)度，并與預(yù)建的指紋數(shù)據(jù)庫(kù)比對(duì)，通過(guò)匹配算法確定小車的位置。同樣的，將Wi-Fi輔助定位結(jié)果與衛(wèi)星導(dǎo)航定位相結(jié)合，優(yōu)化整體定位性能。

3）V2X（Vehicle-to-Everything）通信技術(shù)應(yīng)用。探索V2X通信技術(shù)在定位增強(qiáng)方面的潛力，如V2I（Vehicle-to-Infrastructure）、V2V（Ve-

hicle-to-Vehicle）通信，使智能小車能夠與其他車輛、交通基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行實(shí)時(shí)信息交互[19]；利用V2X通信技術(shù)接收來(lái)自路邊單元（RSU）、其他裝有V2X設(shè)備的車輛或其他定位服務(wù)節(jié)點(diǎn)的位置信息，作為定位參考源，進(jìn)一步提高定位精度和可靠性；設(shè)計(jì)和實(shí)施應(yīng)用場(chǎng)景，比如通過(guò)V2X通信獲取前方路口紅綠燈狀態(tài)、道路擁堵情況等動(dòng)態(tài)信息，配合高精度定位技術(shù)優(yōu)化路徑規(guī)劃和行駛策略。

3.7" 性能評(píng)估與優(yōu)化實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)十：性能評(píng)估與優(yōu)化

在本實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生將對(duì)智能小車的定位性能、響應(yīng)速度和功耗等關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行詳細(xì)測(cè)試與全面評(píng)估，并根據(jù)測(cè)試結(jié)果采取相應(yīng)的優(yōu)化措施，以提升整個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航嵌入式系統(tǒng)的綜合性能。

1）定位性能評(píng)估。使用實(shí)際道路測(cè)試或模擬環(huán)境測(cè)試方法，對(duì)比不同定位技術(shù)（如GPS單模、多模GNSS、RTK、網(wǎng)絡(luò)輔助定位等）下的定位精度、收斂速度以及在復(fù)雜環(huán)境下的穩(wěn)定性。制定一套量化評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，包括均方根誤差（RMSE）、連續(xù)定位精度、首次定位時(shí)間等參數(shù)，記錄并分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

2）響應(yīng)速度評(píng)估。測(cè)試系統(tǒng)從接收到外部指令到執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作（如轉(zhuǎn)向、加速、減速、停止等）所需的時(shí)間，評(píng)估控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和響應(yīng)能力。分析在路徑規(guī)劃更新、避障策略調(diào)整、定位信息更新等情況下系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。

3）功耗評(píng)估。記錄并分析各種狀態(tài)下（待機(jī)、行駛、接收衛(wèi)星信號(hào)、處理數(shù)據(jù)、通信等）智能小車各個(gè)模塊的能耗情況，特別是GNSS模塊、處理器、傳感器、無(wú)線通信模塊等核心部件。設(shè)計(jì)并實(shí)施節(jié)能策略，比如休眠模式、低功耗運(yùn)行模式、智能電源管理方案等，通過(guò)實(shí)測(cè)驗(yàn)證其降低功耗的效果。

4）系統(tǒng)優(yōu)化。根據(jù)上述性能評(píng)估結(jié)果，識(shí)別系統(tǒng)中存在的瓶頸和不足，提出針對(duì)性的優(yōu)化措施，如改進(jìn)定位算法、優(yōu)化硬件配置、升級(jí)軟件協(xié)議、增強(qiáng)抗干擾能力、合理分配計(jì)算資源等。實(shí)施優(yōu)化措施后重新進(jìn)行性能測(cè)試，對(duì)比優(yōu)化前后的性能差異，確保改進(jìn)措施的有效性。

3.8" 項(xiàng)目式學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)十一：衛(wèi)星導(dǎo)航智能小車“尋寶”競(jìng)賽

在本課程的最后階段，為了檢驗(yàn)和鞏固學(xué)生對(duì)導(dǎo)航與定位技術(shù)課程所學(xué)知識(shí)的理解與應(yīng)用能力，將組織一次以團(tuán)隊(duì)形式參與的綜合項(xiàng)目——遠(yuǎn)程遙控衛(wèi)星導(dǎo)航智能小車“尋寶”競(jìng)賽。

1）項(xiàng)目介紹與分組。學(xué)生將被分為若干個(gè)團(tuán)隊(duì)，每個(gè)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)并制作一輛具備衛(wèi)星導(dǎo)航功能的智能小車，并結(jié)合本課程所學(xué)的各項(xiàng)技能（如路徑規(guī)劃、實(shí)時(shí)導(dǎo)航、避障、高精度定位等）完成任務(wù)。競(jìng)賽規(guī)則設(shè)定為小車需要根據(jù)預(yù)設(shè)的GPS坐標(biāo)信息尋找一系列隱藏的目標(biāo)地點(diǎn)，最先找到所有目標(biāo)并返回起點(diǎn)的隊(duì)伍獲勝。

2）需求分析與方案設(shè)計(jì)。每個(gè)團(tuán)隊(duì)首先進(jìn)行需求分析，明確小車應(yīng)具備的功能特性，包括但不限于準(zhǔn)確的衛(wèi)星定位與導(dǎo)航系統(tǒng)、高效的道路選擇算法、靈敏的避障機(jī)制和遠(yuǎn)程遙控通信模塊。設(shè)計(jì)詳細(xì)的硬件配置方案，選用合適的GNSS模塊、微控制器、傳感器、無(wú)線通信設(shè)備等，并編寫(xiě)相應(yīng)的軟件程序?qū)崿F(xiàn)各項(xiàng)功能。

3）原型制作與調(diào)試優(yōu)化。利用實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)提供的軟硬件資源，團(tuán)隊(duì)成員分工協(xié)作，共同完成智能小車的組裝與集成，同時(shí)開(kāi)發(fā)配套的控制軟件。在實(shí)驗(yàn)室或戶外空曠場(chǎng)地進(jìn)行多次實(shí)地測(cè)試和調(diào)試，不斷優(yōu)化小車的性能參數(shù)，確保其在比賽中能夠穩(wěn)定、快速地按照衛(wèi)星導(dǎo)航指示找到目標(biāo)點(diǎn)。

4）現(xiàn)場(chǎng)競(jìng)技與展示分享。比賽日，各個(gè)團(tuán)隊(duì)攜帶他們精心制作的衛(wèi)星導(dǎo)航智能小車參加現(xiàn)場(chǎng)競(jìng)技，按照既定的尋寶路線圖展開(kāi)激烈角逐。比賽結(jié)束后，各團(tuán)隊(duì)進(jìn)行成果展示與經(jīng)驗(yàn)交流，分享在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中遇到的挑戰(zhàn)、解決方案和收獲，進(jìn)一步提升實(shí)踐操作能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。

4" 教學(xué)效果

可見(jiàn)，這一系列衛(wèi)星導(dǎo)航嵌入式智能小車實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容不僅可以讓學(xué)生全面掌握衛(wèi)星導(dǎo)航定位的基本原理和核心技術(shù)實(shí)現(xiàn)方法，而且培養(yǎng)了他們多個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域的實(shí)踐與創(chuàng)新能力，具體如下。

4.1" 嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)技能

學(xué)生將實(shí)際操作樹(shù)莓派等嵌入式平臺(tái)進(jìn)行硬件接口配置、驅(qū)動(dòng)程序編寫(xiě)和應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)，從而熟悉嵌入式系統(tǒng)的軟硬件協(xié)同工作方式，提升在有限資源條件下進(jìn)行高效編程的能力。

4.2" 傳感器融合技術(shù)

通過(guò)集成GPS/GNSS模塊與其他類型的傳感器（如超聲波、紅外、激光雷達(dá)等），學(xué)生能夠?qū)W習(xí)如何實(shí)時(shí)獲取和處理多源數(shù)據(jù)，采用有效的算法進(jìn)行信息融合，以提高導(dǎo)航定位精度和環(huán)境感知能力。

4.3" 路徑規(guī)劃算法應(yīng)用

在實(shí)踐中應(yīng)用經(jīng)典或現(xiàn)代路徑規(guī)劃算法，如A*、

Dijkstra等，并結(jié)合實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，使學(xué)生理解并掌握如何根據(jù)實(shí)時(shí)衛(wèi)星導(dǎo)航信息制定最優(yōu)行駛路徑，解決動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃問(wèn)題。

4.4" 實(shí)際工程問(wèn)題解決

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中模擬各種復(fù)雜的實(shí)際場(chǎng)景，如信號(hào)遮擋、多徑效應(yīng)、噪聲干擾等，引導(dǎo)學(xué)生針對(duì)這些挑戰(zhàn)設(shè)計(jì)并實(shí)施相應(yīng)的解決方案，如RTK高精度定位技術(shù)的應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)增強(qiáng)定位技術(shù)的研究和功耗控制策略的設(shè)計(jì)等，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的工程思維能力和動(dòng)手實(shí)踐能力。

4.5" 項(xiàng)目管理和團(tuán)隊(duì)協(xié)作

作為綜合項(xiàng)目，遠(yuǎn)程遙控衛(wèi)星導(dǎo)航智能小車“尋寶”競(jìng)賽要求學(xué)生組成團(tuán)隊(duì)共同完成任務(wù)，這有助于鍛煉他們的項(xiàng)目管理技巧、溝通協(xié)調(diào)能力和團(tuán)隊(duì)合作精神，同時(shí)有助于他們更好地理解和體驗(yàn)一個(gè)完整的技術(shù)研發(fā)流程。

總之，設(shè)計(jì)的這一系列實(shí)驗(yàn)課程可以全方位地提升學(xué)生的理論知識(shí)水平與實(shí)際動(dòng)手能力，為他們未來(lái)從事與物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)相關(guān)的衛(wèi)星導(dǎo)航與定位應(yīng)用領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，從而更好地達(dá)成導(dǎo)航與定位技術(shù)課程目標(biāo)。

5" 結(jié)束語(yǔ)

衛(wèi)星導(dǎo)航嵌入式智能小車實(shí)驗(yàn)教學(xué)以“以學(xué)生為中心”“以綜合性實(shí)踐活動(dòng)做支撐”“在做中學(xué)”等教學(xué)理念為指導(dǎo)，設(shè)計(jì)綜合型實(shí)驗(yàn)課程，具有廣泛的適用性，不僅適用于物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)，也可以擴(kuò)展到其他相關(guān)專業(yè)，其強(qiáng)大的擴(kuò)展性使得教學(xué)內(nèi)容可以根據(jù)學(xué)生的興趣和需求進(jìn)行靈活調(diào)整，滿足個(gè)性化教學(xué)的需求。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生不僅可以逐步掌握衛(wèi)星導(dǎo)航嵌入式智能小車實(shí)驗(yàn)的操作技能和開(kāi)發(fā)方法，從基礎(chǔ)操作到復(fù)雜項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和實(shí)施，形成系統(tǒng)的知識(shí)和技能體系，還能在實(shí)踐中鍛煉和提升創(chuàng)新思維與動(dòng)手實(shí)踐能力，為未來(lái)的學(xué)習(xí)和職業(yè)生涯打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

6" 參考文獻(xiàn)

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