惯性导航基础知识教学课件

惯性导航基础知识1、舟遥遥以轻飏，风飘飘而吹衣。2、秋菊有佳色，裛露掇其英。3、日月掷人去，有志不获骋。4、未言心相醉，不再接杯酒。5、黄发垂髫，并怡然自乐。惯性导航基础知识惯性导航基础知识1、舟遥遥以轻飏，风飘飘而吹衣。2、秋菊有佳色，裛露掇其英。3、日月掷人去，有志不获骋。4、未言心相醉，不再接杯酒。5、黄发垂髫，并怡然自乐。知识点什么是惯性空间和惯性参照系2、选择惯性参照系的原则是什么、为什么3、地球的形状如何、4、子午曲率半径,等纬度曲率半径、卯西曲率半径如何定义和计算5、时间是如何度量6、各种坐标系的定义7、坐标系之间是如何相互转换8、方向余弦阵是如何定义的及作用9、如何通过欧拉角求方向余弦矩阵;10、方向余弦矩阵的微分方程如何建立。第二章慣性导航基础知识第三讲二2.1惯性空间与惯性参照系2惯性空间及物体在惯性空间的运动任何物体的运动和变化都是在空间和时间中进行的。物体的运动或静止及其在空间中的位置,均指它相对另一物体而言,因此在描述物体运动时,必须选定一个或几个物体作为参照物,当物体相对参照物的位置有变化时,就说明物体有了运动。牛顿定律揭示了在惯性空间中物体的运动和受力之间的基本关系:平时的语文教学，我们总会感到无论是学习优秀的学生，还是一些具有较大学习问题的学生，课堂上都存有着或多或少的问题行为。也许我们会把账都算到学生的身上，如果真是这样就有着极度意义上的不合理性，教师自身就不存有任何意义上的问题？回答应当就是完全意义上的否定。现拙于笔端的是相关语文课堂教学中，教师问题行为归因与对策的思考，权且抛砖引玉。1关注每一位学生还记得从一份资料上看到这样的一个介绍，小岛台湾一教师来大陆讲学，其间需要借班上课。该教师课堂设计了许许多多且超过相关数量的问题，但当临课堂与该班老师交流了解其班额时，老师感到好不是滋味，因为他设计的问题比该班学生数恰恰就少一条。不管老师后来上课有否灵机一动，但笔者坚信这样的老师定有着课堂的充分驾驭力去灵机一动，让所有学生都能够去得以充分展示的。这就不得不引起我们这样的思考，平时的课堂教学我们像这样的老师去关注到所有学生了吗？如果我们教师不去关注所有的学生，那一部分学生的另面会呈现一种怎样的学习状态？也许，在课堂上我们会心急如焚，学生们怎么了？也许，在课余我们会发出种种意义上的概叹，学生怎么就如此这样的不配合？恐怕就是这班学生存有比较严重的智力问题吧！所以，课堂教学学生的不配合应当归因于我们教师教学行为问题的当是没有去为了一切的学生。笔者曾听一老师上《我的叔叔于勒》，应当说这堂课是上得相当成功的，无论是主人翁的探析还是主题的归结，都比较理想地凝聚着所有学生的智慧。就在课堂接近尾声时，一学生比较轻轻而又低低地举起了自己的手，容易看出该生平时可能是个很不善于表现自己的，从他的举手看出他的胆量很小。这一切都被执教者发现，执教者没有忽略他，而是鼓励其比较大胆地说出自己的见解。该生也是个相当听话的孩子，发言的声音不是很高，但课堂很静很静。他的说体现着他有着另类的想法，他的说体现着他在对大家都认为的败家子于勒鸣不平。刚刚的课堂很静，可出了这条鲶鱼，也就一石激起了千层浪。老师和同学都因此而感到惊讶，也都陷入比较积极而又深刻的沉思。2引导学生深入地感悟文章诸葛亮的《出师表》是我们初中语文教材的篇目，也可以说是相当传统的篇目。阅读《出师表》不流泪者可以说是完全意义上的不忠，这也是我们教学人员所持有着的共识。但回顾以往的教学，有几堂课里，又有多少学生因阅读而感激涕零的呢？应当还是完全意义上的少有或者就是没有。究其原因是什么？是学生没有得以比较真正意义上的感受和感悟，或者就是感悟不深。这应当归因于谁？是学生？是学生没有深刻感悟的能力和水准或者就是智商？完全不是，完全还应当归因于我们教师本身。平时的教学，我们是在做着学生自主阅读感悟的事儿，但很少意义上让学生由表及里、由浅入深地进行感悟。我们所让学生去感悟的多是浅表层面上相关文字方面的感悟，稍微认真一点的就是去做点相关文学意义上的感悟，而真正去做深入和深刻探究文化意义的恐怕就是寥寥无几了。对此，真正意义上的阅读感悟应当多思考学生的自主性的渐进性的探求。譬如我们教学诸葛亮的《出师表》，不去仅做课程文本上的文字游戏，而让学生比接自己已经获取的相关“诸葛亮”的人物经验，再让学生去拓展延伸性地阅读杜甫、陆游、曹雪芹之相关的《出师表》评价内容，去拓展延伸性地阅读《三国演义》，这个时候学生不但在神游于《出师表》之字里行间上获取其作品意义，还从相关作品中获取到《出师表》的文学价值和文化意义。3培养学生的合作意识，引导学生合作学习“众人拾柴火焰高”，“人多议论多热气高干劲大”这都是些相当经典的至理名言。对我们的课堂教学是极有其启迪意义的，但在平时的课堂教学中，我们借鉴了这至理名言了吗？应当是没有。多年来真学课堂的口号是喊得那样的响亮，在一定的县域采取着的措施可以说是相当的多，但为什么就是那样的不凑效的呢？人们都在将责任推给我们那一个个学生，说他们没有合作的能力，缺失广泛意义上合作学习的基础，初中学生的合作学习之条件还很不成熟。到底是这样还是非这样？教育教学之诸多实践告诉我们：一些教师的推论完全存有不实之处，教师的一言堂是实现不了学生合作学习的最大罪魁祸首，如果我们比较渐进性地引入合作学习的策略，那么学生的合作学习之花则完全可以先是含苞欲放的花骨朵，后是绽放于课堂上的极为亮丽的奇葩。歌德曾经说过这样的话：“每个人都有足够的余力，去实现自己的信念。”现行苏教版初中语文教材上的篇篇目目，都存有许许多多学生合作探求的因子，我们让学生有足够的时间从初一年级就开始实施合作探求，那学生就会渐渐形成合作探求的习惯。对于学生的合作探求，我们也不要去做简单上的形式主义的文章，把一些资源的搜集和共享就看着是合作，窃以为这些没有任何探求意义上的合作不是真性合作。因此，在平时的教学中，让学生去合作探求的都不是学生个人所能解决的问题，而是一些比较需要凝聚学生智慧才可以解决的问题。对这些问题有的是教师在预设时预设出来的，而有的则应当是学生思维碰撞所迸发出来的思维火花。如教学《木兰诗》，在感悟花木兰之形象的基础上，让学生去比接当今的时代，去探究花木兰形象在当今的感染意义。学生们通过探求，便比较有意义地认识到：花木兰虽然是一位古代女性，但在她身上所体现出来于今于未来都极具有其光彩照人的地方。尤其是学生们感到社会主义之泱泱大国所必须实现的伟大中国梦，不但需要花木兰的雄壮之美，而且需要花木兰的柔情之美。随着改革开放在全国的不断深化，特别是父母外出打工的增多，“留守子女”也越来越多。体现在这些“留守学生”身心之上的问题越来越严重。心理健康已经是全社会共同关注的焦点，农村中学生心理健康与行为将影响到农村教育的全面推进和发展。那么，“留守学生”的心理问题现状如何？是如何形成的？我们又将采取什么样的措施呢？一、“留守学生”心理健康的现状分析今天中学生的心理健康出现了问题。根据国内有关资料显示，目前我国中小学生心理障碍患病率为21.6%。其中初中生为13.67%。这些学生绝大部分属于“留守学生”。并且学生的心理健康问题呈上升的趋势。中学生心理健康问题是严重的，具体表现如下：1.性格缺陷。现代教育理论认为，家庭教育重于学校教育，良好的家庭教育氛围，有利于培养身心健康的下一代。由于“留守学生”与父母联系较少，使有些孩子产生孤独、寂寞、胆怯心理，形成孤僻性格。2.情感缺失。依恋关系是孩子身心健全发展过程中的一个基础，依恋关系可以帮助孩子形成对社会安全、信任的基本态度，而“留守学生”与父母间依恋关系的正常发展过程被中断。“留守学生”由于长期缺乏亲情的抚慰与关怀，往往焦虑紧张，缺乏安全感，人际交往能力较差，导致孩子对社会的安全感、信任感无法建立。3.学习困难。外出务工潮使农村许多“留守学生”失去了直接监护人，造成了家庭教育的缺位。儿童一般由祖父母或亲戚监护，只要不犯大错，监护人对孩子的行为一般都采取认可态度，缺乏及时有效地约束管教，使部分“留守学生”纪律散漫，在学校道德品行较差，常有迟到、旷课、逃学、说谎、打架、欺负同学等行为，有的迷恋网吧和游戏厅，甚至与社会上一些有不良习气的成人混在一起，形成行为偏差，导致学习成绩下降。4.价值错位。由于城乡经济发展的差异性，外出务工的父母使家庭经济状况相对改善，部分外出打工者急切致富的心态迅速膨胀，于是采取“物质+放任”的方式进行补偿，使得留守孩子拥有零花钱的数量增加，养成好逸恶劳等陋习，形成功利主义价值观和享乐主义人生观。同时，“留守学生”由于远离父母，缺少了起码的与父母交流的机会；监护人又无暇顾及他们的情绪情感变化。这些都对“留守学生”的心理健康极为不利，常引发种种心理病症。二、“留守学生”面临的心理问题产生的原因关于造成农村“留守学生”心理问题形成的原因是错综复杂的，这与青少年自身心理素质、少年所处的外部环境（家庭、学校和社会环境）有很深的关系，究其根源，主要有以下几个方面：1.家庭因素：这是形成“留守学生”心理问题形成的主要原因随着经济的发展，人口流动增多，农村中有很多学生成为“留守学生”，他们的父母或者一人，甚至两人一起到外地打工，把孩子留给爷爷奶奶，外公外婆，这样的学生就成了“自由人”，失去了父母，特别是妈妈的“唠叨”的呵护，“自由”的成长，结果“留守学生”就出了这样或那样的问题。“留守学生”长期处在缺乏母爱、父爱的环境中成长，绝大部分是由爷爷奶奶或外婆外公来照顾，祖孙辈的年龄相差悬殊，孩子与祖辈之间不易沟通，再加上祖辈们年老体衰，大多文化知识少甚至是文盲，往往只能照顾孙辈们的生活起居，无法尽到教育责任；寄住在亲戚家中的，亲戚一般不会像自己的子女那样管束、教导这些“留守孩”，他们认为管得太严，小孩子不理解，对待孩子的态度有的迁就放任，有的冷淡粗暴。这些都是“留守学生”心理问题形成的主要原因。2.学校因素：这是形成“留守学生”心理问题形成的又一原因农村学校作为直接面对“留守学生”的教育实施单位，很难为“留守学生”提供个性化、针对性强的教育，在生活、学习上难以赋予更多的关心和爱护，即便是在教师的职权和职能范围内，也往往由于主客观方面的原因，心有余而力不足。再一个就是传统教育体制的影响。受长期以来应试教育的影响，学校教育往往是在枯燥、呆板的模式下，对学生进行填鸭式教学，只重视追求学生成绩，对学生创造性思维能力和人格的培养远远不够，学生学习压力过大，也会产生心理健康问题。3.社会因素：这是“留守学生”心理问题形成的重要原因农村剩余劳动力向城市转移，形成了一个庞大的“留守学生”群体。中学生的行动能力逐渐增强，他们期望和社会接触，而校外正好有这样一批年龄和他们相仿的一群人。这些已经成为“问题少年”的孩子们又反过来影响那些在校的同龄人，受了影响的学生，成绩和品行都不可避免地下滑，如此往复，形成了一个恶性循环。还有就是文化传播媒体的影响，如网络虚拟的世界；校园暴力小说；电影、电视中的凶杀、暴力、恐怖、色情等内容对青少年心理健康的侵袭危害也很严重。社会生活中的种种不健康的思想、情感和行为，严重毒害着青少年学生的心灵，从而形成心理健康问题。4.生理因素：这是形成“留守学生”心理问题的另一个原因青少年正值人生的第二断乳期，美国心理学家霍林沃斯称之为心理断乳期。其心理发展特点具有：不平衡性、动荡性、自主性、前瞻性、进取性、闭锁性、社会性。青少年的心理、人格尚未完善成熟，片面的思维方法容易将事物简单化，一遇到挫折往往自暴自弃，导致心理问题产生，甚至酿成悲剧。这一年龄阶段由于身体的迅速发育、认知能力的增强和社会的快速变革，很容易遭受心理不平衡的困扰，而产生一系列的心理问题。三、“留守学生”心理健康教育措施“留守学生”这个特殊群体将长期存在，他们能否健康成长、发展成才，既涉及这些儿童的权益保护，更是牵动着千万家长的心，关系到千万个家庭的幸福及社会和谐稳定的大事，需要家庭、学校教育部门以及社会的共同努力。1.注意家庭教育家庭的氛围、家长的言行都潜移默化地影响着孩子的成长。一方面，孩子身上表现出来的某些令家长头疼的毛病和缺点，很可能就是不久前被家长欣赏的长处或闪光点。另一方面，孩子在期中或期末考试后，考得好，得到赞扬和奖励；考得差，便是训斥和打骂。致使孩子不愿和家长交流思想，敬而远之，最终导致家庭教育失败。可见，家长的行为、教育方式、处事态度以及家长为孩子营造的生活环境、教育环境等都直接影响着青少年的心理健康。家长要转变观念，重视儿童的全面健康发展，并尽可能地保持与孩子的密切联系和沟通。家长要破除“只要给孩子留下更多的钱，让孩子有实力接受更高的教育，就是对孩子负责”的思想，树立孩子的教育和全面健康发展需要家长的精心呵护与全面关怀。2.做好学校教育学校是学生受教育的主阵地，良好的学习环境和愉快的学习气氛，有利于学生创造思维的发展，而教师的积极关注和同学的真挚友情更能激发青少年的学习动机。教师应让学生在成功中得到全面的发展。利用人文化教育观念，还要在各中学配备专业心理健康教师，开展心理辅导和心理咨询课，是一种直接有效地对学生进行心理健康教育的方法。具体做法如下：（1）在中学开设专门的心理健康教育课程，帮助学生了解心理科学知识，掌握一定的心理调节技术。可以分为两部分：一部分为知识理论课，如心理卫生常识讲座、心理调节问题答疑、焦点问题讨论等。另一部分为活动训练课，这是在中学生开展心理健康教育最为有效的方法。活动内容包括：小品表演，角色模拟游戏，互访互问以及其他活动形式，在活动中学生不仅可以学习介绍自己、了解别人、与人交涉的社交技能，还可以掌握一些诸如：转移情绪、宣泄痛苦、发泄愤怒的心理调节手段，防患于未然。（2）在常规的教育活动中渗入心理辅导的内容。实际上各科教学本身都包括有心理教育的内容，只要教师在备课时加入心理教育的导向，上课时注意在授课内容之外渗入心理健康教育，就能达到目的。（3）在中学建立心理咨询室。除心理教师集中为学生开展心理讲座，也可个别谈话、单独诊治。帮助他们调整情绪，形成健康心理。学校中的心理咨询与调节不同于社会上一般的咨询门诊，做法亦要考虑学生的心理特点。3.科学社会教育对青少年进行科普教育也是健康教育的一个有效途径，通过报纸、杂志、广播、电视等，加强对青少年的科普知识普及，使青少年从中学到课堂上学不到的许多知识，开阔视野。但应注意到社会上有些人为了牟取暴利，传播色情文化，提供赌博场所，特别是网吧，给青少年的健康成长带来不利影响，希望全社会都能从保护未成年人的角度出发，为他们的健康成长创造良好的环境。通过各种社会团体组织开展形式多样的活动，加强协作，创造良好的社会环境，引导“留守学生”参加社会实践活动，培养和发挥他们的个人兴趣和专长，使“留守学生”的身心得到健康成长。总之，“留守学生”是当前的一个社会问题，无论是社会、学校还是家庭都应相互配合，营造良好的社会氛围。全社会都要关心、关爱留守学生，应该站在对后代负责、对社会负责的政治高度，扎实解决好“留守学生”问题，为社会培养出一代合格的接班人。知识点什么是惯性空间和惯性参照系2、选择惯性参照系的原则是什么、为什么3、地球的形状如何、4、子午曲率半径,等纬度曲率半径、卯西曲率半径如何定义和计算5、时间是如何度量6、各种坐标系的定义7、坐标系之间是如何相互转换8、方向余弦阵是如何定义的及作用9、如何通过欧拉角求方向余弦矩阵;10、方向余弦矩阵的微分方程如何建立。第二章慣性导航基础知识第三讲二2.1惯性空间与惯性参照系2惯性空间及物体在惯性空间的运动任何物体的运动和变化都是在空间和时间中进行的。物体的运动或静止及其在空间中的位置,均指它相对另一物体而言,因此在描述物体运动时,必须选定一个或几个物体作为参照物,当物体相对参照物的位置有变化时,就说明物体有了运动。牛顿定律揭示了在惯性空间中物体的运动和受力之间的基本关系:(1若物体不要力或受力的合力为零,则物体保持静止或匀速直线运动;(2)若物体受到的合力为F,则该物体将以加速度a相对惯性空间运动:这里m为物体的质量。F注意;牛顿定律描述的运动或静止均是相对于一个特殊的参照系一惯性空间。惯性空间是牛顿定律的空间2.1.2惯性参照惯性参煕系,惯性空间可理解为宇宙空间,由于宇宙是无限的,要描述相对惯性空间的运动,需要有具体的参照物才有意义。即要在宇亩空间找到不受力或受力的合力为零的物体,它们在惯性空间绝对保持静止或匀速直线运动,以它们为参照物构成的参照系就是惯性参照系。然而在宇宙中不受力的物体是不存在的,绝对准确的惯性参照系也就找不到。另一方面,在实际的工程问题中,也没有必要寻找绝对准确的惯性参照系。2,选择惯性参照系原则;惯性导航系统中,用加速度计敏感载体相对惯性空间的加速度信息,用陀螺仪敏感载体的转动运动,加速度计和陀螺仪总会有差只要选柽的惯性参照系的精度远高于加速度让和陀螺仪的量测精度,满足惯性导航的需求即可(为什么)3,太阳惯性坐标系在宁宙中,运动加速度较小的星体是质量巨大的由亍恒星之间的距离非常遥远,万有引力对恒星运动的影响也就较小。太阳是我们比较熟悉的恒星,以太阳中心为坐标原点,以指向其他遥远恒星的直线为坐标轴,组成一坐标系,就可以构成一太阳中心惯性参照系。在牛顿时代,人们把太阳中心参照系就看作为惯性坐标系,根据当时的测量水平,牛顿定律是完全成立的后来才认识到,太阳系还在绕银河系中心运动,只不过运动的角速度极小。银河系本身也处于不断的运动之中,因为银河系之外,还有许多像银河系这样的星系统称为河外星系),银河系和河外星系之间也有相互作用力。太阳中心惯性坐标系是一近似的惯性参照系,近似在于忽略了太阳本身的运动加速度。为衡量太阳中心惯性坐标系的精度,给出太阳系绕银河系中心的运动参数如下太阳至银河系中心的距离:22X1017km太阳绕银河糸中心的旋转周期:190×105年;太阳的运动速度:233kMs;太阳绕银河系中心运动的旋转角速度:0.001/年太阳绕银河系中心运动的向心加速度:2.4×1011g(g为地球上的重力加速度)。惯性导航系统中使用的加速度计的最小敏感量可至10←g—10g。陀螺仪角速度敏感量为0001°s虫此可见,太阳银河系中心运动的旋转角速度和向心加速度是非常小的,远在目前惯性导航系统中使用的惯性元件—陀螺仪和加速度计所测量的最小角速度和加速度的范围之外。因些,分析惯性导航系统时,使用太阳中心惯性坐标系具有足够的精度。4,地球中心惯性坐标系,是另、种常用的近似惯性参照系。将太阳心惯性坐标系的坐标原点移到地球中心就是地球中心惯性坐标系。地球中心惯性坐标系与太阳中心惯性坐标系的差异就在于有少的平移运动加速度在太阳系中,地球受到的主要作用力是太阳的引力,此外还有月亮的作用力、太阳系其他行星的作用力等。地球中心惯性坐标系的原点随地球绕太阳公转,但不参与地球自转,要估算地球中心惯性坐标系作为惯性坐标系的近似误差,除了要考虑太阳系的运动角速度和加速度还要考虑地心绕太阳公转的加速度。地球中心距离太阳中心的平均距离约为1.5X10km,地球绕太阳公转的周期为一年,由此可算出地球公转运动的平均向心加速度约为6.05×10-g。月亮对地球的万有引力引起的地心平移加速度约为3.4×10-g,其方向沿地球与月球的连线方向。太阳系中离地球最近的行星是金星,它对地球的引力引起的地