《GPS原理与数据分析》课程教学大纲

《GPS原理与数据分析》教学大纲课程名称：GPS原理与数据分析英文名称：GPSTheoryandDataAnalysis课程编号：F094091872学分：2总学时/课内实践学时：32学时/课内实验学时0+课内上机学时0+其他实践学时0课程性质：选修课程开课单位：数理科学与工程学院统计系基层教学组织适应对象：应用统计学专业课程简介GPS原理及数据分析是应用统计学的专业重要的专业方向拓展课，对提高应用统计专业学生综合素质和能力具有重要支撑意义。该课程的任务是使学生掌握GPS基本概念、基本原理、数学和物理基础，能够利用第三方软件平台获取实时高质量的GPS数据，结合数理统计技术、数学模型和计算机技术完成GPS数据的实时处理，为政府等相关决策部门提供有价值的决策依据，同时也能有效提升学生的创新能力和综合实战技能。该课程的主要内容包括：GPS基本概念、数学物理基础、数据特征、数据处理方法等。该课程将理论与实际应用紧密结合，以讲授法、案例实践教学法和多媒体教学为主要教学方法，考核方式为考查。在授课过程中，通过介绍我国北斗卫星定位系统的艰难创业历程和先进的功能性，加强学生的爱国主义教育，增强民族自豪感和自信心；利用实践案例教学，培养学生科学求真的精神品质。Thecourse"GPSPrinciplesandDataAnalysis"isanimportantadvancedsubjectinappliedstatistics,crucialforenhancingthecomprehensivequalitiesandcapabilitiesofstudentsmajoringinappliedstatistics.Thiscourseaimstoequipstudentswithfundamentalconcepts,principles,mathematicalandphysicalfoundationsofGPS.Theywilllearntoutilizethird-partysoftwareplatformstoacquirereal-time,high-qualityGPSdata,andapplymathematicalstatisticaltechniques,mathematicalmodels,andcomputertechnologytoprocessGPSdatainreal-time.Thisenablesthemtoprovidevaluabledecision-makingbasesforgovernmentalandrelateddecision-makingdepartments,whileeffectivelyenhancingstudents'innovationandcomprehensivepracticalskills.ThemaincontentsofthiscourseincludeGPSfundamentalconcepts,mathematicalandphysicalfoundations,datacharacteristics,anddataprocessingmethods.Thecourseintegratestheorywithpracticalapplicationsclosely,employingteachingmethodssuchaslectures,casestudies,andmultimediainstruction,withassessmentconductedthroughexaminations.Duringtheteachingprocess,thecoursestrengthensstudents'patriotismbyintroducingthechallengingentrepreneurialhistoryandadvancedfunctionalitiesofChina'sBeiDouSatelliteNavigationSystem,enhancingnationalprideandconfidence.Throughpracticalcasestudies,itcultivatesstudents'spiritofscientificinquiryandtruth-seeking.课程目标1.思政目标：强化学生的科学思维方法训练和科学精神培养，提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，促进学生辩证唯物主义思想的养成。通过北斗卫星定位系统的案例教学，增强学生的民族自豪感和自信心，激发学生爱国主义情怀和科技报国的使命担当。2．知识目标：掌握GPS的基本原理和基本数据处理技能。3．能力目标：学生在运用数据收集、数据清洗、数据解读方面得到进一步的培养和训练，为提高学生创新能力和应用能力提供坚实的学科基础和方法准备。Ideologicalandpoliticalgoals1:Strengthenstudents'traininginscientificthinkingmethodsandcultivatetheirscientificspirit,enhancetheirabilitiestoidentify,analyze,andsolveproblems,andpromotethedevelopmentoftheirdialecticalmaterialistideology.ThroughcasestudiesoftheBeiDouSatelliteNavigationSystem,enhancestudents'nationalprideandconfidence,andstimulatetheirpatriotismandsenseofmissioninservingthecountrythroughscienceandtechnology.Knowledgegoals2:MasterthebasicprinciplesofGPSandbasicdataprocessingskills.Abilitygoals3:Furthercultivateandtrainstudentsindatacollection,datacleaning,anddatainterpretation,providingasoliddisciplinaryfoundationandmethodologicalpreparationtoenhancestudents'innovationandapplicationcapabilities.课程目标与毕业要求对应关系本课程的课程目标对应用统计学专业毕业要求指标点的支撑情况如表1所示：表1课程目标与毕业要求对应关系毕业要求指标点课程目标毕业要求1：知识要求1.1具有扎实的数学基础，受到比较严格的科学思维训练。21.2掌握统计学的基本思想和收集数据的方法，并能够根据数据的特点选用恰当的统计方法进行分析、推断和预测；了解统计学理论与方法的发展动态及其应用前景。2毕业要求2：能力要求2.4具有理论联系实际的能力和一定的创新能力，具备自主学习、知识更新和自我发展的能力。32.5掌握中外文资料查询、文献检索及应用现代信息技术获取相关信息的基本方法，具有初步的科学研究和实际应用能力。3毕业要求3：素质要求3.1思想道德素质。具有良好的政治思想素质、道德品质、法制意识、诚信意识和团队合作精神；具有良好的心理素质和积极的人生观。13.2知识素质。具有扎实的统计专业理论功底，具备与统计工作密切相关的数据分析和数据处理知识。3课程教学安排课程共有3项教学内容，具体安排如下。表2：课程教学安排表序号教学内容思政元素课堂教学学时实验/实践教学学时学时小计1GPS基本概念、基本原理、数学物理基础职业教育、爱国教育、辩证唯物思想培养882GPS数据特征、数据获取、数据清洗和数据分析科学精神培养12123GPS数据处理综合案例科学精神培养1212合计3232教学安排1.GPS基本概念、基本原理、数学物理基础教学要求：掌握GPS基本概念和功能，包括位置定位、授时和短播报文功能；了解GPS的基本原理及背后隐函的数学和物理学基础；知晓全球四大GPS系统，包括美国的GPS系统、中国的北斗导航系统、俄罗斯的格罗纳斯系统和欧盟的伽利略系统。教学重点：GPS基本原理及数学物理基础教学难点：GPS定位和授时的基本原理思政元素：重点阐述我国北斗卫星导航系统曲折而艰难研发历程，激发学生自力更生、艰苦创业的雄心壮志，以此加强学生的爱国主义教育，提高民族自豪感和自信心，继续为攀登世界科技巅峰而努力奋进。教学内容：GPS的基本概念与功能GPS的基本原理及设计（3）GPS的数学物理模型及求解方法2.GPS数据特征、数据获取、数据清洗和数据分析教学要求：了解GPS数据结构与数据特征，明晰GPS数据获取来源，掌握GPS数据的清洗和数据分析方法，能够利用数据爬虫和深度学习技术，完成GPS数据的收集、清洗和分析解析工作。教学重点：GPS数据获取、数据清洗和数据分析教学难点：GPS数据汇总、汇编和分析解译等思政元素：通过课程理论讲解和案例教学相结合方法，提高学生科学的辩证唯物主义思想和视角，强化学生“去粗取精、去伪存真”的求真务实精神。教学内容：（1）GPS数据特征与结构（2）GPS数据来源与获取方式（3）GPS数据清洗原则及处理方法（4）GPS数据分析、解译和空间可视化表达3.GPS数据处理综合案例教学要求：指导学生开展GPS数据处理综合案例研究，熟悉GPS数据分析方法的流程、步骤和适用性分析，形成一份完整的GPS数据处理综合案例报告。教学重点：构思GPS数据处理综合案例，收集案例研究所需的素材数据教学难点：GPS数据处理处理方法的适用性和案例解析思政元素：在案例教学中，提高学生理论联系实际的能力，注重学生自主学习和服务实际的钻研精神培养。教学内容：（1）GPS数据处理案例素材收集（2）GPS数据分析方法的流程、步骤和适用性分析（3）撰写完整的GPS数据处理综合案例报告，完成报告的修改、提交、汇报和评审工作课内实践教学内