ブラックボックス化されているＧＮＳＳ測量機の機能・原理可視化教材の開発

开发教材，直观地展示已成为黑匣子的GNSS测量设备的功能和原理

• 批准号: 26910024
• 负责人: 小屋畑 勝太
• 金额: $ 0.32万
• 依托单位: Hachinohe National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-26910024/
• 关键词: GNSS測量; 教育教材; 機能・原理可視化

1. 研究背景及び目的近年の産業現場では自動化・効率化・省力化が進展し、従来アナログ的な人間の感覚によって操作されてきたものが次々に様々なセンサーやロボットに置き換えられている。教育現場においても産業現場で用いられる最新機器を導入した技術教育が行われているが、その成果物が得られる過程は最新機器内のブラックボックスの中で数値化及び演算が行われる。学生が実践的技術者として産業現場にスムーズに順応するためには最新機器のマニュアル的な操作技能を習得することも必要であるが、同時にそのブラックボックス化された内部構造や動作原理を理解することが大変重要である。本研究ではGNSS測量技術を題材に取り上げ、実用のGNSS測量機の機能・原理を忠実に再現しつつ、学習する上でのブラックボックスを可能な限り排除した機能・原理可視化教材の開発を目的とした。2. 研究内容(1)観測フィールド、衛星モデル及び受信機モデルを作製し、机上にGNSS測量システム全体を再現した。(2)衛星モデルに搭載させた加速度センサーによる自己位置標定と電波の送受信の制御による受信機モデルの座標決定を行うためのプローグラムソースを作成した。(3)以上、完成したGNSS測量システムモデルについて衛星モデル及び受信機モデルの位置や森林模型及び構造模型の配置などの測定条件を変化させながら様々の条件において動作確認を行った。3. 研究成果本研究では, GNSS測量システムを構成する衛星モデル・受信機モデルを作製し、GNSS測量システム全体の機能・原理を可視化する教材を開発した。動作確認では構造物模型や森林模型を受信機モデル周辺に配置した際のマルチパスによる影響や電波強度の低下が確認され、GNSS測量機の実用上の問題点を疑似的に経験できる教材となっている。今後は本教材を学生実験等で実践し、教育効果を検証する予定である。また、論文発表等を通じてここで得られた成果を広く周知・公開していきたい。

1. Background and Purpose: In recent years, the industrial field has made great progress in automation, efficiency and labor saving, and has been undergoing continuous improvement in human perception and operation. Education field, industrial field, application, introduction of the latest machines, technical education, production, acquisition, process, numerical evaluation and calculation in the latest machines Students are required to learn the operation skills of the latest machines and understand the internal structure and operation principles of the machines. This study aims at developing a visual teaching material for GNSS measurement technology, including the functions and principles of GNSS measurement machines in use, reproduction, learning, and possible exclusion. 2. Research content (1) The control of satellite, satellite and receiver satellite, and the reproduction of onboard GNSS measurement system (2)Satellite positioning, signal transmission, signal reception, coordinate determination, and signal processing (3)In the above, the GNSS measurement system is completed, and the satellite and receiver positions are changed. The forest model and the configuration of the structural model are changed. The operation is confirmed. 3. This study aims to develop a teaching material for the construction of GNSS measurement systems, the operation of GNSS receiver systems, and the visualization of GNSS measurement system functions and principles. Action confirmation: Structure model, forest model, receiver, configuration, influence, low radio intensity, GNSS measurement, operational problem, suspected problem, teaching material In the future, the teaching materials will be implemented by students, and the results of education will be confirmed. The results of the research are known to the public.