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。背景和目标：近年来的研究，自动化，效率和劳动力节省在工业环境中取得了进展，以前被模拟人类感官操纵的东西被各种传感器和机器人所取代。技术教育还在教育环境中进行，并结合了工业站点中使用的最新设备，并在最新设备中的黑匣子中量化和计算了获得结果的过程。为了使学生能够平稳地适应工业工程师，也有必要为最新设备获得手动操作技能，但是了解他们的黑盒子内部结构和操作原则也非常重要。这项研究的重点是GNSS测量技术，旨在开发一种忠实地再现实用GNSS测量机的功能和原理的教材，同时也尽可能消除黑匣子进行学习。 2。研究内容（1）观察场，卫星模型和接收器模型，并在桌子上复制了整个GNSS调查系统。 （2）创建了一个程序源，用于通过使用安装在卫星模型上的加速度计控制自定位方向并控制无线电波的传输和接收来确定接收器模型的坐标。 （3）在各种条件下检查了完整的GNSS调查系统模型的上述操作，同时更改测量条件，例如卫星和接收器模型的位置以及森林和结构模型的布置。 3.研究结果在这项研究中，我们创建了组成GNSS调查系统的卫星模型和接收器模型，并开发了可视化整个GNSS调查系统功能和原理的教材。在操作检查期间，当将结构和森林模型放置在接收器模型周围时，多路径的影响以及无线电波强度的降低，使其成为一种教材，使您可以模拟GNSS测量设备的实际问题。将来，我们计划在学生实验和其他方法中实施这种教材，以验证教育的有效性。此外，我们想广泛宣传并公开通过纸张演示获得的结果，等等。