--李好奇--
范文一：“翻转课堂”、“微课”与“慕课”的基本概念
翻转课堂借着新媒体的巨大优势应运而生。
面对“翻转课堂”这一新概念和新的教学形式，教育界的许多朋友，有的积极响应，有的困惑不解，有的不知所措，有的不屑一顾，有的大加鞭挞，这些都在情理之中，面对任何一项新活动、新变化，都会有各种不同的态度，犹如互联网诞生初期，人们对它的反应不也是与此大致一样吗？
然而，在我国，顶级层面已经提出了“互联网＋”行动计划，**总理明确提出我们要有“互联网＋”思维，并大力推进城乡互联网建设，网速要大大提升。各界更是都在研究互联网，利用互联网，我国的教育领域也不例外，目前各地对互联网思维，尤其对“翻转课堂”的研究和引入如火如荼，可谓浩浩荡荡，传统课堂似乎正面临着巨大变革与挑战。其实，各位朋友不必紧张，也不必愤怒，该来的一定会来，该坚守的一定要坚守，教育教学是科学与艺术的结合体，到什么时候搞教育教学都要遵循教育规律，翻转课堂自然也不例外。
我们也看到，一些教育界的精英固守传统课堂，不肯承认翻转课堂的优势，认为这只是不懂教育的人瞎折腾，必会昙花一现，随时都会烟消云散；其实“大家”可能对翻转课堂的概念还没弄清楚怎么回事，就先反感起来了！翻转课堂，不是把传统课堂打翻，而是在新媒体的网络环境下对传统课堂教学进行一些新的优化组合，是传统课堂吸收新媒体的优势，进一步形成课堂教学的多样性，以适应学生个性化、个体性学习的需要，以此为学生提供多样化的学习路径，因此，翻转课堂不是洪水猛兽！
目前的翻转课堂，让学生先看视频，上课时教师与学生，学生与学生讨论交流深化所学内容，将一些学习内容通过视频，翻转到课前学习，这只是翻转课堂的教学形式之一，不是唯一；其实，关键问题是，不在教学内容的前置还是后置，而在学生有无学习的兴趣，有无主动学习的动力。翻转课堂要发展好，就必须与传统课堂教学融合或曰嫁接好，否则也会失去根本。
当然，全媒体已经为传统的课堂教学开辟了一条新的河流，我们有些教育教学精英还是只踏在原来那条河流不肯变革，认为这两条河流泾渭分明，相互冲突，不可能融汇到一起。这似乎有道理，传统与现代毕竟有冲突，但这种冲突是不可调和的吗？人步行赶路是传统的，可以到达目的地；乘坐汽车、飞机也可到达目的地；一支粉笔一张嘴一本书可以上课，用课件也上课，如今借助新媒体工具达到培养学生学习能力的目的，有效进行传统文化的教育与熏陶，为学生学习多开辟一些新的路径，有何不好？
现在的问题是，我们如何利用“翻转课堂”的问题。在当今互联网环境下通过移动学习，把翻转课堂与传统课堂融合起来，使传统课堂增添了新的元素，发挥好二者各自的优势；如果二者融合得好的话，开发得好的话，对教育教学必会有益处，因为它适应了移动学习、随时学习、在玩中学习的特点。
众所周知，任何一件新事物的出现，都会存有利弊两个方面。在“互联网＋”时代，我们教育工作者如何扬长避短，让翻转课堂更好的与传统课堂更好融合，发挥互联网的巨大优势，才是值得进一步探讨的问题。
因此，广大教师应进一步思考：如今的传统课堂要不要变革？应向哪里变革？在当今的互联网改变世界的形势下，我们的教育工者应该“＋什么？” 你是否认真思考了呢？
这里，我们还应弄清一些基本的概念，什么是“翻转课堂”、“微课”和“慕课”？它们之间有怎样的关系与联系？
现将“翻转课堂”、“微课”和“慕课”一些基本知识附录于后，供广大教育界同仁参考：
一、翻转课堂
传统的教学模式是老师在课堂上讲课，布置家庭作业，让学生回家练习。与传统的课堂教学模式不同，在“翻转课堂式教学模式”下，学生在家完成知识的学习，而课堂变成了老师学生之间和学生与学生之间互动的场所，包括答疑解惑、知识的运用等，从而达到更好的教育效果。
利用视频来实施教学，在多年以前人们就进行过探索。在上世纪的50年代，世界上很多国家所进行的广播电视教育就是明证。为什么当年所做的探索没有对传统的教学模式带来多大的影响，而“翻转课堂”却倍受关注呢?这是因为“翻转课堂”有如下几个鲜明的特点：
第一，教学视频短小精悍
不论是萨尔曼·汗的数学辅导视频，还是乔纳森·伯尔曼和亚伦·萨姆斯所做的化学学科教学视频，一个共同的特点就是短小精悍。大多数的视频都只有几分钟的时间，比较长的视频也只有十几分钟。每一个视频都针对一个特定的问题，有较强的针对性，查找起来也比较方便;视频的长度控制在在学生注意力能比较集中的时间范围内，符合学生身心发展特征;通过网络发布的视频，具有暂停、回放等多种功能，可以自我控制，有利于学生的自主学习。
第二，教学信息清晰明确
萨尔曼·汗的教学视频有一个显著的特点，就是在视频中唯一能够看到的就是他的手，不断地书写一些数学的符号，并缓慢地填满整个屏幕。除此之外，就是配合书写进行讲解的画外音。用萨尔曼·汗自己的话语来说：“这种方式。它似乎并不像我站在讲台上为你讲课，它让人感到贴心，就像我们同坐在一张桌子面前，一起学习，并把内容写在一张纸上。”这是“翻转课堂”的教学视频与传统的教学录像作为不同之处。视频中的出现的教师的头像、以及教室里的各种物品摆设，都会分散学生的注意力，特别是在学生自主学习的情况下。
第三，可重新建构学习流程
通常情况下，学生的学习过程由两个阶段组成：第一阶段是“信息传递”，是通过教师和学生、学生和学生之间的互动来实现的;第二个阶段是“吸收内化”，是在课后由学生自己来完成的。由于缺少教师的支持和同伴的帮助，“吸收内化”阶段常常会让学生感到挫败，丧失学习的动机和成就感。“翻转课堂”对学生的学习过程进行了重构。“信息传递”是学生在课前进行的，老师不仅提供了视频，还可以提供在线的辅导;“吸收内化”是在课堂上通过互动来完成的，教师能够提前了解学生的学习困难，在课堂上给予有效的辅导，同学之间的相互交流更有助于促进学生知识的吸收内化过程。
第四，便于保存，复习检测方便快捷
学生观看了教学视频之后，是否理解了学习的内容，视频后面紧跟着的四到五个小问题，可以帮助学生及时进行检测，并对自己的学习情况作出判断。如果发现几个问题回答的不好，学生可以回过头来再看一遍，仔细思考哪些方面出了问题。学生的对问题的回答情况，能够及时地通过云平台进行汇总处理，帮助教师了解学生的学习状况。教学视频另外一个优点，就是便于学生一段时间学习之后的复习和巩固。评价技术的跟进，使得学生学习的相关环节能够得到实证性的资料，有利于教师真正了解学生。
二、微课
“微课”是指按照新课程标准及教学实践要求，以视频为主要载体，记录教师在课堂内外教育教学过程中围绕某个知识点(重点难点疑点)或教学环节而开展的精彩教与学活动全过程。
“微课”是指为使学习者自主学习获得最佳效果，经过精心的信息化教学设计，以流媒体形式展示的围绕某个知识点或教学环节开展的简短、完整的教学活动。它的形式是自主学习，目的是最佳效果，设计是精心的信息化教学设计，形式是流媒体，内容是某个知识点或教学环节，时间是简短的，本质是完整的教学活动。因此，对于老师而言，最关键的是要从学生的角度去制作微课，而不是在教师的角度去制作，要体现以学生为本的教学思想。
微课之四“微”
1.微课“位微不卑”。微课虽然短小，比不上一般课程宏大丰富，但是它意义非凡，效果明显，是一个非常重要的教学资源。
2.微课“课微不小”。微课虽然短小，但它的知识内涵和教学意义非常巨大，有时一个短小微课比几十节课都有用。
3.微课“步微不慢”。微课都是小步子原则，一个微课讲解一两个知识点，看似很慢，但稳步推进，实际效果并不慢。
4.微课“效微不薄”。微课有积少成多、聚沙成塔的作用，通过不断的微知识、微学习，从而达到大道理、大智慧。
微课的组成
“微课”的核心组成内容是课堂教学视频(课例片段)，同时还包含与该教学主题相关的教学设计、素材课件、教学反思、练习测试及学生反馈、教师点评等辅助性教学资源，它们以一定的组织关系和呈现方式共同“营造”了一个半结构化、主题式的资源单元应用“小环境”。因此，“微课”既有别于传统单一资源类型的教学课例、教学课件、教学设计、教学反思等教学资源，又是在其基础上继承和发展起来的一种新型教学资源。
微课的主要特点
1.教学时间较短：教学视频是微课的核心组成内容。根据中小学生的认知特点和学习规律，“微课”的时长一般为5—8分钟左右，最长不宜超过10分钟。因此，相对于传统的40或45分钟的一节课的教学课例来说，“微课”可以称之为“课例片段”或“微课例”。
2.教学内容较少：相对于较宽泛的传统课堂，“微课”的问题聚集，主题突出，更适合教师的需要：“微课”主要是为了突出课堂教学中某个学科知识点(如教学中重点、难点、疑点内容)的教学，或是反映课堂中某个教学环节、教学主题的教与学活动，相对于传统一节课要完成的复杂众多的教学内容，“微课”的内容更加精简，因此又可以称为“微课堂”。
3.资源容量较小：从大小上来说，“微课”视频及配套辅助资源的总容量一般在几十兆左右，视频格式须是支持网络在线播放的流媒体格式(如rm,wmv,flv等)，师生可流畅地在线观摩课例，查看教案、课件等辅助资源;也可灵活方便地将其下载保存到终端设备(如笔记本电脑、手机、MP4等)上实现移动学习、“泛在学习”，非常适合于教师的观摩、评课、反思和研究。
4.资源组成/结构/构成“情景化”：资源使用方便。“微课”选取的教学内容一般要求主题突出、指向明确、相对完整。它以教学视频片段为主线“统整”教学设计(包括教案或学案)、课堂教学时使用到的多媒体素材和课件、教师课后的教学反思、学生的反馈意见及学科专家的文字点评等相关教学资源，构成了一个主题鲜明、类型多样、结构紧凑的“主题单元资源包”，营造了一个真实的“微教学资源环境”。这使得“微课”资源具有视频教学案例的特征。广大教师和学生在这种真实的、具体的、典型案例化的教与学情景中可易于实现“隐性知识”、“默会知识”等高阶思维能力的学习并实现教学观念、技能、风格的模仿、迁移和提升，从而迅速提升教师的课堂教学水平、促进教师的专业成长，提高学生学业水平。就学校教育而言，微课不仅成为教师和学生的重要教育资源，而且也构成了学校教育教学模式改革的基础。
5.主题突出、内容具体。一个课程就一个主题，或者说一个课程一个事;研究的问题来源于教育教学具体实践中的具体问题：或是生活思考、或教学反思、或是难点突破、或是重点强调、或是学习策略、教学方法、教育教学观点等等具体的、真实的、自己或与同伴可以解决的问题。
6.草根研究、趣味创作。正因为课程内容的微小，所以，人人都可以成为课程的研发者;正因为课程的使用对象是教师和学生，课程研发的目的是将教学内容、教学目标、教学手段紧密地联系起来，是“为了教学、在教学中、通过教学”，而不是去验证理论、推演理论，所以，决定了研发内容一定是教师自己熟悉的、感兴趣的、有能力解决的问题。
7.成果简化、多样传播。因为内容具体、主题突出，所以，研究内容容易表达、研究成果容易转化;因为课程容量微小、用时简短，所以，传播形式多样(网上视频、手机传播、微博讨论)。
8.反馈及时、针对性强。由于在较短的时间内集中开展“无生上课”活动，参加者能及时听到他人对自己教学行为的评价，获得反馈信息。较之常态的听课、评课活动，“现炒现卖”，具有即时性。由于是课前的组内“预演”，人人参与，互相学习，互相帮助，共同提高，在一定程度上减轻了教师的心理压力，不会担心教学的“失败”，不会顾虑评价的“得罪人”，较之常态的评课就会更加客观。
微课的“十大特征”
微课只讲授一两个知识点，没有复杂的课程体系，也没有众多的教学目标与教学对象，看似没有系统性和全面性，许多人称之为“碎片化”。但是微课是针对特定的目标人群、传递特定的知识内容的，一个微课自身仍然需要系统性，一组微课所表达的知识仍然需要全面性。微课的特征有：
1.主持人讲授性。主持人可以出镜，可以话外音。
2.流媒体播放性。可以视频、动画等基于网络流媒体播放。
3.教学时间较短。5-10分钟为宜，最少的1-2分钟，最长不宜超过20分钟。
4.教学内容较少。突出某个学科知识点或技能点。
5.资源容量较小。适于基于移动设备的移动学习。
6.精致教学设计。完全的、精心的信息化教学设计。
7.经典示范案例。真实的、具体的、典型案例化的教与学情景。
8.自主学习为主。供学习者自主学习的课程，是一对一的学习。
9.制作简便实用。多种途径和设备制作，以实用为宗旨。
10.配套相关材料。微课需要配套相关的练习、资源及评价方法。
微课的分类
一是按照课堂教学方法来分类。
一节微课作品一般只对应于某一种微课类型，但也可以同时属于二种或二种以上的微课类型的组合(如提问讲授类、合作探究类等)，其分类不是唯一的，应该保留一定的开放性。同时，由于现代教育教学理论的不断发展，教学方法和手段的不断创新，微课类型也不是一成不变的，需要教师在教学实践中不断发展和完善。
二是按课堂教学主要环节(进程)来分类
微课类型可分为课前复习类、新课导入类、知识理解类、练习巩固类、小结拓展类。其它与教育教学相关的微课类型有：说课类、班会课类、实践课类、活动类等。
区域微课资源的开发
1.内容规划
区域教育行政部门必须首先做好微课建设内容的整体规划，确定建设方案和进程，形成建设规范和体系，避免重复和无序开发。内容规划的一项重要工作是要按照新课程标准并结合本地区使用的教材，组织教研员和一线学科专家共同确定各学科各年级的知识点谱系，在征求意见后统一发布，供学校和教师有针对性选择开发。
2.平台建设
微课平台是区域性微课资源建设、共享和应用的基础，须由区域教育行政部门统一开发。平台功能要在满足微课资源日常“建设、管理”的基础上增加便于用户“应用、研究”的功能模块。形成微课建设、管理、应用和研究的“一站式”服务环境。
3.微课开发
微课内容开发是一个较为复杂的系统工程。其建设模式一般有“征集评审式”(面向教师个人)和“项目开发式”(面向学校和机构)。区域性微课资源建设一般要经过宣传发动、技术培训、选题设计、课例拍摄、后期加工、在线报送、审核发布、评价反馈等环节，才能确保其质量。
4.交流应用
交流与应用是微课建设的最终目的。通过集中展播、专家点评和共享交流等方式，向广大师生推荐、展示优秀获奖微课作品;定期组织教师开展基于区域“微课库”的观摩、学习、评课、反思、研讨等活动，推进基于微课的校本研修和区域网上教研新模式形成。
在网络web2.0时代，随着信息与通迅技术快速发展，与当前广泛应用的众多社会性工具软件(如博客、微博、Facebook、Youku、Tudou等)一样，微课也将具有十分广阔的教育应用前景。对教师而言，微课将革新传统的教学与教研方式，突破教师传统的听评课模式，教师的电子备课、课堂教学和课后反思的资源应用将更具有针对性和实效性，基于微课资源库的校本研修、区域网络教研将大有作为，并成为教师专业成长的重要途径之一。对于学生而言，微课能更好的满足学生对不同学科知识点的个性化学习、按需选择学习，既可查缺补漏又能强化巩固知识，是传统课堂学习的一种重要补充和拓展资源。特别是随着手持移动数码产品和无线网络的普及，基于微课的移动学习、远程学习、在线学习、“泛在学习”将会越来越普及，微课必将成为一种新型的教学模式和学习方式。更是一种可以让学生自主学习，进行探究性学习的平台。
三、慕课
慕课：大型开放式网络课程即MOOC(massiveopenonlinecourses)。是新近涌现出来的一种在线课程开发模式，它发端于过去的那种发布资源、学习管理系统以及将学习管理系统与更多的开放网络资源综合起来的旧的课程开发模式。
慕课简介
所谓“慕课”(MOOC)，顾名思义，“M”代表Massive(大规模)，与传统课程只有几十个或几百个学生不同，一门MOOCs课程动辄上万人，最多达16万人;第二个字母“O”代表Open(开放)，以兴趣导向，凡是想学习的，都可以进来学，不分国籍，只需一个邮箱，就可注册参与;第三个字母“O”代表Online(在线)，学习在网上完成，无需旅行，不受时空限制;第四个字母“C”代表Course，就是课程的意思。
MOOC是新近涌现出来的一种在线课程开发模式，它发端于过去的那种发布资源、学习管理系统以及将学习管理系统与更多的开放网络资源综合起来的旧的课程开发模式。通俗地说，慕课是大规模的网络开放课程，它是为了增强知识传播而由具有分享和协作精神的个人组织发布的、散布于互联网上的开放课程。
这一大规模在线课程掀起的风暴始于2011年秋天，被誉为“印刷术发明以来教育最大的革新”，呈现“未来教育”的曙光。2012年，被《纽约时报》称为“慕课元年”。[2]多家专门提供慕课平台的供应商纷起竞争，Coursera、edX和Udacity是其中最有影响力的“三巨头”，前两个均进入中国。
课程范围
MOOC是以连通主义理论和网络化学习的开放教育学为基础的。这些课程跟传统的大学课程一样循序渐进地让学生从初学者成长为高级人才。课程的范围不仅覆盖了广泛的科技学科，比如数学、统计、计算机科学、自然科学和工程学，也包括了社会科学和人文学科。慕课课程并不提供学分，也不算在本科或研究生学位里。通常，参与慕课的学习是免费的。然而，如果学习者试图获得某种认证的话，则一些大规模网络开放课程可能收取一定学费。
授课形式
课程不是搜集，而是一种将分布于世界各地的授课者和学习者通过某一个共同的话题或主题联系起来的方式方法。
尽管这些课程通常对学习者并没有特别的要求，但是所有的慕课会以每周研讨话题这样的形式，提供一种大体的时间表，其余的课程结构也是最小的，通常会包括每周一次的讲授、研讨问题、以及阅读建议等等。
测验
每门课都有频繁的小测验，有时还有期中和期末考试。考试通常由同学评分(比如一门课的每份试卷由同班的五位同学评分，最后分数为平均数)。一些学生成立了网上学习小组，或跟附近的同学组成面对面的学习小组。
主要特点
1．大规模的：不是个人发布的一两门课程：“大规模网络开放课程”(MOOC)是指那些由参与者发布的课程，只有这些课程是大型的或者叫大规模的，它才是典型的的MOOC。
2．开放课程：尊崇创用共享(CC)协议;只有当课程是开放的，它才可以成之为MOOC。
3．网络课程：不是面对面的课程;这些课程材料散布于互联网上。人们上课地点不受局限。无论你身在何处，都可以花最少的钱享受美国大学的一流课程，只需要一台电脑和网络联接即可。
范文二：MQ的基本概念
MQ 的基本概念:
1) 队列管理器
队列管理器是 MQ 系统中最上层的一个概念,由它为我们提供基于队列的消息服务。 2) 消息
在 MQ 中,我们把应用程序交由 MQ 传输的数据定义为消息,我们可以定义消息的内容并 对消息进行广义的理解, 比如:用户的各种类型的数据文件, 某个应用向其它应用发出的处 理请求等都可以作为消息。消息有两部分组成:
消息描述符 (Message Discription或 Message Header),描述消息的特征,如:消息的优先级、 生命周期、消息 Id 等;
消息体 (Message Body) ,即用户数据部分。在 MQ 中,消息分为两种类型,非永久性 (non-persistent)消息和永久性 (persistent)消息,非永久性消息是存储在内存中的,它是为了 提高性能而设计的, 当系统掉电或 MQ 队列管理器重新启动时, 将不可恢复。 当用户对消息 的可靠性要求不高, 而侧重系统的性能表现时,可以采用该种类型的消息, 如:当发布股票 信息时, 由于股票信息是不断更新的, 我们可能每若干秒就会发布一次, 新的消息会不断覆 盖旧的消息。永久性消息是存储在硬盘上,并且纪录数据日志的, 它具有高可靠性,在网络 和系统发生故障等情况下都能确保消息不丢、不重。
此外,在 MQ 中, 还有逻辑消息和物理消息的概念。利用逻辑消息和物理消息, 我们可以将 大消息进行分段处理, 也可以将若干个本身完整的消息在应用逻辑上归为一组进行处理。 3) 队列
队列是消息的安全存放地,队列存储消息直到它被应用程序处理。
消息队列以下述方式工作:
a) 程序 A 形成对消息队列系统的调用,此调用告知消息队列系统,消息准备好了投向程序 B ;
b) 消息队列系统发送此消息到程序 B 驻留处的系统,并将它放到程序 B 的队列中;
c) 适当时间后,程序 B 从它的队列中读此消息,并处理此信息。
由于采用了先进的程序设计思想以及内部工作机制, MQ 能够在各种网络条件下保证消息的 可靠传递, 可以克服网络线路质量差或不稳定的现状, 在传输过程中, 如果通信线路出现故 障或远端的主机发生故障, 本地的应用程序都不会受到影响, 可以继续发送数据, 而无需等 待网络故障恢复或远端主机正常后再重新运行。
在 MQ 中,队列分为很多种类型,其中包括:本地队列、远程队列、模板队列、动态队列、 别名队列等。
本地队列又分为普通本地队列和传输队列, 普通本地队列是应用程序通过 API 对其进行读写 操作的队列;传输队列可以理解为存储 -转发队列,比如:我们将某个消息交给 MQ 系统发 送到远程主机,而此时网络发生故障, MQ 将把消息放在传输队列中暂存,当网络恢复时, 再发往远端目的地。
远程队列是目的队列在本地的定义, 它类似一个地址指针, 指向远程主机上的某个目的队列, 它仅仅是个定义,不真正占用磁盘存储空间。
模板队列和动态队列是 MQ 的一个特色, 它的一个典型用途是用作系统的可扩展性考虑。 我 们可以创建一个模板队列,当今后需要新增队列时,每打开一个模板队列, MQ 便会自动 生成一个动态队列, 我们还可以指定该动态队列为临时队列或者是永久队列, 若为临时队列 我们可以在关闭它的同时将它删除, 相反,若为永久队列,我们可以将它永久保留,为我所 用。
3) 通道
通道是 MQ 系统中队列管理器之间传递消息的管道, 它是建立在物理的网络连接之上的一个 逻辑概念,也是 MQ 产品的精华。
在 MQ 中,主要有三大类通道类型,即消息通道, MQI 通道和 Cluster 通道。消息通道是用 于在 MQ 的服务器和服务器之间传输消息的, 需要强调指出的是, 该通道是单向的, 它又有 发送 (sender),接收 (receive), 请求者 (requestor),服务者 (server)等不同类型, 供用户在不同情况
下使用。 MQI 通道是 MQ Client和 MQ Server之间通讯和传输消息用的,与消息通道不同, 它的传输是双向的。 群集 (Cluster)通道是位于同一个 MQ 群集内部的队列管理器之间通讯使 用的。
MQ 的工作原理
如图所示:
首先来看本地通讯的情况, 应用程序 A 和应用程序 B 运行于同一系统 A , 它们之间可以借助 消息队列技术进行彼此的通讯:应用程序 A 向队列 1发送一条信息,而当应用程序 B 需要 时就可以得到该信息。
其次是远程通讯的情况, 如果信息传输的目标改为在系统 B 上的应用程序 C , 这种变化不会 对应用程序 A 产生影响, 应用程序 A 向队列 2发送一条信息, 系统 A 的 MQ 发现 Q2所指向 的目的队列实际上位于系统 B ,它将信息放到本地的一个特殊队列-传输队列 (Transmission Queue) 。我们建立一条从系统 A 到系统 B 的消息通道,消息通道代理将从传输队列中读取 消息,并传递这条信息到系统 B ,然后等待确认。只有 MQ 接到系统 B 成功收到信息的确认 之后, 它才从传输队列中真正将该信息删除。 如果通讯线路不通, 或系统 B 不在运行, 信息 会留在传输队列中,直到被成功地传送到目的地。这是 MQ 最基本而最重要的技术 --确保信 息传输,并且是一次且仅一次 (once-and-only-once)的传递。
MQ 提供了用于应用集成的松耦合的连接方法, 因为共享信息的应用不需要知道彼此物理位 置(网络地址) ;不需要知道彼此间怎样建立通信;不需要同时处于运行状态;不需要在同 样的操作系统或网络环境下运行。
MQ 的基本配置举例
在上图中, 要实现网络上两台主机上的通讯, 若采用点对点的通讯方式, 我们至少要建立如 下 MQ 的对象:
在发送方 A
1) 建立队列管理器 QMA crtmqm -q QMA
2) 定义本地传输队列 define qlocal (QMB) usage (xmitq) defpsist(yes)
3) 创建远程队列 define qremote (QR.TOB) rname (LQB) rqmname (QMB) xmitq (QMB)
4) 定义发送通道 define channel (A.TO.B) chltype (sdr) conname ('IP of B') xmitq (QMB) + trptype (tcp)
在接收方 B :
1) 建立队列管理器 QMB crtmqm -q QMB
2) 定义本地队列 QLB define qlocal (LQB)
3) 创建接收通道 define channel (A.TO.B) chltype (rcvr) trptype (tcp)
经过上述配置, 我们就可以实现从主机 A 到 B 的单向通讯, 若要实现二者之间的双向通讯, 可参考此例创建所需要的 MQ 对象。
MQ 的通讯模式
1) 点对点通讯:点对点方式是最为传统和常见的通讯方式, 它支持一对一、 一对多、 多对多、 多对一等多种配置方式,支持树状、网状等多种拓扑结构。
2) 多点广播:MQ 适用于不同类型的应用。 其中重要的, 也是正在发展中的是多点广播应用, 即能够将消息发送到多个目标站点 (Destination List)。 可以使用一条 MQ 指令将单一消息发送 到多个目标站点,并确保为每一站点可靠地提供信息。 MQ 不仅提供了多点广播的功能,而 且还拥有智能消息分发功能,在将一条消息发送到同一系统上的多个用户时, MQ 将消息的 一个复制版本和该系统上接收者的名单发送到目标 MQ 系统。目标 MQ 系统在本地复制这 些消息,并将它们发送到名单上的队列,从而尽可能减少网络的传输量。
3) 发布订阅 (PublishSubscribe)模式:发布订阅功能使消息的分发可以突破目的队列地理指向 的限制, 使消息按照特定的主题甚至内容进行分发, 用户或应用程序可以根据主题或内容接 收到所需要的消息。 发布订阅功能使得发送者和接收者之间的耦合关系变得更为松散, 发送 者不必关心接收者的目的地址, 而接收者也不必关心消息的发送地址, 而只是根据消息的主 题进行消息的收发。在 MQ 家族产品中, MQ Event Broker 是专门用于使用发布订阅技术进 行数据通讯的产品,它支持基于队列和直接基于 TCPIP 两种方式的发布和订阅。
4) 群集 (Cluster):为了简化点对点通讯模式中的系统配置, MQ 提供 Cluster(群集 ) 的解 决方案。群集类似于一个域 (Domain),群集内部的队列管理器之间通讯时,不需要两两之间 建立消息通道,而是采用群集 (Cluster)通道与其它成员通讯,从而大大简化了系统配置。此 外, 群集中的队列管理器之间能够自动进行负载均衡, 当某一队列管理器出现故障时, 其它 队列管理器可以接管它的工作,从而大大提高系统的高可靠性。
MQ Server和 MQ
MQ 产品分为 Server 和 Client 两种版本, 在 MQ 服务器的运行环境下, 有队列管理器、 队列、 消息通道等对象,它提供全面的消息服务; MQ Client 为我们提供了一个 MQ 应用程序的开 发和运行环境,它是 MQ API的 Client 实现。在客户端环境下,没有队列管理器、队列等对 象,它通过 MQI 通道与服务器之间建立通讯,并将消息从客户端发往服务器端的队列,或 从 Server 端的队列中取得消息,它比较适合于网络条件较好或实时通讯的情况。同时要指 出的是:采用 MQ Client并不会导致数据的丢失或不完整性。 MQ Client提供下列好处:适合 同步处理的工作模式;减少系统负担;减少系统管理开销;减少磁盘空间要求等。
MQ 的 API
MQ 支持多种编程语言,其中包括:C 、 C++、 Java 、 VisualBasic 、 COBOL 、 PL1、 RPG 等,同 时也支持多种流行的开发工具,如:WebSphere Studio Application Developer, PowerBuiler、 Microsoft Visual C++、 Visual Basic、 Delphi 等。 并且, MQ 在不同平台上提供统一的编程接口, 仅需重新编译就可完成不同平台间程序的移植。 MQ 的 API 接口十分简单易学,用户仅需利 用 MQ 的 13个常用而又功能强大的函数调用,便可以以最快的速度,写出各种复杂的应用 程序。 用户可以将主要精力集中于应用业务逻辑的实现, 而不是底层通讯、 例外处理等方面。
范文三：CIS的基本概念
CIS 的基本概念
什么是 CIS
CIS 是 Corporate Identity System的缩写,意思是企业形象识别系统。 60年代,美国人首先提出了企业的 CI 设计这一概念。据 说是美国 IBM 公司是这方面开先河者。
CIS的主要含义是:将企业文化与经营理念,统一设计,利用整体表达体系(尤其是视觉表达系统) ,传达给企业内部与公众,使 其对企业产生一致的认同感,以形成良好的企业印象,最终促进企业产品和服务的销售。 CIS的意义
对内,企业可通过 CI 设计对其办公系统、生产系统、管理系统以及营销、包装、广告等宣传形象形成规范设计和统一管理,由此 调动企业每个职员的积极性和归属感、认同感,使各职能部门能各行其职、有效合作。
对外,通过一体化的符号形式来形成企业的独特形象,便于公众辨别、认同企业形象,促进企业产品或服务的推广。
CIS 的具体组成部分
CI系统是由 MI (理念识别 Mind Identity) 、 BI (行为识别 Behavior Identity) 、 VI (视觉识别 Visual Identity)三方面组成。 在 CIS 的三大构成中,其核心是 MI , 它是整个 CIS 的最高决策层, 给整个系统奠定了理论基础和行为准则, 并通过 BI 与 VI 表达出来。 所有的行为活动与视觉设计都是围绕着 MI 这个中心展开的,成功的 BI 与 VI 就是将企业的独特精神准确表达出来。
MI :理念识别
企业理念,对内影响企业的决策、活动、制度、管理等等,对外影响企业的公众形象、广告宣传等。 所谓 MI ,是指确立企业自己 的经营理念,企业对目前和将来一定时期的经营目标、经营思想、经营方式和营销状态进行总体规划和界定。
MI 的主要内容包括
企业精神,企业价值观,企业文化,企业信条,经营理念,经营方针,市场定位,产业构成,组织体制,管理原则,社会责任和 发展规划等。 BI:行为识别
置于中间层位的 BI 则直接反映企业理念的个性和特殊性, 是企业实践经营理念与创造企业文化的准则, 对企业运作方式所作的统 一规划而形成的动态识别系统。包括对内的组织管理和教育,对外的公共关系、促销活动、资助社会性的文化活动等。通过一系列的 实践活动将企业理念的精神实质推展到企业内部的每一个角落,汇集起员工的巨大精神力量。
BI 包括以下内容
对内:组织制度,管理规范,行为规范,干部教育,职工教育,工作环境,生产设备,福利制度等等;
对外:市场调查,公共关系,营销活动,流通对策,产品研发,公益性、文化性活动等等。 VI:视觉识别
VI :以标志、标准字、标准色为核心展开的完整的、系统的视觉表达体系。将上述的企业理念、企业文化、服务内容、企业规范等抽 象概念转换为具体符号,塑造出独特的企业形象。在 CI 设计中,视觉识别设计最具传播力和感染力,最容易被公众接受,具有重要意 义。
VI 系统:
A. 基本要素系统:如企业名称、企业标志、企业造型、标准字、标准色、象征图案、宣传口号等。
B. 应用系统:产品造型、办公用品、企业环境、交通工具、服装服饰、广告媒体、招牌、包装系统、 公务礼品、陈列展示以及印刷出 版物等。
一套 VI 设计的主要内容:
I .基本要素系统
A. 标志
B. 标准字
C. 标准色
D. 标志和标准字的组合 .
II .应用系统
A. 办公用品:信封、信纸、便笺、名片、徽章、工作证、请柬、文件夹、介绍信、帐票、备忘录、资料袋、公文表格等。
B. 企业外部建筑环境:建筑造型、公司旗帜、企业门面、企业招牌、公共标识牌、路标指示牌、广告塔、霓虹灯广告、庭院美化等。
C. 企业内部建筑环境:企业内部各部门标识牌、常用标识牌、楼层标识牌、企业形象牌、旗帜、广告牌、 POP 广告、货架标牌等。
D. 交通工具:轿车、面包车、大巴士、货车、工具车、油罐车、轮船、飞机等。
E. 服装服饰:经理制服、管理人员制服、员工制服、礼仪制服、文化衫、领带、工作帽、钮扣、肩章、胸卡等。
F. 广告媒体:电视广告、杂志广告、报纸广告、网络广告、路牌广告、招贴广告等。
G. 产品包装:纸盒包装、纸袋包装、木箱包装、玻璃容器包装、塑料袋包装、金属包装、陶瓷包装、包装纸。
H. 公务礼品:T 恤衫、领带、领带夹、打火机、钥匙牌、雨伞、纪念章、礼品袋等。
I. 陈列展示:橱窗展示、展览展示、货架商品展示、陈列商品展示等。
J. 印刷品:企业简介、商品说明书、产品简介、年历等。
范文四：ERP的基本概念
ERP
1
是指为了产品销售出厂，所有需要列入计划并进行库存或成本控制的不可缺少的物品。
如：原材料或零件、配套件、毛坯、在制品、半成品、成品、包装材料、产品说明书、
备品备件、工装、工具、能源等。
物料具有以下管理特点：
相关性——任何物料都由于某种需要而存在（品种、规格、性能、质量、数量、时间的约束）； 价值性——物料是有价值的。
流动性——由供方向需方流动，不流动是一种浪费
2
是计算机系统对物料的惟一识别代码，是计算机管理物料的检索依据。
物料编码的特性：每种物料必须有对应且唯一的物料编码；设计编码体系要科学合理；
按国家、企业的规定设置；一经确定不能轻易修改，但要有一定扩充性；便于使用和记忆。
BOM
1 ：
指产品所需零部件明细表及其结构，指明产品组件，子件，零件，到原材料的结构关系
：
采用计算机辅助企业生产管理，首先要使计算机能够读出企业所制造的产品构成和所有要涉及的物料，为了便于计算机识别，必须把用图示表达的产品结构转化成某种数据格式，
这种以数据格式来描述产品结构的文件就是物料清单，即是BOM。它是定义产品结构的技
术文件，因此，它又称为产品结构表或产品结构树。在某些工业领域，可能称为“配方”、“要素表”或其它名称。
在通常的MRP?和ERP系统中BOM是指由双亲件及子件所组成的关系树。BOM可以是自顶向下分解的形式或是以自底向上跟踪的形式提供信息。
2 MRP
BOM信息在MRP?/ERP系统中被用于MRP计算，成本计算，库存管理。BOM有各种形式，这些形式取决于它的用途，BOM的具体用途有:
1、是计算机识别物料的基础依据。
2、是编制计划的依据。
3、 是配套和领料的依据。
4、根据它进行加工过程的跟踪。
5、 是采购和外协的依据。
6、根据它进行成本的计算。
7、 可以作为报价参考。
8、进行物料追溯。
外协加工 工艺路线 销售价格
MPS BOM MRP
成本信息 库存信息 生产配料
3
表示一种不存在的物料，作用为达到一定管理目的，如组合采购，组合存储，组合发料；
最重要的是简化产品结构的管理
4
以用途区分
基本型：
计划型：1）用于预测，预测不同产品组合而成的产品系列 2）通用件时，定义为普通件，组装 3）比例任意增减
成本型：描述成本构成，类似基本型
输出形式：
5 BOM
最终产品W
装配X,Y 装配X,Z 装配Z,Y
A B C
B1 B2
1 >将A,B,C,B1,B2合并成一个通用模块
2> 可用于许多通用零部件制成并有多种组合的复杂产品，如汽车制造，装配一辆汽车选择
不同发动机，传动装置，车身，部件，装潢，不同选择组合成不同最终产品 3>模块化既为顾客提供较广选择范围，又使零部件的库存下降 举例：一个制造商能提供10种发动机，30种颜色，4种车身，2种车架组装成的汽车，可有10×30×4×2＝2400种不同汽车
1） 要为每一最终产品分别建立一个独立的BOM不合理 2） 可不考虑最终产品，只对系列进行预测，再根据过去客户的订货或估计得到的概率得到
各种最终产品的百分比。如过去预测情况支持75%要车架A，25％B，若每一时段预测
需100辆汽车，则计划生产车架A75,B25；
3） 用模块化方法，每一种可选特征或模块要建一个BOM，总共要10＋30＋4＋2 ＝ 46个
BOM
4> 把通用零件与专用零件分开能减少库存投资
举例：假定车身与车架均可选2种，共有4个BOM（B1-F1,B2-F2,B1-F2,B2-F1），为了将这些模块重建，先将其分解为零部件，然后分析各零部件，比较它们在各个1层物料中用途，然后按用途进行分组。
60－410（C20,F25,G12,P46,J87,Q64,V54）
60-412 (C20,F25,K19,P46,N92,Q64)
60-414 (C20,F29,G12,P46,J87,T53,V54)
60-416 (C20,F29,K19,P46,N92,T53)
按产品的可选特征和通用情况重新组织零部件，形成如下图 通用 车身B1 车身B2 车架F1 车架F2 C20,P46 F25,Q64 F29,T53 G12,J87,V54 K19,N92
A
B(1) C(1)
D(2)
B现有存货50，D存货20，问：A接订单80个，应采购原料D多少？ 传统解法：1个A用2个D，故80个A，需D为（80×2－20）＝140，如无半成品库存B
是对的
现代解法：80个A需B80－50＝30
30个B需D30×2－20＝40个
独立需求是指与公司库存中其他料品需求无关的产品或组件的需求 相关需求是直接由生产－母体或其他伴随料品的日程计划所确定的料品的任何需求
1
产品计划主要根据预测，并在接到用户订单之前已生产出产品；其计划对象是最终销售
产品，通过市场收集的信息（市场调查或来源于分销网点，渠道）对各种类型的产品按不同
的比例组织生产，并产生产品库存，直接供客户选择；现行很多企业主要采用此方式。
2
产品计划主要根据用户订单，一般在接到用户订单后才开始生产产品，计划对象是最终
产品
3 :
根据MTS方式先生产和储存定型的组件，接单后根据订单要求装配成各种产品，以缩
短产品的交货期，增强市场竞争力
4
按客户要求进行专门设计和组织生产
5
1 :
某一工作的工作时间周期，开始－结束，针对“需求”提出
分类：生产准备提前期：生产计划开始－生产准备完成
采购提前期：采购订单下达－物料完工入库
生产加工提前期：生产加工投入开始（生产准备完成）－生产完工入库
装配提前期：装配投入开始－装配完工
累计提前期：采购，加工，装配提前期的总和
总提前期：产品整个生产周期,包括设计，生产准备，采购，加工，装配，试车，检测，
发运等提前期的总和
生产加工提前期：由排队时间，准备，加工，等待和传送时间构成，其中排队，等待，
传送时间为保险期或缓冲期
设计－生产准备－采购－生产－装配－试车－检测－发运
累计提前期
总提前期
2
又称计划展望期，指编制计划所覆盖的时间范围
计划层次越高，计划时间跨度越大。计划时间跨度应大于等于产品总提前期 3 ：计划时间周期，各层次计划均有
4 ：仅限主生产计划的计划展望期：需求，计划，预测时间区
(WC)
1 :
1) 是基于设备和劳动力状况,将执行相同或相似工序的设备,劳力组成的一个生产单元 2) 也是进行生产进度安排,核算能力和计算成本的一个基本单位 3) 可由车间内一或多人,一小组或一工段,一成组加工单元或一装配场地组成 4) 工艺路线文件中,一或多道工序对应一中心
5) 经过中心加工的物品要发生加工费用,产生加工成本, 因此,一或多中心定义为一成本中
心
2 :
3 : 决定产品或零部件产量的工作中心,是运行MPS中粗能力计划的计算对象
注意: 随加工工艺,生产条件,产品类型,产量等变化
4:
1) 基本数据 P26
2) 能力数据: 每天可提供的工时，机器台数或可加工完工的产品数量；标准数据由历史统
计分析得到
2．1）能力 ＝ 每日班次 ? 每班工作时数 ? 效率 ? 利用率
2．2）效率 ＝ 标准定额小时数/实际工作小时数
或 效率 ＝ 实际完成产量/完成的标准定额产量
2．3）利用率 ＝ 实际直接工作工时数 / 计划工作工时数 3）工作中心成本数据：每小时发生的费用
包括：人员工资，直接能源，辅助材料，设备维修费，资产折旧费 计算依据：历史统计数据
方法：直接费用 ＝ 日所有发生费用 / 日工作时数
间接费用 ＝ 分摊系数 ? 车间发生的间接费用/ 日工作时数
：
说明物料实际加工和装配的工序顺序，每道工序使用的工作中心，各项时间定额及外协工序的时间和费用
确定：工序顺序，名称，工作中心，工时定额（来自历史统计数据）
范文五：GPS的基本概念
GPS 的基本概念
2.1 简介
本章将介绍 GPS 接收机是如何定位的基本概念,为了更好的理解这 个概念, GPS 的性能需要优先考虑, 这些性能决定了卫星星图的分布, 通过卫星星图,可以确定用户的位置。然而,用方程确定用户的位置 需要转化为非线性方程组,这是很难直接解决的,此外,一些国家的 实际情况(例如用户的时钟误差)将在这些方程中体现出来,这些方 程通过线性化方法和迭代法求解, 该解决方案是在一个直角坐标系中, 最后转化为球形坐标系,然而,地球并不是一个完美的球形,因此, 一旦用户的位置被找到,地球的形状必须加以考虑,然后,用户的位 置转换到地球坐标系统中,最后,为了更好的确定用户的位置精度和 精度的调整,对于卫星的选择会进行深化的考虑。
2.2 GPS的性能要求
一些性能要求如下:
1. 用户位置均方根(RMS )误差应 10-30米。
2. 它应为所有用户进行实时导航, 包括高动态用户, 如在机动性和灵 活性很高的飞机上。
3. 它必须是全球覆盖, 因此, 为了覆盖极地地区, 卫星必须是倾斜轨 道。
4. 所传输的信号在一定程度上应该能抵挡有意或无意的干扰,例如, 一些窄带信号不能被打断操作,故意干扰 GPS 信号是军事上严重关注 的问题。
5. 它不能要求每个 GPS 接收器都像以原子标准为基础的时钟一样高 度准确。
6. 当第一次打开接收器时, 它只能花费几分钟而不是几小时来确定用 户的位置。
7. 接收天线的尺寸要尽量的小, 信号通过空间后衰减的程度要尽量的 保持相当小。
这些性能要求结合频带分配的可用性决定了 GPS 载波频率在 L 波段 (1-2千兆赫)的微波范围。
2.3 GPS的基本概念
太空中任意一点与空间中一些众所周知位置的距离是可以测量出来, 让我们用一些例子来说明这一点,在图 2.1中,用户的位置在 X 轴上, 这是一个单维的实例,如果卫星
1
S 的 位置和到卫星 1X 的距离都是已
知的,用户的位置可以在两个方向,不是
1
S 在的左侧就是在其右侧, 为了确定用户的位置,必须测量出其与另一个已知位置卫星的距离,
在这个图中,通过
2
S 和 2X 的位置就能准确的确定用户 U 的位置。 图 2.2展现了一个双维实例, 为了确定用户的位置, 我们需要知道三 颗卫星的位置以及三个距离,在双维情况下,到一个固定的点的距离 是恒定不变的点的轨迹是一个圆形,两颗卫星和两个距离可以得到两 种结果,因为两个圆相交于两个点,这是我们就需要第三个圆来确定 用户的位置。
同理,在一个三维实例中,必须知道四颗卫星的位置和四个距离, 才能确定用户的位置,在三维空间中,到一个固定的点的距离相等的
点的轨迹的集合是球形 , 两个球相交于一个圆, 这个圆与另一个球相交 于两个点,为了确定用户的位置到底是哪个点,我们需要在多知道一 颗卫星的数据。
1
S (2.6) 图 2.1 一维用户的位置
图 2.2 二维用户的位置
在 GPS 中,卫星的位置是通过卫星传输的星历数据来确定的,我们可 以测量出接收器与卫星之间的距离,因此,接收器的位置也可以确定 了。
在上面的讨论中,假设测量用户到卫星的距离是非常准确的,没有 偏差错误, 然而, 用户与卫星之间测量出的距离有个固定的未知偏差, 因为用户的时钟通常与 GPS 的时钟不同,为了解决这种偏差,我们需 要更多的卫星,因此,为了准确寻找到用户的位置,我们需要五颗卫 星。
如果我们使用四颗卫星,对于用户位置的测量有一定的偏差错误, 那么将有两种解决方案,理论上讲,一种方法无法确定用户的位置, 然而,其中一种方法是靠近地表的,而另一种是在太空中,由于用户 的位置通常更靠近地表,通过这种方法能被更准确的确定,因此,一 般的表述是四颗卫星就能确定用户的位置,即使测量的距离有一些偏 差错误。
在章节 2.5与 2.6中确定用户位置的方法是迭代法,最初的位置通 常选在地球的中心,迭代法主要考虑的是纠正过的方法而不是空间中 实际的情况,在以下的讨论中,我们认为四颗卫星将是确定用户位置 的最少的卫星数量。
2.4 寻找用户位置的基本方程组
在这一章中,确定用户位置的基本方程组被列了出来,假设测量的 距离是精确地,那么这种情况下,三颗卫星就足够了,在图 2.3中, 有 三 个 已 知 的 点 1r 111(, , ) x y z , 22223333(, , ), (, , ) r x y z r x y z 以 及 未 知 的 点 (, , ) u u u u r x y z ,
如果三个已知的点到未知点的距离能测量出来用 12, r r 和 3r 表示,这些距离能表示成
123ρρρ===(2.1)
因为有三个未知数和三个方程,未知数 , , u u u x y z 用上述方程组求出,理 论上讲, 方程应有两组解, 因为方程是二阶的。 由于方程是非线性的, 直接求解将会很复杂,然而用线性化和迭代法求解会相对简单,方程 的具体求法稍后在章节 2.6中讲述。
在 GPS 运行过程中,卫星的位置是给出的,这些信息能够从卫星传 输的数据中获得, 这些将在第 5章中具体讲述, 用户 (未知位置) 到卫 星的必须在特定的时间内同时测量出来,每个卫星传输一个与它相关 联的时间参考信号, 通过测量这个信号在卫星与用户之间传输的时间, 用户和卫星间的距离就能确定了, 距离的测量将在下一章中进行讨论。
图
2.3 使用三个已知的位置求一个未知的位置
2.5 伪距测量
每颗卫星在某一时间 si t 发射信号,接收器在稍后的时间 u t 接收到这个 信号,用户与卫星间的距离 i 用下式求出
() iT u si c t t ρ=-
(2.2)
其中 c 代表光速, iT ρ代表从用户到卫星 i 之间伪距的真实值, si t 代表 从卫星 i 开始传输的真实时间, u t 代表接收信号的真实时间,从现实 的角度来看想从用户或卫星处获得准确的时间是很困难的,卫星处的
时钟时间 '
si t 与用户处的时钟时间 ' u t ,同真实时间之间的关系可用下式
求出
' ' si si i
u u ut t t b t t b =+?=+
(2.3)
其中 i b ?是卫星的时钟偏差, ut b 是用户的时钟偏差,除了时钟偏差外, 还有其他因素也影响着伪距的测量,测量的伪距
i ρ
可用下式求出
() () i iT i i ut i i i i D c b b c T I v v ρρ=+?-?-+?+?++?
(2.4)
其中 i D ?为卫星位置误差的影响范围, i T ?是对流层的延迟偏差, i I ? 是电离层的延迟偏差, i v 是接收器噪声误差的测量, i v ?是相对时差修 正。
这些误差中有一部分是能修正的,例如对流层偏差可以模拟,电离 层偏差可用双频接收器校正,这些误差可以导致用户位置的偏差。然 而, 用户时钟误差不能通过接收器信息进行修正, 因此, 它仍然未知, 方程(2.1)变成如下形式
123u
u u
b b b ρρρ=== (2.5)
其中 u b 表示用户时间偏差的距离, 与 but 的数量关系通过公式 u ut b cb =, 在方程(2.5)中,未知数 , , u u u x y z 和 u b 需要四个方程求出,因此,一 个 GPS 接收器要想确定用户的位置至少需要四颗卫星,对伪距的实际 测量将在第九章中讲述。 2.6 通过伪距确定用户位置的方案
在方程(2.5)中,求解四个未知数非常困难,因为它们是非线性方
程组,对于这类问题一种常见的解决方法是将它们线性化,上述的方 程可以简化为
i u b ρ=
(2.6)
其中 i=1,2,3,4,, , u u u x y z 和 u b
都是未知的,伪距 i ρ和卫星的位置 , , i i i x y z 都是已知的,区分这个方程, 其结果是
i u
b δρδ=
(2.7)
在此公式中, , , u u u x y z δδδ和 u b δ可被视为唯一的未知数, , , u u u x y z 和 u b 值可被视为已知的,因为在这些值中,其中一个可以视为初始值,从 这些初始值中 , , u u u x y z δδδ和 u b δ的设置可以计算出来,是这些值用来 修改原来的 xu, yu, zu, 和 bu 来找到一个新的解决方案,这组新的
, , , u u u u x y z b
可被看成已知量。这个过程持续进行,直到
, , , u u u u x y z b δδδδ
的绝对值很小或者在某一预定的限度内,
, , , u u u u x y z b
的最终值是所需的解决方案,这种方法被称为迭代法。 由于
, , , u u u u x y z b δδδδ
未知,上述方程组变成线性方程,此过程通常被称为线性化,上述方 程可写成矩阵形式
11121312122232313233341
42
43
41111u u u u x y z b αααδδραααδδραααδδραααδδρ??????????????????=??????????????????
(2.8)
1i u i i u x x b αρ-=
- 2i u i i u y y b αρ-=- 3i u i i u
z z
b αρ-=- (2.9)
1
11121312122232313233341
4243
41111u u u u x y z b δαααδρδαααδρδαααδρδαααδρ-??????????????????=??????????????
????
(2.10)
其中, [] -1代表了一个矩阵的逆,这个等式显然不能直接提供解决方 案,但是,从中我们可以得到理想的解决方案,为了位置确定理想的 解决方案,该方程必须以迭代的方式重复使用,往往是一个数量来确 定是否达到预期的效果,这个量表示成
v δ=
(2.11)
当该值小于某一值时,迭代会停止,有时,时钟偏差 u b 不包含在方程 (2.11)中。
详细的确定用户位置的方法将在下一章介绍,一般来讲,一个 GPS 接收器可以接受超过四个卫星的信号,该解决方案将包括信号来自超 过四颗卫星的情况。
2.7 超过四颗卫星确定用户位置的解决方法
当卫星的总数超过四颗, 一种比较常用的确定用户位置的方法是使用 所有的卫星,现在实际的方法与之相似,如果公式的总数大于四颗, 那么公式(2.6)可写成
i u b ρ=
(2.12)
其中 i=1, 2, 3… ..n, 和方程(2.6)不同的是 n>4。 将此方程线性化,结果是
11112
13221222333132334414243
1
23
11111u u u u n n n n x y z b δραααδραααδδραααδδραααδδδρααα??????????
???????????
?=??????
????????????????????????
(2.13)
其中 1i u i i u x x b αρ-=
- 2i u i i u y y b αρ-=- 3i u i i u
z z
b αρ-=- (2.9)
方程(2.13)可以简化为
x δραδ=
(2.14)
其中 , x δρδ是向量, α是矩阵,它们能写成如下形式
[]
12T
n T
u u u u x x y z b δρδρδρδρδδδδδ==????
11
12
1321222331
3233414243
1
23
11111n n n αααααααααααααααα????????=????????????
(2.15)
其中 T
????代表转置矩阵,由于 α不是一个方阵,因此不能直接转置, 方程(2.13)仍然是线性方程,如果线性方程比未知数多,可以用最 小二乘法解决,矩阵 α可用来获取解决方案
1
T T
x δαααδρ-??=??
(2.16)
从方程中, , , , u u u u x y z b δδδδ的值能找到,在一般情况下,最小二乘法是
一个比只用四颗卫星定位的更好的解决方法, 因为使用了更多的数据,
下面的步骤总结了上面的方法:
A . 选择一个名义位置和用户时钟偏差 0000, , , u u u u x y z b 代表初始条件,
例如,该位置在地球和时钟偏差为零点的中心,换句话说,所 有初始值设置为零。
B . 使用方程(2.5)和(2.6)来计算伪距值 i ρ,这些 i ρ值不同于测
量值,实测值与计算值之间的差是 i δρ。
C . 在方程(2.9)中使用计算出的值 i ρ来计算 123, , i i i ααα。 D . 用方程(2.16)来求出 , , , u u u u x y z b δδδδ。
E . 通过 , , , u u u u x y z b δδδδ的绝对值和方程(2.11)来求出 δν。 F . 任意选择一个临界值 δν,如果 δν是一个比较大的临界值,下面
的步骤将是必要的。
G . 将 , , , u u u u x y z b δδδδ的值添加到初始位置 000, , u u u x y z 和时钟偏差 0
u b 中,将得到一组新的位置和时钟偏差,它们表示成 1111, , , u u u u x y z b , 在以下的计算中这些值将被当做初始位置和时钟误差。 H . 重复 A 到 G 的步骤,直到 δν的值小于临界值,最终的解决方案
可被视为理想的用户位置和时钟偏差,能表示成 , , , u u u u x y z b 。 一般来说,用上面的迭代法 δν的值将持续迅速的减少,根据选择的 临界值,只要经过少于 10次的迭代过程就可以实现预期的目的,用计 算机程序(p21)计算用户的位置将在本章的末尾讲到。 2.8 用户在球面坐标系统里的位置
从上面的讨论中我们了解到用户位置的计算式在直角坐标系统中,
通常转变为球形系统和在经度,纬度以海拔高度为日常地图的记号的 标签制度, 地球的纬度是从 -90度到 90度, 赤道为零度, 经度是从 -180到 180度,零度在格林威治天文台,海拔高度为地表以上的高度,如 果地球是一个完美的球体,那么用户的位置用图 2.4很容易确定,从 这个图中,地球中心到用户的距离可表示成
r =(2.17)
纬度 c L 表示成
1tan c L -??= (2.18)
经度 l 表示成
1tan u u y l x -??= ???
(2.19)
高度 h 表示成
e h r r =-
(2.20)
其中 e r 是理想球形地球半径或理想半径,由于地球不是完美球体,这 些方程需要某些修改。
图 2.4 一个理想的球形地球
2.9 地球几何学
地球不是一个完美球形,是一个椭圆体,因此纬度海拔高度计算方 程(2.18) (2.20)必须进行修改,然而,经度计算方程(2.19)同样 适用于不是完美球形的地球,因此,这个量不需要修改,根据参考文 献 4-6,在下面讨论中将用近似值。对一个椭球,有两个纬度,一个 被称为地心纬度
c
L ,这个上一节计算过,另一种是大地纬度 L ,这在 日常的地图中大量使用, 因此, 地心纬度必须转化为大地纬度, 图 2.5显示的是地球的横截面,在此图中 X 轴沿着赤道, Y 轴指向文件的内
部, Z 轴沿着地球的北磁极,假设用户在 X-Z 平面上,这种假设不失 一般性,地心纬度
c
L 是 一条从用户到地球中心的线,这可用公式 (2.18)来计算。
大地纬度通过绘制一条垂直于地球表面但不通过地球中心的线得到 的,这条线与 X 轴的夹角是大地纬度 L ,用户的高度是地表以上的垂 直距离 h ,下列的讨论是通过两个已知量确定三个未知量,如图 2.5
所示,两个已知量是距离 r 和地心纬度
c
L ,它们从理想的球形地球中
测量出来,这三个未知量是大地纬度 L ,距离
r 和高度 h ,这三个量都 用逼近的方法算出,在计算未知数之前,让我们介绍一些基本的椭圆 形的关系。
图 2.5 地心坐标系和大地纬度 2.10 在椭圆形中的基本关系
为了获得上一节中提到的关系, 方便查看在椭圆形中的基本功能, 它可以用来表示一种通过地球极轴的地球断面。
让我们假设半长轴是 e a ,半短轴是 e b ,焦距相距用 2e c 表示,椭圆 的方程为
22
22222
1e e e e e x y a b a b c +=-= (2.21)
离心率 e e 表示成
e
e e e e
e
c e a b a ==
= (2.22)
椭圆率 p e 表示成 e e
p e
a b e a -=
(2.23)
其中
63781372, 6356752.3142, 0.0818191908426, 0.00335281066474e e e p a m b m e e ====, e b 的值是由 e a 的值算出的,因此结果应有更多的小数。
从用户位置 P 画一条垂直于椭圆的线,在它上面的 A 点和 X 轴上
的 C 点, 在图 2.6中为了帮助说明如下关系, 圆的半径等于半长轴 e a , 画一条从 A 点垂直于 X 轴,在 E 点截取,在 D 处循环,位置 A (x , y )能表示成
cos cos (sin ) sin e e e e e e e
x OE OD a b b
z AE DE
a b a a ββ
ββ======= (2.24)
第二个方程可从圆的方程 222e x y a +=和公式(2.21)轻松得到,椭圆在 A 点的切线是 dz ,线 CP 垂直于切线,
tan dx
L dz
=-
(2.25)
从这些关系中我们发现了角 β和 L 的关系,用由方程(2.24)的 X 和 Z 轴导出的关系,结果是 sin cos e e dx a d dz b d ββββ
=-= (2.26)
因此
tan tan e e a dx L dz b β=-
==
(2.27)
从这些关系中我们能求出这三个未知量。 2.11 海拔计算
在接下来的三节我们是根据文献 5进行讨论,从图 2.7中我们可以用 余弦定理进行求出高度 h ,如下
2220002cos() r r r h D h π=--+
(2.28)
其中 0r 是用户位置处地球中心到地表的距离, 振幅 r 可用 0r h +的完全平 方和平方根表示
2
0000002
02(1cos ) () 2(1cos ) () 1() hr D r r h r h D r h r h ??-??=+--=+-????
+??
(2.29) 由于角 0D 很小,上式能够近似为
2
001cos 2
D D -≈
(2.30)
其中 0D 用弧度制表示, r 可表示成
()2
2
000
002002() 12()
D
hr hr D r r h r h r h r h ????≈+-=+-
??++???
?
(2.31)
在 45度时,纬度 ()
0D ≈为最大,如果忽略 0D ,结果是
2
00
0002r hD r r h r h r h ≈+-≈++
(2.32)
使用这个结果,如果 h=100km, 06368e r r km ==(地球平均半径) ,计算 误差少于 0.6m ,因此,
0h r r =-
(2.33)
这是一个很好的近似值, 然而, 在这个方程中 0r 必须是估计值, 像 2.12
章节中讲的那样。
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