航空航天的成就范例6篇

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航空航天的成就

航空航天的成就范文1

这一成功令一直紧张注视“好奇”号的美国国家航空航天局火星项目团队异常兴奋。在得知“好奇”号成功登陆火星后,美国总统奥巴马表示,“好奇”号是迄今登陆其他星球最为复杂、精密的移动实验室,标志着科技空前进步,表明即便是最艰难的挑战也无法抵挡创新和决心的脚步。奥巴马的科学顾问霍德伦认为,这是人类在太空探索上迈出的巨大一步,是一项无与伦比的成就

这是美国国家航空航天局所发射的探测器第七次在火星着陆。“好奇”号着陆在火星盖尔陨坑内一块平坦地面,所载的一台照相机捕捉了着陆瞬间情景。对此连称“漂亮”的美国国家航空航天局局长博尔登说,“好奇”号的轮子已经开始为人类踏足火星开辟道路。

在“好奇”号登陆火星的过程中,最令人揪心的惊险过程当属进入火星大气层后的下降和着陆。在短短7分钟内,“好奇”号的时速由约2万公里下降至零,且无法人为控制,完全由一项最新着陆技术自行完成,其间充满不确定性,任何一个微小失误便将导致全盘皆输,因此美国国家航空航天局称之为“恐怖7分钟”。

此外,由于“好奇”号所发出的信号需要围绕火星运行的另外3颗探测器中转,“好奇”号着陆的信号最快也要在14分钟后才能传递到美国国家航空航天局地面控制中心。这一“度秒如年”的等待更使这一着陆的成功令人欣喜异常。

在火星表面着陆约两小时后,“好奇”号探测器发回了一张有关其“新家”盖尔陨坑的高分辨率黑白图片。“好奇”号还将发回更多图片,并将传回彩色图片。人类也因此能够更为真切地了解火星景象。

据了解,此次“好奇”号的任务目标是搜寻碳、氮、磷、硫和氧等基本生命元素,但没有计划搜寻生物或化石微生物。未来将岩石和土壤样本带回地球后,人们才能最终确认火星是否确有生命存在。

此次“好奇”号之所以选定在盖尔陨坑着陆,是因为有迹象表明,那里曾经有水存在,盖尔陨坑旁的高山富含矿物质。在经过几周“身体检查”后,“好奇”号将开始行走并登山,使用机械臂等钻探岩石、采集土壤,开展查看是否有微生物生长环境等科研工作。

火星一直被称为宇宙飞船的墓地。自上世纪60年代以来,美国、苏联及欧洲等一直进行火星探索活动,但多数失败。耗资25亿美元的“好奇”号是美国国家航空航天局一次代价最为高昂的“豪赌”,其成功与否事关美国国家航空航天局今后发展前景。由于经费紧张,美国国家航空航天局已经停止与欧洲航天局原定于2018年联合登陆火星计划。欧洲航天局因此决定与俄罗斯联手进行相关领域合作。

美国国家航空航天局希望“好奇”号此次登陆火星后能有重大发现,为今后宇航员登陆火星打好前站。

(综合8月7日《人民日报》和《北京日报》)

花 絮

美华裔少女为“好奇”命名

2009年5月27日,美国宇航局宣布,堪萨斯州小学6年级12岁的华裔学生马天琪在美国太空总署举办的为火星探测器命名的作文比赛中获得冠军,得以用“好奇”命名美国下一代火星探测器。

航空航天的成就范文2

关键词:社会主义核心价值观;大爱精神

谱写向善担当的时代赞歌,传承爱的接力

1.构建大爱精神坐标、筑牢理想信念基石

学校党委坚持育人为本,把德育放在学校教育的首位,以理想信念教育为核心,注重教育引导、舆论宣传、文化熏陶、实践养成、制度保障相结合,大力弘扬核心价值观,构建大爱精神坐标,铸牢师生的精神支柱。通过举办“两弹一星”功勋科学家事迹宣讲会、组织学生成才表率先进事迹报告会、连续10年评选“感动北航”人物,引导学生追求高尚的精神境界,把个人的人生价值融入到奉献他人、奉献社会之中;通过课内外相结合推进通识教育,构建了经典研读、人文素养、社会科学、科技文明四大版块通识课程体系,所占学分已达本科生人才培养方案总学分的30%;邀请了200余位知名专家学者来校做人文素质教育讲座,艺术馆、音乐厅高雅艺术展览和演出精彩不断,使学生们在浓厚的人文氛围中汲取文化的滋养和成长的力量;通过深入开展“知国情、察民生”社会实践和“助他人、作奉献”志愿服务,暑期社会实践达到了全覆盖,志愿服务实现了常态化,每年组织400余支社会实践队,先后组织14批支教团赴新疆、宁夏支教,《人民日报》在头版“行进中国・精彩故事”栏目中专门报道了学校学生在新疆支教的感人事迹,志愿服务正逐渐内化为北航人的人生态度和生活方式。

2.抒写大爱文化名片、传播校园正能量

长期以来,学校充分发挥大爱文化的育人功能,广泛凝聚校内外广大师生、校友力量,建立健全爱心捐赠的渠道和机制,通过捐资设立奖学金、助学金、创业基金等形式,帮助支持家庭经济困难学生、品学兼优学生或突发疾病需要救助的学生,形成了人人参与的校园大爱文化氛围。2015年3月,学校交通科学与工程学院周伟韬同学因急性肝衰竭并肝性脑病三期等病症入院治疗,短短两周,学校师生校友共捐款筹款100余万元,使他顺利完成了肝脏移植手术,脱离了生命危险。近几年,从新闻媒体报道《这个集体不能落下你》中患急性重度胰腺炎的刘婕同学,到《用爱汇聚延续梦想的力量》中患白血病的庞尚辉同学,再到已成功完成器官移植手术走上工作岗位的李金贵同学都得到学校师生校友的鼎力相助。学校还建立了家庭经济困难学生数据库,实现多渠道精准资助,使“济困、励志、强能”同步提升。例如:著名结构疲劳专家高镇同院士的个人捐款已逾110万元,老中青教师代表共同设立了“宏志清寒”奖学金,学校首届毕业生钱士湘夫妇捐资300万元……广大校友不忘初心,反馈母校不断改善办学条件:王祖同、杨文瑛夫妇先后捐资2,500万元支持晨兴音乐厅和大学生艺术团建设,以提升师生文化艺术修养。师生校友的关爱使家庭经济困难学生更加潜心学习、自立自强,从新生入学时的“绿色通道”走上一条人生发展的“绿色跑道”。

涵养肩负使命的空天情怀,强化爱的合作

1.唱响空天文化主旋律、培育拔尖创新人才

建校63年来,一代代北航人的理想与抱负,始终与国家利益和航空航天事业紧密相系,学校的大爱精神也正是在航空航天事业的发展壮大中得到传承和弘扬。例如:航空发动机领域的领军人物陈光教授、陈懋章院士、刘大响院士共同出资150万元,发起“航空强国中国心”基金,奖励全国高校发动机专业的优秀学生。张广军院士捐出“长江学者成就奖”奖金50万元用于奖励品学兼优的家庭经济困难学生。近年来,学校深入开展“爱祖国、爱航空、爱航天、爱北航”主题教育,定期举办空天文化节、航模大赛、航空航天企业进校园和高端访谈等主题活动,组织学生观看神舟、嫦娥等航天器发射实况转播,参观航空航天主机厂所,邀请航空航天领域著名专家以及航天员来校与学生们互动交流,大力培育学生的航空航天情怀。在两个校区新建了航空航天博物馆和主题文化长廊,建设了仰望星空、载人航天精神、钱学森像等20余座航空航天主题雕塑,使空天文化、北航精神艺术化、具象化。精心组织创作了以航空报国英模罗阳校友为原型的大型音乐剧《罗阳》,在校内外巡演20余场,社会反响强烈。“演罗阳、学罗阳、扬罗阳”已成为师生坚守空天梦想、弘扬大爱精神的文化品牌,也成为全校新生入学教育的必修课。

2.爱国荣校凝聚力量、自主创新追寻梦想

学校始终坚持服务国家战略需求,突出自主创新,强化协同创新,积极搭建国家级创新平台,组建大团队,承担重大科研项目,并将强化科技创新平台的建设,提升到建设国家创新体系一个重要措施的高度来认识;把“爱国荣校、无私奉献、创造卓越”的价值追求落实在学术前沿探索与团队集体攻关的有机统一中。近十年,学校先后获得9项国家级科技奖励一等奖、3项国家自然科学二等奖,创造了一所大学连续获国家最高等级科技奖励的“奇迹”,被社会誉为科技创新的“北航模式”。例如:王华明教授及其团队,在世界上率先突破钛合金大型主承力结构件激光快速成形技术,实现了“3D打印,让中国飞机中国造”;刘红教授及其团队,在生物再生生命保障技术取得重大突破,研制成功了世界上第三个生物再生生命保障地基系统,完成了我国首次长期多人密闭试验;房建成教授率领的“先进惯性仪表与导航技术”团队,先后获得“国家技术发明一等奖”1项、二等奖2项。在教育部学科评估中,该团队所在的仪器科学与光电技术一级学科排名全国第一。可以说,凝聚团队力量、强化爱的合作,已经成为北航以“大爱文化”组建科研大团队、催生自主创新重大成果不竭的源泉与动力。

塑造致真和谐的文化力量,提升爱的温度

1.加强师生沟通交流、打造真情互动平台

学校全面实施了本科生导师制,强化导师言传身教在学生人格养成中的关键作用,以导师的“导心、导学和导向”树立起学生的人生标杆。突出名师的榜样作用,组织学生与名师进行内容丰富、形式多样的交流。每月一次书记、校长与学生代表面对面沟通、每周一次陈懋章等院士领衔召开名师恳谈会、每时每刻李尚志等名师主持ihome网络互动工作坊,师生全时全方位思维碰撞、真情互动,构建了以情优教、以情优学的教学相长格局。积极探索书院制学生教育管理模式,成立了“知行”“汇融”“启明”“航天”四个书院,积极打造大爱传承、学学相长的文化育人社区,连续举办两岸四地现代高校书院制教育论坛,共同研究探讨书院育人规律,促进具有广博知识和优雅气质的“全人”培养,独具北航特色的书院制教育模式已成为传递大爱文化基因的新载体。全面实施朋辈辅导“梦拓”(Mentor)计划,1名高年级学生与5名~6名新生组成“梦拓”小组。目前,全校已成立了740余个“梦拓”小组,实现了新生全覆盖,开设了以欣赏高雅艺术、参观博物馆和专业特色展览、寻访名人故居等为主要内容的“梦拓”文化体验课,将“学梦拓、带梦拓、传梦拓”的新型学缘模式转化为传承北航大爱精神和培育人文情怀的互助平台。

2.厚实大爱文化底蕴、内化师生情感激励

航空航天的成就范文3

基于问题的学习是一种以学生为中心的主动型教学模式和课程体系设置方法,其最初是由加拿大的麦克马斯特大学(McMasterUniversity)医学院于20世纪60年代在医学课程教改中逐步形成并提炼出来的。在PBL中,教师根据课程要求和学生的知识基础预先定义一个不完整的或劣构的问题,然后让学生进行研究,理论联系实际,运用已掌握的知识和技能提出解决问题的可行方案,让学生亲身参与问题求解的每一个步骤和知识构建的过程,从而将其先前获得的知识和经验很好地整合起来,使已有知识结构得到完善的同时达到对新知识的理解与掌。

1.目标和基于问题的学习法的特点。

基于问题的学习方法的主要目标不仅仅是让学生获得知识,并且要运用知识。PBL重视模型和问题的解决。它试图模拟现实生活中的工程研究和开发过程。Barrows这样描述PBL的主要特点:(1)学习是以学生为中心的,即学生选择怎样去学习和他们想要学习的内容。(2)学习在小团体中展开并且提倡协作学习。(3)老师是促进者、引导者或教练。(4)问题形成组织重点并刺激学习。(5)问题是拓展真正的问题解决能力的工具。(6)新的信息是通过自学获得的。

2.PBL工程教育案例———麻省理工学院航空航天工程系。

几年前,在麻省理工学院的航空航天系成立了一个由教师和科研人员组成的新战略计划小组,专门负责课程改革。为了强调教育以学生为中心,讨论小组花费了一定的时间和精力通过对项目和学习成果进行验收,设计了新的教学方法,建造与之配套的实验室。尽管基于问题的学习是关键,但它不是课程组织的原则。新的航空航天工程课程以现实生活中产品完整的生命周期工程为背景,即构思、设计、实施和执行(CDIO),结合设计建造经验,贯穿于整个项目中。接下来就是从简单的项目到高度复杂的系统设计建立过程,以及从中取得的经验教训。第一年,在《航空航天设计导论》课上,学生们设计、构思并且试飞的由无线电控制浮空飞行器(LTA)。第二年,在《联立工程学》课上,学生们设计、搭建并且试飞了无线电控制的电推力飞行器。在一些比较深入的课程例如《空气动力学》课上,从工厂或者政府以往项目中提出航空工业中很常见一个实际的问题,像是以洛克希德•马丁战术飞机系统为模板提供项目设计方案。高级课程完全利用基于问题的学习方法,如:《实验项目实验室空间系统工程》、《CDIO高等课程》。在这些PBL体验中,学生发现自己感兴趣的问题,通过做实验找到解决方法,并用多学科方法设计出复杂系统。麻省理工学院航空航天系“复杂系统学习实验室”的主任提出了一个对于基于问题的学习方法的分类框架。它将问题分为四个等级,给出了解决基础科学及先进工程课题的系统方法。一级:问题集。问题集是指在大多数工程课程中发现的传统问题。它们往往具有一定的结构与较成熟的解决方案(至少问题的设计者知道)。所有学生解决同样的问题,有时独自解决,有时以小组形式解决。问题需要在相对较短的时间内解决。二级:小型实验。小型实验是指在结构化问题下的实验课。例如测量或观察某种工程现象或数据。这些问题在一或两个学期内解决,可以“重复地进行”,也就是说,每个学生团队解决与其他团队同样的问题。在麻省理工学院有许多例子,如《联立工程学》课上的桁架实验室,《空气动力学》课上对在风洞中的流速计的校准,《航空航天设计导论》课上对空气动力减速器的各种测试。三级:大型实验。比起前几个阶段,这个阶段的问题需要更长的时间去解决,可能会耗费几周或整个学期。到了这个阶段问题明显复杂了很多,需要更多的规划和教员支持。在麻省理工学院有许多如是例子:《实验项目实验室》课上的风洞试验、飞行器模型项目,《空气动力学》课上的机械项目,《航空航天教育导论》课上的轻于空气的飞艇,《联立工程学》课上的电动飞行器设计等。四级:顶级CDIO实验。这个阶段在系统中整合了核心工程的顶级实验。麻省理工学院的航空航天工程项目用构思-设计-实施-操作(CDIO)的方法来设法更接近于实际工程。在顶级实验中,工程的四个阶段都将涉及。顶级实验室的项目均为研究的重点,需要更多的资金,工程的复杂度和依赖经验的程度也很高。例如麻省理工学院的自主卫星光学阵列项目和磁控编队飞行器。四级的项目需要学生、老师和研究员花费三个学期去完成。可以看出三级和四级问题的解决过程是由学生主导的、不受约束的、复杂的、多方面的且具有很高的主动性过程,符合之前所说的PBL标准。然而一级和二级中的项目体验过程更结构化,在这个过程中学生体验到关于问题构想的有用指导,使用工具进行研究发现。基于问题的学习方法和设计-制造经验贯穿了整个麻省理工学院航空航天工程系的本科生阶段。使用四个等级的框架来层次化PBL体验过程确保了从高度结构化问题到无约束和复杂问题情况的合理推广。

3.基于问题的学习方法的评估。

基于问题的学习方法的评估是多模式和长期性的。这些方法包括实验室期刊、技术简报、设计审查、技术报告、团队协作评估、设计作品、互评和自评。教师的角色主要是顾问和指导员,以及在学习过程中为学生提供大量反馈信息。在《航空航天设计导论》课上,学生们设计、制造并试飞由无线电控制的浮空飞行器,设计审查作品和最后的评估工作都是由飞行器竞赛的方式进行。在《综合工程》课的飞行器设计项目中,二年级学生分析在问题集中与气动性能、稳定性和推进装置有关的问题,并动手组装和试飞无线电控制的电推力飞行器。与第一年的课程相似,评估手段包括问题集、设计审查以及最后的一场比赛。除了评估认知能力的培养效果,情感变化也要被评估。评估学生们在问题处理过程中的信心、参与到解决具有挑战性问题中的意愿和控制问题解决进展的感觉也很重要。这些情感变化可以通过观察、访谈、作品、期刊和其他形式的自评进行评估。

二、小卫星平台与基于PBL的航天工程教育创新结合途径

在全球化大背景下,除去意识形态的差别,世界人才的标准正趋于统一。根据著名的CDIO(Con-ceive-Design-Implement-Operate,即:构想-设计-实现-运作)工程教育模型,工程教育包括以下几大培养目标:掌握深厚的基础知识和应用技术;善于构思、设计、实现和运作新产品或系统的能力;承担和实施复杂系统工程的能力;适应现代团队协作开发模式及其开发环境。这些目标是直接参照工业界的需求而制定的,它实际上定义了现代工程技术人员的素质构成。

1.小卫星作为航天工程教育的意义。

小卫星为空间发展提供了的一条新途径,这是与以往基于传统空间开发模式的“政府导向的大型项目”完全不同的。此外,NASA已经开展了很多项目为大学提供发射机会,让他们逐渐学会如何开发、运营卫星。超小型卫星计划是其中一个著名的案例,选定十所大学并给予他们项目资金,最终的成品将搭载航天飞机发射上天。凭借多年的项目经验,一些大学已经能够制造卫星,甚至出售卫星给其他大学或国家。小卫星为大型卫星上已经实现的一些任务提供了一条新的实现途径。一定数目的小卫星协作是一个非常重要的概念,通常被称为“星座”或“编队飞行”。这种多卫星体系的优点是容错量大、重构能力强、系统的可扩展性好。

2.基于小卫星平台的航天工程教育项目。

小卫星的操作训练为大学生的太空教育提供了一个特别的机会,让他们能够体验从任务创建、卫星设计、制造、测试、发射、运行,直到结果的分析的整个太空项目周期。同时他们还能从这些项目中学到项目管理和团队协作等重要技能。小卫星项目不仅对教育有益,而且有望成为太空技术发展与商业运营中的一名新成员。

(1)日本卫星设计大赛。

上世纪90年代初期,日本的大学小卫星研究项目远远落后于美国和欧洲各国。然而,在意识到了小卫星在教育和技术发展上的重要性后,日本国内开始大力推动高校小卫星设计-制造计划。第一个里程碑是“卫星设计大赛”。1992年三个学术社团共同成立了大赛组委会,他们分别是JSME、JSASS与IEICE。经过一年时间的准备,于1993年举办了第一届比赛。这项比赛的目的是为更多的大学生提供参与太空项目的机会,同时鼓励一流大学开始进行实体卫星的制造项目。评审项目分成两大类,创意类评审该项目的创意与想法,设计类评审卫星设计的可实现性。提交的项目首先会进行初步的评审,合格的项目才能入围最终的决赛。届时,将进行卫星模型的展示和评审。优秀的作品将获得“设计奖”、“创意奖”以及三大学术社团颁发的奖项。大赛每年都会收到20到30个创意独特的项目。

(2)大学空间系统研讨会(USSS)以及CanSat项目。

USSS始于1998年,每年11月由JUSTSAP小卫星工作组在夏威夷举办。研讨会的形式十分独特,出席会议的日本和美国的大学首先提出自己卫星项目的构想,以及各大学自身的科研实力,然后将具有相同兴趣、能力或科研实力的大学进行组队。各组展开讨论,在一天半的研讨会后,各组需要向其他组展示他们的项目设计书。这些项目要在USSS结束后的一年内实施,他们的成果将在下一年的USSS上展示。其中最成功的项目就是CanSa(t罐装卫星)项目了。CanSat项目是1998年由特维格教授提出的。在最初的计划中,每所大学都要制造一个350mL饮料罐大小的微型卫星,卫星将被发射到轨道上,在下一年的USSS上进行控制操作。

(3)立方体卫星。

立方体卫星项目由特维格教授在1999年的USSS大会上提出。立方体卫星为重1kg,长宽高均为10cm的微型卫星。每所大学制作的立方体卫星都被放在一个名为“P-POD”的盒形载体内,它由俄罗斯的“第聂伯”火箭装载发射升空。为了减少立方体卫星和P-POD之间的机械和电气接口,P-POD释放机制设置得非常简单:当P-POD的门打开,里面的立方体卫星就被P-POD末端的弹簧弹出。东京大学和东京工业大学已经开始了立方体卫星项目,并大致完成了设计和EM级别的模型制造。这些大学的学生已经在立方体卫星项目中获得了微型卫星开发的基本专业知识。但他们现在需要面临新的挑战:如何使用现成的廉价的部件设计可靠的空间系统,如何进行空间环境试验(如真空热或辐射试验)并获得试验结果,以及如何处理更大的风险,更多的人力资源、时间和成本。目前计划于2002年底发射第一个立方体卫星。

(4)欧洲大学生月球轨道航天器。

欧洲大学生月球轨道航天器ESMO是欧空局教育卫星计划的第四项任务,它是基于“欧洲大学生太空探索与技术倡议”计划中的“SSETI-Express”卫星。ESMO项目是为了吸引和培养下一代的月球与其他行星的工程师和科学家。航天器有效载荷包括:船载液压双组元推进系统,用船从地球同步轨道通过“日地系统中的拉格朗日点L1”转移到绕月运行轨道的过程,历时3个月;表面光学成像的窄角相机和一个用于测绘全球引力场的子卫星,将在历时超过6个月的时间里执行测量任务;可供选择的载荷还包括一个生物实验和一个微波辐射计。ESMO项目是未来欧洲的科学和勘探计划的一个强大的动手教育和公共宣传工具。它是一个面向大学生的项目,训练和培养了下一代的月球任务的工程师和科学家。

三、建立基于PBL的航天工程教育实验平台和培养范式

我国在“十二五”规划中提出了“创新驱动,实施科教兴国战略和人才强国战略”,要“围绕提高科技创新能力、建设创新型国家,以高层次创新型科技人才为重点,造就一批世界水平的科学家、科技领军人才、工程师和高水平创新团队。实施PBL教学是一项系统工程,由于受国情、传统教育教学模式和人才培养机制的约束,在中国工科大学中实施PBL教学存在问题案例少、实施成本高、评价方式单一和师生角色僵化等问题,因此,需要根据我国工程教育的现状和国情对PBL教学进行本地化处理,不能生搬硬套,具体来讲有以下几个方面需要注意。

1.树立以学生为中心的教学理念。

树立以学生为中心的教学理念是实施PBL教学的前提条件,PBL强调以学生为中心,作为PBL教学的实施者,教师必须要深刻认识到这一点。

2.根据具体航天任务设计问题。

丰富的问题案例是PBL教学成功的关键。每门专业课的设置都是基于学生已具备一定的先修课程基础为前提,但个体的差异不容忽视,教师或教师团队在进行某课程PBL问题设计的时候要充分了解学生的知识基础,结合具体的实施条件进行问题案例的设计。为了保持热情,学生们可以一种竞赛的形式开始项目,学生们互相分享自己的认识,用自己的双手选择出最吸引人并且最有意义的项目。

3.提高卫星实验平台的开放性与多样性。

除了教育实践空间项目对航空航天教育带来的价值之外,学生建造空间项目长期承诺创新型大学的任务是可直接有利于空间行业本身。目前,各大学中设立的大学或研究生开放实验室及其配套的开放创新基金都是一些很好的尝试,取得了很好的效果,但其范围需要扩大,让大学生能够进入一些比较前沿的和良好国际合作背景的研究型实验室,使其很早就能受到良好的学术熏陶,以促进其产生向更高层次发展的内部动机和欲望。

4.加强学习能力的培养。

发展学生的学习能力,使其成为高效、独立的终生学习者是PBL的重要目标之一。通过参加PBL学习,让学生明白学习不完全是个人的事情,在PBL小组中每个学生都担当一定的角色,并承担相应的责任,在小组讨论中无私贡献自己的学习成果,并吸取其他成员的学习成果,达到共同进步。

5.建立合理多样化的评估体系。

在实施PBL的过程中,可以采用学生自我评价、同学互评及教师评价相结合的办法,注重学生的过程表现,而不是结果。创新人才的多样性和创新思维的多样性决定了我们不能用一刀切的方法来评价学生,而是要采取灵活多样的评估体系,建立激发创新的长效机制。除了评估认知能力的发展和成就,情感变化也要被评估。评估学生们在问题处理过程中的信心、参与到解决具有挑战性问题中的意愿和控制问题解决进展的感觉也很重要。

四、结论

航空航天的成就范文4

关键词:建构主义;基于问题的学习;航天工程教育;小卫星

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)42-0140-04

自改革开放到21世纪初期,中国的发展世界瞩目,我们不论在政治、经济、文化等方面都取得了长足的进步,中国已成为名副其实的世界大国,取得这样的成就,在很大程度上依赖于我国推行的科教兴国战略所造就的庞大的优秀人才队伍。然而,不容忽视的现实是,目前我国培养的工程师队伍虽然已经超出美国的10倍,但是工程师的整体知识水平、设计能力,尤其是优秀工程师的总体质量与美国、德国和日本等发达国家甚至一些发展中国家都有很大的差距[1],具体表现在工程教育方面就是教学内容与产业需求相脱节,工程实践经历缺乏,工程师培养体系不够健全等。导致这些问题的深层次原因主要在于我国的工程教育依然停留在科学范式而不是工程范式,工程教育过分强调了工程科学,而忽视了诸如设计等实践能力培养的环节[1-2]。工程教育不同于自然科学教育,它是一种以技术科学为主要学科基础,以培养工程技术人才为主要目标的专门教育[3]。即工程教育的目的就是培养工程师,这一理念在包括像MIT这样的世界一流大学早已达成共识,MIT的毕业生,无论学士、硕士或博士,到公司就职就是担任工程技术人员。通过工程教育提高工程师教育的水平,完成这一目标有两点很重要:教育的方式和教育的工具。PBL是一种应用广泛学科教学方法,它不仅仅使学生获取知识,并且要求他们学会运用知识。让学生能够将新的信息与学过的知识结合起来明白他们应该如何应用掌握知识。在建立学习的框架时,应当特别注意学生已有的知识基础并且激活这些知识。加快新信息的处理和帮助学生建立有意义的联系是教育和学习的基本要求。PBL促进学生主动参与和学习。学习变成一个发现的过程――讨论问题、研究背景、分析解决方法、设计方案、得出最终结果。这种主动学习方法不仅对于学生来说更加有趣,也使学生们对资料有了更深的了解。近年来,我国教育界的学者和奋战在一线的教育工作者们以这种理论为基础,针对我国教育教学的实际情况,进行了一系列基于PBL理论的教育教学改革理论研究和实践,取得了一定的效果。近年来,“小卫星”已经成为航天发展的热点话题,而将小卫星作为航天工程教育的平台,也越来越成为一种趋势。以小卫星作为载体开展航天工程教育的优势在于:(1)成本低,多数大学里的实验室都可以开展这类项目;(2)开发周期短(一年到两年),学生可以在毕业前看到项目成果;(3)体积小,重量轻,使制造和测试可以在比较狭小的大学实验室内进行;(4)复杂度适中的卫星系统,使学生在参与整个卫星系统工程实施的过程中,能够获得一些具体的系统或子系统经验。作为教育工具,小卫星的重要意义在于:可由学生自主设计、制造甚至发射升空,即使不能发射,也应在与实际发射相似的环境中进行测试。这一点非常重要,因为这样学生可以得到真实情况的反馈,虽然有时实验会失败,但失败也都是下一次实验成功的基石。“设计-制造-测试-总结-再设计”这样的系统循环设计模式,可以很容易地在机器人或计算机这类领域实施,但空间系统发展所需的巨大成本和少有的发射机会让我们不得不停止发展空间教育中的这类循环模式。而小卫星计划可以提供一个工具以实现该模式。

一、基于问题的学习

基于问题的学习是一种以学生为中心的主动型教学模式和课程体系设置方法,其最初是由加拿大的麦克马斯特大学(McMaster University)医学院于20世纪60年代在医学课程教改中逐步形成并提炼出来的。在PBL中,教师根据课程要求和学生的知识基础预先定义一个不完整的或劣构的问题,然后让学生进行研究,理论联系实际,运用已掌握的知识和技能提出解决问题的可行方案,让学生亲身参与问题求解的每一个步骤和知识构建的过程,从而将其先前获得的知识和经验很好地整合起来,使已有知识结构得到完善的同时达到对新知识的理解与掌。

1.目标和基于问题的学习法的特点。基于问题的学习方法的主要目标不仅仅是让学生获得知识,并且要运用知识。PBL重视模型和问题的解决。它试图模拟现实生活中的工程研究和开发过程。Barrows这样描述PBL的主要特点:(1)学习是以学生为中心的,即学生选择怎样去学习和他们想要学习的内容。(2)学习在小团体中展开并且提倡协作学习。(3)老师是促进者、引导者或教练。(4)问题形成组织重点并刺激学习。(5)问题是拓展真正的问题解决能力的工具。(6)新的信息是通过自学获得的。

2.PBL工程教育案例――麻省理工学院航空航天工程系。几年前,在麻省理工学院的航空航天系成立了一个由教师和科研人员组成的新战略计划小组,专门负责课程改革。为了强调教育以学生为中心,讨论小组花费了一定的时间和精力通过对项目和学习成果进行验收,设计了新的教学方法,建造与之配套的实验室。尽管基于问题的学习是关键,但它不是课程组织的原则。新的航空航天工程课程以现实生活中产品完整的生命周期工程为背景,即构思、设计、实施和执行(CDIO),结合设计建造经验,贯穿于整个项目中。接下来就是从简单的项目到高度复杂的系统设计建立过程,以及从中取得的经验教训。第一年,在《航空航天设计导论》课上,学生们设计、构思并且试飞的由无线电控制浮空飞行器(LTA)。第二年,在《联立工程学》课上,学生们设计、搭建并且试飞了无线电控制的电推力飞行器。在一些比较深入的课程例如《空气动力学》课上,从工厂或者政府以往项目中提出航空工业中很常见一个实际的问题,像是以洛克希德・马丁战术飞机系统为模板提供项目设计方案。高级课程完全利用基于问题的学习方法,如:《实验项目实验室空间系统工程》、《CDIO高等课程》。在这些PBL体验中,学生发现自己感兴趣的问题,通过做实验找到解决方法,并用多学科方法设计出复杂系统。麻省理工学院航空航天系“复杂系统学习实验室”的主任提出了一个对于基于问题的学习方法的分类框架(见表1)。它将问题分为四个等级,给出了解决基础科学及先进工程课题的系统方法。

一级:问题集。问题集是指在大多数工程课程中发现的传统问题。它们往往具有一定的结构与较成熟的解决方案(至少问题的设计者知道)。所有学生解决同样的问题,有时独自解决,有时以小组形式解决。问题需要在相对较短的时间内解决。二级:小型实验。小型实验是指在结构化问题下的实验课。例如测量或观察某种工程现象或数据。这些问题在一或两个学期内解决,可以“重复地进行”,也就是说,每个学生团队解决与其他团队同样的问题。在麻省理工学院有许多例子,如《联立工程学》课上的桁架实验室,《空气动力学》课上对在风洞中的流速计的校准,《航空航天设计导论》课上对空气动力减速器的各种测试。三级:大型实验。比起前几个阶段,这个阶段的问题需要更长的时间去解决,可能会耗费几周或整个学期。到了这个阶段问题明显复杂了很多,需要更多的规划和教员支持。在麻省理工学院有许多如是例子:《实验项目实验室》课上的风洞试验、飞行器模型项目,《空气动力学》课上的机械项目,《航空航天教育导论》课上的轻于空气的飞艇,《联立工程学》课上的电动飞行器设计等。四级:顶级CDIO实验。这个阶段在系统中整合了核心工程的顶级实验。麻省理工学院的航空航天工程项目用构思-设计-实施-操作(CDIO)的方法来设法更接近于实际工程。在顶级实验中,工程的四个阶段都将涉及。顶级实验室的项目均为研究的重点,需要更多的资金,工程的复杂度和依赖经验的程度也很高。例如麻省理工学院的自主卫星光学阵列项目和磁控编队飞行器。四级的项目需要学生、老师和研究员花费三个学期去完成。可以看出三级和四级问题的解决过程是由学生主导的、不受约束的、复杂的、多方面的且具有很高的主动性过程,符合之前所说的PBL标准。然而一级和二级中的项目体验过程更结构化,在这个过程中学生体验到关于问题构想的有用指导,使用工具进行研究发现。基于问题的学习方法和设计-制造经验贯穿了整个麻省理工学院航空航天工程系的本科生阶段。使用四个等级的框架来层次化PBL体验过程确保了从高度结构化问题到无约束和复杂问题情况的合理推广。

3.基于问题的学习方法的评估。基于问题的学习方法的评估是多模式和长期性的。这些方法包括实验室期刊、技术简报、设计审查、技术报告、团队协作评估、设计作品、互评和自评。教师的角色主要是顾问和指导员,以及在学习过程中为学生提供大量反馈信息。在《航空航天设计导论》课上,学生们设计、制造并试飞由无线电控制的浮空飞行器,设计审查作品和最后的评估工作都是由飞行器竞赛的方式进行。在《综合工程》课的飞行器设计项目中,二年级学生分析在问题集中与气动性能、稳定性和推进装置有关的问题,并动手组装和试飞无线电控制的电推力飞行器。与第一年的课程相似,评估手段包括问题集、设计审查以及最后的一场比赛。

除了评估认知能力的培养效果,情感变化也要被评估。评估学生们在问题处理过程中的信心、参与到解决具有挑战性问题中的意愿和控制问题解决进展的感觉也很重要。这些情感变化可以通过观察、访谈、作品、期刊和其他形式的自评进行评估。

二、小卫星平台与基于PBL的航天工程教育创新结合途径

在全球化大背景下,除去意识形态的差别,世界人才的标准正趋于统一。根据著名的CDIO(Conceive-Design-Implement-Operate,即:构想-设计-实现-运作)工程教育模型,工程教育包括以下几大培养目标:掌握深厚的基础知识和应用技术;善于构思、设计、实现和运作新产品或系统的能力;承担和实施复杂系统工程的能力;适应现代团队协作开发模式及其开发环境。这些目标是直接参照工业界的需求而制定的,它实际上定义了现代工程技术人员的素质构成。

1.小卫星作为航天工程教育的意义。小卫星为空间发展提供了的一条新途径,这是与以往基于传统空间开发模式的“政府导向的大型项目”完全不同的。此外,NASA已经开展了很多项目为大学提供发射机会,让他们逐渐学会如何开发、运营卫星。超小型卫星计划是其中一个著名的案例,选定十所大学并给予他们项目资金,最终的成品将搭载航天飞机发射上天。凭借多年的项目经验,一些大学已经能够制造卫星,甚至出售卫星给其他大学或国家。小卫星为大型卫星上已经实现的一些任务提供了一条新的实现途径。一定数目的小卫星协作是一个非常重要的概念,通常被称为“星座”或“编队飞行”。这种多卫星体系的优点是容错量大、重构能力强、系统的可扩展性好。

2.基于小卫星平台的航天工程教育项目。小卫星的操作训练为大学生的太空教育提供了一个特别的机会,让他们能够体验从任务创建、卫星设计、制造、测试、发射、运行,直到结果的分析的整个太空项目周期。同时他们还能从这些项目中学到项目管理和团队协作等重要技能。小卫星项目不仅对教育有益,而且有望成为太空技术发展与商业运营中的一名新成员。(1)日本卫星设计大赛。上世纪90年代初期,日本的大学小卫星研究项目远远落后于美国和欧洲各国。然而,在意识到了小卫星在教育和技术发展上的重要性后,日本国内开始大力推动高校小卫星设计-制造计划。第一个里程碑是“卫星设计大赛”。1992年三个学术社团共同成立了大赛组委会,他们分别是JSME、JSASS与IEICE。经过一年时间的准备,于1993年举办了第一届比赛。这项比赛的目的是为更多的大学生提供参与太空项目的机会,同时鼓励一流大学开始进行实体卫星的制造项目。评审项目分成两大类,创意类评审该项目的创意与想法,设计类评审卫星设计的可实现性。提交的项目首先会进行初步的评审,合格的项目才能入围最终的决赛。届时,将进行卫星模型的展示和评审。优秀的作品将获得“设计奖”、“创意奖”以及三大学术社团颁发的奖项。大赛每年都会收到20到30个创意独特的项目。(2)大学空间系统研讨会(USSS)以及CanSat项目。USSS始于1998年,每年11月由JUSTSAP小卫星工作组在夏威夷举办。研讨会的形式十分独特,出席会议的日本和美国的大学首先提出自己卫星项目的构想,以及各大学自身的科研实力,然后将具有相同兴趣、能力或科研实力的大学进行组队。各组展开讨论,在一天半的研讨会后,各组需要向其他组展示他们的项目设计书。这些项目要在USSS结束后的一年内实施,他们的成果将在下一年的USSS上展示。其中最成功的项目就是CanSat(罐装卫星)项目了。CanSat项目是1998年由特维格教授提出的。在最初的计划中,每所大学都要制造一个350mL饮料罐大小的微型卫星,卫星将被发射到轨道上,在下一年的USSS上进行控制操作。(3)立方体卫星。立方体卫星项目由特维格教授在1999年的USSS大会上提出。立方体卫星为重1kg,长宽高均为10cm的微型卫星。每所大学制作的立方体卫星都被放在一个名为“P-POD”的盒形载体内,它由俄罗斯的“第聂伯”火箭装载发射升空。为了减少立方体卫星和P-POD之间的机械和电气接口,P-POD释放机制设置得非常简单:当P-POD的门打开,里面的立方体卫星就被P-POD末端的弹簧弹出。东京大学和东京工业大学已经开始了立方体卫星项目,并大致完成了设计和EM级别的模型制造。这些大学的学生已经在立方体卫星项目中获得了微型卫星开发的基本专业知识。但他们现在需要面临新的挑战:如何使用现成的廉价的部件设计可靠的空间系统,如何进行空间环境试验(如真空热或辐射试验)并获得试验结果,以及如何处理更大的风险,更多的人力资源、时间和成本。目前计划于2002年底发射第一个立方体卫星。(4)欧洲大学生月球轨道航天器。欧洲大学生月球轨道航天器ESMO是欧空局教育卫星计划的第四项任务,它是基于“欧洲大学生太空探索与技术倡议”计划中的“SSETI-Express”卫星。ESMO项目是为了吸引和培养下一代的月球与其他行星的工程师和科学家。航天器有效载荷包括:船载液压双组元推进系统,用船从地球同步轨道通过“日地系统中的拉格朗日点L1”转移到绕月运行轨道的过程,历时3个月;表面光学成像的窄角相机和一个用于测绘全球引力场的子卫星,将在历时超过6个月的时间里执行测量任务;可供选择的载荷还包括一个生物实验和一个微波辐射计。ESMO项目是未来欧洲的科学和勘探计划的一个强大的动手教育和公共宣传工具。它是一个面向大学生的项目,训练和培养了下一代的月球任务的工程师和科学家。

三、建立基于PBL的航天工程教育实验平台和培养范式

我国在“十二五”规划中提出了“创新驱动,实施科教兴国战略和人才强国战略”,要“围绕提高科技创新能力、建设创新型国家,以高层次创新型科技人才为重点,造就一批世界水平的科学家、科技领军人才、工程师和高水平创新团队。实施PBL教学是一项系统工程,由于受国情、传统教育教学模式和人才培养机制的约束,在中国工科大学中实施PBL教学存在问题案例少、实施成本高、评价方式单一和师生角色僵化等问题,因此,需要根据我国工程教育的现状和国情对PBL教学进行本地化处理,不能生搬硬套,具体来讲有以下几个方面需要注意。

1.树立以学生为中心的教学理念。树立以学生为中心的教学理念是实施PBL教学的前提条件,PBL强调以学生为中心,作为PBL教学的实施者,教师必须要深刻认识到这一点。

2.根据具体航天任务设计问题。丰富的问题案例是PBL教学成功的关键。每门专业课的设置都是基于学生已具备一定的先修课程基础为前提,但个体的差异不容忽视,教师或教师团队在进行某课程PBL问题设计的时候要充分了解学生的知识基础,结合具体的实施条件进行问题案例的设计。为了保持热情,学生们可以一种竞赛的形式开始项目,学生们互相分享自己的认识,用自己的双手选择出最吸引人并且最有意义的项目。

3.提高卫星实验平台的开放性与多样性。除了教育实践空间项目对航空航天教育带来的价值之外,学生建造空间项目长期承诺创新型大学的任务是可直接有利于空间行业本身。目前,各大学中设立的大学或研究生开放实验室及其配套的开放创新基金都是一些很好的尝试,取得了很好的效果,但其范围需要扩大,让大学生能够进入一些比较前沿的和良好国际合作背景的研究型实验室,使其很早就能受到良好的学术熏陶,以促进其产生向更高层次发展的内部动机和欲望。

4.加强学习能力的培养。发展学生的学习能力,使其成为高效、独立的终生学习者是PBL的重要目标之一。通过参加PBL学习,让学生明白学习不完全是个人的事情,在PBL小组中每个学生都担当一定的角色,并承担相应的责任,在小组讨论中无私贡献自己的学习成果,并吸取其他成员的学习成果,达到共同进步。

5.建立合理多样化的评估体系。在实施PBL的过程中,可以采用学生自我评价、同学互评及教师评价相结合的办法,注重学生的过程表现,而不是结果。创新人才的多样性和创新思维的多样性决定了我们不能用一刀切的方法来评价学生,而是要采取灵活多样的评估体系,建立激发创新的长效机制。除了评估认知能力的发展和成就,情感变化也要被评估。评估学生们在问题处理过程中的信心、参与到解决具有挑战性问题中的意愿和控制问题解决进展的感觉也很重要。

四、结论

PBL植根于建构主义理论之上,强调发现和知识意义的构建,是一种先进的培育创新精神和激发创新思维活动的教学/学习方式。PBL强调以学生为中心,问题、教师和团队学习是PBL教学法实施的三大关键要素。本文在总结PBL理论的基础上,在此基础上根据我国航天工程教育的现状,从国外几个航空航天教育典型案例吸取经验,讨论了以小卫星作为航天工程教育工具的重要性;其次,叙述了它作为太空技术发展新成员的重要性。探讨了基于PBL理论的航天工程教育在学生群体中推行的途径,期望能促进教育工作者对有关问题的思考。

由学生运作卫星项目极具挑战性,但这会给参与项目的学生和院校带来巨大回报。这些项目提供大学生关于设计、分析、测试、制造和操作空间系统方面的实践经历。有证据表明,参与空间飞行器设计项目的学生,能力得到显著提高。统计证据也显示如果相当数量的大学参与空间飞行器设计活动,进入空间领域工作的学生数量会显著增长。

参考文献:

[1]余晓,孔寒冰.能力导向的工程实践模式比较与评价[J].高等工程教育研究,2011,(3):28-34.

航空航天的成就范文5

临下班时,老板让你做些额外的工作,你有没有抱怨?

这个工作日,你还写了篇不错的文章,谈妥了一桩生意,或是平衡了预算,你有没有自我感觉良好?或许,你今天的会议开得很成功?你沾沾自喜了么?

这些都无关紧要,因为艾伦·马斯克(Elon Musk)的光辉成就很容易让你感觉到自己是个失败者。

艾伦·马斯克是加利福尼亚的一位企业家,他致力于改革太空计划,颠覆交通行业,解决能源危机。他曾被《时代周刊》评为世界上100位最有影响力的人物之一,电影《钢铁侠》中的男主角托尼·斯塔克就是以他为原型。他似乎无所不能。

最近,我在某场会议上见到马斯克,他在台上的表现让我感到意外,他看起来不太严肃,有点紧张,懂得自嘲,谈论火箭推进技术的时候滔滔不绝。

我最喜欢听到别人不经意地提到某个大人物的名字,马斯克在故事开头这么说, “我有个朋友叫理查德·布兰森(英国传奇亿万富翁,维珍品牌的创始人)……”

作为贝宝公司(Paypal)的创始人之一,马斯克为移动支付的发展做出了巨大的贡献。后来,eBay以15亿美元收购贝宝公司,他则用自己的收益发展其他事业。

关于SpaceX(美国太空运输公司,第一个能够发射及回收宇宙飞船的私人公司)的创建,马斯克提到他非常关注火星计划的进展情况,时常浏览美国国家航空航天局的网站,但是始终等不到他想要的结果。

所以,马斯克决定自己干,从自己腰包拿出1亿美元创建SpaceX公司,现在这家公司已经与美国国家航空航天局(NASA)达成了直接合作。

在过去20年,许多行业都发生了翻天覆地的变化,汽车行业也不例外。当底特律的汽车生产停滞不前时,马斯克把汽车公司当作新的创业公司来经营。

实际上,他的成功正是由于他能从创业者的角度看待问题,而不受传统底特律汽车行业的影响。他集结各方力量,专注设计和提高性能,开发高效的锂离子电池,将最初开发的车型推广给早期的用户。

一切按马斯克的计划进行, Tesla Roadster电动跑车的成功推动了家用轿车的开发,家用车型Model S被《汽车趋势》和《汽车杂志》评为“2013年度风云车”。

对于马斯克在汽车领域的成功,通用公司的副主席罗伯特·鲁茨曾经说过,“为什么一个完全不懂汽车行业的新公司能成功而我们却做不到呢?”

还没完,马斯克正在关注全球变暖问题,与太阳城公司(一家太阳能公司)合作开发太阳能资源。

马斯克并不是要解决宇宙中的每个问题(尽管看起来像是有这种打算),他只是希望加速事情的发展。他同样经历了创业的艰辛,坦言道,“有些时候,情况确实是糟透了。”

一路走来,物理学习训练了他的能力(马斯克曾在斯坦福大学学习材料科学和应用物理),使他得以理解那些不是显而易见的事物。

他提醒我们不要轻易评价他人,不要太注重才能而忽略人品。他叮嘱观众,才智不是最重要的,真正重要的是你要有颗善良的心。

会议结束的时候,我除了惊叹马斯克的非凡成就,我感觉到自己不那么像一个失败者了。

航空航天的成就范文6

关键词:航空遥感技术、现状、应用、趋势、成就

中图分类号:TP7文献标识码: A 文章编号:

一、航空遥感的发展现状

一九六零年美国的学者就提出了遥感这一概念,这是一项FQ综合技术,将其定义为以摄影方式或以非摄影方式获得被探测目标的图像或数据的技术,是为了更加全面的描述这种技术和方法,从现实的意义来分析,通常我们把它称为一种远离的目标,通过非直接接触而判定、测量并分析目标性质的技术。一九七二年第一颗地球资源卫生发射升空,一直以来,法国、美国、俄罗斯、日本、印度以及中国等国家陆续发射了对地观测的卫星,并且越来越多。如今,大气窗口的全部都已被卫星遥感的多传感器技术所覆盖,光学遥感包含以下几种:近红外、见光及短波红外区,以探测目标物的反射和散射热红外遥感的波长可从8/an到14Inn,以射率和温度等辐射特征,微波遥感的波长是从1mm到100cm的范围,其中被动微波遥感主要是以目标的散发射率与温度的探测为主,主动微波遥感通过合成孔径雷达探测目标的反向散射特征。微波遥感能够全天时、全天候的对地进行观测,雷达干涉的测量多数采用两付天线同步成像,或者是一付天线需要隔一段时间之后重复成像,利用同名像点的相位差对地面目标的三维坐标进行测定,精度可以达到5In~10In,差分干涉测量定相对位移量的精度更高,在自动获取数字高程模型的精度上得到很大的提高。航空航天遥感对地定位不依赖地面的控制,也就是对影像目标的实地位置能够确定,过去的一个世纪中取得的重大成果中就包括从空中和太空观测地球获取影像,体出了多平台多传感器航空航天遥感数据获取技术趋向于三高。多平台多传感器航空航天遥感数据获取技术有着非常快速的发展,并趋向于高空间分辨率、高光谱分辨率及高时向分辨率。在二零零一年卫星遥感的空间分辨率有了快速的提高,而时间分辨率的提高则是由于小卫星技术的快速发展,传感器与小卫星星座的大角度倾斜可以以1d~3d的周期获得感兴趣地区的遥感影像。

因为具有全天候全天时的特征,以及应用INSAR和东一INSAR进行高精度三维地形及其变化测定的可能性,因此,全世界各国家都在普遍关心的就是SAR雷达卫星。在机载和星载SAR传感器以及应用研究方面我们国家还处于形成体系的阶段,如今,我们国家将把遥感数据获取的方法全面推进,从而形成自主的高分辨率资源卫星、雷达卫星、测图卫星和对环境与灾害进行实时监测的小卫星群。

二、航空遥感技术的应用

从遥感科学的本质来分析,就是通过对地球表层的遥感,如岩石圈、大气圈、水圈以及生物圈都属于地球表层。根据遥感仪器所选用的波谱性质遥感技术可以分为以下几种,声纳遥感技术、电磁波遥感技术、物理场遥感技术等。电磁波遥感技术是利用各种物体或物质反射出不同的特性的电磁波而进行遥感。包括见光、微波及红外等遥感技术。按照感测目标的能源作用可以分为以下两种技术,包括:被动式遥感技术、主动式遥感技术。如果按照记录信息的表现形式来分的话,可以分为图像方式以及非图像方式,若按遥感器使用的平台来分,可以分为航空遥感技术、航天遥感技术、地面遥感技术等三种技术。从遥感的应用领域来分的话,可以分为环境遥感技术、地球资源遥感技术、海洋遥感技术以及气象遥感技术等。遥感应用具体包括:土地资源调查、陆地水资源调查、植被资源调查、城市遥感调查、地质调查、海洋资源调查、环境资源调查以及考古调查与规划管理等。

三、我国航空遥感技术的发展趋势

科学技术在不断的进步,光谱信息逐渐趋向成像化,雷达成像向多极化发展,光学探测多向化,地学分析也越来越智能化,环境研究也向动态化发展,资源研究方面也趋于定量化,这对遥感技术的实时性有很大的提高,并且对遥感技术的运行性也起到很大的提高作用,使它向多频率、多尺度、全天候的方向发展,与此同时,还要向高效快速以及高精度的目标发展下去。其一、随着高性能新型传感器研制开发水平的不断提高,以及环境资源遥感对高精度遥感数据的要求越来越高,高光谱分辨率以及高空间已经成为卫星遥感影像获取技术的未来发展方向。遥感传感器的改进与突破重点体现在像光谱仪和雷达上,高分辨率的遥感资料对地质勘测以及海洋陆地的生物资源调查都有非常显著的效果。其二、全天候全天时获取影像并穿透地物是雷达遥感具有的能力,并且在对地观测领域有很大的优势。无论是干涉雷达技术,还是被动微波合成孔径成像技术,还是三维成维技术及植物穿透性宽波段雷达技术都在发挥着越来越重要的作用,并且也是实现全天候对地观测的非常主要的技术,使环境资源的动态监测能力得到很大的提高。其三、不断开发陆地表面温度及发射率的分离技术,并使其得以完善,对陆地表面的能量交换进行定量估算并进行监测,除此之外,还要对平衡过程进行监测,这会在全球气候变化的研究中起到更大的作用。其四、由航空、航天与地面观测台站网络等组成的并且以地球作为研究对象的综合对地观测数据获取系统,不但具有提供定性、定位、定量的能力,而且还具有提供全天候、全空间及全时域的数据能力,为资源开发、地学研究、环境保护及区域经济的持续发展提供科学数据,同时提供信息服务。

四、我国在航天遥感技术方面已取得的巨大成就

在对地观测系统中一项重要的组成部分就是航空遥感,无论是在灾害应急响应监测方面,还是在高精度地表测量中以及矿产资源探测等领域都发挥着非常重要的作用。有了863计划等国家科技计划的支持,我们国家一直坚持自主创造并不断创新,在无人机遥感、高精度轻小型航空遥感、高效能航空SAR遥感等领域都自主研发了红外、可见光、激光、合成孔径雷达等航空遥感传感器,技术非常先进并且实用性很强,把国外的技术垄断与技术壁垒彻底打破了,研发出一系列的软件及硬件产品,并且是适合我们国家国情的产品,形成独具特色的全国航空遥感网,应用领域包括地矿、测绘、环保、农业、水利、减灾、交通、军事以及一些重大的工程建设,并且发挥出了非常重要的作用。如今,我们国家的遥感技术在国际中处于领导者的地位。

由高精度小型化POS、高精度轻型组合宽角数字相机、稳定平台、轻小型机载LIDAR、超轻型飞机(或无人机)和相应软件组成了高精度轻小型航空遥感系统。此系统与国外一些同类的产品相比,具有以下优点:重量轻、体积水、成本低、功能全并且操作起来非常方便,更重要的是拥有自主知识产权,主要应用于大比例尺测绘、高分辨率对地观测、数字城市建设以及重大自然灾害应急响应等方面,不但可以节省大量的人力、物力以及财力,而且对于遥感工作效率及效益有很大的提高。

高效能航空SAR遥感应用系统不但突破了系统总体与系统集成、X波段干涉SAR、P波段极化SAR技术,而且还突破了地形测图处理技术,技术指标要满足测图精度的要求,这样才能有利于技术流程及标准的形成,把国外技术的封锁彻底打破了,使国内的空白得到了填补,使我国成为世界上第三个拥有先进航空SAR遥感系统的国家。

参考文献:

[1]马蔼乃.遥感概论.北京:科学出版社,1984

[2]浦瑞良,宫鹏.高光谱遥感及其应用.北京:高等教育出版社,2OO0