实验面向自动化专业本科生，导航专业研究生。

研制中国的大型飞机是国家的意志。2008年我国组建中国商用飞机有限责任公司，开始“举全国之力，聚全国之智”，开展飞机设计、制造、实验、总装、试飞等各个方面的工作。本团队主要成员自2008年起一直参与大型客机的导航系统方面的论证、实验等工作，深切体会到企业、社会、国家对航空导航定位方面人才的迫切需求。

高性能的导航信息综合管理能力是民用飞机安全飞行的首要前提。新一代航空系统架构的变化具有“丰富化、灵活化”的特点和发展趋势，其“大数据信息”更加丰富，并体现出多源、异构、异类、异质的特点。民用飞机不再依赖单一导航设备，广泛使用数据链通信、卫星导航和各种机载导航设备，以提高飞行态势感知能力。现有的民用飞机主要以多套冗余配置的机载卫星导航接收机、惯性基准系统、大气数据系统、多模无线电接收机作为主要导航信息源，导航过程中需要对多套冗余异构导航信息源进行综合管理，以满足不同飞行空域运行要求。

可见综合导航系统设计是大型飞机设计的重要环节，也是“欧洲一体化空中交通管理计划”架构下新一代大型飞机的核心技术之一。大型客机综合导航系统设计教学实验是培养航空、民航特色高校自动化专业从事飞机导航系统设计人才的重要环节，是帮助学生理解和掌握飞机导航系统设计、分析和管理的核心实践性教学环节。

本实验教学系统依托南京航空航天大学“控制科学与工程”国家双一流学科、“导航、制导与控制”国家重点（培育）学科、“先进飞行器导航、控制与健康管理”工信部重点实验室将“虚拟现实+互联网”技术融入大型飞机导航系统实验教学，以“系统培养航空导航特色专业学生创新实践能力”为目标，突出航空大飞机工程特色，面向行业和社会资源共享， 自主开发大型客机综合导航系统设计虚拟仿真实验软件， 具有自主知识产权， 具有示范性和推广应用性。

本实验结合航空特色高校自动化专业培养方案的要求，根据本专业特色专业主干课程《定位与导航系统》的关键知识点，梳理出从“典型认知”—“综合训练”—“系统探索”三个层次的实验。

本教学虚拟仿真实验的实验目的如下：

（1） 通过飞机导航系统的认知学习模块，帮助学生了解和掌握大型客机导航系统的基本组成和原理。帮助学生掌握系统的组成及系统中重要组成部件的结构、工作原理和运行特性，采用虚拟现实的学习方式，帮助学生深入了解各个核心部件如惯性导航系统、卫星导航系统、无线电导航系统、大气导航系统部件细节组成、结构形式和工作原理，为系统综合实验奠定基础；

（2） 通过飞机导航系统的综合训练， 显著提高学生对飞机导航系统系统优化设计能力。学生根据自己的理解设计飞机导航系结构和参数，根据联邦滤波、集中滤波器结构，设计各类导航传感器的融合架构与参数，并在大型飞机不同飞行阶段下对导航性能进行评估，学生根据评估结果开展系统性能参数优化设计。

（3） 通过飞机导航系统的探索实验，培养学生自主创新设计的能力。

在综合实验的基础上，结合课程教学和相关的导航系统的创新能力培养的教学要求，在虚拟仿真系统中提供给学生开放性设计和测试环境，结合探索实验的要求，由学生可自主开展子系统的设计和功能模型的搭建，结合导航参数的优化设计，开展探索性和创新性的实验。

（4） 有效解决实物教学成本高、危险性大等难题。

虚拟仿真实验系统避免在设置故障时损坏昂贵的导航设备，以及在操作大型测试设备时的危险性。容易构建系统，系统具有可逆性，有利于学生探索故障发生后的故障定位、隔离和故障重构策略。虚拟仿真教学实验系统成本低，因而具有示范性和可推广性。