“面向北斗导航、国家综合PNT等国家重大战略需求，以及无人驾驶、智能机器人、低空经济等新兴产业发展需求，武汉大学测绘学院开设了具有鲜明交叉学科特色的导航工程专业。导航工程专业聚焦导航基础理论和前沿技术研究，培养了一大批拥有良好人文素养、专业基础扎实、创新能力强的导航领域拔尖创新人才。本文基于武汉大学最新版导航工程培养方案，对导航工程发展历程、课程体系与未来方向进行介绍，以期为读者了解该专业提供参考。”

发展历程

武汉大学导航工程专业的建设，根植于学校测绘学科长期积淀形成的深厚基础与对学科前沿的持续探索。早在20世纪90年代初，武汉大学就已经开始关注导航工程领域的人才培养和学科建设。随着卫星导航定位技术的快速发展，特别是在北斗系统建设和应用需求不断提升的背景下，武汉大学于2011年获教育部批准增设导航工程专业，并于2012年正式招生。这也标志着武汉大学导航工程专业进入了系统建设和持续发展的新阶段。

图 1-1 北斗国家战略

此后十多年，导航工程专业不断完善培养体系，逐步形成了比较鲜明的专业特色。2021年，导航工程专业通过工程教育专业认证；2022年，获批国家级一流本科专业建设点。从获批设立到不断发展壮大，武汉大学导航工程专业逐渐成为学校服务北斗导航、智能感知、无人系统和位置服务等领域人才培养的重要平台。

图 1-2 全国首创的导航工程专业

面向国家需求和技术前沿，导航工程专业也在不断拓展培养路径。2024年，学院开始试行“智能导航创新班”，聚焦北斗导航、人工智能、无人系统等前沿方向，学校不断调整方向、丰富内涵，优化课程体系，探索拔尖创新人才培养新模式，为未来智能导航领域培养更多具有创新意识和实践能力的复合型人才。

课程体系

导航工程横跨数学、物理、计算机、控制、通信等多个学科，培养方案注重思政教育、基础知识与专业素养的协同培养。

图 2-1 培养方案大纲

基础课程

在基础课程设计上，导航工程开设了思政课程与通识教育，涵盖思想政治教育、经典导读、中华文化、科学精神、艺术审美等内容。

导航工程通过高等数学、线性代数、概率论与数理统计、大学物理等数理课程，帮助学生建立严谨的数学建模、物理分析和工程计算基础。

通过 C/C++ 程序设计、数据结构、自动控制原理等课程，培养学生的程序开发、算法实现能力。

测绘学概论、导航概论、误差理论与测量平差基础、大地测量学基础等大类平台课程，为后续学习核心专业课程与专业实习打下坚实基础。

图 2-2 导航电子地图

专业核心课程

在核心专业课程上，武汉大学导航工程专业以卫星导航为核心，融合多源传感器、人工智能与时空信息技术，构建了体系完备的核心专业课程群。

图 2-3 核心专业课程培养目标

在专业理论体系上，学院开设了导航学、卫星导航原理、惯性导航原理、最优估计、组合导航原理以及导航电子地图等课程。通过以上课程帮助学生建立起完整的导航工程理论体系。

通过GNSS接收机原理、嵌入式系统等课程，学生能够进一步探索从信号处理到终端硬件研发的完整卫星导航技术路线。

同时，专业紧跟智能化、自主化、泛在化的发展趋势，积极面向新兴领域延伸。专业开设了智能机器人导航、视觉与激光SLAM、室内定位技术、天文与深空导航等前沿课程，确保学生在自动驾驶、时空智能及深空探测等新兴领域具备核心竞争力。

图 2-4 专业实习组织学生参观企业

专业实习

导航工程专业注重工程实践能力的培养，培养方案中设置了卫星导航实习、智能驾驶设计与实践以及组合导航综合设计等带有专业实践的课程，培养学生的工程实践能力与创新意识。

学生视角解读

误差理论与测量平差基础-2022级导航工程邓鑫炼

这是我真正意义上接触到的第一门专业课程。这门课将高等数学和线性代数深度融合，用来解决实际的测量问题，一开始我不知道如何把抽象的数学公式与具体的测绘场景联系起来。等到课程结束时，我的状态也仅仅是掌握了基本概念，并没有形成深刻的理解。但回过头看，这门课恰恰为我后续学习卫星导航、最优估计以及组合导航等专业课程打下了不可或缺的基础。

卫星导航原理-2022级导航工程周瑞

在学习这门课之前，我对导航的理解和许多人一样，还停留在手机地图和定位软件层面。但后来真正接触课程后，才发现卫星导航背后是一套非常严谨的数学和工程体系。像伪距观测、卫星星历、误差改正这些内容，一开始看上去很抽象，但慢慢学下来后，会发现卫星定位的本质其实就是在解方程组，通过多颗卫星提供的观测信息，最终解算出接收机位置与钟差。理解导航为什么能实现，对我来说是这门课最大的收获。

卫星导航算法与程序设计1/2-2022级导航工程杨武卓

这门课程分为上下两个学期开展，在课上我们分别实现了SPP与RTK算法的程序编写。在学习这门课之前，我们主要聚焦于卫星导航算法的原理部分，对于具体实践细节的认识并不深入。通过老师的指导与我们的动手实践，从零搭建出一个完整的卫星导航算法框架，让我对于卫星导航算法的具体流程与在学习原理时没有注意的细节上都有了更清楚的认识，也切实提升了我的编程与调试能力，收获很大。

组合导航-2022级导航工程周瑞

组合导航是我觉得和实际工程联系最紧密的一部分。组合导航把卫星导航与惯性导航结合，通过卡尔曼滤波进行信息融合，互相弥补缺点。学习这门课的时候，会发现很多内容会真正开始考虑实际工程中的问题。在这个过程中，我第一次比较直观地感受到，课堂上学的东西是怎么一步步应用到真实导航系统里的。

自动控制原理-2023级导航工程王薇帧

这是我们学院的一门跨专业基础课程，也是我学习过程中感到比较硬核的一门课，学习难度不小。但在老师深入浅出地引导下，我们学会了如何将复杂的载体运动转化为代数模型，预判系统的响应与稳定。这门课所讲授的反馈控制思想，帮助我更好地理解了 GNSS 接收机环路稳定性分析以及惯导姿态控制系统设计等问题。

智能机器人导航-2023级智能导航秦旗峰

这一门课是我们专业的指定选修，课程前置了机器人操作系统、组合导航、SLAM等核心课程。和之前偏理论推导和在仿真器里跑机器人的课不一样，这门课给我最直接的感受就是每一个环节都要自己动手去做，每一步都是对以前导航知识的检验。这种从理论到实物的过程，是我在其他课里很少体验到的，也让我第一次比较真实地感受到，我们导航工程学的东西，最终是要落到具体的任务上去的。

计算机视觉基础-2023级智能导航秦旗峰

上这门课之前我对计算机视觉的理解几乎是零，甚至觉得计算机看世界和人眼看世界没什么两样。但真正开始上课之后，才发现完全不是那么回事。读图、模板、卷积、滤波……当时很难把这些数学操作和图片联系在一起，课程实习也只是照着步骤做。但慢慢学下去，才开始意识到这些数学操作其实并不是孤立的，所谓的图像处理，本质上是数与数之间的运算。现在回头看，这门课最大的收获，是让我意识到视觉和数学之间的联系比想象中要紧密得多，这个底层逻辑一旦搞清楚，再去理解后面更复杂的内容，会顺畅很多。

未来发展

面向新兴技术发展与国家战略需求，在卫星导航原理、惯性导航原理、组合导航、导航电子地图等课程的基础上，新版培养方案进一步强化机器学习、室内定位、视觉与激光 SLAM、智能驾驶环境感知与决策、智能驾驶设计与实践、组合导航综合设计等课程，推动导航工程人才培养进一步向多源融合感知、时空泛在服务与自主智能导航等前沿方向拓展。

1. 多源融合感知

导航不只依赖卫星、惯导等传统信息源，也不只是单纯的定位解算。视觉与激光 SLAM、智能驾驶感知、物联网、嵌入式系统等课程关注于与相机、激光雷达、电子地图、通信网络和平台协同信息结合起来。进一步地，面向机器人和具身智能，导航还可能融合力控、触觉、嗅觉、听觉以及来自同伴、环境和云端平台的多种信息，形成更深层的多源融合感知能力。

2. 时空泛在服务

从导航电子地图、室内定位、位置服务，到天文与深空导航等相关课程，导航工程服务的空间范围正在不断扩大。未来导航将面向国家重大战略需求，提供“全域、全时段”的泛在时空信息服务，实现地上地下、陆海空天的全场景覆盖。为无人系统、低空经济和深空探索提供连续、稳定、可靠的位置与时空信息支撑。

3. 自主智能导航

智能驾驶设计与实践、智能驾驶环境感知与决策、视觉与激光 SLAM、机器学习等课程聚焦于导航定位与人工智能、机器人和自动驾驶深度融合，为智能体提供更为强劲的定位、感知与规划能力，使导航定位技术真正成为机器人、无人车、无人机等智能系统感知环境、理解场景与执行任务的关键支撑。

总结

武汉大学导航工程专业依托武汉大学测绘学科深厚积淀，紧密面向北斗导航、国防建设、无人驾驶、智能机器人和时空信息服务等国家重大战略需求与新兴产业发展方向，形成了基础扎实、体系完整、特色鲜明的人才培养模式。

面向未来，随着多源传感器融合、人工智能、时空智能的快速发展，导航工程专业将逐步朝着智能化、自主化、泛在化的方向发展，为时空智能领域提供重要支撑。武汉大学导航工程专业也将持续优化培养方案、强化学科融合与实践创新，为国家智能导航与时空信息产业培养更多基础扎实、视野开阔、勇于创新的复合型人才。

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