第5章导航定位系统.ppt

* 5.4 卫星导航定位系统 基本原理 通过测距方法进行导航定位 卫星发射经过编码调制的无线电连续波信号，编码中含有卫星信号准确的发射时间以及不同时间卫星的准确位置(星历）等信息 根据接收机与卫星导航系统准确同步的时钟，测量信号到达时间，计算接收机与卫星间伪距 测出接收机距离四颗卫星的距离，得到四个方程式，求解出三个未知数X、Y、Z，确定接收机的位置 * GPS系统 5.4 卫星导航定位系统 系统组成 空间部分---GPS卫星（21+3） 接收和储存由地面监控站信息，调整卫星姿态、启动备用卫星 向GPS用户播送导航电文，提供导航和定位信息，C/A码(供世界范围内的民用) ，P码(只供美国军方使用) 通过高精度卫星钟向用户提供精密的标准时间 * GPS系统 5.4 卫星导航定位系统 系统组成 空间部分---GPS卫星（21+3） 接收和储存由地面监控站信息，调整卫星姿态、启动备用卫星 向GPS用户播送导航电文，提供导航和定位信息，C/A码(供世界范围内的民用) ，P码(只供美国军方使用) 通过高精度卫星钟向用户提供精密的标准时间 地面控制部分---地面监控系统 卫星控制，跟踪卫星进行定轨 实现时间同步 55 Hawaii Ascencion Diego Garcia Kwajalein Spings * GPS系统 5.4 卫星导航定位系统 系统组成 空间部分---GPS卫星（21+3） 接收和储存由地面监控站信息，调整卫星姿态、启动备用卫星 向GPS用户播送导航电文，提供导航和定位信息，C/A码(供世界范围内的民用) ，P码(只供美国军方使用) 通过高精度卫星钟向用户提供精密的标准时间 地面控制部分---地面监控系统 卫星控制，跟踪卫星进行定轨 实现时间同步 用户设备部分---GPS信号接收机 接收卫星信号 对信号进行变换、放大和处理 解译导航电文，实时地计算出测站的三维位置，三维速度和时间 * GPS系统 5.4 卫星导航定位系统 差分GPS * 概述 自主式导航定位系统 陆基无线电导航定位系统 卫星导航定位系统 组合导航系统 其它导航定位系统 发展趋势 * 基本概念 5.1概述 导航 引导飞机、舰船、车辆或人员等运载体沿事先规定的路线，准时地到达目的地的过程 实现导航功能的系统称为导航系统 定位 在规定的坐标系中确定运载体位置的过程 实现定位功能的系统称为定位系统 导航定位系统在军事上和民用交通运输上用途广泛，是国家信息基础设施的组成部分，是军事信息系统的组成部分 * 产生与发展 5.1概述 原始导航定位技术 星座 指南针 航海表 惯性 无线电导航定位技术 陆基 卫星 其他导航定位技术 地形辅助、地磁导航、组合导航、定位报告系统PLRS H1 H2 H3 H4 * 性能指标 5.1概述 精度 指导航系统为运载体提供的位置与运载体当时的真实位置之间的误差，通常采用统计特性的随机量描述 可用性 为运载体提供可用导航服务时间与载体运行时间的百分比 可靠性 给定使用条件下，在规定时间内以规定的性能完成其功能的概率 完好性 系统发生故障或误差超过允许范围时，及时向用户发出有效告警的能力 导航信息更新率 单位时间内提供导航定位数据的次数 * 系统类型 5.1概述 根据导航信息的产生方式 自主式导航系统 惯性导航系统 多普勒导航系统 地形辅助导航系统 他备式导航系统 陆基导航系统 卫星导航系统 组合导航系统 相对导航定位系统 * 惯性系统 5.2自主式导航定位系统 惯性导航系统（惯导） 利用惯性仪表（陀螺仪和加速度计）测量运动载体在惯性空间中的角运动和线运动 根据载体运动微分方程组实时地、精确地解算出运动载体的位置、速度和姿态角等导航信息 系统类型 平台式惯性导航系统 * 惯性系统 5.2自主式导航定位系统 惯性导航系统（惯导） 利用惯性仪表（陀螺仪和加速度计）测量运动载体在惯性空间中的角运动和线运动 根据载体运动微分方程组实时地、精确地解算出运动载体的位置、速度和姿态角等导航信息 系统类型 平台式惯性导航系统 捷联式惯性导航系统 * 惯性系统 5.2自主式导航定位系统 惯性导航系统（惯导） 利用惯性仪表（陀螺仪和加速度计）测量运动载体在惯性空间中的角运动和线运动 根据载体运动微分方程组实时地、精确地解算出运动载体的位置、速度和姿态角等导航信息 系统类型 平台式惯性导航系统 捷联式惯性导航系统 工作过程 标定、初始对准、状态初始化和当前状态计