《导航定位技术》PPT课件

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1、导航定位技术概论Navigationandpositioningtechnology本课程所涉及的主要内容第一部分：导航定位技术理论基础地球描述坐标系时间基准第二部分：典型导航定位系统典型导航定位系统的工作原理及特点典型导航定位系统应用辅助导航定位系统工作原理及应用第三部分：组合导航定位系统组合导航定位系统工作原理组合导航的军事、民用上的应用12考核方式期末：大作业参考教材：《导航定位系统工程》袁赣南等《惯性导航》秦永元《卫星导航定位工程》谭述森其他34导航目的：在哪里？到哪里去？怎么去？定义：以某种手段或方式引导航行体安全、准确、经济、便捷地在既定的时间内，按照既定的航行路线

2、，准时地到达目的地。导航要实时、连续的给出载体的位置、速度、加速度、航向等导航参数。1、导航定位概念及相互关系45定位目的：在哪里？定义：以某种手段或方式确定载体当前的位置。导航与定位关系1、导航定位概念及相互关系56Navigation源于海洋中船舶的航行，起初人们是通过罗盘、天文等手段对航行在海洋中的船舶进行导向和领航，后来发展到陆地车辆以及空中飞行器的领航，以致Navigation逐渐被译成“导航”。2、导航定位技术发展67最古老、最简单的导航方法是星历导航，人类通过观察星座的位置变化来确定自己的方位；古代人用鱼骨头充当六分仪，确定航线。最早的导航仪是中国人发明的指南针，

3、几个世纪以来它经过不断的改进而变得越来越精密，并一直被人类广泛应用着；最早的航海表是英国人JohnHarrison经过47年的艰苦工作，于1761年发明的，在其随后的几个世纪里，人类通过综合地利用星历知识、指南针和航海表来进行导航和定位。2、导航定位技术发展782、导航定位技术发展892、导航定位技术发展910随着科学技术发展，越来越多的方法和手段应用于导航定位方面，如无线电导航、视觉导航、量子导航等等。2、导航定位技术发展10无线电导航系统现有导航系统卫星导航系统惯性导航系统天文导航系统地磁导航系统组合导航系统声学导航系统推位导航3、导航定位系统分类11在中国史书中记载的最早

4、应用的导航仪是指南针，这是我国古代的四大发明之一。12世纪，欧洲人将原始的指南针改制成简单的船用罗经，并绘制出了地中海的地图，使欧洲的历史进入航海时代。3.1地磁导航（GeomagneticNavigationSystem）1218世纪，大量钢铁的使用产生了强烈的磁场，传统的指南针出现了很大的、有规律的误差。经过人们不断的研究和改进，一直持续到第二次世界大战，最终使历史上曾发挥了巨大作用的简易罗盘转变成了今天我们看到的磁罗经，同时对磁罗经自差原理和消除自差的理论形成了一门完整的科学。3.1地磁导航（GeomagneticNavigationSystem）13地磁导航原理：通过地

5、磁传感器测得的实时地磁数据与存储在计算机的地磁基准图进行匹配来定位。（由于地磁场为矢量场，在地球近地空间内任意一点的地磁矢量都不同于其他地点的矢量，且与该地点的经纬度存在一一对应的关系。）地磁导航具有无源、无辐射、全天候、全地域、能耗低的优良特征。3.1地磁导航（GeomagneticNavigationSystem）14由于电磁波在水中衰减很快，仅仅穿透数米就会丢失所有能量，相对而言，声波能传播几百公里而没有明显的吸收损失，因此可采用声发射机作为信标来导引水下载体的航行。目前，采用的声学导航主要有长基线（LBL）导航、短基线（SBL）导航和超短基线（USBL）导航。这三种形式

6、都需事先在海域布放换能器或换能器阵，以此实现声学导航。换能器（或阵）声源（信标或应答器）发出的脉冲被一个或多个设在母船上的声学传感器接收，收到的脉冲信号经过处理并按预定的数学模型进行计算就可以得到声源的位置3.2声学导航153.2声学导航163.3推位导航（DR,Deadreckoning）基本原理：起始时刻的位置已知，速度的大小和方向可通过测量得到，则下一时刻的位置可通过计算得到。173.3推位导航（DR,Deadreckoning）组成：平台罗经----测向计程仪（水压、电磁、多普勒）----测速★多普勒效应：当机械波或电磁波的发射源与接收点间沿两者连线方向存在相对速度时，

7、接收频率与发射频率并不相同，这一频率差称为多普勒频移。183.3推位导航（DR,Deadreckoning）193.4惯性导航（INS-Inertialnavigationsystem）惯性导航是完全不依赖于外部声、光、电、磁传播的信号自主式的进行导航定位的手段，因而它不受地域的限制，不受自然和认为的干扰和影响，无论太空、空间、地面、地下、水面、水下都能全天候可靠的工作。20这种不依赖外界信息，只靠对载体(vehicle)本身的惯性测量来完成导航任务的技术称作惯性导航。3.4惯性导航（INS