卫星定位导航-复习(10公选).ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,卫星定位导航,提纲,第一章 小结,1.导航的基本方法,航标方法：目视，依靠参照物；,航位推算法：方位仪、速度表，推算；,天文导航：六分仪，观测天体；,惯性导航：对加速度计积分，确定位置；,无线电导航：通过测量电波从发射台到接收机的传输时间来定位；陆基导航、空基导航、卫星导航。,2.常用导航系统,惯性导航系统,：对加速度计输出值积分，计算运载体的位置；,雷达,：利用电磁波反射测定目标与天线间的传输延迟，计算出距离；利用天线角度测定目标方位与高度。,二次雷达：利用询问、应答脉冲信号，经识别后测定出距离；根据天线的旋转角度测定方位。塔康、伏尔、测距器。,罗兰-C（远程导航）,：由于2个脉冲信号同时到达接收机的位置是1条双曲线，用2条双曲线的焦点确定用户位置。,提供各种导航应用，为GPS校对时间，作为GPS的备用系统。,地形辅助导航,：利用地形、地物和地貌特征进行导航（图像识别）；,3.卫星定位导航,常用的卫星定位导航系统,GPS,GLONASS,北斗,Galileo（还要过几年）,经度,纬度,高度,时间,速度,在地图上标出位置,卫,星,定,位,导,航,系,统,6.时间体系,世界时、历书时、原子时、协调时、GPS 时、北京时间；特点与转换；,7.卫星轨道基础,作用在卫星上的力,第三章 小结,GPS导航信号的特点,GPS星座,接收机,通信端口与参数设置,NMEA-0183格式数据的读取,通常采用伪随机码测距,C/A码 P码,熊志昂,国防工业出版社,高性能,GPS,接收机,速度,515 m/s,高度,18000 m,加速度,6g,美国政府限制出口,!,速度,15.61节*1.852=,28.9km/h,GPS应用的基本数据,8通道,经度:104.05.1913E,纬度:30.38.5032N,高度:441.6m,2003年,11月30日,数据读取,$GPRMC,$GPRMC,时间,A/V,纬度,N/S,经度,E/W,速度（节）,航向,日期,“校验位,第四章 小结,1、伪距的概念,2、GPS定位的基本概念,绝对定位,相对定位,差分定位,动态差分,静态差分,3、利用卫星几何精度衰减因子选定工作卫星,第五章 小结,一、误差的来源,1、卫星部分,星历与模型误差,钟差与稳定性,卫星摄动,相位不确定性（了解）,2、信号传播,大气层的层次结构,电离层折射,电离层误差延迟,电子含量与时间的关系,电离层改正模型,对流层折射,与温度、气压、高程有关,D区：吸收,E区：反射,F区：反射,多路径效应,直射与反射信号叠加,与接收机天线位置和周围反射体有关,3、信号接收,观测方法,接收机钟差,载波相位整周未知数,天线相位中心位置偏差（了解）,4、地球自转与相对论的影响,狭义相对论速度变化钟变慢,广义相对论引力场变化钟变快,GPS,卫星钟比地面上快0.45ms,5、政策限制,二、消除误差的方法,1、,差分技术,2、建立独立的GPS卫星测轨系统,3、,建立独立的卫星定位系统,4、,多制式兼容接收机,第六章 小结,差分的概念,与基准比较减去误差,差分的类型,位置差分,伪距差分,局域差分和广域差分,载波相位差分,相对差分,差分的方法(选讲),差分的误差,消除误差的方法,差分技术,多制式兼容接收机,建立独立的GPS卫星测轨系统,建立独立的卫星定位系统,把一部基准GPS接收机放在位置已精确测定的点上，将这部GPS接收机产生的定位数据与其准确的位置相比较，以求得GPS系统在该点的位置或伪距测量误差。,GPS+GLONASS,GPS+GALILEO,独立自主、自力更生,北斗二代,轨道：6条,倾角：55度,每轨卫星数：4,卫星总数：24,轨道高度：20230Km,运行周期：11小时58分,坐标系,：,WGS-84,其它卫星定位导航系统,GPS提供的2种定位服务：,C/A码标准定位服务（SPS）,P码精密定位服务（PPS）,C/A码标准定位服务：,水平方向：2040m,垂直方向：45m,速度 ：0.2 m/s,授时 ：0.2 s,采取SA（Selective Availability）措施（选择可用性）后C/A码精度：,水平方向：100m,垂直方向：156m,速度 ：0.3 m/s,授时 ：0.34 s,P码精密定位服务（PPS）用于军方。,实测误差达,180m,GLONASS系统的卫星星座,24 颗卫星,均匀分布在 3 个轨道,每个轨道 8 颗卫星,轨道倾角 64.8 度,轨道高度 19 100 km,运行周期 11小时15分,单点定位精度,水平方向：16 m,垂直方向：25m,定时精度：2030ns,速度精度：0.01m/s,坐标系 PE-90,覆盖范围,北纬555,东经70140,覆盖我国本土的区域导航系统,上大下小，最宽处在北纬35左右,水平定位精度为100米,标校后为20米(类似差分状态),工作频率：2491.75MHz,系统容量：每小时540000用户,有源系统,双向通信,北斗卫星导航实验系统 “北斗一号”,北斗卫星导航系统,北斗导航实验卫星系统,2000年10月31日 （东经80）,2000年12月21日 （东经140）,2003年5月25日发射了1颗备份星,2007年2月3日发射了1颗补网星,（都是地球同步静止轨道）,北斗导航卫星系统,2007年4月14日4时11分,北斗导航卫星,（）,高度为千米的中圆轨道,“长征三号甲”,2009年4月15日凌晨,北斗导航卫星（）,地球同步静止轨道卫星,“长征三号丙”,2010年1月17日0时,定点于东经160 轨道倾角1.8 的赤道,“长征三号丙”,2010年6月2日晚23时53分,定点于东经84.6赤道，地球静止轨道,“长征三号丙”,2010年8月1日5时30分,地球同步轨道,“长征三号甲”,2010年11月1日0时26分,第六颗北斗导航卫星成功送入太空,“长征三号丙”,主要功能,1）定位导航，,定位精度20100m,；,2）通信：用户与用户，用户与地面中心之间均可实行双向简短数字报文通信；,3）定时：单向授时精度 100 ns,双向授时精度 20 ns,Galileo,卫星星座,30颗卫星构成（27颗工作星，3颗备分星）,轨道数：3,轨道高度：23 616 km,轨道倾角：56 度,卫星质量：650 kg,发射功率：1.5 kW,定位精度,6m,第八章 GPS 应用,一、定位信息采集,GPS,接收机,天线,实时处理发送数据,事后处理保存数据,数据处理,PC,串口,USB,口,PDA,MCU,出租车管理系统,车辆监控,车辆管理,车辆税控,车,辆,定,位,车,辆,报,警,轨,迹,重,现,通,信,车,辆,反,控,车,辆,调,度,牌,照,鉴,别,营,运,状,况,计,价,器,报,税,位置坐标,电子地图,防盗 遇劫,求助 越界,通话 录音,监听 图像,遥控熄火,锁闭门窗,订车 等候,减少空载,打击套牌,伪造车牌,行驶里程,载客情况,监控收入,自动报税,3、网络拓扑图,