北斗卫星导航发展及其应用课件.ppt
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1、北斗卫星导航发展及其应用导航导航卫星导航卫星导航北斗卫星导航北斗卫星导航北斗发展及其应用北斗发展及其应用一、导航o什么是导航o导航的故事o导航的发展o什么是导航定位 -测量静态点或运动载体在空间坐标系的三维位置。导航 -导航(Navigation)技术是实时地测量运动载体在途行进时的运动状态的技术,以便为运动载体运动规划(导弹制导、卫星控制、飞机引导)提供依据。运动载体某时刻的状态包括载体在空间坐标系的三维位置和三维姿态,因此导航包括定位与定姿。(x,y,z)o导航的故事明朝初期,郑和七下西洋在航行中采用“往返牵星为记”来导航,完成了“郑和航海图”。公元前200多年,亚历山大图书馆馆长、“地理
2、学之父”埃拉托斯特尼提出地圆学说与经纬网的概念。1999年,美国对南联盟空中军事打击,使用了大量精确制导武器。2003年,伊拉克战争中充分利用卫星导航优势。o导航的发展古代古代古代古代太阳、北极星、路标、指南针、天文等太阳、北极星、路标、指南针、天文等太阳、北极星、路标、指南针、天文等太阳、北极星、路标、指南针、天文等20202020年代年代年代年代磁罗盘、速度表、里程表磁罗盘、速度表、里程表磁罗盘、速度表、里程表磁罗盘、速度表、里程表仪表导航仪表导航仪表导航仪表导航30303030年代年代年代年代无线电导航无线电导航无线电导航无线电导航问世问世问世问世40-7040-7040-7040-70
3、年代年代年代年代惯性导航系统、多普勒导航系统惯性导航系统、多普勒导航系统惯性导航系统、多普勒导航系统惯性导航系统、多普勒导航系统80808080年代末年代末年代末年代末全球卫星定位系统全球卫星定位系统全球卫星定位系统全球卫星定位系统问世问世问世问世1997199719971997年年年年惯性惯性惯性惯性/卫星组合导航系统卫星组合导航系统卫星组合导航系统卫星组合导航系统大量推广大量推广大量推广大量推广2001200120012001年年年年新型导航系统新型导航系统新型导航系统新型导航系统和和和和复合导航系统复合导航系统复合导航系统复合导航系统二、卫星导航o卫星导航的由来o卫星导航定位的原理o目前
4、的卫星导航系统o卫星导航由来1957年10月4日 第一颗人造卫星多普勒效应 无线电波的频率随空间卫星的移动产 生变化。1957年10月4日 第一颗人造卫星(人造卫星定位)1958年12月,美国海军武器实验室委托霍普金斯大学应用物理研究室研制美国海军导弹潜艇用的卫星系统海军导航卫星系统(Navy Navigation Salellite System)NNSS 6个低轨卫星 400MHz 150MHz 平均地面高度 1100km 运行一周 107 分钟 90倾角 定位精度 0.20.5n mile轨道经过地球南北极与地球子午线相一致,因此又称子午仪(Transit)系统。o卫星导航定位的原理四个
5、卫星四个卫星定一个目标定一个目标卫星导航,是接收导航卫星发送的导航定位信号,并以导航卫星作为动态已知点,实时地测定运动载体的在航位置和速度,进而完成导航。其基本作用是向各类用户和运动平台实时提供准确、连续的位置、速度和时间信息。卫星导航系统是以人造地球卫星为导航台站的天基无线电导航系统,可发送高精度、全天时、全天候的导航、定位和授时信息,是当今国民经济和国防建设不可或缺的重要空间基础设施。o卫星导航定位的原理 参照三球交汇定位的原理,根据3颗卫星到用户终端的距离信息,根据三维的距离公式,就依靠列出3个方程得到用户终端的位置信息,即理论上使用3颗卫星就可达成无源定位,但由于卫星时钟和用户终端使用
6、的时钟间一般会有误差,而电磁波以光速传播,微小的时间误差将会使得距离信息出现巨大失真,实际上应当认为时钟差距不是0而是一个未知数t,如此方程中就有4个未知数,即客户端的三位坐标(X,Y,Z),以及时钟差距t,故需要4颗卫星来列出4个关于距离的方程式,最后才能求得答案,即用户端所在的三维位置,根据此三维位置可以进一步换算为经纬高和海拔高度。o目前的卫星导航系统美国GPS(24+)1994年GPS正式建成,是目前应用最广泛、技术最成熟的导航定位系统。俄罗斯GLONASS(30)该系统由前苏联在1976年启动,截止到1996年1月18日 共有24颗运行,由于多种原因该系统陷入年久失修阶段。欧盟Gal
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- 北斗 卫星 导航 发展 及其 应用 课件
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