導(dǎo)航系統(tǒng)的認知1.導(dǎo)航系統(tǒng)的定義目錄CONTENTS2.導(dǎo)航系統(tǒng)的分類3.導(dǎo)航系統(tǒng)的特點導(dǎo)航系統(tǒng)的定義導(dǎo)航定位是負責(zé)實時提供智能網(wǎng)聯(lián)汽車的運動信息，包括位置、速度、姿態(tài)、加速度、角速度等，一般采用的是多傳感器融合定位的方式。智能網(wǎng)聯(lián)汽車的導(dǎo)航定位通過全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS)、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)（BDS）、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)、視覺SLAM、激光雷達SLAM等，獲取車輛的位置和航向信息。導(dǎo)航系統(tǒng)的分類1.絕對定位絕對定位是指通過GPS或BDS實現(xiàn)，采用雙天線，通過衛(wèi)星獲得車輛在地球上的絕對位置和航向信息。相對定位:是指根據(jù)車輛的初始位姿，通過慣性導(dǎo)航獲得車輛的加速度和角加速度信息，將其對時間進行積分，得到相對初始位姿的當(dāng)前位姿信息。2.組合定位組合定位是將絕對定位和相對定位進行結(jié)合，以彌補單—定位方式的不足。全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)(GlobalNavigationSatelliteSystem)，是能夠在地球表面或近地空間的任何地點為用戶提供全天候的三維坐標和速度以及時間信息空基無線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)。當(dāng)前，投入運作的GNSS主要包括美國的全球定位系統(tǒng)GPS、俄羅斯的格洛納斯衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GLONASS)、歐洲的伽利略系統(tǒng)(GALILEO)和我國的北斗系統(tǒng)。導(dǎo)航系統(tǒng)的分類（1）北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BDS：BeiDouNavigationSatelliteSystem）采用雙星定位，軍民兩用，定位精度約10米。2020年發(fā)射完成全部35顆“北斗”衛(wèi)星，為全球提供導(dǎo)航服務(wù)。能在任何時間、任何地點為用戶確定其所在的地理經(jīng)緯度和海拔高度。在定位性能上有所創(chuàng)新，不僅能使用戶知道自己所在位置，還可以告訴別人自己的位置，特別適用于需要導(dǎo)航與移動數(shù)據(jù)通信場所。導(dǎo)航系統(tǒng)的分類（2）格洛納斯衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GLONASS：GLOBALNAVIGATIONSATELLITESYSTEM）由27顆工作星和3顆備用星組成，均勻地分布在3個近圓形的軌道平面上這3個軌道平面兩兩相隔120°導(dǎo)航精度在0.3米左右，但民用領(lǐng)域開放的精度約為10米。使用前蘇聯(lián)地心坐標系(PZ-90)。導(dǎo)航系統(tǒng)的分類（3）伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（Galileo：Galileosatellitenavigationsystem）由歐盟研制和建立的全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，計劃30顆衛(wèi)星（其中3顆備用）。采用3星定位，專門為民用，衛(wèi)星軌道位置比GPS略高，離地面高度24126千米，定位誤差不超過1米。定位精度通常為15～20米和5～10米兩種檔次，公開特許服務(wù)有局域增強時能達到米級，商用服務(wù)有局域增強時為厘米級。導(dǎo)航系統(tǒng)的分類（4）GPS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GlobalPositioningSystem）由28顆衛(wèi)星（其中4顆備用）組成，采用4星定位，軍民兩用。分布在6條交點互隔60度的軌道面上，距離地面約20000千米。已經(jīng)實現(xiàn)單機導(dǎo)航精度約為10米，綜合定位精度可達厘米級和毫米級。民用領(lǐng)域開放的精度約為10米。由于GPS定位技術(shù)涉及軍事用途，美國限制非特許用戶利用GPS做高精度定位。導(dǎo)航系統(tǒng)的特點全球全天候定位優(yōu)點定位精度高觀測時間短測站間無需通視儀器操作簡便三維地心坐標（1）全球全天候定位：GPS衛(wèi)星的數(shù)目較多，且分布均勻，保證了地球上任何地方任何時間至少可以同時觀測到4顆GPS衛(wèi)星，確保實現(xiàn)全球全天候連續(xù)的導(dǎo)航定位服務(wù)（除打雷閃電不宜觀測外)。導(dǎo)航系統(tǒng)的特點全球全天候定位優(yōu)點定位精度高觀測時間短測站間無需通視儀器操作簡便三維地心坐標(2)定位精度高:GPS相對定位精度在50km以內(nèi)可達10-6m，100-50Okm可達10-7m，1000km可達10-9m。在300-1500m工程精密定位中，1小時以上觀測時解其平面位置誤差小于1mm，與ME-5000電磁波測距儀測定的邊長比較，其邊長較差最大為0.5mm，校差中誤差為0.3mm。導(dǎo)航系統(tǒng)的特點全球全天候定位優(yōu)點定位精度高觀測時間短測站間無需通視儀器操作簡便三維地心坐標(3）觀測時間短:隨著GPS系統(tǒng)的不斷完善，20km以內(nèi)相對靜態(tài)定位，僅需15-20分鐘;當(dāng)每個流動站與基準站相距在15KM以內(nèi)時，流動站觀測時間只需1-2分鐘;采取實時動態(tài)定位模式時，每站觀測僅需幾秒鐘導(dǎo)航系統(tǒng)的特點全球全天候定位優(yōu)點定位精度高觀測時間短測站間無需通視儀器操作簡便三維地心坐標(4)測站間無需通視:

GPS測量只要求測站上空開闊，不要求測站之間互相通視，因而不再需要建造覘標。導(dǎo)航系統(tǒng)的特點全球全天候定位優(yōu)點定位精度高觀測時間短測站間無需通視儀器操作簡便三維地心坐標(5）儀器操作簡便:隨著GPS接收機的不斷改進，GPS測量的自動化程度越來越高，有的已趨于“傻瓜化”。導(dǎo)航系統(tǒng)的特點全球全天候定位優(yōu)點定位精度高觀測時間短測站間無需通視儀器操作簡便三維地心坐標(6)可提供全球統(tǒng)一的三維地心坐標:GPS水準可滿足四等水準測量的精度，另外，GPS定位是在全球統(tǒng)一的wGS-84坐標系統(tǒng)中計算的，因此全球不同地點的測量成果是相互關(guān)聯(lián)的。導(dǎo)航系統(tǒng)的特點全球全天候定位優(yōu)點定位精度高觀測時間短測站間無需通視儀器操作簡便三維地心坐標(6)可提供全球統(tǒng)一的三維地心坐標:GPS水準可滿足四等水準測量的精度，另外，GPS定位是在全球統(tǒng)一的wGS-84坐標系統(tǒng)中計算的，因此全球不同地點的測量成果是相互關(guān)聯(lián)的。導(dǎo)航系統(tǒng)的特點缺點：（1）系統(tǒng)確定位置受氣候、電離層、對流層、空氣、電磁波等因素的影響會存在偏差。（2)GPS高程測量能夠達到一定的精度，但用GPS施測的市政工程測量控制點，應(yīng)進一步用常規(guī)儀器進行水準聯(lián)測。（3)GPS測量更適用于視野開闊、障礙物較少的新建區(qū)，野外、勘探定位等。（4)GPS測量成果與常規(guī)測量成果之間，不同型號測量成果之間存在的差異比較大。（5)需要發(fā)射和維護數(shù)十顆GPS衛(wèi)星，代價昂貴。2023感謝您的傾聽北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的認知1.北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的定位原理目錄CONTENTS2.北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的組成3.北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的特點北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的定位原理通過獨立自主研發(fā)建設(shè)、獨立運行的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。其工作原理是北斗定位衛(wèi)星到用戶間的距離測量是基于衛(wèi)星信號的發(fā)射時間與到達接收機的時間之差，稱為偽距。偽距測量需要接收來不少于4顆衛(wèi)星的信號，才能準確計算用戶的三維位置和接收機時鐘偏差。衛(wèi)星定位是通過“到達時間差”（時延）的概念，利用每一顆衛(wèi)星的精確位置和連續(xù)發(fā)送的星上原子鐘生成的導(dǎo)航信息獲得從衛(wèi)星至接收機的到達時間差。由于衛(wèi)星的位置精確可知，在接收機對衛(wèi)星觀測中，我們可以得到衛(wèi)星到接收機的距離，利用三維坐標中的距離公式，利用3顆衛(wèi)星，就可以組成3個方程式，解出觀測點的位置（X,Y,Z）。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)分為三個部分：空間部分地面監(jiān)控部分用戶部分北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的組成部分1）北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間部分由5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星組成。2012年“北斗”系統(tǒng)覆蓋亞太地區(qū)。2020年已覆蓋全球。北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的組成部分2）地面部分由：主控站。時間同步/注入站和監(jiān)測站等若干地面站。星間鏈路運行管理設(shè)施。主控站用于系統(tǒng)運行管理與控制等。主控站從監(jiān)測站接收數(shù)據(jù)并進行處理，生成衛(wèi)星導(dǎo)航電文和差分完好性信息，而后交由注入站執(zhí)行信息的發(fā)送。注入站用于向衛(wèi)星發(fā)送信號，對衛(wèi)星進行控制管理，在接受主控站的調(diào)度后，將衛(wèi)星導(dǎo)航電文和差分完好性信息向衛(wèi)星發(fā)送。監(jiān)測站用于接收衛(wèi)星的信號，并發(fā)送給主控站，可實現(xiàn)對衛(wèi)星的監(jiān)測，以確定衛(wèi)星軌道，并為時間同步提供觀測資料。北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的組成部分北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的組成部分3）用戶部分即用戶的終端專用于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的信號接收機，也可以是同時兼容其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的接收機。接收機需要捕獲并跟蹤衛(wèi)星的信號，根據(jù)數(shù)據(jù)按一定的方式進行定位計算。得到用戶的經(jīng)緯度、高度、速度、時間等信息。北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的特點1）北斗系統(tǒng)空間部分采用三種軌道衛(wèi)星組成的混合星座，與其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)相比，高軌衛(wèi)星更多，抗遮擋能力強，尤其低緯度地區(qū)性能特點更為明顯。2）北斗系統(tǒng)提供多個頻點的導(dǎo)航信號，能夠通過多頻信號組合使用等方式提高服務(wù)精度。3）北斗系統(tǒng)創(chuàng)新融合了導(dǎo)航與通信能力，具有實時導(dǎo)航、快速定位、精確授時、位置報告和短報文通信服務(wù)五大功能。2023感謝您的傾聽?wèi)T性導(dǎo)航系統(tǒng)的認知1.慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的定義目錄CONTENTS2.慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的組成3.慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的特點4.慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的原理5.慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的分類慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的定義慣性導(dǎo)航技術(shù)是利用陀螺儀和加速度計兩種慣性敏感器和相應(yīng)的配套裝置建立基準坐標系，通過測量載體加速度和角速度，利用牛頓運動定律自動推算載體的瞬時速度和位置信息而實現(xiàn)自主導(dǎo)航的技術(shù)。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的組成慣性導(dǎo)航系統(tǒng)主要由慣性測量裝置計算機控制顯示器等組成。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的組成慣性測量裝置包括加速度計和陀螺儀，又稱慣性導(dǎo)航組合。3個自由度陀螺儀用來測量運動載體的角加速度3個加速度計用來測量運動載體的加速度計算機根據(jù)測得的加速度信號，計算出運動載體的速度和位置數(shù)據(jù)，控制顯示器顯示各種導(dǎo)航參數(shù)。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的特點優(yōu)點（1）由于它是不依賴于任何外部信息、也不向外部輻射能量的自主式系統(tǒng)，故隱蔽性好且不受外界電磁干擾的影響。（2）覆蓋范圍廣，可全天候、全球、全時間地工作于空中、地球表面乃至水下。（3）能提供位置、速度、航向和姿態(tài)角數(shù)據(jù)，所產(chǎn)生的導(dǎo)航信息連續(xù)性好而且噪聲低。（4）數(shù)據(jù)實時更新率高、短期精度和穩(wěn)定性好。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的特點缺點（1）由于導(dǎo)航信息經(jīng)過積分而產(chǎn)生，定位誤差隨時間而增大，長期精度差。（2）每次使用之前需要較長的初始對準時間。（3）設(shè)備的價格較昂貴。（4）不能給出時間信息。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的原理慣性導(dǎo)航系統(tǒng)是一種不依賴于外部信息、也不向外部輻射能量的自主式導(dǎo)航系統(tǒng)。其基本工作原理是以牛頓力學(xué)定律為基礎(chǔ)，通過測量載體在慣性參考系的加速度、角加速度，將它對時間進行一次積分，求得運動載體的速度、角速度，之后進行二次積分求得運動載體的位置信息，然后將其變換到導(dǎo)航坐標系，得到在導(dǎo)航坐標系中的速度、偏航角和位置信息等。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的分類慣性導(dǎo)航系統(tǒng)根據(jù)力學(xué)編排實現(xiàn)形式的不同分為：平臺式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的分類平臺式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)框圖平臺式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)平臺式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)是將陀螺儀和加速度計等慣性元件通過萬向支架角運動隔離系統(tǒng)與運動載體固定連接的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，根據(jù)建立的坐標系不同，又分為空間穩(wěn)定和本地水平兩種工作方式。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的分類①空間穩(wěn)定平臺式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的臺體相對慣性空間穩(wěn)定，用以建立慣性坐標系，地球自轉(zhuǎn)、重力加速度等影響由計算機加以補償，這種系統(tǒng)多用于運載火箭的主動段和一些航天器上。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的分類②本地水平平臺式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的特點是臺體的兩個加速度計輸入軸所構(gòu)成的基準平面，能夠始終跟蹤飛行器所在點的水平面，因此加速度計不受重力加速度的影響。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的分類平臺式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的優(yōu)點框架能隔離運動載體的角振動，儀表工作條件較好。平臺能直接建立導(dǎo)航坐標系。計算量小，容易補償和修正儀表的輸出。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的分類捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)框圖捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)是把慣性儀表，直接固連在運動載體上，用計算機來完成導(dǎo)航平臺功能的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)。捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)框圖其基本原理是將慣性測量器件直接固連在載體上，這些元件測量出沿載體坐標系，三軸的運動載體的角速度和線加速度，計算機實時計算出姿態(tài)矩陣，通過姿態(tài)矩陣，把加速度計測量的載體坐標系的軸向加速度信息變換到導(dǎo)航坐標系系統(tǒng)的慣性測量器件，為角速率陀螺儀和加速度計。它們固連在載體上，測得的都是載體坐標系下的物理量。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的分類慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的分類捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的優(yōu)點靠性高、功能強。重量輕、成本低。精度高以及使用靈活等優(yōu)點。已經(jīng)成為當(dāng)今慣性導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展的主流慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的分類一維捷聯(lián)慣性導(dǎo)航示意圖捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)可分為一維捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)和二維捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)。一維捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)是利用加速度計，測量汽車沿道路運動的加速度，可以直接確定汽車的瞬時速度和從已知起始點行走的距離。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的分類二維捷聯(lián)慣性導(dǎo)航示意圖二維捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)是利用加速度計測量汽車沿公路運動的加速度，但是需要用陀螺測量汽車實時的角速度變化率信息，可以確定智能網(wǎng)聯(lián)汽車瞬時速度和從已知起始點行走的距離。2023感謝您的傾聽組合導(dǎo)航系統(tǒng)的認知1.組合導(dǎo)航系統(tǒng)的定義目錄CONTENTS2.組合導(dǎo)航系統(tǒng)的分類3.組合導(dǎo)航系統(tǒng)的優(yōu)點4.組合導(dǎo)航系統(tǒng)的功能5.組合導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用組合導(dǎo)航系統(tǒng)的定義組合導(dǎo)航系統(tǒng)INS利用計算機和數(shù)據(jù)處理技術(shù)將運載體上的兩種或兩種以上的導(dǎo)航設(shè)備組合在一起的導(dǎo)航系統(tǒng)。用