GPS概论-第六章-GPS卫星导航

1全球定位系统概论资源与环境学院林承达[e-mail]2第六章GPS卫星导航•什么是导航所谓导航，就是引导航行的意思；也就是确定航行体运动到什么地方和向何方运动的意思•导航是一种广义的动态定位•导航的特点：用户多样、速度多变、定位实时、数据和精度多变等34卫星导航•GPS卫星导航–一种广义的GPS动态定位法–测量运动载体七维状态参数（三维坐标、三维速度、时间）和三维姿态参数56.2GPS卫星导航原理•GPS动态定位的方法–单点动态定位–实时差分动态定位–后处理差分动态定位6单点动态定位•又称绝对动态定位，用安设在运动载体上的GPS信号接收机，自主的测得该运动载体的实时位置，从而描绘运动载体的运行轨迹。7实时差分动态定位•又称相对动态定位，用安设在运动载体上的GPS信号接收机，及安设在一个基准站上的另一台GPS，联合测得该运动载体的实时位置，从而描绘出该运动载体的运行轨迹。8后处理差分动态定位•在定位观测以后，对两台GPS接收机所采集的定位数据进行测后的联合处理，从而计算出接收机所在运动载体在对应时间上的坐标位置。96.3GPS测速测时测姿态•利用GPS信号测得运动载体的速度，叫做GPS测速•GPS测时（一站单机测时法、共视比对测时法）•GPS干涉仪载体姿态测量10GPS测速•GPS测速原理：利用GPS信号进行，基于站星距离公式。11GPS测时•单站单机测时法。应用一台GPS接收机，在一个已知坐标的观测站上进行测时的方法。•共视比对定时法：在两个观测站上各设一台GPS接收机，并同步观测同一卫星。来测定两用户时钟的相对偏差，从而达到高精度时间比对的目的。12共视比对定时法能够消除或削弱星历误差的影响13GPS测姿态•利用GPS干涉仪测量多颗卫星在两个天线上的载波相位差，求解两个天线组成的基线矢量。146.4GPS卫星导航方法•导航的任务是引导航行体自起始点出发沿着预定的航线，经济而安全地到达目的地•GPS单机导航•差分GPS导航（位置差分法、伪距差分法）•GPS惯性综合导航15航路与制导•航路：GPS导航中一系列均匀分布于路径上的已知坐标点。•制导技术是指按照一定规律控制飞行器飞行方向、姿态、高度和速度。16GPS单机导航•运动载体上装配一台GPS接收机，单独实施导航的技术。17惯性综合导航•惯性导航（inertialnavigation）：通过测量飞行器的加速度(惯性)，并自动进行积分运算，获得飞行器瞬时速度和瞬时位置数据的技术。•组成惯性导航系统的设备都安装在飞行器内，工作时不依赖外界信息，也不向外界辐射能量，不易受到干扰，是一种自主式导航系统。18理解惯性导航移动高速旋转的玩具陀螺，在某些方向会感到其自发的扭力，只在某个空间运动方向的时候同时产生，不移动陀螺就感受不到，无论如何移动静止的陀螺都没有类似的感觉。这就表明，陀螺不依靠与外界的红外、电磁波射频、可见光、无线电信息联系，就能对你的空间移动产生反应，将这个反应测量出来，就能知道导弹在空间的飞行姿态、速度、加速度等等。19中国空军歼10战机（配备激光捷联惯性导航系统）20惯性导航特点•主要优点．（1）不依赖于任何外部信息．也不向外部辐射能量的自主式系统．故隐蔽性好；（2）可全天流全球、全时间地工作．（3）能提供位置、速度、航向和姿态角数据，导航信息连续性好而且噪声低．（4）数据更新率高、短期精度和稳定性好．•其缺点是：（1）定位误差随时间而增大，长期精度差；（2）每次使用之前需要较长的初始对准时间；（3）设备的价格较昂贵；（4）不能给出时间信息。21GPS/惯性综合•GPS对惯导系统实现惯性传感器校准，空中对准，高度通道的稳定，提高惯导系统的性能和精度；•惯导系统对GPS提高跟踪卫星的能力，接收机的动态特性和抗干扰能力。22GPS/惯性综合特点•（1）实现GPS完整性检测，提高可靠性；•（2）实现一体化，便于惯导与GPS的同步，减少误差；•（3）构建导航系统，提高导航精度，性能和抗干扰能力。23GPS/惯性综合系统•（1）松散综合–GPS和惯导系统相互独立工作，综合作用表现在用GPS辅助惯导。–GPS重调惯导–位置、速度信息综合24GPS/惯性综合系统•（2）紧密综合–主要特点是GPS接收机和惯导系统相互辅助，实现一体化设计。–伪距、伪距率综合–用惯性速度信息辅助GPS接收机环路25如何使用GPS接收机（一）•坐标•路标•路线•前进方向•导向•日出日落时间•足迹线26如何使用GPS接收机（二）•有地图使用•无地图使用（更常见）•使用路点定位•使用路线输入路线•回溯