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VOR导航原理要点

VOR导航原理要点
VOR导航原理要点

VOR导航原理

前言

我一贯是本着有趣的原则在玩FS,经历了最初的新奇、乱飞、坠机、装各种插件、飞各种气象、飞航路、做视频、不断地挑战管制的极限后,终于觉得无趣了。前几天开螺旋桨飞机找找感觉,发现很多机机都有2个类似航向表的东东,里面还带杠杠,如下图。

网上搜了一下,大概是说,“那是VOR导航仪表,竖杆往左偏,说明飞机偏离VOR台航线了,就要向左飞回航线,竖杠向右偏就要向右飞回航线,保持竖杆一直居中就能飞到VOR信标了“。

好,原来这么简单,于是上天飞,这下可把我坑苦了,因为我看到的很多情况都不是那么回事,经历了各种迷茫后,决定好好研究一下这个东东,最终发现上面的红色字体部分是极特殊的情况下才有效的,当然正常飞VOR导航的大部分时间里也是在利用这个极特殊的规则,但是,可但是,但可是,如果你仅仅知道这个特殊规则,那么百分百的,你会和以前的我一样,迷失在VOR仪表中的指示中。

为了让初学者少走弯路,迅速的理解和掌握VOR导航,我们将利用赛纳斯C172SP这个小飞机,做一次自由飞行,对一些常见的VOR导航知识和应用做一次深入的探讨。经过这次探讨后,你就应该理解VOR导航这个东东了。如果你对VOR导航完全没有概念,建议你耐心的按顺序从上往下看。如果你想带着疑问了解VOR,那么可以从第三章开始倒着看。

一、基本原理

所谓导航,就是要知道目标相对自己的位置,或者说自己相对目标的位置,然后调整自己的方向,向目标前进。VOR这个东东就是用来指示你与地面固定点的相对位置的,其英文原文是:Very HighFrequency Omnidirectional Radio Range,翻译成中文就是甚高频全向信标,这是个什么东西呢?看下图:

VOR台实例1

VOR台实例2

VOR电波方向图

VOR发射机发送的信号有两个:一个是相位固定的基准信号;另一个信号的相位随着围绕信标台的圆周角度是连续变化的,也就是说各个角度发射的信号的相位都是不同的。向360度(指向磁北极)发射的与基准信号是同相的(相位差为0),而向180度(指向磁南极)发射的信号与基准信号相位差180度。飞行器上的VOR接收机根据所收到的两个信号的相位差就可以计算出自身处于信标台向哪一个角度发射的信号上。

利用这个原理,我们可以做以下具体的运用,经过VOR台原点,做很多条有方向的径向线,从1度到360度,一共做360条有方向的径向线,根据飞机在径向线上的位置,就可以确定飞机在VOR台的那个方向上了。对于A这个状态,用左图描述就是飞机处于90度径向线指向着VOR台的那段上,我们就知道飞机在VOR台的正西(270度位置),对于B状态,用左图描述就是飞机处于90度径向线背向VOR台的那段上,我们就知道飞机在VOR台的正东了。用右图描述A这个状态,那就是飞机处于270度径向线背向VOR台的位置上。为什么弄这么麻烦的表述呢,这是为了与实际飞行中仪表所显示的情况相一致。

严格的说,飞机相对于VOR台的方向是指飞机的位置在VOR台的哪个方向上,而不是说飞机沿

VOR台通常与测距仪(DME)同址安装,在提供给飞行器方向信息的同时,还能提供飞行器到导航台的距离信息,这样飞行器的位置就可以唯一的被确定下来。另外,分别测定飞机相对2个VOR台的方向,计算出2条径向线的交叉点,也能唯一确定飞机的位置。具体形式参见上图。

现实航图中VOR信标的标示方法如下图所示:包括名称、频率、识别代码、摩斯码。

3 终端引导飞机进场和非紧密近进。

二、仪表介绍

下图为C172SP在FSX中的仪表盘视图,其中红色框里面的就是与VOR导航相关的仪表和控制按钮。

塞斯纳C172SP仪表盘

我们把它放大,详细说明一下各个部分的功能:

首先看图中左边的两个圆形仪表盘,分别为飞机的VOR1和VOR2仪表,从简单的开始,先介绍下面那个VOR2仪表,按照图中编号逐个说明,不太明白不要紧,先看一下,等下面实际操作的时候,就明白到底都是干什么的了。

1、这个朝上的黄色三角,叫index,是方向选择指示。它所指示的刻度就是当前我们所选择的VOR 台电波航线的磁方向,图中315这个刻度,就是表明我们选择了VOR台朝着315磁方向的那条径向线。

2、这个白色的杆,叫CDI,航向指示器。在赛纳斯C172SP里面它是以上端为轴心左右摆动的一个杆,摆动的方向和角度指示了选择的径向线相对于飞机的偏离程度。

3、白色三角,叫模糊指示器。就是为了防止迷糊而设置的:)方向朝下的三角,表示选择的径向线是背向VOR台的那段,方向朝上表示选择的径向线是向着VOR台的那段。如果出现红白相间的指示,就说明没有收到VOR信号。

4、360度刻度转盘。用来标明所选择径向线的方向。

5、OBS旋钮,全方向选择旋钮。旋转这个旋钮,用来将刻度盘上的某个位置对准方向选择指示。

在塞斯纳C172SP上,VOR1比VOR2多一样功能,那就是有ILS(仪表降落系统)功能,所以在VOR1仪表盘上多了一根横杆,用来标示下滑道相对飞机的位置。再看右边第二和第三个模块,每个VOR 台都有自己的频率,要利用某个VOR台导航,必须将飞机上的VOR设备的频率设定为那个VOR台的频率,现在有NAV1和NAV2两个频率可分别供机上VOR1和VOR2使用,每个NAV都有一个激活频率(左边),和一个备用频率(右边),按动com/nav面板上最右边的旋钮,就可以设定NAV备用频率,按一下STBY就把这个频率切换到激活状态,同时先前的激活频率转为备用。

再看右上方顶端那一排按钮,其中NAV1和NAV2,按下变绿后,就应发出航图上相对应VOR台

左上角那个NAV/GPS选择开关,因为我们用VOR导航,就要让NAV灯亮起来,表明现在是无线电导航模式。如果GPS灯亮,就表明是GPS导航模式。

三、开始飞行

好,对于正常人来说,在看完了前面那些枯燥的东西之后,估计这会子已经找不着北了,所以请你抛开脑子里面的那团迷雾,从零开始跟着我做一次模拟飞行吧。

我们的计划是从上海虹桥机场(ZSSS)18号跑道起飞,利用VOR导航和ILS降落在上海浦东机场(ZSPD)16号跑道,途中做VOR导航练习。本次练习我们不要侧风,天气选择fair weather,时间选则白天,需要用暂停功能。

1、首先我们将飞机停在ZSSS的18号跑道前端,准备起飞。

2、起飞后如下图,练习用VOR台定位

假如起飞之后,我们突然搞不清方向了,也不知道具体的飞行距离,那么怎么确定我们的位置呢?好,我们知道附近有一代码为JTG的VOR台,我们先用它做一下确定飞机位置的练习,将NAV2设定为此VOR台的频率109.6并激活,点亮NAV2灯,确认嘟嘟嘟的摩斯码的声音符合JTG台的摩斯码后,我们旋转VOR2的OBS,让竖杆处于中间位置,这时顶端黄色指针指向刻度S,也就是180度,向上的白三角,好,这表明了飞机处于JTG台180度径向线向台的那段上,也就是JTG台的正北,距离多远呢,看一下机上DME显示器最左边那个数字就是2.8海里,这就说明我们目前的位置是在JTG台正北方向2.8海里的地方,DME这个东西我们不用管,只要设定好VOR频率,DME自动配对到相应的频率上。

以上就是利用一个带DME台的VOR台确定位置的通用方法。知道了飞机相对VOR台的位置,或者说知道了VOR台相对飞机的位置后,比如上面JTG台就在飞机的正南2.8海里的位置上,如果我们要飞向JTG,那么就让飞机朝磁航向180度飞就可以了。

3、避免混淆VOR台径向线方向和飞行方向

VOR仪表给出的是飞机处于VOR台的哪个方向上,而不是飞机的飞行方向或机头指向。下面体验一下,我们在JTG台正北做小半径盘旋,看看VOR仪表有没有变化,如下图,飞机正在倾斜盘旋,当前磁航向是150,VOR2的竖杆基本没有动,和飞机磁航向180的时候是一样的。所以,我们仅仅看VOR 仪表盘状态是不能确定飞机航向的,也就是不能确定飞向还是飞离VOR台的。

若想知道飞机是向台飞还是背台飞,还要看磁航向仪表,在竖杆处于中间位置的时候,如果飞机的磁航向和所在径向线方向一样,就可以根据白色三角的方向判断是向台飞和背台飞了,比如,上面的图中,飞机磁航向和所在径向线方向都是180度,是向上的白三角,那么就是沿着180航向飞向JTG 台,如果是向下的白三角,那么就是沿着180航向飞离JTG台了。

好,我们回到180航向向台飞行,越接近JTG台,VOR2就越灵敏,飞机在JTG台上空时,竖杆会乱动,不用管它,我们保持航向一直飞啊飞啊……

4、飞过VOR台

看航图,我们已经沿着180度航向飞过了JTG台,看一下VOR2仪表,向上的白三角被向下的白三角取代,这说明我们的飞机在JTG台180度径向线背向台的那段上,此时磁航向180,反映出了飞机沿180径向线飞离JTG台这个状态。

5、偏航后回航

现在左转30度,沿磁航向150飞一会儿,观察VOR2的反应,竖杆向慢慢右偏了一个角度,表明飞机已经偏离了JTG台的180度径向线。如何飞回JTG台180度径向线做背台飞行呢,查看VOR2表盘,从代表180径向线的那个顶端的黄色三角开始,对着竖杆偏向的方向转90度,就到了270度这个位置,我们用这个刻度作为磁航向就能以最快的速度飞回180度径向线。

我们把飞机向右转沿着270航向飞,如上图所示,竖杆慢慢回向中间。快接近中间的时候,我们向左转让飞机朝着180航向继续飞行,如下图所示,这样我们就又回到了沿着180径向线背台飞行的航线上了。

6、再做一些测试

我们现在准备向NHW台飞,把NAV2调到114.6这个频率上,如上图所示,发现VOR2竖杆立刻发生了变化,如上图。

再调OBS让竖杆垂直并且出现向下的白色三角,发现我们在230度背台的径向线上,这与在50

快速调转机头朝340磁航向飞,看看VOR2,和上图机头朝向180磁航向的时候是一致的。这说

再做一个有意思的测试,我们把NAV1调到和NAV2一样的频率上,都是114.6,VOR1调到50度径向线上,VOR2调到VOR1相反方向230度径向线上,这样沿着140航向飞一会,发现VOR1竖杆向左偏了,而VOR2竖杆向右偏了,2个竖杆方向相反,那么我们到底应该参照哪个仪表回到径向线上呢?

其实,按参照哪个都能回到径向线上,在2个仪表盘上,我们分别从顶端黄三角对着的那个刻度对着竖杆偏向的方向旋转90度,发现都是320度这个位置,朝着320航向飞就能以最快速度回到径向线上了。

7、飞越NHW台

好了不折腾了,我们还是赶紧去找浦东机场降落吧。飞越NHW台,观察并理解飞向、位于、飞离NHW台时两个仪表的变化,加深印象。

卫星导航仪导航定位方法与原理

先说一下GPS卫星导航定位的原理,如果用学术上的语言来说,是一个相当复杂的过程。但通俗的来说,也相当简单。 一个是地面发射器,一个是卫星接收器。比方说发射器叫"A",GPS卫星接收器叫"B",这样不间断的发射与接收(A-B,B-A),就形成了一个环路,类似主动雷达(也叫一次雷达),这样就可以将发射信号琐定。 至于导航方法,其实就更简单了,在发射与接收的环路过程中增加了软件系统,比方说发射与接收信号的地面与卫星的高度,路线,距离等等,这样通过软件系统来达到计算后就产生了数据,这些数据就是GPS使用者所需要的!例如地图导航,通过计算后的数据再转换成地图比例就可以准确的定位了! 另外不得不提的是GPS卫星定位车载终端设备。 车载终端设备是GPS车辆监控管理系统的前端设备,安装在被监控的车辆上。车载终端还可以隐秘地安装在各种车辆内,同时与车辆本身的油路、电路、门磁及车上的防盗器相连,可对车辆进行全方位的掌控。 车载终端设备主要由GPS接收机,GSM/GPRS收发模块,主控制模块及汽车防盗器、外接探头等各种外接设备组成。 GPS模块接收卫星的定位信号运算出自身的位置(经度、纬度、高度)、时间和运动状态(速度、航向),每秒1次送给单片机并存储,以便随时提供定位信息。MCU单片机控制整个车载台的协调工作。GSM/GPRS模块负责无线的收发传输。FSK部分负责对数据的调制解调,接收中心的指令数据和发射车载台的报警等信息。 话音控制部分用于控制免提话筒耳机,监听MIC,FSK调制解调信号的缓冲,放大,匹配,转换等功能。数字逻辑控制部分用于各种输入,输出的电平,脉冲信号的缓冲与驱动。电源及省电控制部分用于对汽车电平与后备电平的自动切换,稳压滤波并通过车匙及报警器的触发控制睡眠与苏醒。汽车防盗器部分负责对各探头的采集分析完成盗车报警的所有功能。双控熄火/断油路控制器受控于监控中心及汽车报警器。

北航惯性导航综合实验五实验报告

惯性导航技术综合实验 实验五惯性基组合导航及应用技术实验

惯性/卫星组合导航系统车载实验 一、实验目的 ①掌握捷联惯导/GPS组合导航系统的构成和基本工作原理; ②掌握采用卡尔曼滤波方法进行捷联惯导/GPS组合的基本原理; ③掌握捷联惯导 /GPS组合导航系统静态性能; ④掌握动态情况下捷联惯导 /GPS组合导航系统的性能。 二、实验内容 ①复习卡尔曼滤波的基本原理(参考《卡尔曼滤波与组合导航原理》第二、五章); ②复习捷联惯导/GPS组合导航系统的基本工作原理(参考以光衢编著的《惯性导航原理》第七章); 三、实验系统组成 ①捷联惯导/GPS组合导航实验系统一套; ②监控计算机一台。 ③差分 GPS接收机一套; ④实验车一辆; ⑤车载大理石平台; ⑥车载电源系统。 四、实验内容 1)实验准备 ①将IMU紧固在车载大理石减振平台上,确认IMU的安装基准面紧靠实验平台; ②将IMU与导航计算机、导航计算机与车载电源、导航计算机与监控计算

机、GPS 接收机与导航计算机、GPS 天线与GPS 接收机、GPS 接收机与GPS 电池之间的连接线正确连接; ③ 打开GPS 接收机电源,确认可以接收到4颗以上卫星; ④ 打开电源,启动实验系统。 2) 捷联惯导/GPS 组合导航实验 ① 进入捷联惯导初始对准状态,记录IMU 的原始输出,注意5分钟内严禁移动实验车和IMU ; ② 实验系统经过5分钟初始对准之后,进入导航状态; ③ 移动实验车,按设计实验路线行驶; ④ 利用监控计算机中的导航软件进行导航解算,并显示导航结果。 五、 实验结果及分析 (一) 理论推导捷联惯导短时段(1分钟)位置误差,并用1分钟惯导实验数据验证。 1、一分钟惯导位置误差理论推导: 短时段内(t<5min ),忽略地球自转0ie ω=,运动轨迹近似为平面1/0R =,此时的位置误差分析可简化为: (1) 加速度计零偏?引起的位置误差:2 10.88022t x δ?==m (2) 失准角0φ引起的误差:2 02 0.92182g t x φδ==m (3) 陀螺漂移ε引起的误差:3 30.01376 g t x εδ==m 可得1min 后的位置误差值123 1.8157m x x x x δδδδ=++= 2、一分钟惯导实验数据验证结果: (1)纯惯导解算1min 的位置及位置误差图:

北斗、Galileo、GLONASS、GPS定位导航系统对比

北斗、Galileo、GLONASS、GPS定位导航系统对比 世界有四大定位导航系统,分别是中国的北斗卫星定位系统、欧盟的Galieo、俄罗斯的GLONASS、美国人的GPS定位系统。 1.GPS 2.GLONASS全球导航卫星系统 GLONASS的起步晚于GPS9年。从前苏联 1982年10月12日发射第一颗GLONASS卫星开始,到1996年,13年时间内历经周折,虽然遭遇了苏联的解体,由俄罗斯接替部署,但始终没有终止或中断GLONASS卫星的发射。1995年初只有16颗GLONASS卫星在轨工作,1995年进行了三次成功发射,将9颗卫星送入轨道,完成了24颗工作卫星加1颗备用卫星的布局。经过数据加载、调整和检验,已于 1996年1月18日.整个系统正常运行。 1卫星星座 GLONASS卫星星座的轨道为三个等间隔椭圆轨道,轨道面间的夹角为120度,轨道倾角 64.8度,轨道的偏心率为o.01,每个轨道上等间隔地分布8颗卫星。卫星离地面高度19100km,绕地运行周期约11小时15分,地迹重复周期8天,轨道同步周期17困。 由于GLONASS卫星的轨道倾角大于GPS卫星的轨道倾角,所以在高纬度(50度以上)地区的可视性较好。 每颗GLONASS卫星上装有艳原子钟以产生卫星上高稳定时标,并向所有星载设备的处理提供同步信号。星载计算机将从地面控制站接收到的专用信息进行处理,生成导航电文向用户广播。导航电文包括:

①星历参数;②星钟相对于GLONASS时的偏移值;③时间标记; ④GLONA SS历书。 GLONASS卫星向空间发射两种载波信号。L1频率为 1.602— 1.616MHz.L2频率为 1.246— 1.256MHz为民用,L2供军用。 2.地面探制系统 地面控制站组包括一个系统控制中心,一个指令跟踪站,网络分布于俄罗斯境内。 CTS跟踪着GLoNAs5可视卫星,它遥测所有卫星,进行测距数据的采集和处理,并向各卫星发送控制指令和导航信息。 3用户设备 接收GUNASS卫星信号并测量其伪距和速度,同时从卫星信号中选出并处理导航电文。 接收机中的计算机对所有输入数据处理并算出位置坐标的三个分旦、速度矢量的三个分量和时间。利用两个独立的卫星定位系统进行导航和定位测量,可有效地削弱美俄两国对各自定位系统的可能控制,提高定位的可靠性和安全性。 4伐罗斯联邦政府对GLONA5S系统的使用政策 早在1991年俄罗斯首先宣称;GLoNAs5系统可供国防民间使用、不带任何限制,也不计划对用户收费.该系统将在完全布满星座后遵照已公布的性能运行至少15年。民用的标准精度通道(csA)精度数据为:

哈工大导航原理大作业

《导航原理》作业 (惯性导航部分)

一、题目要求 A fighter equipped with SINS is initially at the position of ?35 NL ?122X G Y G Z G ,and three accelerometers, X A ,Y A ,Z A are installed along the axes b X ,b Y ,b Z of the body frame respectively. Case 1:stationary onboard test The body frame of the fighter initially coincides with the geographical frame, as shown in the figure, with its pitching axis b X pointing to the east,rolling axis b Y to the north, and azimuth axis b Z upward. Then the body of the fighter is made to rotate step by step relative to the geographical frame. (1) ?10around b X (2) ?30around b Y (3) ?50-around b Z After that, the body of the fighter stops rotating. You are required to compute the final output of the three accelerometers on the fighter, using both DCM and quaternion respectively,and ignoring the device errors. It is known that the magnitude of gravity acceleration is 2/8.9g s m =. Case 2:flight navigation Initially, the fighter is stationary on the motionless carrier with its board 25m above the sea level. Its pitching and rolling axes are both in the local horizon, and its rolling axis is ?45on the north by east, parallel with the runway onboard. Then the fighter accelerate along the runway and take off from the carrier. The output of the gyros and accelerometers are both pulse numbers,Each gyro pulse is an angular increment of sec arc 1.0-,and each accelerometer pulse is g 6e 1-,with 2/8.9g s m =.The gyro output frequency is 10 Hz,and

导航原理实验报告

导航原理实验报告 院系: 班级: 学号: 姓名: 成绩: 指导教师签字: 批改日期:年月日 哈尔滨工业大学航天学院 控制科学实验室

实验1 二自由度陀螺仪基本特性验证实验 一、实验目的 1.了解机械陀螺仪的结构特点; 2.对比验证没有通电和通电后的二自由度陀螺仪基本特性表观; 3.深化课堂讲授的有关二自由度陀螺仪基本特性的内容。 二、思考与分析 1. 定轴性 (1) 设陀螺仪的动量矩为H ,作用在陀螺仪上的干扰力矩为M d ,陀螺仪漂移角 速度为ωd ,写出关系式说明动量矩H 越大,陀螺漂移越小,陀螺仪的定轴性(即稳定性)越高. 答案: d d H M ω=? /sin d d H M θω = 干扰力矩M d 一定时,动量矩H 越大,陀螺仪漂移角速度为ωd 越小,陀螺漂移越小, 陀螺仪的定轴性(即稳定性)越高. (2) 在陀螺仪原理及其机电结构方而简要蜕明如何提高H 的量值? 答案:H J =Ω 由公式2A J dm r = ???可知 提高H 的量值有四种途径: 1. 陀螺转子采用密度大的材料,其质量提高了,转动惯量也就提高了。 2. 改变质量分布特性。在质量相同的情况下,若质量分布的半径距质 心越远,H 越大。因此将陀螺转子的有效质量外移,如动力谐陀螺将转子设计成环状。即在陀螺电机定子环中,可做成质量集中分布在环外边缘的环形结构,切边缘部分材质密度大,可提高转动惯量。 3. 增大r,可有效提高转动惯量。 4. 另外可通过采用外转子电机来改变电机质量分布,增大r 。改变电机定转子结构:采用外转子,内定子结构的转子电机。

4. 增加陀螺转子的旋转速度。 2/602(1)/n s f p ωππ==- ,60(1)/n f s p =- 提高电压周波频率 f ↑——〉n ↑——H ↑ f=400Hz 适当减少极对数 ,如取p=1 适当减少转差率s ,可通过减少转子支承轴承摩擦来实现 2.进动性 (1) 在外框架施加一沿x 轴正方向作用力矩时,画出动量矩H 的进动方 向及矢量M ,ω,H 的关系坐标图。(设定H 沿Z 轴正方向)并在坐标中标出陀螺仪自转轴的旋转方向n 。 b) 在内框架施加一沿Y 轴正方向作用力矩时,画出动量矩H 的进动方向及 矢量M ,ω,H 的关系坐标图。(设定H 沿Z 轴正方向)并在坐标中标出陀螺仪自转轴的旋转方向n 。

北斗卫星导航定位系统简介

北斗卫星导航定位系统,是中国自行研制开发的区域性有源三维卫星定位与通信系统(CNSS),是除美国的全球定位系统(GPS)、俄罗斯的GLONASS之后,第三个成熟的卫星导航系统。卫星导航系统是重要的空间基础设施,它综合了传统天文导航定位和地面无线电导航定位的优点,相当于一个设置在太空的无线电导航台,可带来巨大的社会经济效益。在测绘、电信、水利、公路交通、铁路运输、渔业生产、勘探、森林防火和国家安全等诸多领域会逐步发挥重要作用。 世界上第一个全球卫星导航系统是美国从1973年开始实施的GPS系统,军民两用。但长期以来,美国对本国军方提供的是精确定位信号,对其他用户提供的则是加了干扰的低精度信号――也就是说,地球上任何一个目标的准确位置,只有美国人掌握,其他国家只知道个“大概”。为打破美国的垄断,俄罗斯耗资30多亿美元建起了自己的全球卫星导航系统GLONASS。2002年,欧盟启动了伽利略(Galileo)全球卫星导航定位系统计划,将在2008年投入运营,预计投资36亿欧元。2003年,我国与欧盟签署了有关伽利略计划的合作协定,目前双方合作项目已有14个。我国自上世纪80年代引进首台GPS接收机以来,已成为GPS应用大国。作为一个拥有广阔领土和海域的国家,中国有能力也有必要拥有自己的全球定位系统。 北斗卫星导航定位系统的系统构成有:由两颗地球静止卫星(800E和1400E)、一颗在轨备份卫星(110.50E)、中心控制系统、标校系统和各类用户机等部分组成。可向用户提供全天候、二十四小时的即时定位服务,定位精度可达20纳秒的同步精度,水平精度100米(1σ),设立标校站之后为20米(类似差分状态)。其精度与GPS相当。工作频率为2491.75MHz,系统容纳的最大用户数达每小时540000户,短报文通信一次可传送多达120个汉字的信息(GPS不具备此项功能),精密授时的精度达20纳秒。 2007年2月3日,第四颗试验“北斗星”在西昌成功发射。 这一系统目前共有四颗导航定位卫星,其发射时间分别为: 2000年10月31日; 2000年12月21日; 2003年5月25日,第三颗是备用卫星。 2007年2月3日,北斗导航试验卫星升空。 中国向着努力开发一个堪与美国GPS系统和欧洲伽利略系统(Galileo)媲美的定位系统又迈进了一步。“北斗”导航卫星通过“长征三号甲”运载火箭成功发射,凸显中国政府发展航天工业的决心。此前数周,中国用一种由导弹发射的“动能拦截器”击毁了一颗老化气象卫星,美国对此表示担忧。 北斗卫星导航定位系统——英文名为“Compass”——的计划一直处于保密状态,官方一再拒绝透露意图。不过,最近的卫星发射,似乎是要加强一个相对不很精确的系统,该系统以2000年至2003年发射的三颗北斗卫星为基础。今年初将发射两颗地球静止卫星,使北斗卫星导航系统到2008年能够覆盖中国全境和邻近国家部分区域。北斗卫星导航系统最终将通过由30颗非静止轨道卫星组成的卫星“星座”,扩展到覆盖全球。它将类似于美国的GPS系统(全球定位系统)和欧洲的伽利略卫星网络。 更为精确的定位,对于中国军队来说将是一项重大财富。扩展后的北斗卫星导航系统,将使用与伽利略系统相同的无线电频率,可能也会与GPS系统相同,在战时使敌方更难以干扰网络。 北斗卫星导航系统的开发,可能会对伽利略系统的商业成功构成挑战。虽然中国是伽利略项目的合作方之一,中国政府和企业在相关设施及商业应用研究方面投入了2亿欧元(合2.6亿美元),但中国正成为该 项目的一个潜在竞争者。

最新北斗卫星导航系统详解

北斗卫星导航系统详 解

北斗卫星导航系统包括北斗一号和北斗二号两代系统,是中国研发的卫星导航系统。北斗一号是一个已投入使用的区域性卫星导航系统,北斗二号则是一个正在建设中的全球卫星导航系统。北斗卫星导航系统和美国全球定位系统、俄罗斯格洛纳斯系统、欧盟伽利略定位系统被联合国确认为全球4个卫星导航系统核心供应商。 北斗一号 北斗卫星定位系统是由中国建立的区域导航定位系统。该系统由四颗(两颗工作卫星、2颗备用卫星)北斗定位卫星(北斗一号)、地面控制中心为主的地面部份、北斗用户终端三部分组成。北斗定位系统可向用户提供全天候、二十四小时的即时定位服务,授时精度可达数十纳秒(ns)的同步精度,北斗导航系统三维定位精度约几十米,授时精度约100ns。美国的GPS三维定位精度P码目前己

由16m提高到6m,C/A码目前己由25-100m提高到12m,授时精度日前约20ns。。北斗一号导航定位卫星由中国空间技术研究院研究制造。2008年北京奥运会期间,它将在交通、场馆安全的定位监控方面,和已有的GPS卫星定位系统一起,发挥“双保险”作用。北斗一号卫星定位系统的英文简称为BD,在ITU(国际电信联合会)登记的无线电频段为L波段(发射)和S波段(接收)。 系统工作原理 “北斗一号”卫星定位系出用户到第一颗卫星的距离,以及用户到两颗卫星距离之和,从而知道用户处于一个以第一颗卫星为球心的一个球面,和以两颗卫星为焦点的椭球面之间的交线上。另外中心控制系统从存储在计算机内的数字化地形图查寻到用户高程值,又可知道用户出于某一与地球基准椭球面平行的椭球面上。从而中心控制系统可最终计算出用户所在点的三维坐标,这个坐标经加密由出站信号发送给用户。 “北斗一号”的覆盖范围是北纬5°一55°,东经70°一140°之间的心脏地区,上大下小,最宽处在北纬35°左右。其定位精度为水平精度100米(1σ),设立标校站之后为20米(类似差分状态)。工作频率:2491.75MHz。系统能容纳的用户数为每小时540000户。 北斗系统三大功能 快速定位:北斗系统可为服务区域内用户提供全天候、高精度、快速实时定位服务,定位精度20—100m;

北斗卫星导航系统定位原理及应用

xxxx导航系统定位原理及其应用 北斗卫星定位系统是由中国建立的区域导航定位系统。该系统由四颗(两颗工作卫星、2颗备用卫星)北斗定位卫星(北斗一号)、地面控制中心为主的地面部份、北斗用户终端三部分组成。北斗定位系统可向用户提供全天候、二十四小时的即时定位服务,授时精度可达数十纳秒(ns)的同步精度,北斗导航系统三维定位精度约几十米,授时精度约100ns。美国的GPS三维定位精度P码目前己由16m提高到6m,C/A码目前己由25-100m提高到12m,授时精度日前约20ns。。 北斗一号导航定位卫星由中国空间技术研究院研究制造。四颗导航定位卫星的发射时间分别为: 2000年10月31日; 2000年12月21日; 2003年5月25日, 2007年4月14日,第三、四颗是备用卫星。2008年北京奥运会期间,它将在交通、场馆安全的定位监控方面,和已有的GPS卫星定位系统一起,发挥?双保险?作用。北斗一号卫星定位系统的英文简称为BD,在ITU(国际电信联合会)登记的无线电频段为L波段(发射)和S波段(接收)。北斗二代卫星定位系统的英文为Compass(即指南针),在ITU登记的无线电频段为L波段。北斗一号系统的基本功能包括: 定位、通信(短消息)和授时。北斗二代系统的功能与GPS相同,即定位与授时。 其工作原理如下: ?北斗一号?卫星定位系出用户到第一颗卫星的距离,以及用户到两颗卫星距离之和,从而知道用户处于一个以第一颗卫星为球心的一个球面,和以两颗卫星为焦点的椭球面之间的交线上。另外中心控制系统从存储在计算机内的数字化地形图查寻到用户高程值,又可知道用户出于某一与地球基准椭球面平行的椭球面上。从而中心控制系统可最终计算出用户所在点的三维坐标,这个坐标

北航惯性导航大作业

惯性导航基础课程大作业报告(一)光纤陀螺误差建模与分析 班级:111514 姓名: 学号 2014年5月26日

一.系统误差原理图 二.系统误差的分析 (一)漂移引起的系统误差 1. εx ,εy ,εz 对东向速度误差δVx 的影响 clc;clear all; t=1:0.01:25; g=9.8; L=pi/180*39; Ws=2*pi/84.4*60; Wie=2*pi/24; R=g/(Ws)^2; e=0.1*180/pi; mcVx1=e*g*sin(L)/(Ws^2-Wie^2)*(sin(Wie*t)-Wie*sin(Ws*t)/Ws); mcVx2=e*((Ws^2-(Wie^2)*((cos(L))^2))/(Ws^2-Wie^2)*cos(Ws*t)-(Ws^2)*((sin(L))^2)*cos(Wi e*t)/(Ws^2-Wie^2)-(cos(L))^2); mcVx3=(sin(L))*(cos(L))*R*e*((Ws^2)*cos(Wie*t)/(Ws^2-Wie^2)-(Wie^2)*cos(Ws*t)/(Ws^2-Wi e^2)-1); plot(t,[mcVx1',mcVx2',mcVx3']); title('Ex,Ey,Ez 对Vx 的影响'); xlabel('时间t'); ylabel('Vx(t)'); 0,δλδL ,v v δδ

legend('Ex-mcVx1','Ey-mcVx2','Ez-mcVx3'); grid; axis square; 分析:εx,εy,εz对东向速度误差δVx均有地球自转周期的影响,εx,εy还会有舒勒周期分量的影响,其中,εy对δVx的影响较大。 2.εx,εy,εz对东向速度误差δVy的影响 clc;clear all; t=1:0.01:25; g=9.8; L=pi/180*39; Ws=2*pi/84.4*60; Wie=2*pi/24; R=g/(Ws)^2; e=0.1*180/pi; mcVy1=e*g*(cos(Wie*t)-cos(Ws*t))/(Ws^2-Wie^2); mcVy2=g*sin(L)*e/(Ws^2-Wie^2)*(sin(Wie*t)-Wie/Ws*sin(Ws*t)); mcVy3=g*cos(L)*e/(Ws^2-Wie^2)*(sin(Wie*t)-Wie/Ws*sin(Ws*t)); plot(t,[mcVy1',mcVy2',mcVy3']); title('Ex,Ey,Ez对Vy的影响'); xlabel('时间t'); ylabel('Vy(t)'); legend('Ex-mcVy1','Ey-mcVy2','Ez-mcVy3'); grid; axis square;

计算机视觉测量与导航_张正友法相机标定 _结课实验报告

H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 计算机视觉测量与导航 实验报告 院系:航天学院 学科:控制科学与工程 姓名:TSX 学号: 任课教师:张永安卢鸿谦 日期:2014.05.13

摘要 人类视觉过程可看成是一个复杂的从感觉到知觉的过程,也就是指三维世界投影得到二维图像,再由二维图像认知三维世界的内容和含义的过程。信号处理理论与计算机出现以后,人们用摄像机等获取环境图像并转换成数字信号,完成对视觉信息的获取和传输过程,用计算机实现对视觉信息的处理、存储和理解等过程,形成了计算机视觉这门新兴学科。其中从二维图像恢复三维物体可见表面的几何结构的工作就叫做三维重建。随着计算机硬件、软件、图像采集、处理技术的迅速发展,三维重建的理论和技术已被广泛应用于航空航天、机器人技术、文字识别、工业检测、军事侦察、地理勘察、现场测量和虚拟植物可视化等领域。相机标定是三维重建必不可少的步骤,它包括对诸如主点坐标、焦距等与相机内部结构有关的内部参数的确定和对相机的旋转、平移这些外部参数的确定。价格低廉的实验器材、简单的实验环境、快捷的标定速度和较高的标定精度是现在相机标定研究追求的几大方向。数码相机的标定就是研究的热点之一。本次报告介绍了基于棋盘格模板标定的基本原理和算法,利用MATLAB的相机标定工具箱,使用张征友算法对相机进行了标定,记录了标定的过程,并给出结果,最后对影响标定精度的因素进行了分析。 关键词:相机标定张正友角点提取内外参

1基于棋盘格标定的基本原理和算法 1.1基础知识 1.1.1射影几何 当描述一张相机拍摄的图像时,由于其长度、角度、平行关系都可能发生变化,因此无法完全用欧氏几何来处理图像,而射影几何却可以,因为在射影几何中,允许存在包括透视投影的更大一类变换,而不仅仅是欧氏几何的平移和旋转。实际上,欧氏几何是射影几何的一个子集。 1.1.2齐次坐标 设欧氏直线上点p的笛卡尔坐标为(x,y)T,如果x1,x2,x3满足x=x1/x2,y =x2/x3,x3≠0,则称三维向量(x1,x2,x3)T为点P的齐次坐标。当x3= 0时,(x1,x2,0)T规定直线上的无穷远点的齐次坐标。 实际上,齐次坐标是用一个n+ 1维向量来表示原本n维的向量。应用齐次坐标的目的是用矩阵运算把二维、三维甚至高维空间中的一个点集从一个坐标系变换到另一个坐标系。形的几何变换主要包括平移、旋转、缩放等。以矩阵表达式来计算这些变换时,平移是矩阵相加,旋转和缩放则是矩阵相乘,综合起来可以表示为P’=R*P+T(R为旋转缩放矩阵,T为平移矩阵,P为原向量,P′为变换后的向量)。当n+1维的齐次坐标中第n+1维为0,则表示n维空间的一个无穷远点。

哈工大导航原理大作业

哈工大导航原理大作业-标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

《导航原理》作业 (惯性导航部分)

一、题目要求 A fighter equipped with SINS is initially at the position of ?35 NL and ?122 EL,stationary on a motionless carrier. Three gyros X G ,Y G ,Z G ,and three accelerometers, X A ,Y A ,Z A are installed along the axes b X ,b Y ,b Z of the body frame respectively. Case 1:stationary onboard test The body frame of the fighter initially coincides with the geographical frame, as shown in the figure, with its pitching axis b X pointing to the east,rolling axis b Y to the north, and azimuth axis b Z upward. Then the body of the fighter is made to rotate step by step relative to the geographical frame. (1) ?10around b X (2) ?30around b Y (3) ?50-around b Z After that, the body of the fighter stops rotating. You are required to compute the final output of the three accelerometers on the fighter, using both DCM and quaternion respectively,and ignoring the device errors. It is known that the magnitude of gravity acceleration is 2/8.9g s m =. Case 2:flight navigation Initially, the fighter is stationary on the motionless carrier with its board 25m above the sea level. Its pitching and rolling axes are both in the local horizon, and its rolling axis is ?45on the north by east, parallel with the runway onboard. Then the fighter accelerate along the runway and take off from the carrier. The output of the gyros and accelerometers are both pulse numbers,Each gyro pulse is an angular increment of sec arc 1.0-,and each accelerometer pulse is g 6e 1-,with 2/8.9g s m =.The gyro output frequency is 10 Hz,and the accelerometer ’s is 1Hz. The output of gyros and accelerometers within 5400s are stored in MATLAB data files named gout.mat and aout.mat, containing matrices gm of 35400? and am of 35400? respectively. The format of data as shown in the tables, with 10 rows of each matrix selected. Each row represents the out of the type of sensors at each sample time.

导航原理(pdf版)

导航原理(V0.1) 导航贯穿于飞行全过程。正确实施导航,是完成任务的先决条件。对于每一个想要在虚拟战线任务中顺利找到目标,完成任务并安全返航的飞友,熟练的掌握导航技术是必须的。 第一节导航仪表 与导航有关的仪表主要有罗盘和无线电导航仪,罗盘又分为磁罗盘和综合远读罗盘(也叫做转发罗盘),综合远读罗盘实际上是把远读罗盘和无线电导航仪合二为一,比如德机的罗盘中的小飞机就是无线电导航仪的指针,它指向无线电导航台或电台的方位,德机的罗盘外圈的刻度是活动的,跟随航向的变化而旋转,正12点的位置就是当前航向。美国海军飞机的罗盘中的双针就是无线电导航仪的指针,它指向电台方向,单针指示的是当前航向,而美国陆航的指针定义刚好相反,单针是无线电导航仪的指针,双针指示当前航向。苏机的无线电导航仪是单独的,它的使用我们以后再说。磁罗盘实际上跟指南针是一样的,只是它的刻度盘是做在磁体上的,跟磁体一起旋转,因此它只能在水平状态下使用。导航仪表中还包括航空时钟,它跟我们平时用的钟一样,这里就不讲了。 综合远读罗盘(德)综合远读罗盘(美)磁罗盘(美) 磁罗盘(苏)无线电导航仪(苏)

第二节判读航图和导航计算 航图的判读是导航的基础,游戏中的航图,跟我们常见的地图大体相同,所用的图标也很相似,但由于游戏本身的特点,以及我们在飞行中的实际需要,因此也有一些不同的地方。 图1 图例图2放大后的图1局部游戏中的航图图标大多与真实地图相同,如浅蓝色不规则线条表示河流,较大面积浅蓝色区域表示湖泊,黑色线条表示铁路,但公路却分为两种,红线表示泥土公路,黄色带棕色边的线表示沥青或水泥公路,大块的绿色区域表示森林,森林间的浅色区域表示草地,不规则的小块黄色区域表示城镇,城镇上面标有城镇名称。图中的蓝色菱形图标表示空军基地。 游戏中的航图跟真实地图一样是上北下南,左西右东,并且也采用 经度和纬度,图2是放大后的地图,可以看到地图边缘标有经度和纬度, 但游戏中的航图主要采用英文字母和数字来表示位置。图1是我们看航 图时最常用的一种比例,图中经线和纬线交叉将地图划分为一个个区 域,用英文字母代表纵列(经度),用数字代表横列(纬度),两条经线 和两条纬线之间的距离是10千米,因此地图上每一个区域的边长是10 千米。每一个区域可以用字母和数字来表示,如D5、E3等等。图3 区域分划但用这样的方法来表示位置不够精确,因此我们在此基础上将每一个区域分为9个小区,每个小区用一个数字来表示,以增加精度。如图3,将一个区域(图中为D3)均分为9个小区,用小键盘上的数字键位置进行编号,这样每一个小区就可以这样表示,如D3-1,D3-6。图1中的空军基地,如果用D3来表示,因为D3地区有10×10千米,因此精度很低,而如果用D3-5来表示,由于D3-5小区只有3.3×3.3千米,精度大为提高。 一般的航图显示比例分为两个档次,既每格10千米和每格1千米,而在太平洋地区的一些地

北斗导航定位系统如何定位和通信

北斗导航定位系统如何定位和通信 对于北斗导航,目前来说只有行业相关的人对此导航系统有所了解,普通人们在生活中了解的并不多,这主要是因为人们普遍使用gps导航系统,北斗导航定位系统普及性比较低,所以人们知道了解的并不多。但是,北斗导航定位系统,目前正在不断的向前发展,不管是专业领域的发展,也在不停的向民用领域延伸发展。 1、北斗导航定位系统的组成 北斗导航定位系统是自主研发的全球四大导航之一,此系统主要是由空间端、地面端和用户端三部分组成。空间端主要有5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星。地面端主要包括主控站和注入站以及监测站等若干个地面站。 简单的来说,卫星导航技术主要是利用一组导航卫星,来对地面、海洋和空间用户进行精准的定位。北斗导航定位系统具有全时空、全天候、高精度、连续实时地提供导航、定位和授时的特点,已成为应用广泛的导航定位技术。 2、一代北斗导航定位系统的工作过程 北斗卫星一代导航系统的工作过程是:首先由中心控制系统向卫星I和卫星II同时发送询问信号,经卫星转发器向服务区内的用户广播。用户响应其中一颗卫星的询问信号,并同时向两颗卫星发送响应信号,经卫星转发回中心控制系统。中心控制系统接收并解调用户发来的信号,然后根据用户的申请服务内容进行相应的数据处理。 3、北斗导航定位系统的四大功能 1)北斗短报文通信功能:北斗系统用户终端具有双向报文通信功能,用户可以一次传送多达120个汉字的信息。目前在远洋航行中有重要的应用价值。 2)精密授时:北斗系统具有精密授时功能,可向用户提供20ns-100ns时间同步精度。

3)定位精度:水平精度100米(1σ),设立标校站之后为20米(类似差分状态)。 4)工作频率:2491.75MHz。 系统容纳的最大用户数:每小时540000户。 4、二代北斗导航定位系统 第二代“北斗”卫星导航定位系统需要发射35颗卫星,相比GPS,多出11颗卫星。“北斗“卫星导航定位系统将提供开放服务和授权服务。开放服务在服务区免费提供定位,测速和授时服务,定位精度为10米,授时精度为50纳秒,测速精度为0.2米/秒。授权服务则主要的是军事用途,将向授权用户提供更安全与更高精度的定位,测速,授时服务。 5、北斗导航定位系统的未来 目前我国的导航市场主要是gps的天下,随着北斗的发展,更多的北斗+gps 产品出现,这对于用户来说是具有重大的好处,可以获得更加精准的定位导航服务。作为北斗导航定位系统的专业的服务者,我们莱特不仅提供北斗导航定位设备,短报文通信设备,主要也在提供更多的导航教学设备,为北斗教学提供更有利的支持。

北斗卫星导航系统

北斗卫星导航系统- 简介 北斗卫星导航系统 北斗卫星导航系统﹝BeiDou(COMPASS)Navigation Satellite System﹞是中国独立发 展、自主运行,并与世界其他卫星导航系统兼容互用的全球卫星导航系统。 北斗卫星导航系统既能提供高精度、高可靠的定位、导航和授时服务,还具备短报文通信、差分服务和完好性服务特色,是中国国家安全、经济和社会发展不可或缺的重大空间信息基础设施。 北斗卫星导航系统包括北斗一号和北斗二号两代导航系统。其中北斗一号用于中国及其周边 地区的区域导航系统,北斗二号是类似美国GPS的全球卫星导航系统。[1] 北斗卫星导航系统建设目标是:建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的覆盖全球的北斗卫星导航系统,促进卫星导航产业链形成,形成完善的中国卫星导航应用产业支撑、推广和保障体系,推动卫星导航在国民经济社会各行业的广泛应用。[2] 三步走 按照“质量、安全、应用、效益”的总要求,坚持“自主、开放、兼容、渐进”的发展原则,北斗卫星导航系统按照“三步走”的发展战略稳步推进。具体如下: 第一步,2000年建成北斗卫星导航试验系统,使中国成为世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。 第二步,建设北斗卫星导航系统,2012年左右形成覆盖亚太大部分地区的服务能力。 第三步,2020年左右,北斗卫星导航系统形成全球覆盖能力。[3][4] 北斗卫星导航系统- 系统组成

北斗导航卫星应用战略图 北斗卫星导航系统包括北斗一号和北斗二号的2代系统,由空间段,地面段,用户段三部分 组成。 空间段 空间段包括五颗静止轨道卫星和三十颗非静止轨道卫星。地球静止轨道卫星分别位于东经5 8.75度、80度、110.5度、140度和160度。非静止轨道卫星由27颗中圆轨道卫星和3颗同步 轨道卫星组成。 地面站 地面段包括主控站、卫星导航注入站和监测站等若干个地面站。 主控站主要任务是收集各个监测站段观测数据,进行数据处理,生成卫星导航电文和差分完好性信息,完成任务规划与调度,实现系统运行管理与控制等。 注入站主要任务是在主控站的统一调度下,完成卫星导航电文、差分完好性信息注入和有效载荷段控制管理。 监测站接收导航卫星信号,发送给主控站,实现对卫星段跟踪、监测,为卫星轨道确定和时间同步提供观测资料。 用户段 用户段包括北斗系统用户终端以及与其他卫星导航系统兼容的终端。系统采用卫星无线电测

GPS定位器的原理

位置服务已经成为越来越热的一门技术,也将成为以后所有移动设备(智能手机、掌上电脑等)的标配。而定位导航技术中,目前精度最高、应用最广泛的,自然非GPS莫属了。网络上介绍GPS原理的专业资料很多,而本文试图从编程人员的角度出发,以一种程序员易于理解的方式来简单介绍一下GPS定位的基本原理,希望对做GPS开发的朋友有所启发。当然,本文并没有涉及具体的开发方面的技术。 之所以先介绍数学模型,是因为我认为这个数学模型可能是程序员比较关心的问题。当然事先声明,这个模型只是我根据一些GPS资料总专为程序员总结出来的一个简化模型,细节方面可能并不符合实际,想了解具体细节请参考专业的GPS讲解资料。 GPS定位,实际上就是通过四颗已知位置的卫星来确定GPS接收器的位置。 如上图所示,图中的GPS接收器为当前要确定位置的设备,卫星1、2、3、4为本次定位要用到的四颗卫星: 那么定位的过程,简单来讲就是通过一个函数GetLocation(),从已知的[Position1,d1]、[Position2,d2]、[Position3,d3]、[Position4,d4]四对数据中求出Location的值。用程序员熟悉的函数调用来表示就是: 一看到这个函数调用,程序员们就该来劲了:这些参数从哪里来?这个函数又是如何执行?由谁来执行的呢?立体几何还没有忘干净的可能还要问:为什么必须要4对参数呢?那下面我们就来一起探究一下。

实际上,运行于宇宙空间的GPS卫星,每一个都在时刻不停地通过卫星信号向全世界广播自己的当前位置坐标信息。任何一个GPS接收器都可以通过天线很轻松地接收到这些信息,并且能够读懂这些信息(这其实也是每一个GPS芯片的核心功能之一)。这就是这些位置信息的来源。 我们已经知道每一个GPS卫星都在不辞辛劳地广播自己的位置,那么在发送位置信息的同时,也会附加上该数据包发出时的时间戳。GPS接收器收到数据包后,用当前时间(当前时间当然只能由GPS接收器自己来确定了)减去时间戳上的时间,就是数据包在空中传输所用的时间了。 知道了数据包在空中的传输时间,那么乘上他的传输速度,就是数据包在空中传输的距离,也就是该卫星到GPS接收器的距离了。数据包是通过无线电波传送的,那么理想速度就是光速c,把传播时间记为Ti的话,用公式表示就是: 这就是di(i=1,2,3,4)的来源了。 这个函数是我为了说明问题而虚构的,事实上未必存在,但是一定存在这样类似的运算逻辑。这些运算逻辑可以由软件来实现,但是事实上可能大都是由硬件芯片来完成的(这可能也是每一个GPS芯片的核心功能之一)。 根据立体几何知识,三维空间中,三对[Positioni,di]这样的数据就可以确定一个点了(实际上可能是两个,但我们可以通过逻辑判断舍去一个),为什么这里需要四对呢?理想情况下,的确三对就够了,也就是说理想情况下只需要三颗卫星就可以实现GPS定位。但是事实上,必须要四颗。 因为根据上面的公式,di是通过c*Ti计算出来的,而我们知道c值是很大的(理想速度即光速),那么对于时间Ti而言,一个极小的误差都会被放大很多倍从而导致整个结果无效。也就是说,在GPS定位中,对时间的精度要求是极高的。GPS卫星上是用銫原子钟来计时的,但是我们不可能为每一个GPS接收器也配一个銫原子钟,因为一个銫原子钟的价格可能已经超过了这个GPS设备再加上使用GPS的这辆名贵汽车的价格。 同时,由于速度c也会受到空中电离层的影响,因此也会有误差;再者,GPS卫星广播的自己的位置也可能会有误差。其他等等一些因素也会影响数据的精确度。 总之,数据是存在误差的。这些误差可能导致定位精确度降低,也可能直接导致定位无效。GetLocation(函数)中多用了一组数据,正是为了来校正误差。至于具体的细节,我们就不用关心了,我们只要知道,多用一组数据,就可以通过一些巧妙的算法,消除或减小误差,

卫星导航定位实验报告

China University of Mining and Technology 《卫星导航定位算法与程序设计》 实验报告 学号: 07122825 姓名:王亚亚 班级:测绘12—1 指导老师:王潜心/张秋昭/刘志平 中国矿业大学环境与测绘学院 2015-07-01

实验一编程实现读取下载的星历 一、实验要求: 读取RINEX N 文件,将所有星历放到一个列表(数组)中。并输出和自己学号相关的卫星编号的星历文件信息。读取RINEX O文件,并输出指定时刻的观测信息。 二、实验步骤: 1、下载2014年的广播星历文件和观测值文件,下载地址如下: ftp://https://www.doczj.com/doc/9816492277.html,/gps/data/daily/2014/ 2、要求每一位同学按照与自己学号后三位一致的年积日的数据文件和星历文件,站点的选择必须选择与姓氏首字母相同的站点的数据,以王小康同学为例,学号:07123077,需下载077那天的数据。有些同学的学号365<后三位 <730,则取学号后三位-365,以姜平同学为例:学号10124455,下载455- 365=90 天的数据,有些同学的学号730<后三位<=999,则取学号后三位-730,以万伟同学为例:学号:07122854,则下载854-730 = 124天的数据。可以选择wnhu0124.14n wnhu0124.14o 根据上述要求我下载了2014年第95天的数据,选择其中的wsrt0950.14n和wsrt0950.14o星历文件。指定时刻(学号后五位对应在年积日对应的秒最相近时刻)的观测值信息如张良09123881,后五位23881,取23881-3600*6= 2281秒,6点38分01秒,最近的历元应该是6点38分00秒的数据。根据计算与我最接近的观测时刻为2014年4月5日6点20分30.00秒。 3、编程思路: 利用rinex函数读取星历文件中第14颗卫星的星历数据并输出显示。对数据执行762次循环找到对应的2014年4月5日6点20分30.00秒,并输出观测值。 4、程序运行结果:

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