区域导航RNA V的应用
摘要：区域导航技术（RNA V）是航空领域的一项革新，它通过飞机机载导航设备和全球定位系统的共同作用，对飞机的飞行航路、航线以及起降形成引导作用，从而实现了空域容量的增加和地面导航设施投入的降低，提高了航空业的效能。本文介绍了RNA V的内涵，突出说明其重大作用和显著优势，并以乌鲁木齐机场为例对其可行性和程序准备、实施进行了具体的分析。
关键词：区域导航RV A V 卫星导航系统
上世纪七十年代以来，越来越多的人们选择乘坐飞机出行，客流量的增大造成了延误和空域拥挤的问题时有发生，提高空管系统容量成为国际航空领域关注的焦点。区域导航RNA V正是在此条件下发展起来的，该导航系统具有精度高、调配灵活的特点，受到了管制部门和民航公司的欢迎，我国正在逐步的试点推行该项技术。
1 区域导航的概念
区域导航是一种导航系统，它是相对常规导航而提出的概念。与传统航空导航方式不同，在导航信号的覆盖范围内，或机载自备导航设备的工作范围内，抑或是两范围的组合空间内，该导航系统可以通过确定航空器的位置坐标、建立飞行航迹、向下一航路点提供航迹几个步骤而实现对航空器的引导工作。
现在通行的RNA V系统是在陆基系统的RNA V基础上发展起来的，通过星基系统的应用，或与FMC系统的配合，飞机飞行不再需要按照地面是否有导航台来设计航路。
2区域导航的作用和优势
相对于传统导航系统，RNA V的作用和优势是很显著的，具体说来包括如下几点：
（1）航路设置方面更加灵活，空域资源优化配置。RNA V的定位依据是名称、纬度、经度等指标，这样就使之不受到导航设施的制约，可以根据空域规划要求设计航线，对于地形复杂区域的机场而言这一点尤为重要。航空器在区域导航的引导下，实现了横向间隔和纵向间隔的缩小，如此就实现了空域容量的增加，空中资源的充分利用。
（2）引导精度提高，飞行安全性得以改善。区域导航系统是一项智能化的导航系统，它可以自主捕捉地形信息，并根据空域的限制条件和航空器管理员的习惯来设计三边的长、宽，提升了飞行员的位置意识。
（3）降低可操纵的飞行撞地事故（CFIT）风险。区域导航提供了垂直方向
XINYU UNIVERSITY 公选课论文 （2012 届） 题目北斗卫星导航系统在物联网中的应用 二级学院数学与计算机科学学院 专业计算机网络技术 班级12计网班 学号 学生姓名 指导教师 北斗卫星导航系统在物联网中的应用 摘要 在讨论了北斗导航和物联网的技术发展现状的基础之上，分析了北斗导航在物联网中的应用，主要的热点应用领域包括导弹制导、环境监测、智能交通、无人工厂、现代物流、灾害预警 关键词：北斗导航；物联网；通信技术 Beidou satellite navigation system in the application of the Internet of things Abstract In the beidou navigation is discussed and the Internet of things technology development present situation, on the basis of analysis of the beidou navigation in the application of Internet of things, the
main application fields of the hot spot of missile guidance, environmental monitoring, intelligent transportation, modern logistics, disaster warning, no one factory Key words:Beidou navigation; The Internet of things; Communication technology 第一章引言 北斗导航是我国具有独立自主知识产权的技术，物联网技术是一门新兴技术，在日趋成熟的理论基础支撑下，北斗导航将更好地服务于物联网，推进生产力发展，更好地服务于国民经济和国防建设。在物联网技术中，信号需要对网络中的每个物体进行精准的导航和位置服务。北斗导航准确的定位、导航和授时功能可以更好地促进物联网技术的发展。 第二章技术发展现状 北斗导航是我国自行研制、自行建设、自行管理，具有完全自主知识产权的全球卫星导航系统。该系统工作在2491.75MHz的频率上，可向用户提供全天候、高精度的即时定位服务，定位精度可达到纳秒级，与GPS相当。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，形成完善的国家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个行业的应用。 北斗导航是由太空的导航通信卫星、地面控制中心和用户终端三部分组成。组成北斗导航的三部分：太空段由5颗静止轨道卫星和
一、中国区域定位系统（Chinese area positioning system 简称 CAPS） 现在的GPS、伽利略、北斗等导航系统都是直播式卫星导航定位系统。也就是说，导航电文及测距码在卫星上直接产生，然后下行广播给用户定位。因此，需要发射专门的导航卫星来承担这一任务。通常需要30颗左右的导航卫星才能覆盖全球。 CAPS 则是转发式卫星导航定位系统，即导航电文及测距码在地面产生，上行至卫星，利用卫星上的信号转发器，再下行广播给用户定位。这样，系统就可以少发射甚至不发射专门的导航卫星，而利用商用的通信卫星组成导航星座。 CAPS2002年提出，由艾国祥院士领衔，先后获得973、863、国家自然科学基金重点项目、中科院重大及方向性重点项目经费资助，在2008年12月出版的《中国科学G 辑》为CAPS 做了一个专刊(18篇文章)，集中报告了该系统的研制进展。 CAPS 始于一次“头脑风暴”。2002年11月初，时任台长的艾国祥院士找到同事施浒立和颜毅华，在一间普通的办公室讨论一个宏大的命题：如何开发“经济型”卫星导航系统。之所以有这样的一个想法，是因为美国的GPS，从研制到最终投入使用，花费了20多年的时间和数以百亿计的美元。而前苏联也投入巨资研制格洛纳斯（GLONASS），其导航星座至今仍不完整。 虽然中国已经加入“伽利略计划”，同时也启动了雄心勃勃的“北斗系统”，但研究人员还是希望尝试一些新的想法，看能否有更经济Edited by Foxit Reader Copyright(C) by Foxit Corporation,2005-2009For Evaluation Only.
卫星导航产业应用领域分析 （一）前沿的定位技术 ①精密单点定位技术PPP（Precise Point Positioning）。即利用预报或事后精密星历（如IGS预报精密星历或IGS事后精密星历），同时利用某种方式得到的精密卫星钟差替代用户GPS单点定位方程中的卫星钟差参数，用户利用单台双频GPS接收机的非差相位和伪距观测值在数千万平方公里甚至全球范围内的任意位置进行分米级实时动态定位或事后厘米级快速静态定位。 ②网络RTK技术-VRS（Virtual Reference Station）。就是在一定区域内建立多个（一般为三个或三个以上）基准站，对该地区构成网状覆盖，并以这些基准站中的一个或多个为基准，计算和发播改正信息，对该地区内的卫星定位用户进行实时改正的定位方式，又称为多基准站RTK。与常规（即单基准站）RTK相比；该方法的主要优点：覆盖面广，定位精度高，可靠性高，可实时提供厘米级定位；网络RTK系统的结构包括3个部分：控制中心，固定站和用户部分。 （二）卫星导航定位在大型领域方面的应用。 中投顾问在《2016-2020年中国卫星导航行业深度调研及投资前景预测报告》中指出，正是由于全球卫星定位系统具有全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，赢得广大测绘工作者的信赖，并成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、运载工具导航和管制、地壳运动监测、工程建设、市政规划、海洋开发、资源勘察、地球动力学等多种学科。目前，导航定位技术已经渗透到国民经济建设、国防建设、科学研究和人民生活等方方面面。 （1）国家大型测绘项目领域 我国先后于1992年、1996年建立了由28个点组成的国家A级卫星定位控制网和由730个点组成的国家B级卫星定位控制网，首次整合和统一平差后形成了2000个国家卫星定位大地控制网，并于2004年完成与天文大地网的平差，成为我国现代测绘的基本框架。 进入21世纪，可以说GPS定位技术已完全取代了用测角，测距手段建立大地控制网的常规大地测量方法。我们一般将应用GPS卫星定位技术建立的控制网叫做GPS网。与此同时，建成了连续运行的卫星定位观测站30多个，其中7个纳入国际IGS（地理信息系统）网站，国家A级和B级GPS大地控制网的建成，标志着我国具有分米级绝对精度的三维大地控制坐标系统已基本建立，它将成为我国空间技术和空间基础数据、动态实时定位等技术提供一个精确可靠的参考系。此外，中国国家A级和B级GPS大地控制网中大部分点位，均用水准进行了联测，以确定它们的正常高。同时不少网点也和原有的用经典方法测定的大地点和沿海的验潮站等进行了联测。所有这些将成为我国地壳运动监测，中国局部大地水准面的求定、新老
船用导航产品技术发展趋势 1概述 船用导航技术很多，主要由磁导航、卫星导航、无线电导航、雷达导航、惯性导航和天体导航。我公司主要涉及磁导航和惯性导航，磁导航发展较早，主要产品为磁罗经，惯性导航产品同样有着辉煌的历史，是国内最早一批开始惯性导航产品的企业。 磁罗经因其连续工作时间长、自主性强、可靠性强和经济性好等显著地优点，始终是为各类舰艇与传播提供航向和观测物标方位等数据所必备的导航仪器。尽管近年来陀螺罗经、GPS定位设备、船用雷达的技术与精度有了飞跃式发展，但依然不可以取代磁罗经在舰艇上的使用地位。惯性导航设备可以为载体提供航向、位置、姿态、速度等基本物理信息，是信息化装备中最核心的传感设备之一。惯性导航设备仅需要敏感地球自转而不需要借助外界任何的光、电、磁信息的机理决定了它的完全自主的特点，是复杂战场环境中保底的导航手段。惯性导航技术是最重要的军用技术之一，可以毫不夸张的说，惯性导航的发展水平直接影响了一个国家的武器装备的先进性。惯性导航产业起步于军用，目前仍主要应用于军用领域。不过随着随着成本的降低和需求的增长，其范围已由原来的舰艇、飞机、航天宇航、制导武器、战车等军用或军民两用领域，扩展到大地测量、资源勘测、地球物理测量、海洋探测、铁路、隧道等民用领域，甚至在机器人、摄像机、儿童玩具中也被广泛应用。 2国外发展现状 2.1磁罗经 磁罗经是利用地磁场对磁针具有吸引力的现象而制成的一种航海指向仪器，地磁场是一种天然的矢量场，由地球自身的物理特性所产生，其方向和强度几乎不随时间、天气等的影响。因此，与其它导航方式相比，地磁导航是一种极为稳定，误差不累加（陀螺），不依赖于外界数据交互（GPS）的自主导航方式。虽然历史悠久，直到今日仍然被广泛的用于各类导航领域。并且是IMO（国际海事组织）强制装船的设备。过去，由于弱磁测量技术的限制，一直采用机械式磁罗经，与其他导航技术相比，地磁导航技术并未有真正的突破和发展。Sperry Marine 作为国外老牌导航产品厂商，生产的磁罗经目前依然在销售，其航向精度标称值优于0.5°。
国外卫星导航应用产业发展研究报告 一、全球卫星导航应用产业概况 经过近二十年的发展，北美、欧洲及日本卫星导航应用市场逐渐走向成熟，2010年后，全球民用卫星导航市场进入了平稳发展期，年复合增长率10%左右。对位置服务、交通运输、测量测绘与农业GNSS应用（本报告不包括金融、网络、电力等授时应用）的统计与研究表明，2013年全球民用卫星导航应用市场规模已经超过2200亿欧元（约2800亿美元），至2022年将达到3500亿欧元（约4460亿美元），全球在用卫星导航设备有望达到70亿部。 虽然，卫星导航民用市场的规模早已远远超过了军用市场，2013年全球军用卫星导航市场的规模不超过12亿美元，不足民用市场的0.5%。但其重要军事空间系统的角色不会改变。
图3 2012～2022年累计核心市场的收入份额 凭借技术与先发优势，美国一直处于卫星导航应用产业的领先或主导地位，是全球卫星导航应用基础设施最完善、应用最广泛、市场最成熟、技术水平最高的国家，形成了完整的卫星导航应用产业链，是全球卫星导航应用发展的最大受益者，也是卫星导航应用产业发展最重要的推动力量。 欧洲是全球卫星导航应用的第二大市场，其产业的规模与技术水平仅次于美国，是卫星导航应用发展的重要推动力量。在卫星导航芯片、模块、整机、软件及行业应用领域均具有可与美国媲美的能力。伽利略全球导航卫星系统的发展使欧洲卫星导航应用获得了获得了欧盟各国政府的全面支持，完整的卫星导航应用产业链基本形成。 俄罗斯是最早完成全球导航卫星系统建设的国家之一，但是因对卫星导航应用与产业的重视不足，2000年前，俄罗斯卫星导航应用产业几乎是一片空白。进入21世纪，特别是南奥塞梯战争后，卫星导航应用受到了俄政府的高度重视，加大了资金投入，卫星导航应用产业的发展全面启动。
收稿日期:2004-05-12。 项目来源:国家自然科学基金资助项目(70271030)。 文章编号:1671-8860(2004)09-0775-04文献标识码:A 我国北斗卫星导航系统应用需求及效益分析 杨 军1 曹 冲1 (1 华中科技大学管理学院,武汉市珞喻璐1037号,430074) 摘 要:在介绍我国卫星导航系统应用概况的基础上,比较分析了北斗卫星导航系统民用的优势和劣势,对我国北斗卫星导航系统民用市场的用户数和产值进行了预测,并对其作了经济效益和社会效益分析。关键词:北斗卫星导航系统;市场预测;效益分析中图法分类号:P228.42 随着第三颗/北斗一号0导航定位卫星发射成功,它与前两颗/北斗一号0工作星组成了中国完整的卫星导航定位系统,确保全天候、全天时提供卫星导航信息,从而为我国今后卫星导航系统的发展打下了基础。它标志着中国已建立了完善的第一代卫星导航定位系统,对中国国民经济建设和国防建设的进一步发展将发挥重要的作用。/北斗一号0卫星导航系统现在已开始在军队使用,但目前民用的范围和深度还不是十分普遍,如果能加大卫星导航系统在民用上的步伐,将会有力推动我国卫星导航系统在各行各业的应用。本文介绍了我国卫星导航系统的应用概况,对我国卫星导航系统的民用市场进行了市场预测和效益分析 [1,2] 。 1 我国卫星导航系统应用概况 卫星导航技术在中国的应用与研究始于20世纪80年代中期,从90年代开始,随着GPS 从海湾战争后逐渐走向民用市场,特别是卫星导航系统在众多领域表现出的巨大优势与适应性,其中隐藏的巨大商机与诱人前景吸引大批公司纷纷涌入这一市场,大量技术人员纷纷研究这一课题,而通信技术与计算机技术又对卫星导航技术的应用推波助澜,以GPS 为核心的卫星导航定位技术应用在中国经过15a 左右的历程,正向更高层次、更广阔的领域发展。 中国卫星导航技术的应用领域十分广阔,传 统的测量应用及军工相关应用的比例正在逐年下降,已渗透到许多新的行业。现实的应用已经使卫星导航技术从专业化领域走向了大众化应用的广阔前景,这也使得卫星导航技术逐渐成为通信、互联网之后的第三个新的I T 增长点。 2 我国北斗卫星导航系统应用的市 场需求 经过对相关部门的调查,我国北斗卫星导航系统的市场需求体现在如下几方面[1,2]。 1)2003年前5个月,我国铁路的日均装车量为8.2万车,累计发送货物7.22亿吨,同比增长8%。铁路部门2002年铁路机车保有量为1万多台,基于铁路安全和运输安全保障体系的考虑,一直未采用GPS,而北斗卫星导航系统是我国自主知识产权的导航系统,具有定位、授时和双向短信功能,在铁路运输安全保障体系中具有其他定位手段无法替代的作用。 2)渔业船只20多万艘,海上渔业是我国卫星导航应用较早的领域,GPS 已经占领了比较大的市场。但由于受通信方式的限制,和陆地管理部门联系困难,而北斗系统则具有明显的优势。 3)根据2000年统计,我国运输部门在册登记运输车辆540多万辆,其中120万辆是客运车辆,420万辆是货运车辆。以长途运输为例,这是我国卫星导航系统在物流运输管理上能发挥重大作用的领域,其应用市场需求迫切,潜力巨大。从 第29卷第9期2004年9月武汉大学学报#信息科学版 Geomatics and Information Science of Wuhan Universi ty Vol.29No.9Sept.2004
智能导航——卫星定位导航 一、教学目标 1.知识与技能： (1)认识卫星定位导航仪。 (2)了解卫星定位导航技术及其应用。 2.过程与方法： (1)通过自主学习和知识迁移,对智能导航做出描述; (2)通过教师导读,了解卫星定位工作原理。 3.情感态度与价值观： (1)让学生养成观察、调查的良好习惯; (2)通过卫星定位导航应用,感受技术给我们生活带来的变化。 4. 行为与创新：通过认识北斗星导航系统,激发学习的积极性和创造性。 二、学情分析 大部分学生对卫星定位导航有所体验,对卫星定位导航仪或手机导航应用有所了解,但对卫星定位等技术比较陌生,对为什么能够导航并不清楚。 三、重点与难点 重点:卫星定位导航技术及其应用。 难点:利用卫星定位导航技术体验导航。 四、教学活动 1.激趣导入 播放爸爸去哪儿的音乐。 师:Angela父女俩又快乐出游了,不过这次他们遇到了些麻烦,你能帮帮他们吗?我们一起去瞧一瞧! 出示父女对话情景。 师:同学们有什么好办法吗? 生:可以用导航仪啊! 揭示课题:是呀,用导航仪就方便多了,况且现在也十分的普及。这节课我们就来认识卫星定位导航。 智能导航——卫星定位导航(板书)
2.教授新知 （1）了解导航仪的外观以及种类。 师:首先我们先来看看导航仪都长什么样? (课件出示导航仪)谁来说说看? 生:都有显示屏。 生:有很多的输入、输出按钮。 生:有的会说话!(师:那叫语音系统) 师:除了这种,你们还见过其他导航仪吗? 生:还见过用手机做导航仪的。 师:同学们真是见多识广啊,因为手机本身具备定位功能,所以可以在手机上安装导航软件,从而实现手机的导航功能。同样平板电脑也可以。 （2）认识什么叫做导航仪。 师:那么导航仪到底是什么呢?我们一起来读一读导航仪的科学定义。 生:卫星定位导航仪借助卫星定位导航技术按照出行人要求确定目的地和行驶路线,提供自动语言导航和交通安全提示等功能。 师:你觉得这个定义里的哪些词特别的重要? 生:卫星!没有卫星根本不可能有定位系统。 生:我认为是确定目的地和行驶路线。这是导航最重要的功能。 师:同学们说的都很好。 （3）初步体验导航仪。 师:我们知道了什么是导航仪,那么同学们想不想体验一下导航仪的神奇呢?(想) 师:那我们就来帮Angela父女找到他们的目的地。我们先观看视频,学习如何在平板电脑上使用卫星定位导航功能。 师:看同学的样子已经跃跃欲试了!我们来看下要求。 出示体验馆1:利用手机导航仪,初步判断目的地(锡惠公园)的方向和大概距离。 学生体验。 师:找到了吗?锡惠公园在我们的哪个方向?
室内导航技术的发展及 现状 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】
定位技术从室外走向室内 室内导航技术发展及其现状 目录 定位技术从室外走向室内 一、为什么需要室内定位 二、室外定位技术简介 三、室内定位技术简介 四、室内无线定位算法 五、如何实现室内定位导航精准定位 六、室内导航解决方案 蓝牙定位技术与算法 ........................................ 系统结构 .................................................. 系统流程 .................................................. 蓝牙三角定位实际项目部署流程 .............................. 七、室内定位导航的优势 八、关于我们 实际案例视频：............................................ 上海微肯网络科技有限公司简介：............................ 定位技术从室外走向室内 一、为什么需要室内定位 当您看到这篇文章时，恭喜您，您正在关注目前全世界最新的技术之一室内定位，为何这样说呢你知道我们一生当中80%的时间是待在室内，但 GPS却不能在室内运作。 人们对周遭环境不了解是会有恐惧感的，尤其在室内的封闭空间更加如此。想一想你曾在地下停车场花了多少时间找路那种找不到出口出去的感觉是不是很糟
GPS解决了我们户外迷路的问题，但室内呢 当然了，室内定位导航是基本功能，室内定位真正吸引人的地方是它让所有在室内发生的事件多了一个空间的维度。想想看，你在看任何事件最会先看什么这事件在“哪里”发生“何时”发生的记录事件发生的“位置”是非常重要的一件事情。 例如： 大型商场中的商户能够通过室内定位技术获知哪些地方人流量最大，客人 们通常会选择哪些行动路线等，从而更科学地布置柜台或者选择举办促 销活动的地点。 商店希望消费者进店消费时可以主动发送一些促销折扣，可以应用到手机 购物、移动电子商务、个性化广告/优惠信息。用户会希望能够直接获取 商店或者所需产品的位置。其次，室内定位在机场、医院、大型商场、 会展中心、大型停车场都可以有非常广泛的应用， 另一个福音，家长不用再担心孩子在商场中走失，通过室内定位技术可以 实时定位孩子的位置。 最终回归到人与物、物与人以及人与人的连结，在这当中可想而知，有室内定位才可将这些连结快速结合起来，足以看得出室内定位扮演的关键角色。室内定位的应用其实还不限于这些，这项技术可以影响着你生活的方方面面。多方面的需求推动了室内定位技术的发展。 二、室外定位技术简介 目前常用的室外定位方式有：一种是基于人造卫星的定位，一种是基于移动运营网的基站的定位。 1.卫星定位 卫星定位有四大系统，美国的GPS系统、欧盟的伽利略定位系统（Galileo）、俄罗斯的GLONASS系统和中国的北斗卫星导航定位系统。GPS 又称为全球定位系统（Global Positioning SystemGPS）。GPS系统包括三大部分：空间部分—GPS卫星星座；地面控制部分—地面监控系统；用户设备部分—GPS信号接收机。GPS的基本定位原理是：卫星不间断地发送自身的星历参数和时间信息用户接收到这些信息后经过计算求出接收机的三维位置三维方向以及运动速度和时间信息。 2.基站定位
北斗卫星导航系统及应用综述 0引言 北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星定位与通信系统（BDS），是继美全球定位系统（GPS）和俄GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统。系统由空间端、地面端和用户端组成，可在全球围全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并具短报文通信能力，已经初步具备区域导航、定位和授时能力，定位精度优于20m，授时精度优于100ns。2012年12月27日，北斗系统空间信号接口控制文件正式版正式公布，北斗导航业务正式对亚太地区提供无源定位、导航、授时服务。 1 北斗卫星导航系统基本信息介绍 中国在2003年完成了具有区域导航功能的北斗卫星导航试验系统，之后开始构建服务全球的北斗卫星导航系统，于2012年起向亚太大部分地区正式提供服务，并计划至2020年完成全球系统的构建。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及欧盟伽利略定位系统一起，是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。 1.1 北斗卫星导航系统的定位原理 “北斗一号”卫星导航系统的定位原理与GPS系统不同,GPS采用的是被动式伪码单向测距三维导航,由用户设备独立解算自己的三维定位数据,而“北斗一号”卫星导航定位系统则采用主动式双向测距二维导航, 由地面中心控制系统解算供用户使用的三维定位数据。“北斗”卫星是中国“北斗”导航系统空间段组成部分,由两种基本形式的卫星组成,分别适应于GEO和MEO轨道。“北斗”导航卫星由卫星平台和有效载荷两部分组成。卫星平台由测控、数据管理、姿态与轨道控制、推进、热控、结构和供电等分系统组成。有效载荷包括导航分系统、天线分系统。GEO卫星还含有RDSS有效载荷。因此,“北斗”卫星为提供导航、通信、授时一体化业务创造了条件。“北斗”导航卫星分别在1559MH z～1610MH z、1200MH z～1300MH z两个频段各设计有两个粗码、两个精密测距码导航信号, 具有公开服务和授权服务两种服务模式[1]。 “北斗二号”导航卫星系统体制第二代导航卫星系统与第一代导航卫星系统在体制上的差别主要是: 第二代用户机可免发上行信号,不再依靠中心站电子高程图处理或由用户提供高程信息,而是通过直接接收卫星单程测距信号来自己定位, 系统的用户容量不受限制,并可提高用户位置隐蔽性。
民航导航技术的发展现状及发展趋势 引言 导航是一种为运载体航行时提供连续、安全和可靠服务的技术。航空和航海的需求是导航技术发展的主要推动力。尤其是航空技术，由于飞机在空中必须保持较快的运动速度，留空时间有限，事故后果严重，对导航提出了更高的要求;同时飞机所能容纳的载荷与体积较小，使导航设备的选择受到较大的限制。对于航空运输系统来讲，导航的基本作用就是引导飞机安全准确地沿选定路线、准时到达目的地。 自无线电导航技术的广泛应用以来，导航已从通过观测地形地物、天体的运动以及灯光电磁现象，改变为主要依赖电磁波的传播特性来实现，部分摆脱了天气、季节、能见度和环境的制约，以及精度十分低下的状况。飞机在云海茫茫的天上，能随时掌握自己的位置，大大降低了飞行安全风险。导航已成为民航完全可以依赖的技术手段，促进了世界民航事业的发展。 20年代70世纪发展起来的信息技术使导航技术呈现了新面貌。卫星导航(GPS和GLONASS)以及其增强系统和组合系统，已经能够方便、廉价地为全球任何地方、全天候提供较高精度和连续的位置、
速度、航姿和时间等导航信息，成为支持未来航空运输发展的又一股强大动力。 1民航导航技术的现状 1.1支持航路的导航技术 1.1.1惯性导航系统 从20世纪20年代末开始，虽然陆基无线电导航逐渐成为航空的主要导航手段，但由于需要地面系统或设施的支持，无法实现自主定位和导航，限制了航空的发展。首先，军事上对导航系统提出了生存能力、抗干扰、反利用和抗欺骗的需求，具有自主导航能力的惯性导航系统(INS)于60年代在航空领域投入使用。但民用飞机采用INS 的主要原因是由于INS提供的导航信息连续性好，导航参数短期精度高，更新速率高(可达50～1000Hz)。 20世纪70年代后，由于数字计算机的使用和宽体飞机的发展，INS也开始了大发展阶段。由于INS具有许多陆基导航系统不具备的优点，尤其是可以产生包括飞机三维位置、三维速度与航向姿态等大量有用信息，在民航中得到了应用，是民航飞机的基本导航系统。当然它自生的垂直定位功能不好误差是发散的，不能单独使用，在现代
北斗二号卫星导航系统介绍及应用 南京工业大学工业工程 北斗二号卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星定位与通信系统(BDS ,是继美全球定位系统(GPS 和俄 GLONASS 之后第三个成熟的卫星导航系统。系统由空间端、地面端和用户端组成,可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务,并具短报文通信能力,已经初步具备区域导航、定位和授时能力,定位精度 10m ,授时精度优于 100ns 。 2012年 12月 27日,北斗二号系统空间信号接口控制文件正式版正式公布,北斗导航业务正式对亚太地区提供无源定位、导航、授时服务。 北斗二号卫星导航系统由空间端、地面端和用户端三部分组成。空间端包括 5颗静止轨道卫星和 30颗非静止轨道卫星。地面端包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站。用户端由北斗用户终端以及与美国 GPS 、俄罗斯 GLONASS 、欧盟 GALILEO 等其他卫星导航系统兼容的终端组成。 北斗二号卫星导航系统是在北斗一号的基础上建设的卫星导航系统, 但其并不是北斗一号的简单延伸, 完整构成的北斗二号卫星导航系统是一个类似于 GPS 和GLONASS 的全球导航系统。 一.研发背景 1. 重要的战略意义 战略意义一:建设北斗卫星导航系统, 是提高我国国际地位的重要载体战略意义二:是促进和推动经济社会发展的强大动力。战略意义三:是推动我国信息化建设的重要保证。战略意义四:是应对重大自然灾害的生命保障。战略意义五:是增强武器效能,维护国家安全的根本命脉 v 战略意义七:是我国履行航天国家国际责任的需要。战略意义八:对提升中国航天的能力, 推动航天强国建设意义重大。 2. 北斗一号卫星导航系统及其不足
终端区区域导航（RNAV） 一.概述 区域导航（RNAV）是一种先进的飞行运行方式，它可以充分发挥机载设备性能，增加空域容量，提高运行效益。正因为RNAV的这种先进性，使得它对运行条件、机载设备、运行程序和参与运行的人员都有比传统导航方式较高的要求。因此，航空公司若实施RNAV运行，必须按照局方的相关咨询通告的要求进行适航和运行评估，以确认自己在设备和人员方面具有实施这一运行的能力，并通过局方审定，获得适航和运行批准，以及相应的运行规范。 本节是按照民航总局《在终端区实施区域导航的适航和运行批准》（AC—121FS—13）咨询通告的要求制定的，涉及公司要求在终端区RNAV运行中必须遵守的规则、规定、程序和标准。凡公司参与终端区RNAV运行的人员在此项运行中必须严格执行。 二.终端区区域导航（RNAV）的适用范围和基本要求 区域导航（RNAV）分为航路RNAV和终端区RNAV运行，目前公司只申请并获得批准了终端区RNAV运行。而且在现阶段，这个终端区RNAV运行只限于进场、离场、等待和起始进近，不包括中间进近、最后进近和复飞。 终端区RNAV运行应在雷达管制或雷达监视条件下实施，飞行高度不得低于相应的雷达最低引导高度。 就机载设备而言，本节所述的终端区RNAV只对水平导航有强制要求，对垂直导航（VNAV）没有强制要求。但是，飞行机组在实施终端区RNAV运行中，在VNAV 方面，应该清楚下列四点： 1. 可以使用传统的方法人工飞行公布的下降剖面，也可以使用自动方式飞行公布
的下降剖面。 2. 如果在终端区RNAV程序中包含有公布的VNAV程序，飞行机组必须按公布的 限制飞行。 3. 如果在终端区RNAV程序中未包含有公布的VNAV程序，只有高度限制，那么， 在高度限制之间的垂直剖面取决于机组的决定。但机组应尽可能地跟踪最佳垂直剖面。机组应知道有多少种方法可以跟踪垂直剖面。 4. 飞行机组应严格执行公布或发布的速度管理要求。 一般情况下，开放RNAV运行的终端区也同时开放传统导航方式运行。所以，在运行准备直至进入开放RNAV运行的终端区以前，如发现不能符合终端区RNAV运行要求，可以不申请此项运行或取消这一申请，申请或转为传统方式运行。在终端区RNAV运行中，如果发现飞机的实际水平航迹偏离标称航迹超过2公里，或认为误差不可接受，或发现其它不能符合终端区RNAV运行要求的现象，飞行机组必须报告ATC，并在其指挥下，立即终止RNAV运行，转为雷达引导或在雷达引导下转为传统导航方式。管制员如发现上述情况，将会立即指挥机组终止RNAV运行，实施雷达引导，机组必须严格执行管制员的指令。 三.空中交通管制部门应为RNAV运行提供的安全保障 空中交通管制部门已经按照相应的标准为终端区RNAV运行提供了足够的安全保障。这些保障主要涉及飞行程序设计、地面导航设备和航行情报等方面，它们是实施终端区RNAV运行的前提条件。宣布开放RNAV运行的终端区应该已经满足这些前提条件。 许多前提条件一经飞行程序设计、评估和验证完成就是固定不变的，同时，也是运行中较难验证或检查的；但有些与导航设备和航行情报相关的前提条件是可变的，
全球四大卫星定位系统 目前，世界上只有少数几个国家能够自主研制生产卫星导航系统。当前全球有四大卫星定位系统，分别是美国的全球卫星导航定位系统GPS、俄罗斯的格罗纳斯GLONASS系统、欧洲在建的"伽利略"系统、和中国的北斗卫星导航系统。 一、美国GPS长期垄断 美国国防部从1973年开始实施的GPS系统，这是世界上第一个全球卫星导航系统，在相当长的一段时间内垄断了全球军用和民用卫星导航市场。GPS全球定位系统计划自1973年至今，先后共发射了41颗卫星，总共耗资190亿美元。GPS原来是专门用于为洲际导弹导航的秘密军事系统，在1991年的海湾战争中首次得到实战应用。随后，在科索沃战争、阿富汗战争和伊拉克战争中大显身手。从克林顿时代起，该系统开始应用在了民用方面。现运行的GPS系统由24颗工作卫星和4颗备用卫星组成。美国利用GPS获得了巨大的经济利益，多年来在出售信号接收设备方面赚取了巨额利润。以1986年为例，当时一台一般精度的GPS定位仪价格5万美元，高精度的则达到10万美元。现在价格虽然有所下降，但也可推算出20年来GPS"收获颇丰"。以GPS为代表的卫星导航定位应用产业，已成为八大无线产业之一。据美国国家公共管理研究院进行的调查评估表明，GPS的全球销售额将以每年38%的速度增长，2005年全球GPS市场已达到310亿美元。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"。在海湾战争时，美国还曾置欧盟各国利益不顾，一度关闭对欧洲GPS服务。 2003年3月20日，伊拉克战争爆发。大批轰炸机、战斗机猛扑向伊拉克首都巴格达，用炸弹准确地将一座建筑彻底摧毁，行动代号："斩首行动"；4月，一架B-1B"枪骑兵"轰炸机临时接到任务，用炸弹摧毁了另一座建筑。他们的目标都是一个人：萨达姆侯赛因，他们所使用的炸弹都是一种：联合攻击炸弹(JDAM)，这些炸弹之所以都能够精确的打击目标，是因为他们都是通过卫星定位来实现定位，提供这种定位服务的正是由24颗美国卫星组成的全球定位系统--GPS。 由于GPS技术所具有的全天候、高精度和自动测量的特点，作为先进的测量手段和新的生产力，已经融入了国民经济建设、国防建设和社会发展的各个应用领域。 随着冷战结束和全球经济的蓬勃发展，美国政府宣布，在保证美国国家安全不受威胁的前提下，取消SA政策，GPS民用信号精度在全球范围内得到改善，利用C/A码进行单点定位的精度由100米提高到10米，这将进一步推动GPS技术的应用，提高生产力、作业效率、科学水平以及人们的生活质量，刺激GPS市场的增长。 二、俄罗斯GLONASS（格洛纳斯）系统 "格洛纳斯GLONASS"是俄语中"全球卫星导航系统GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTE"的缩写。作用类似于美国的GPS、欧洲的伽利略卫星定位系统。最早开发于苏联时期，后由俄罗斯继续该计划。俄罗斯1993年开始独自建立本国的全球卫星导航系统。1995年俄罗斯耗资30多亿美元，完成了GLONASS导航卫星星座的组网工作。它也由24颗卫星组成，原理和方案都与GPS类似，不过，其24颗卫星分布在3个轨道平面上，这3个轨道平面两两相隔120°，同平面内的卫星之间相隔45°。每颗卫星都在19100千米高、64.8°倾角的轨道上运行，轨道周期为11小时15分钟。地面控制部分全部都在俄罗斯领土境内。俄罗斯自称，多功能的GLONASS系统定位精度可达1米，速度误差仅为15厘米/秒。如果必要，该
无人机导航定位技术简介与分析 无人机导航定位工作主要由组合定位定向导航系统完成，组合导航系统实时闭环输出位置和姿态信息，为飞机提供精确的方向基准和位置坐标，同时实时根据姿态信息对飞机飞行状态进行预测。组合导航系统由激光陀螺捷联惯性导航、卫星定位系统接收机、组合导航计算机、里程计、高度表和基站雷达系统等组成。结合了SAR 图像导航的定位精度、自主性和星敏感器的星光导航系统的姿态测定精度，从而保证了无人飞机的自主飞行。 无人机导航是按照要求的精度，沿着预定的航线在指定的时间内正确地引导无人机至目的地。要使无人机成功完成预定的航行任务，除了起始点和目标的位置之外，还必须知道无人机的实时位置、航行速度、航向等导航参数。目前在无人机上采用的导航技术主要包括惯性导航、卫星导航、多普勒导航、地形辅助导航以及地磁导航等。这些导航技术都有各自的优缺点，因此，在无人机导航中，要根据无人机担负的不同任务来选择合适的导航定位技术至关重要。 一、单一导航技术 1 惯性导航 惯性导航是以牛顿力学定律为基础，依靠安装在载体(飞机、舰船、火箭等)内部的加速度计测量载体在三个轴向运动加速度，经积分运算得出载体的瞬时速度和位置，以及测量载体姿态的一种导航方式。惯性导航系统通常由惯性测量装置、计算机、控制显示器等组成。惯性测量装置包括加速度计和陀螺仪。三自由度陀螺仪用来测量飞行器的三个转动运动;三个加速度计用来测量飞行器的三个平移运动的加速度。 计算机根据测得的加速度信号计算出飞行器的速度和位置数据。控制显示器显示各种导航参数。惯性导航完全依靠机载设备自主完成导航任务，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，不受气象条件限制，是一种自主式的导航系统，具有完全自主、抗干扰、隐蔽性好、全天候工作、输出导航信息多、数据更新率高等优点。实际的惯性导航可以完成空间的三维导航或地面上的二维导航。 2 定位卫星导航 定位卫星导航是通过不断对目标物体进行定位从而实现导航功能的。目前，全球范围内有影响的卫星定位系统有美国的GPS，欧洲的伽利略，俄罗斯的格拉纳斯。这里主要介绍现阶段应用较为广泛的GPS全球定位系统导航。
技术开发与应用 组合导航技术的发展趋势 曾伟一1 林训超2 曾友州3 贺银平4 (1.2.3.4.成都航空职业技术学院,四川成都610100) 收稿日期:2011-01-10 作者简介:曾伟一(1956 ),男,四川省成都市人,副教授,主要研究方向为电气自动化和微机控制技术。 摘 要:本文揭示了组合导航技术的优越性,论述了组合导航的关键技术,对硅微惯性测量单元的发展和应用情况进行了介绍,指出GNSS/INS 组合中松耦合、紧耦合与深耦合方式的技术特点,展望了耦合技术未来发展方向。 关键词:组合导航 卫星导航 惯性导航 中图分类号:TN967 2 文献标识码:B 文章编号:1671-4024(2011)02-0041-04 Development Tendency of Integrated Navigation Technology ZE NG Weiyi 1,LIN Xunchao 2,ZE NG Youzhou 3,HE Yinping 4 (1.2.3.4.Chengdu Aeronautic Vocational &Technical College,Chengdu,Sichuan 610100,China) Abstract This paper analyzes the advanta ges of integrated navigation technique and the key inte grated navigation technology,presents the development and application of measuring units of silicon micro inertia,points out the techniques of loose coupling,tight coupling and deep c oupling in the combination of GNSS and INS and prospects the development tendenc y of c oupling technology. Key Words integrated navigation,GNSS,I NS 组合导航是采用两种或两种以上导航系统,形成的性能更高、安全性和可靠性更强的导航方式。可与GNSS 进行组合导航的技术有I NS 、多普勒雷达、天文导航、气压高度表、磁力计等。目前世界上应用最为广泛、性能最优、自主性最强的组合导航为卫星导航系统和惯性导航系统的组合,该组合系统主要利用卫星导航系统的长期稳定性与适中精度,来弥补I NS 的误差随时间传播或增大的缺点,同时再利用I NS 的短期高精度来弥补卫星导航接收机在受干扰时误差增大或遮挡时丢失信号等的缺点,提高卫星导航的动态性能和抗干扰能力和卫星的重新捕获能力,从而实现完整的高精度、高可靠性、高稳 定性、高适用性、持续全天候的导航,广泛应用于海、陆、空、天各领域,包括飞机、轮船、车辆、机器人等的 导航。组合导航技术已成为目前世界上最先进的、全天候、自主式制导技术,也是导航技术最具有应用前景的发展方向[1] 。本文针对未来组合导航定位领域的关键技术的发展趋势和面临的挑战进行了论述。 一、惯性器件发展趋势与面临的挑战 惯导系统的误差源包括陀螺和加速度计的器件误差、系统初始对准误差和导航解算中采用的重力场模型误差等,器件误差为大多数系统的主要误差源 [2] 。 41 成都航空职业技术学院学报Journal of Che ngdu Aeronauti c Voc atio na l a nd Te chni cal Col lege 2011年06月第2期(总第87期)Vol.27No.2(Serial No.87)2011
北斗卫星导航系统主要应用领域 1、交通运输重点运输监控管理、公路基础设施、港口高精度实时定位调度监控； 2、海洋渔业船位监控、紧急救援、信息发布、渔船出入港管理； 3、水文监测多山地域水文测报信息的实时传输； 4、气象监测气象测报型北斗终端设备，大气监测预警系统应用解决方案； 5、森林防火定位、短报文通信； 6、通信时统开展北斗双向授时，研制出一体化卫星授时系统； 7、电力调度基于北斗的电力时间同步； 8、救灾减灾提供实时救灾指挥调度、应急通信、信息快速上报、共享； 9、军工领域定位导航；发射位置的快速定位；搜救、排雷定位等。 国家积极推动北斗民用化进程，一系列的鼓励政策，为北斗的应用发展提供了广阔的空间。北斗卫星导航系统解决了精准定位的问题，靠一个北斗终端就能走遍大江南北。北斗系统的定位服务将在未来智慧生活中发挥巨大作用。 如今的北斗卫星导航系统已成功应用于测绘、电信、水利、渔业、交通运输、森林防火、减灾救灾和公共安全等诸多领域，北斗卫星导航系统在使用中产生显着的经济效益和社会效益。 在气象行业，北斗卫星导航系统广泛应用于气象观测、灾害监测和气象信息的收集与发布，包括大气风向风速、水汽含量、海风海浪、雷电观测和预警等，极大提升气象观测、预报和灾害预警发布水平，增强气象领域防灾减灾能力。 中国海洋渔业水域面积300多万平方公里，现有渔船100多万艘、渔业人口2000多万，海洋渔业涉及渔民生命安全、国家海洋经济安全、海洋资源保护和海上主权维护，现已成为北斗民用规模最大的行业。北斗卫星海洋渔业安全生产信息服务系统的应用极大地保障了渔船的出海安全，巩固和发展了渔业生产，推动了“平安渔业”建设。以赴南沙生产作业的渔船为例。农业部南海区渔政局建立了“南沙渔船船位监控指挥管理系统”，系统建成后，监控中心能随时获知渔船方位，大大方便了相关职能部门对渔业生产的管理，实现看得见的管理调度。当渔民在海上遇险时，可以通过渔船上的卫星导航通信系统向监控中心发送遇险报告，监控中心收到报告时就可以根据卫星定位确定距离遇险渔船最近的船只，
北斗卫星导航系统位置报告/短报文型终端通用规 范（预） 2014.08.14 1 范围 本通用规范规定了北斗卫星导航系统位置报告/短报文型终端（简称为北斗通信终端）的技术要求（包括一般要求、功能要求、性能要求、环境适应性要求）、试验方法、检验规则、以及包装、运输和储存等要求。 本标准适用于北斗通信终端的研制、生产和使用，也是制定北斗通信终端产品标准、检验产品质量和产品应用选型的依据。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 ?GB/T 191 包装储运图示标志 ?GB 2312—1980 信息交换用汉字编码字符集基本集 ?GB/T 2828.1—2003 计数抽样检验程序第1部分：按接收质量限(AQL)检索的逐批检验抽样计划 ?GB 4208—2008 外壳防护等级(IP代码) ?GB/T 4857.5 包装运输包装件跌落试验方法 ?GB/T 5080.1—1986 设备可靠性试验总要求 ?GB/T 5080.7—1986 设备可靠性试验恒定失效率假设下的失效率与平均无故障时间的验证试验方案 ?GB/T 5296.1—1997 消费品使用说明总则 ?GB/T 12267—1990 船用导航设备通用要求和试验方法 ?GB/T 12858—1991 地面无线电导航设备环境要求和试验方法 ?GB/T 13384—2008 机电产品包装通用技术条件 ?GB 15702—1995 电子海图技术规范
?GB 15842—1995 移动通信设备安全要求和试验方法 ?GB/T 17626.3—2006 电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验 3 术语、定义和缩略语 3.1 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 3.1.1 北斗卫星导航系统 BeiDou navigation satellite system 中国的全球卫星导航系统，简称北斗系统（BeiDou）。具有卫星无线电测定（RDSS）和卫星无线电导航（RNSS）两种业务，可以提供导航、定位、授时、位置报告和短报文服务。 3.1.2 北斗终端 BeiDou terminal 北斗系统各种用户应用终端的总称。北斗终端按照应用北斗卫星业务的不同服务模式，分为北斗RDSS终端和北斗RNSS终端两种类型；按其用途主要分为导航型终端、测量型终端、定时型终端和位置报告/短报文型终端。 3.1.3 北斗RDSS终端 BeiDou RDSS terminal 利用北斗RDSS业务，可以提供定位、导航、定时、位置报告和短报文通信全部或部分功能的终端。 3.1.4 指挥管理型终端 command and management terminal 利用北斗RDSS业务兼收下属用户的定位和通讯信息的多用户地址码，一般具有用户信息管理、通播、组播、单播、查询、调阅、指挥调度和管理功能的北斗通信终端。