导航学(第一章)导航系统概述

导航原理与系统导航原理是指通过一定的方式和方法，确定目标的位置并提供正确的方向指引，使用户能够准确、快速地到达目的地。

导航系统是在导航原理的基础上，结合各种技术手段和数据资源，提供实时导航服务的设备或系统。

导航原理主要包括以下几个方面：1. 定位技术：为了确定目标的位置，导航系统需要借助定位技术。

目前常用的定位技术包括全球卫星导航系统（如GPS、北斗系统）、无线定位技术（如基站定位、WiFi定位）、惯性导航技术等。

这些技术能够通过采集、处理和分析定位数据，确定用户当前的位置信息。

2. 地图数据：导航系统离不开准确的地图数据，地图数据是导航系统的基础。

地图数据包括道路信息、地标信息、交通情况等。

为了保证导航系统的准确性和实时性，地图数据需要及时更新和维护。

3. 路径规划：导航系统需要根据用户的起点和终点，通过算法进行路径规划。

路径规划考虑的因素包括最短路径、最快路径、交通情况等。

通过算法计算得出最佳的路径，为用户提供导航指引。

4. 语音导航：为了方便用户使用，导航系统通常会采用语音导航的方式，通过语音提示告知用户下一个动作或转向。

语音导航可以提高用户的安全性和便利性，在驾驶或步行过程中提供准确的导航指引。

5. 实时更新：导航系统需要及时获取并处理实时的交通信息，包括路况、拥堵情况、事故等。

通过实时更新，导航系统可以为用户提供准确的路线规划和导航指引，以避免拥堵和延误。

综上所述，导航原理是通过定位技术确定位置，借助地图数据和路径规划算法提供最佳路径，通过语音导航和实时更新等方式为用户提供方向指引，使用户能够准确、快速地到达目的地。

导航系统通过结合各种技术手段和数据资源，为用户提供实时导航服务。

导航系统导航是指把飞机、导弹、宇宙飞行器、舰船等运动体从一个地方(如出发点)引导到目的地的过程。

导航系统的主要用途就是引导飞机沿着预定航线飞到预定地点，并能随时给出飞机准确的即时位置。

在军事上，导航系统还要配合其他系统完成武器投放、侦察、巡逻、反潜、预警和救援等任务。

早期的飞机主要依靠目视导航。

从20世纪20年代开始发展仪表导航，依靠磁罗盘、时钟、空速表和人工推算，确定飞机即时位置。

30年代出现了利用中波无线电台导航的无线电罗盘。

40年代开始研制甚高频伏尔(VOR)导航系统和仪表着陆系统(ILS)。

50年代惯性系统和多普勒雷达系统相继用于飞机导航。

作用距离达2000km的罗兰C无线导航系统于60年代初投入使用。

为满足军事上的需要，以后又相继研制出作用距离达10000km的奥米伽超远程导航系统和近程战术空中导航系统“塔康”(TACAN)，70年代以后卫星导航系统问世，其中最著名的有美国的GPS和前苏联的GLONASS。

按照工作原理的不同，目前实际应用的飞机导航方法有下列几种：仪表导航、无线电导航、卫星导航、惯性导航、图像匹配导航、天文导航以及组合导航。

其中的仪表导航是利用飞机上的简单仪表(如空速表、磁罗盘、航向陀螺仪和时钟等)所提供的数据，通过人工计算或自动计算得出各种导航参数。

下面介绍除了仪表导航外的其他导航方式。

无线电导航系统无线电导航系统借助于无线电波的发射和接收，利用地面上设置的无线电导航台和飞机上的相应设备对飞机进行定位，测定飞机相对于导航台的方位、距离等参数，以确定飞行器的位置、速度、航迹等导航参数。

无线电导航很少受气候条件的限制，作用距离远、精度高、设备简单可靠，所以是飞机导航的主要技术手段之一。

尤其在夜间或复杂气象条件下，要保证飞行器的安全着陆，无线电导航设备更是必不可少的导航工具。

无线电导航系统按所测定的导航参数可分为：测向系统，如无线电罗盘和甚高频全向无线电信标(VOR)系统；测距系统，如无线电高度表和测距设备(DME)；测距差系统，即双曲线无线电导航系统，如罗兰C和奥米伽导航系统；测角距系统，如战术空中导航(TACAN)和VOR/DME系统；测速系统，如多普勒雷达。

《导航学》课程学习报告（一）学院名称测绘学院专业名称测绘工程班级学号学生姓名2012年12月25日本学习报告将详细讲述导航系统发展、分类，着重讲述惯性导航的发展及趋势，并对惯性导航的一些技术进行仿真研究。

主要有以下几个方面内容：第一章介绍了导航的发展历史，对各种导航系统的优缺点进行对比，分析得出惯导作为新一代主要导航方式的原因。

第二章建立惯导的仿真平台，基于惯导工具箱对惯导解算及其不同误差对导航结果进行了仿真研究；第三章改写惯导工具箱，并对实测数据进行惯导解算以及讨论讨论捷联惯导的姿态矩阵的初始对准技术。

关键词：惯性导航，惯导解算，误差影响，粗对准第一章绪论 (1)1.1导航系统概述 (1)1.2惯性导航技术发展概述 (7)1.3惯性导航技术发展前景 (12)第二章惯导解算仿真及误差分析 (15)2.1基于惯导工具箱设计轨迹进行惯性解算 (15)2.2惯性导航系统误差传播特性分析 (26)第三章改写惯导解算及对imu数据进行粗对准 (33)3.1捷联惯导系统算法概述 (33)3.2捷联惯导解算程序设计 (34)3.3初对准技术概述 (34)3.4静基座粗对准方案 (34)3.5imu实测数据的粗对准 (35)参考文献： (36)第一章绪论1.1导航系统概述将航行载体从起始点引导到目的地的技术或方法称为导航。

导航所需要的最基本的参数就是载体的即时位置、速度和航向。

早期飞机上测量导航参数的仪表称为导航仪表，由于测量手段日趋完善和复杂，目前测量导航参数的设备称为导航系统[1]。

从上个世纪20年代的仪表导航开始，已经研制出了无线电定位系统、惯性导航系统、多普勒导航系统以及70年代以后发展起来的GPS全球定位系统[3]。

这些导航系统各自都有优点，当然也存在着不足之处。

例如，惯性导航系统具有自主性和输出多种较高精度的导航参数，但误差随时间积累；无线电定位系统的定位精度不受使用时间的影响，但它的输出信息主要是载体的位置，对精确导航来说，定位精度也不是够高，且工作范围受地面台站覆盖区域的限制；多普勒导航系统必须采用外部导航向信号，否则载体上其它航向信号误差一般不能保证小于0.5°～1�，这样仅航向误差就使定位误差大于航程的1%～2%；70年代发展起来的GPS（全球定位系统）是一种高精度的全球三维实时导航的卫星导航系统，与其它导航方式相比，具有精度高，可用性好的优点。

导航工作原理
导航系统是通过使用全球定位系统（Global Positioning System，GPS）和无线通信技术来确定用户当前的位置，并根据用户的
目标位置提供准确的导航指引。

工作原理如下：
1. 定位：导航系统首先利用GPS接收器来获取用户当前的经
纬度坐标，从而确定用户的当前位置。

2. 地图匹配：导航系统会将用户当前位置的坐标与预先加载的地图数据进行匹配。

通过匹配，系统能够准确地确定用户所在的道路或位置。

3. 路径计算：用户在导航系统中输入目标位置后，系统会利用地图数据和路况信息来计算出最佳的导航路径。

路径计算通常会考虑最短路径、最快路径或其他用户指定的优化条件。

4. 导航指引：导航系统根据计算出的路径，通过语音提示、图形界面或其他方式向用户提供导航指引。

指引内容可能包括行车路线、道路名称、路口转向、距离和时间等信息。

5. 实时更新：导航系统还可以通过无线通信技术获取实时的交通状况信息，并在导航过程中对路径进行实时调整。

这样，用户可以避开拥堵路段或选择更快的路径。

6. 位置跟踪：导航系统会不断更新用户的位置信息，并结合导航路径进行实时跟踪。

系统可以通过GPS信号等方式来监测
用户的位置变化，并根据需要提供相关导航指引。

总的来说，导航系统主要通过定位、地图匹配、路径计算、导航指引和实时更新等步骤来为用户提供准确、实用的导航服务。

这些步骤的顺序和方法可能因导航系统的不同而有所差异，但基本原理都是相似的。

大气数据和惯性基准系统无线电导航附加的导航设备及相关备用仪表导航系统可分成三个部分：•大气数据和惯性基准系统（ADIRS）及相关备用仪表，•无线电导航，•附加的导航系统。

大气数据和惯性基准组件大气数据和惯性基准组件全球定位系统大气数据和惯性基准组件全球定位系统相关备用仪表每部分又包含几个子系统，第一部分包括：•大气数据惯性基准组件（ADIRU），•全球定位系统（GPS），•相关备用仪表。

无线电导航设备无线电导航设备无线电高度表无线电导航设备无线电高度表数字式距离和无线电磁指示器无线电导航部分包括：•无线电助航设备，•无线电高度表，•数字式距离和无线电磁指示器（DDRMI）。

附加的导航设备近地警告系统附加的导航设备ATC应答机近地警告系统近地警告系统ATC应答机附加的导航设备气象雷达近地警告系统ATC应答机附加的导航设备附加的导航系统包括：•近地警告系统（GPWS），•ATC应答机，•气象雷达。

气象雷达以上介绍了各系统组成，下面将介绍这些系统。

大气数据和惯性基准系统及相关备用仪表无线电导航附加的导航设备本单元已完成ATC 应答机近地警告系统气象雷达无线电高度表无线电助航设备数字式距离和无线电磁指示器GPSADIRS备用仪表主题列表EXITGLOSSARY AUDIO FCOMRETURN 导航系统：概述ADIRS 及相关备用仪表附加的导航设备无线电导航设备。

导航系统概述导航系统是一种可以为用户提供方便的路径指引和导航功能的软件或硬件系统。

它利用卫星定位技术、地图数据和路线规划算法等来帮助用户快速准确地找到目的地，并提供实时交通信息和导航提示。

导航系统在现代社会中被广泛应用于汽车、手机、智能手表等设备上。

历史导航系统的历史可以追溯到20世纪的早期。

最早的导航系统主要使用地图和指南针等传统方法进行导航。

然而，这些方法在长途旅行或未知地区中往往不够准确和实用。

随着科技的进步，GPS（全球定位系统）的发展为导航系统带来了突破性的改变。

在20世纪90年代，GPS技术开始应用于民用领域，并逐渐普及。

第一代的GPS导航系统主要由专业设备构成，价格昂贵，适用范围有限。

随着时间的推移，GPS导航系统变得更小、更便携，并嵌入到手机、汽车以及其他智能设备中。

这使得导航系统的使用变得更加普及和方便。

工作原理导航系统的核心工作原理是基于卫星定位技术。

导航系统接收来自至少三颗卫星的信号，并通过计算接收到的信号时间差、卫星的位置和移动设备的位置信息，来确定设备的精确位置。

一旦确定了设备的位置，导航系统会利用地图数据和路线规划算法来计算最佳路径，然后通过语音提示、地图显示等方式将路线信息传达给用户。

主要功能导航系统的主要功能包括以下几个方面：路径规划导航系统能够根据用户输入的起点和终点位置，通过地图数据和路线规划算法计算出最佳路线。

路径规划算法通常考虑交通状况、道路条件以及用户的偏好等因素，以提供精确的路线信息。

实时交通信息导航系统可以根据实时交通信息来调整路径规划，以避免拥堵和交通事故等情况。

它可以通过接收交通广播、传感器数据或其他数据源来获取实时交通信息，并根据这些信息进行实时更新。

语音提示和地图显示导航系统通常会提供语音提示和地图显示功能，以帮助用户更好地理解和遵循导航指引。

语音提示可以通过语音合成技术将导航信息实时转化为语音指令，而地图显示可以通过屏幕上显示地图、路口图标和导航指示等方式来展示导航信息。