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导航原理（principle of navigation）1 使用教材：无（主要是没有合适的教材，要自己编）。
2 参考书：1）惯性导航原理，邓正隆，哈尔滨工业大学出版社，1994；2）GPS卫星导航定位原理与方法，刘基余，科学出版社，2003，2008；3)Elliott D. Kaplan. Understanding GPS：principlesand applications（second edition）.中译本(1) GPS原理与应用（第一版），邱致和（二十所），电子工业出版社；(2) GPS原理与应用（第二版），寇艳红（北航），电子工业出版社，2007。
4) Pratap Misra，Per Enge. Global Positioning System: Signals, Measurements and Performance(second Edition).中译本罗鸣等. GPS 信号，测量与性能（第二版），电子工业出版社；3 课程考核方式：未定。
4 课程的主要内容：惯性导航部分；北斗部分；GPS部分；组合导航部分；新增部分：量子导航部分；基于粒子滤波的状态估计部分。
第一章导航及其发展§1.1 导航的基本概念1、导航的定义在各种复杂的气象条件下，采用最有效的方法并以规定的所需导航性能，引导运载体航行的过程（引导运载体按一定航线从一个地点（出发点）到另一个地点（目的地）的过程）。
2、导航参数导航过程中需要用来完成导航任务的参数。
运载体的位置、速度、姿态（角度）等，其中最重要的参数是确定载体的位置，即定位。
所以，导航的核心就是定位。
3、导航的任务1）引导运载体进入并沿预定航线航行；2）导引运载体在夜间和各种气象条件下安全着陆或进港。
3) 为运载体准确、安全地完成航行任务提供所需要的其他导引及情报咨询服务；4）确定运载体当前所处的位置及其航行参数（最重要）。
4、导航与定位的区别与联系区别：导航是对运动点而言的，观测时间很短，观测数据要进行实时处理，提供相对参考位置的相对坐标，定位精度不及固定点高。
gps 导航原理
GPS导航原理基于全球定位系统（GPS）技术，通过接收来自
卫星的信号来确定用户所在位置并提供导航指引。
下面是
GPS导航的工作原理：
1.卫星发射：全球定位系统由一组以地球轨道运行的卫星组成。
这些卫星发射精确的时间和位置信息。
2.接收器接收信号：GPS导航设备中的接收器接收来自至少三
颗卫星的信号。
每颗卫星发送一个包含时间信息和卫星位置的信号。
3.测量信号传播时间：接收器通过测量接收到信号的传播时间
来确定与各颗卫星的距离。
由于光速很快，接收器可以将传播时间转化为距离。
4.三边测距确定位置：接收器通过与至少三颗卫星的距离确定
自身的位置。
由于每颗卫星的位置都已知，测得的三个距离可以用来计算接收器与每颗卫星的相对位置。
5.坐标计算：接收器使用三个卫星的位置信息和计算得出的距
离来计算接收器的精确位置。
这个计算是通过将接收器距离每颗卫星的距离表示为空间坐标系统的一个方程组来完成的。
6.导航指引：根据接收器的当前位置和目标位置，GPS导航设
备可以确定最佳路线并提供导航指引。
导航设备可以显示地图、转向指示、距离和预计到达时间等信息，帮助用户到达目的地。
需要注意的是，GPS导航的精确性受到多种因素的影响，例如天气条件、建筑物和自然地物的阻挡、信号的多径传播等。
因此，在使用GPS导航时，需要保持良好的接收信号环境，以获得更准确的导航结果。
卫星定位导航原理知到章节测试答案智慧树2023年最新哈尔滨工业大学第一章测试1.北斗三代系统的组成是（）。
参考答案:24 MEO+3 GEO+3 IGSO2.下列不属于GPS的功能的是（）参考答案:短报文通信3.（）导航系统覆盖范围在2000km~3000km之间。
参考答案:远程导航系统4.对于GPS系统，地面观测者相同方位每天提前（）见到同一颗GPS卫星。
参考答案:4min5.北斗系统包含哪些部分（）。
参考答案:其余都是6.下图星座是（）参考答案:北斗7.导航系统的技术指标主要有（）。
参考答案:定位速率;系统可靠性;覆盖范围;定位精度8.下列属于GPS的功能的是（）参考答案:授时;测速;定位导航9.子午系统的地面控制部分包括（）。
参考答案:控制中心;注入站;跟踪站10.子午星系统有8颗卫星。
（）参考答案:错11.北斗二代系统是被动定位系统。
（）参考答案:对12.以下星座不可以达到全球全天候不间断覆盖的效果。
（）参考答案:错第二章测试1.开普勒方程是描述偏近点角和（）的关系。
参考答案:平近点角2.由于地球自转轴收到地球内部质量不均匀影响，地极点在地球表面上位置随时间而变化的现象称为（）。
参考答案:极移现象3.确定卫星在轨道上的顺势为之的开普勒轨道参数是（）。
参考答案:真近点角4.关于以下电文帧结构，说法不正确的是（）。
参考答案:该电文帧为北斗电文帧5.下式中，旋转哪个参量是使得轨道平面与赤道平面相重合（）。
参考答案:6.开普勒第三定律与（）有关。
参考答案:轨道长半轴;卫星运行周期7.以下关于GPS卫星导航电文的描述正确的是（）。
参考答案:基本单位长度为1500bit;一个主帧包括5个子帧8.星历信息中不包括（）参考答案:卫星时钟校正量;卫星识别号和健康状态;全部卫星的粗略星历9.协议天球坐标系需要扣除（）参考答案:章动现象;岁差现象10.协议地球坐标系最终要转化为协议天球坐标系。
（）参考答案:错11.如果考虑接收机钟差，4颗星即可定位。
数字地图制作在智能导航中的应用：技术、原理与应用研究引言数字地图制作是在智能导航领域中至关重要的技术之一。
随着智能手机和车载导航系统的普及，人们越来越依赖数字地图来获取准确、实时的导航信息。
数字地图制作的过程涉及到地理信息获取、数据处理和地图呈现等多个环节，其中的技术和原理是保证数字地图质量和精度的关键。
第一章：地理信息获取地理信息获取是数字地图制作的第一步。
主要有以下几种方法：1.卫星遥感：利用卫星对地球表面进行高分辨率成像，获取地理信息。
卫星遥感可以提供大范围、高精度的地理数据，如地形、土壤类型、植被分布等。
2.航空摄影：通过在飞机上安装摄影设备，对地面进行拍摄。
航空摄影可以提供更高精度的地理数据，如建筑物、道路网络等。
3.地面调查：通过实地调查和测量，获取地理信息。
地面调查可以提供详细的地理数据，如建筑物高度、道路宽度等。
第二章：数据处理在地理信息获取后，需要对获取的数据进行处理，以生成数字地图。
数据处理包括以下几个主要环节：1.数据清洗：将获取的地理数据进行清洗和筛选，去除无效或错误的数据。
数据清洗可以提高数字地图的准确性和可用性。
2.数据整合：将不同来源的地理数据进行整合，以生成一张完整的数字地图。
数据整合需要考虑数据的一致性和完整性，确保数字地图的准确性。
3.数据标注：对数字地图进行标注，以便用户能够快速找到目标地点。
数据标注可以包括地名、建筑物、景点等。
第三章：地图呈现地图呈现是数字地图制作的最后一步。
地图呈现需要考虑以下几个方面：1.地图样式：地图样式包括颜色、线条粗细、符号等，可以根据用户需求和使用场景进行定制。
2.交互功能：数字地图可以提供交互功能，如放大、缩小、搜索等，以方便用户获取所需的地理信息。
3.多媒体信息：数字地图可以集成多媒体信息，如图片、视频等，以提供更丰富的地理信息。
应用研究数字地图制作在智能导航中有着广泛的应用。
以下是几个典型的应用场景：1.车载导航系统：数字地图作为车载导航系统的核心组成部分，可以为驾驶员提供准确的导航信息，包括路线规划、交通状况等。
导航科普故事
摘要：
1.导航的发展历程
2.导航的原理与应用
3.导航技术的未来发展趋势
4.科普故事：导航的奇妙之旅
正文：
随着科技的飞速发展，导航技术已经成为了我们日常生活中不可或缺的一部分。
从最初的地图指南针到如今的全球定位系统（GPS），导航的发展历程可谓是一部人类探索与征服自然的壮丽史诗。
一、导航的发展历程
1.古代导航：早在公元前，我国古代劳动人民就发明了指南针，为航海事业奠定了基础。
2.近代导航：20世纪中期，无线电导航技术诞生，标志着近代导航技术的开端。
3.现代导航：20世纪70年代，美国启动了全球定位系统（GPS）项目，为全球范围内的导航提供了精确的位置服务。
二、导航的原理与应用
1.导航原理：导航技术是通过接收卫星发射的信号，计算出自身所在位置的经纬度、海拔等信息。
2.导航应用：导航技术广泛应用于交通、户外探险、救援、军事等领域，
为人们的日常生活提供了极大的便利。
三、导航技术的未来发展趋势
1.精度提升：未来导航技术将进一步提高定位精度，为用户提供更加精确的位置服务。
2.多元化发展：除了卫星导航，地面无线电导航、惯性导航等多种技术将共同发展，形成互补优势。
3.智能化融合：导航技术与人工智能、大数据等技术的结合，将为用户提供更加智能、个性化的服务。
四、科普故事：导航的奇妙之旅
曾经有一位探险家在沙漠中迷失方向，靠着导航设备成功找到了出路；还有一位户外爱好者在徒步过程中，因为导航失误误入深山，最终获救。
这些故事都展示了导航技术的神奇魅力。
总之，导航技术已经渗透到了我们生活的方方面面，成为了现代社会不可或缺的重要工具。
导航相关课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解导航系统的基本原理和组成部分，掌握卫星导航、地图导航等基本知识。
2. 使学生了解导航技术在现实生活中的应用，如交通、军事、户外探险等领域。
3. 帮助学生了解导航技术的发展历程，以及我国在导航领域的重要成果。
技能目标：1. 培养学生运用导航软件进行地图查看、路线规划、位置定位等实际操作能力。
2. 提高学生分析问题、解决问题的能力，能在实际情境中运用导航知识解决相关问题。
3. 培养学生的团队协作能力，学会在小组讨论中分享观点、倾听他人意见。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对导航技术产生兴趣，激发学习热情，树立科技创新意识。
2. 培养学生遵守交通规则，关爱生命，养成良好的社会责任感。
3. 增强学生的国家自豪感，认识到我国在导航技术领域的成就，激发为祖国发展贡献力量的愿望。
课程性质：本课程为综合性实践活动课程，旨在通过实践操作、小组合作等方式，让学生掌握导航知识，提高实际应用能力。
学生特点：六年级学生具有一定的信息素养，对新事物充满好奇，喜欢动手实践，具备一定的团队协作能力。
教学要求：注重理论与实践相结合，关注学生的个体差异，鼓励学生积极参与，充分调动学生的主观能动性。
通过课程学习，使学生能够将所学知识应用于实际生活，提高解决问题的能力。
二、教学内容1. 导航系统的基本原理：讲解卫星导航系统的组成、工作原理，如GPS、北斗等。
- 教材章节：第三章《卫星导航系统》- 内容列举：卫星轨道、信号传播、接收机原理等。
2. 导航技术在生活中的应用：介绍导航技术在交通、军事、户外探险等领域的应用。
- 教材章节：第四章《导航技术的应用》- 内容列举：地图导航、智能交通、无人驾驶等。
3. 导航软件操作与实践：教授学生使用导航软件进行地图查看、路线规划、位置定位等操作。
- 教材章节：第五章《导航软件操作与应用》- 内容列举：软件安装与使用、地图浏览、路线设置、位置分享等。
导航原理测试题及答案一、单项选择题（每题2分，共10题）1. 导航系统的基本功能是什么？A. 定位B. 导航C. 定位与导航D. 定位、导航与授时答案：D2. GPS系统由哪三部分组成？A. 空间部分、地面控制部分、用户设备部分B. 空间部分、地面控制部分、卫星通信部分C. 空间部分、地面控制部分、用户定位部分D. 空间部分、地面控制部分、地面接收部分答案：A3. 北斗卫星导航系统属于哪种类型的导航系统？A. 区域性导航系统B. 全球性导航系统C. 区域性与全球性结合的导航系统D. 区域性与局部性结合的导航系统答案：C4. 以下哪个不是导航系统中常用的定位方法？A. 伪距定位B. 载波相位定位C. 多普勒定位D. 惯性定位5. GPS定位的基本原理是什么？A. 通过测量卫星信号的传播时间来确定位置B. 通过测量卫星信号的频率来确定位置C. 通过测量卫星信号的强度来确定位置D. 通过测量卫星信号的相位来确定位置答案：A6. 卫星导航系统能够提供的定位精度通常是多少？A. 米级B. 分米级C. 厘米级D. 毫米级答案：A7. 卫星导航系统中，卫星的轨道高度通常是多少？A. 几百公里B. 几千公里C. 几万公里D. 几十万公里答案：B8. 卫星导航系统中，卫星的轨道倾角通常是多少？A. 0度B. 30度C. 60度D. 90度答案：D9. 卫星导航系统中，卫星的轨道周期通常是多少？B. 一天C. 几个月D. 一年答案：B10. 卫星导航系统中，卫星的轨道面通常是多少？A. 一个B. 两个C. 三个D. 四个答案：C二、多项选择题（每题3分，共5题）1. 以下哪些因素会影响GPS定位精度？A. 卫星的几何分布B. 电离层延迟C. 大气层延迟D. 地面多路径效应答案：ABCD2. 北斗卫星导航系统的主要服务包括哪些？A. 定位服务B. 导航服务C. 授时服务D. 短报文通信服务答案：ABCD3. 卫星导航系统中，哪些是用户设备需要解决的问题？A. 卫星信号的接收B. 卫星信号的解码C. 卫星信号的定位D. 卫星信号的增强答案：ABC4. 卫星导航系统中，哪些是地面控制部分的主要功能？A. 卫星轨道的监测B. 卫星时钟的校准C. 卫星信号的广播D. 用户定位的计算答案：ABC5. 卫星导航系统中，哪些是空间部分的主要组成？A. 导航卫星B. 地面控制站C. 用户接收机D. 地面监测站答案：AD三、判断题（每题1分，共5题）1. GPS系统可以提供全球范围内的定位服务。
北斗卫星导航系统工作原理一、北斗卫星导航系统概述北斗卫星导航系统是中国自主研发的全球卫星导航系统，由一组卫星、地面控制系统和用户终端设备构成。
该系统可以为用户提供全球定位、导航、授时等服务。
二、北斗卫星导航系统组成1. 北斗卫星北斗卫星是北斗卫星导航系统的核心部分，它们以轨道方式绕地球运行，为用户提供定位和导航服务。
目前，北斗卫星总数已经超过了50颗。
2. 地面控制系统地面控制系统是负责管理和监测北斗卫星的设备。
它包括多个分布在不同地区的监测站和控制中心。
这些设备通过与北斗卫星通信，确保其正常运行。
3. 用户终端设备用户终端设备是使用北斗卫星导航服务的工具，包括智能手机、车载设备等。
三、北斗卫星导航系统工作原理1. 定位原理在使用北斗卫星进行定位时，用户需要接收来自至少4颗不同的北斗卫星发射的信号。
这些信号包含了卫星的位置和时间信息。
用户设备通过计算这些信号的传播时间和距离，可以确定自己的位置。
2. 导航原理北斗卫星导航系统可以为用户提供导航服务。
在使用导航服务时，用户需要输入目的地的坐标，系统会计算出最佳路径并指引用户前往目的地。
此过程中，系统会根据卫星信号计算出用户当前位置，并与目的地坐标进行比较，从而确定最佳路径。
3. 授时原理北斗卫星导航系统可以为用户提供授时服务。
在使用授时服务时，用户设备会接收来自北斗卫星发射的时间信号，并根据这些信号同步自己的时间。
四、北斗卫星导航系统应用场景1. 车载导航北斗卫星导航系统可以为车载设备提供定位和导航服务，帮助驾驶员更准确地找到目的地。
2. 物流管理物流公司可以使用北斗卫星导航系统对车辆进行实时监控和调度，提高运输效率。
3. 船舶定位北斗卫星导航系统可以为海上运输提供定位和导航服务，帮助海员更好地掌握船舶位置和航行方向。
五、北斗卫星导航系统的优势1. 定位精度高北斗卫星导航系统可以提供高精度定位服务，定位误差小于5米。
2. 全球覆盖北斗卫星导航系统可以在全球范围内提供定位和导航服务，覆盖范围广泛。
导航原理考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 卫星导航系统主要利用哪种信号来确定位置？A. 无线电信号B. 声波信号C. 光波信号D. 电磁波信号答案：A2. GPS系统的全称是什么？A. Global Positioning SystemB. General Positioning SystemC. Global Positioning ServiceD. Global Positioning Setup答案：A3. 以下哪个不是卫星导航系统的组成部分？A. 卫星B. 地面监控站C. 接收机D. 天线答案：D4. 卫星导航系统通常至少需要多少颗卫星来确定一个位置？A. 1颗B. 2颗C. 3颗D. 4颗答案：C5. 卫星导航的误差来源不包括以下哪项？A. 大气延迟B. 多路径效应C. 卫星时钟误差D. 地面建筑物答案：D二、填空题（每空1分，共10分）1. 卫星导航系统通过测量卫星与接收机之间的_________来确定位置。
答案：距离2. GPS系统由_________、卫星和用户接收机三部分组成。
答案：地面监控站3. 卫星导航系统的时间同步是通过_________来实现的。
答案：原子钟4. 卫星导航系统中，_________是影响定位精度的主要因素之一。
答案：卫星分布5. 卫星导航系统在室内或城市峡谷中可能受到_________的影响，导致定位不准确。
答案：多路径效应三、简答题（每题10分，共20分）1. 简述卫星导航系统的工作原理。
答案：卫星导航系统通过接收来自至少三颗卫星的信号，利用信号传播的时间和卫星的位置信息，计算出接收机的三维坐标。
接收机接收到的信号包括卫星的轨道参数和发射时间戳，通过计算信号传播的时间差，结合卫星的精确位置，可以解算出接收机的位置。
2. 描述卫星导航系统在军事领域的应用。
答案：卫星导航系统在军事领域有广泛的应用，包括但不限于精确制导、战场定位、部队调度、无人机导航等。
GPS导航系统原理及应用一、概述全球卫星导航系统是指具有全球导航定位能力的卫星定位导航系统（Global Navigation Satellite System），简称为GNSS。
目前已有的卫星导航系统包括美国的全球卫星定位系统（GPS）、俄罗斯的全球卫星导航系统（GLONASS）、正在发展研究的有欧盟的GALILEO 系统、中国北斗卫星导航广域增强系统等。
全球定位系统（GPS）是众多卫星导航系统之一，GPS（Global Positioning System）是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。
其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的。
经过20余年的研究实验，耗资300亿美元，到1994年3月，全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成。
GPS具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性的精密三维导航与定位功能，而且具有良好的抗干扰性和保密性。
GPS主要利用导航卫星进行测时和测距，以构成全球定位系统。
至今，GPS技术在大地测量、工程测量、航空摄影测量、海洋测量、城市测量等测绘领域得到了广泛的应用，在物探测量工作中广泛普及及应用。
对于物理点的放样已经不再仅仅是采用测角和量距，而是借助GPS导航卫星信号来确定地面点的准确位置。
随着GLONASS系统、GALILEO系统以及中国的北斗系统逐步组网运营，综合各大导航系统的多星系统接收机逐步替代了先前的GPS定位的单一系统，其作业效率、定位精度、定位的稳定性与可靠性都得到了大幅度的改善。
1957年10月4日，前苏联成功地发射了世界上第一颗人造地球卫星后，人们就开始利用卫星进行定位和导航的研究，人类的空间科学技术研究和应用跨入了一个崭新的时代，世界各国争相利用二、卫星定位技术的发展人造地球卫星为军事、经济和科学文化服务。
同时，卫星定位技术在大地测量学的应用也取得了惊人的发展，迅速跨入了一个崭新的时代。
卫星定位导航原理与应用知到章节测试答案智慧树2023年最新鲁东大学第一章测试1.第一个建立的国家或者地区参考答案:美国2.GPS主要由那几部分组成（多选）？参考答案:主控站部分;用户部分;地面监控部分;星座部分3.北斗导航系统的英文缩写是什么参考答案:BDS4.北斗导航系统于哪一年发射升空参考答案:20005.哪一个不是目前的导航系统参考答案:子午第二章测试1.天球坐标系的原点和各坐标轴的指向是参考答案:保持不变的2.北京54和西安80坐标系是参考答案:参心坐标系3.GPS时间系统是属于参考答案:原子时4.下列哪些是我国采用过或者正在采用的坐标系统参考答案:2000国家大地坐标系;北京54;西安805.当太阳在黄道上从天球南半球向北半球运动时，黄道与天球赤道的交点r,称为春分点。
参考答案:对第三章测试1.下列哪个开普勒轨道参数是一直变化的参考答案:真近点角2.GPS导航电文包括参考答案:遥测码;数据块;转换码3.载波相位测量一般有两个载波参考答案:对4.下列哪个不属于GPS的测距码参考答案:转换码;遥测码5.描述卫星运动的开普勒轨道参数是一组固定的参数。
参考答案:错第四章测试1.在同样的测量精度要求下，一般来说GPS利用绝对定位进行测量的速度比相对定位慢参考答案:对2.卫星分布的精度因子有哪些。
钟差精度因子;三维位置精度因子;垂直分量精度因子;水平分量精度因子3.GPS相对定位包括静态相对定位和动态将对定位。
参考答案:对4.测站间求单差的虚拟观测模型具有哪些优点参考答案:削弱对流层折射误差的影响;消除卫星钟差的影响;削弱电离层折射误差的影响5.单差是不同测站间，不同步观测相同卫星所得的观测值之差。
参考答案:错第五章测试1.卫星部分的误差由那几部分构成相对论效应;卫星钟误差;星历误差2.下列哪个不属于信号接收部分的误差参考答案:多路径效应3.对GPS测量影响的其它误差还有什么参考答案:地球潮汐;负荷潮;地球自转的影响4.GPS的误差都有哪些。
导航原理（principle of navigation）i) 使用教材：无（主要是没有合适的教材，要自己编）。
ii）参考书：1.惯性导航原理，邓正隆，哈尔滨工业大学出版社，1994；2.GPS卫星导航定位原理与方法，刘基余，科学出版社，2003；3.Elliott D. Kaplan. Understanding GPS：principles andapplications（second edition）.中译本：1）GPS原理与应用（第一版），邱致和（20所），电子工业出版社；2）GPS原理与应用（第二版），寇艳红（北航），电子工业出版社，2007。
4）Pratap Misra，Per Enge. Global Positioning System: Signals, Measurements and Performance(second Edition).中译本： GPS 信号，测量与性能（第二版），罗鸣等，电子工业出版社；iii）课程考核方式：课堂大作业形式。
iv）课程的主要内容：惯性导航部分；北斗部分；GPS部分；天文导航部分；组合导航部分；新增部分：量子导航Simulation-based（粒子滤波）。
瑞典林雪平大学(LinkOping University)的Rickard Karlsson提出一种无需GPS即可定位并导航的新技术。
第一章导航及其发展§1.1 导航的基本概念1、导航的定义在各种复杂的气象条件下，采用最有效的方法并以规定的所需导航性能，引导运载体航行的过程（引导运载体按一定航线从一个地点（出发点）到另一个地点（目的地）的过程）。
2、导航参数导航过程中需要用来完成导航任务的参数。
载体的位置、速度、姿态（角度）等，其中最重要的参数是确定载体的位置，即定位。
所以，导航的核心就是定位。
3、导航的任务1）引导运载体进入并沿预定航线航行；2）导引运载体在夜间和各种气象条件下安全着陆或进港。
3) 为运载体准确、安全地完成航行任务提供所需要的其他导引及情报咨询服务；4）确定运载体当前所处的位置及其航行参数（最重要）。
4、导航与定位的区别与联系区别：导航是对运动点而言的，观测时间很短，观测数据要进行实时处理，提供相对参考位置的相对坐标，定位精度不及固定点高。
定位是对固定点而言的，允许较长时间的观测，观测数据事后处理，提供绝对坐标，定位精度较高。
联系：能够导航的系统必须能够定位，能够定位的系统必须能够导航。
这取决于观测器材能否在运载体上获得足够精度的观测量。
5、导航系统（设备）能够向运载体的操纵者或控制系统提供运载体的位置、速度、姿态等即时运动状态的系统称为导航系统。
如指南针、罗盘（最简单），卫星导航系统、无线电导航系统、惯性导航系统。
早在春秋战国时，我们祖先就了解并利用磁石的指极性制成最早的指南针——司南。
战国时的《韩非子》中提到用磁石制成的司南。
司南就是指南的意思，东汉思想家王充在其所著《论衡》中也有关于司南的记载。
司南由一把“勺子”和一个“地盘”两部分组成。
司南勺由整块磁石制成。
它的磁南极那一头琢成长柄，圆圆的底部是它的重心，琢得非常光滑。
地盘是个铜质的方盘，中央有个光滑的圆槽，四周刻着格线和表示24个方位的文字。
图司南由于司南的底部和地盘的圆槽都很光滑，司南放进了地盘就能灵活地转动，在它静止下来的时候，磁石的指极性使长柄总是指向南方。
这种仪器就是指南针的前身，由于当初使用司南必须配上地盘，所以后来指南针也叫罗盘针。
在制作中，天然磁石因打击受热容易失磁，磁性较弱，司南不能广泛流传。
到宋朝时，有人发现了人造磁铁。
钢铁在磁石上磨过，就带有磁性，这种磁性比较稳固不容易丢失。
后来在长期实践中出现了指南鱼。
从指南鱼再加以改进，把带磁的薄片改成带磁的钢针，就创造了比指南鱼更进一步的新的指南仪器。
把一支缝纫用的小钢针，在天然磁石上磨过，使它带有磁性，人造磁体的指南针就这样产生了。
11世纪初，中国人发明的用地球磁场使铁片磁化的方法图解图元代陈元靓设计的指南鱼图指南针图航海罗盘指南针发明后很快就应用于航海。
世界上最早记载指南针应用于航海导航的文献是北宋宣和年间（公元1119-1125年）朱所著《萍洲可谈》（成书略晚于《梦溪笔谈》），书中记载了中国海船上航海很有经验的水手。
他们善于辨别海上方向：“舟师识地理，夜则观星，昼则观日，阴晦则观指南针”。
“识地理”，是表明当时舟师已能掌握在海上确定海船位置的方法。
说明我国人民在航海中已经知道使用指南针了。
这是全世界航海史上使用指南针的最早记载，我国人民首创的这种仪器导航方法，是航海技术的重大革新。
指南针应用于航海并不排斥天文导航，二者可配合使用，这更能促进航海天文知识的进步。
中国使用指南针导航不久，就被阿拉伯海船采取，并经阿拉伯人把这一伟大发明传到欧洲。
恩格斯在《自然辩证法》中指出，"磁针从阿拉伯人传至欧洲人手中在1180年左右"。
1180年是我国南宋孝宗淳熙七年。
中国人首先将指南针应用于航海比欧洲人至少早80年。
北宋著名科学家沈括(《梦溪笔谈》著者)，在制作和应用指南针的科学实践中发现了磁偏角的存在。
他精辟地指出，这是因为地球上的磁极不正好在南北两极的缘故。
指南针及磁偏角理论在远洋航行中发挥了巨大的作用，使人们获得了全天候航行的能力，人类第一次得到了在茫茫大海中航行的自由。
从此开辟了许多新的航线，缩短了航程，加速了航运的发展，促进了各国人民之间的文化交流与贸易往来。
指南针对航海事业的重要意义怎么说也不为过。
李约瑟说：“你们的祖先在航海方面远比我们的祖先来得先进。
中国远在欧洲之前懂得用前后帆的系统御风而行，或许就是这个原因，在中国航海史上从未用过多桨奴隶船”。
这类似于秦九韶算法是中国南宋时期的数学家秦九韶提出的一种多项式简化算法。
在西方被称作霍纳算法（Horner algorithm或Horner scheme），是以英国数学家威廉·乔治·霍纳命名的。
达尔文的进化论，kalman filter等等。
6、导航系统的分类（1）依据是否依靠外界信息完成导航任务可分为自主式导航系统与非自主式导航系统。
自主式导航系统：在不依靠外界信息或不与外界发生联系的情况下，独立完成导航任务，如惯性导航系统，天文导航。
惯性导航基于牛顿力学定律，组成惯性导航系统的设备都安装在运载体内，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。
天文导航系统是自主式导航系统，不需要地面设备，不受人工或自然形成的电磁场的干扰，不向外辐射电磁波，隐蔽性好。
虽然短时间内的导航定位精度不及惯性导航，但其误差不随时间积累，这一特点对长期运行的载体来说非常重要。
另外，它可以同时提供位置、速度和姿态信息。
因而，天文导航成为深空探测、载人航天和远洋航海必不可少的关键技术和卫星、远程导弹、运载火箭、高空远程侦察机等的重要辅助导航手段。
需要特别指出的是，天文导航因不需要设置专门的导航信息源，人们一般称之为自主式导航，但因为其导航信息源（恒星）在载体之外，有时候又将其称为半自主式导航。
非自主式导航系统：必须有地面设备或依靠其他外部信息才能完成导航任务（无线电导航系统、卫星导航系统等等）。
除了要装在运载体上的导航设备外，还需设在其他地方的一套或多套设备与其配合工作，才能产生导航信息。
在运载体上的设备分别被称为弹载、机载、船（舰）载、车载或单兵导航设备，而设在其他地方的那套设备被称为导航台。
导航台与运载器上的导航设备用无线电相联系，总体形成一个导航系统。
§1.2 常用的导航方法目前广泛使用的导航方法有以下几种：1航标方法过去人们习惯称之为目视方法，这是一种借助于信标或参照物把运动物体从一个地点引导到另外的一个地点的方法。
目前，在飞机进场着陆时，这种方法仍在使用，经验性很强。
2航位推算法它是通过推算一系列测量的速度增量来确定位置的。
航位推算导航技术克服了前一种方法的缺点，不受天气、地理条件的限制．是一种自主式导航方法，保密性强。
其缺点是：随着时间的推移，其位置累积误差会越来超大。
惯性导航系统在原理上就是采用这种方法，但人们常说的航位推算大都采用方位仪(如磁罗盘)和速度表，利用方位仪将速度表所测的载体速度分解成东向和北向分量，然后分别积分，计算出各个方向上所经过的距离。
目前，航位推算法仍广泛使用在航海、航空和车辆自动定位系统中。
3 天文导航通过对天体精确地定时观测来定位的一种方法。
它用(光学)六分仪、反跟踪器等光学传感器测量出视野中天体的方位，再根据当时的时间，便能确定载体处于地球表面上的某一个圆环上．观测两颗或更多天体并进行处理，便可以确定出载体在地球表面的位置；目前，天文导航仍广泛用在航海和航天，特别是星际航行中。
它的缺点是误差累积及受时间和气象条件的限制，定位时间长，操作计算比较复杂。
4 惯性导航它是通过积分安装在稳定平台(物理的或数学的)上的加速度计输出来确定载体的位置和速度。
它完全依靠载体上的导航设备自主地完成导航任务，和外界不发生任何光、电联系。
因此，它是一种自主式导航方法，隐蔽性好，工作不受气象条件的限制。
这一独特的优点，使其成为航空、航海和航天领域中一种广泛使用的主要导航方法。
其主要缺点是导航误差随时间累积。
目前，惯性导航系统常常和其他导航系统组合使用。
5 无线电导航它是通过测量无线电波从发射台(导航台)到接收机的传输时间来定位的一种方法，也可以通过测量无线电信号的相位或相角来定位。
按照发射机或转发器所在的位置，无线电导航可分为地面(陆)基无线电导航和空间(星)基无线电导航。
6 卫星定位导航卫星导航是以人造卫星作为导航台的星基无线电导航，是一种利用人造地球卫星进行用户点位测量的技术，是以用导航卫星发送的导航定位信号确定载体位置和运动状态、引导运动载体安全有效地到达目的地的一门新兴科学。
卫星导航在军事和民用领域具有重要而广泛的应用。
它可为全球陆、海、空、天的各类军民载体，全天候、24小时提供高精度的三维位置、速度、姿态和精密时间信息。
§1.3 运载体对导航系统的要求导航的基本作用是为运载体航行服务，它所提供的服务应该满足航行所提出的特定要求。
现代导航不仅要解决航行的目的性，更要解决航行的安全性、服务连续性和有效性。
为了便于国际和国内的顺利通航，要在全世界范围内使用一些具有规定性能的导航系统。
导航系统的性能是由其信号特性和性能参数来描述的。
一般说来，要衡量一个导航系统的优劣，必须考虑其精度、覆盖范围、信息更新率、可用性、可靠性、完善性、多值性、系统容量和导航信息的维数等参数。
(1) 精度导航系统的精度指系统为运载体所提供的位置与运载体当时的真实位置之间的重合度。
