导航原理

导航原理
导航原理

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

键点击来放大和缩小,在图2中,两条经线和两条纬线之间的距离是1千米,比例大了很多,较大的比例有助于我们根据航图精确的找到目标点。

在我们飞任务的时候,进入任务后在任务简报中可以看到任务图,任务图中标明了起飞点、降落点、任务航线,以及各个转弯点。有的任务类型的简报中还标出了目标点的具体任务,如轰炸、侦察等等。

图4任务简报中的航图

见图4,任务简报中的航图上标有任务航线,图中

红蓝双线是战斗双方的分界线(也就是前线),2-6各

点是任务航线中的各个转弯点,1是起飞点,其图标

是一个机头向上起飞中的小飞机,8是降落点,图标

是机头向下降落中的小飞机。各点之间的黑线就是航

线,我们从航图上可以直接量出航向(既飞行方向)

和每段航线的航程。

要知道航向,就要知道航图所用的坐标系,游戏

中航图所用的坐标系与真实地图所用的坐标系相同,

都是正北方为0°,正东方为90°,正南方为180°,

正西方为270°,在实际应用时,从航图上的某一点(通常是飞行员所在的位置或航图上的某个转弯点),到航图上另一点的航向,在量取时,以出发点为原点,以正北方为0°,顺时针量取,例如图4中从转弯点2到转弯点3的航向,以正北方为0°,顺时针量取为144°。因此在飞行时,到达转弯点2后,只要按144°航向飞行,就可以到达转弯点3。(或者说转弯点3在转弯点2的144°方位。

在航图上,我们还可以量出两个点之间的距离。由于航图上每个区域的边长是10千米,每个区域对角线的长度约为边长的144%,如果航线刚好与经线、纬线或对角线平行,可以直接算出两点间的距离,如果不平行,可以根据相差的角度大致推算出两点间的距离,如图4中的转弯点3与转弯点4之间的距离,由于3-4之间的航向为144°,接近对角线的角度,就按对角线长度计算,从图中看到3-4之间接近3个区域(对角线),每个区域对角线长为14.4千米,因此3-4之间的距离约为43.2千米。这样的估算误差较大,但在多数情况下使用地标导航时还是可以满足需要的。

如果想要精确的知道两点间的距离,例如使用推测导航时,必须准确的知道每一段航线的航程,这时可以用直尺量取,其方法是:先用直尺量出某个区域的边长(每个人的显示器不同,显示比例不同,量出的长度就不同),如我现在量图4中的每个区域边长为2.3厘米,已知每个区域实际边长10千米,10/2.3=4.35千米,因此航图的实际比例为每厘米等于4.35千米。然后再量取航图上两点间的长度,既可算出实际距离。我现在量出图4中3-4之间的距离为10厘米,算出3-4两个转弯点之间的距离为43.5千米。

在准确判读航图的基础上,我们就可以进行导航计算,导航计算的主要内容如下:

1、是根据各分段航线两点之间的距离和预定的飞行真速(注意,一定要用真空速),求出各分段航线的飞行时间。

2、计算航线总距离,即各段航线的距离相加。

3、计算总续航时间,即各段航线的飞行时间相加,再加上起飞至航线起点、航线终点至着陆的时间。

在任务开始前判读航图时,主要是以下内容:起飞机场和降落机场的位置、任务目标点的位置、任务内容(如轰炸、护航、拦截等等,将另文说明)、出航和返航航向,每个转弯点的位置,两个转弯点间的航向和航程,进行导航计算。在任务中我们也可以根据任务情况自己选择出航航线,以达成战术上的突然性。这就要求我们在判读航图时更深的理解任务内容,同时也要求我们在不依靠无线电导航仪的情况下有良好的导航能力。

第三节罗盘地标航行

罗盘地标航行,是指根据罗盘指示来保持航向,通过观察地标来确定飞机的准确位置,检查航迹并修正偏差,按计划到达目标的航行方法。下面我们来分析罗盘地标航行的方法。

一、飞向航线起点

1.按地标飞向航线起点(如图)

起飞后,按地标或目视起点的方法飞向航线起点,进入预定航向。同时应注意检查航向,参考时间,帮助判断飞机位置,以免飞错起点。地标的选择,应能够从空中清楚分辨,并不易与附近其它地面目标混淆。如下图,起飞后沿铁路(线状地标)飞行到达航线起点,航线起点的地标为铁路拐弯处的城镇,这些都是很容易从空中清楚分辨的地标。到达航线起点后,转向进入预定航向。

图6沿线状地标进入航线起点

二、检查航迹

飞机进入航线后,由于空中风向、风速的变化,仪表指示的误差和未保持好应飞诸元等原因,都可能使飞机偏离航线。因此,航行中应经常检查航迹,以便正确地修正航迹,使飞机准确到达预定目标。

(一)确定飞机位置

首先确定飞机的概略位置。航行中,根据已飞的时间和真速,心算出飞过的距离,在地图上估计飞机的概略位置。确定飞机的概略位置以后,按飞机概略位置辨认附近的地标,与地图进行对照。

搜索辨认地标时,一般应先看远处,注意比较大的范围内的显著地标及其相互关系位置和特征(如形状特殊的河流交汇处、较大的城市等较明显的地标)。随着飞机与地标之间距离的缩短,再观察近处和两侧的地标,注意个别的地标及其小的特征,如村庄,桥梁等。如已到达预定地标附近才开始搜索,或需要辨认近处的地标,则应先看近处,后看远处,以便迅速辨认,防止飞过预定地标。在飞机通过预定地标的侧方时,测出预定地标与飞机水平距离,确定飞机的精确位置。

飞机与侧方地标的水平距离,可根据观察侧方地标时的垂面观测角的大小,进行判断。当飞行高度一定时,垂直观测角愈大,则飞机距离侧方地标愈远(如图7)。

图7垂直观测角与水平距离的关系

图8在较远的距离上,对照地图辨认较大范围的地标

图8中选择的地标为河流交汇处和旁边的城市,是一个较大的地标,较易辨认。图中的飞行高度为3000米,在这个高度上难以辨认道路和桥梁,因此只能以河流和城市作为地标。

要注意的是,由于地图的方向不能转动,因此对照地图是必须考虑飞机的航向,图8中飞机的航向是284,大致是往西飞,图中的地标在飞机的右前方,因此飞机应位于地标的东南方。

图9根据地面特征识别地标

在高度较高时不易看清地面公路,但在一些特殊的情况下,可以通过地面的特征来识别公路,在图9中虽然看不到公路,但森林中公路穿越的地方是没有树木的,因此形成了一个明显的线状地标,再加上林中的空地,可以很容易的辨认出来。

在稍近一些的距离上,一些大范围地标中的小特征和附近的小地标,能够帮助我们确定飞机的位置,见图10,此时飞机的位置,大约位于地图上红圈的范围内,这个范围较大,不够精确。

图11精确判断飞机的位置

在附近易辨认地标较多,特征比较明显的情况下,可以通过这些地标之间的位置关系,以及它们与飞机之间的位置关系来精确判断飞机的位置。如图11,在飞机右后方的这个由河流交汇处形成的湖泊,以及它旁边的城镇,是一个明显的地标,而且城镇的边沿与湖泊中心的连线,正指向飞机中心(翼根与机身的结合部),如果我们转头去看左边(参见图10),会发现这条线正指向飞机左前方的小河分叉处,也就是飞机正位于这两个地标的连线上,观察飞机与两个地标之间的距离就可以确定飞机的精确位置。在这张图中,还有一个可供精确定位的地标,就是图中左侧的一条河流,它的延长线也正指向飞机,与前述两个地标之间的连线交叉,由此我们可以在地图上精确的画出(当然只能是在脑袋里画)两条线的交叉点,这就是飞机的精确位置。

(二)距离检查

距离检查是为了确定已飞距离和地速,以便掌握到达下一预定地标的时间。

航行中,当飞机通过显著的点状、面状地标或垂直于航线(成与航线的交叉角在60—120°之间)的线状地标时,可以从地图上测出已飞距离。然后预计到达下一预定地标的时间。

三、修正航迹

检查航迹后,如发现飞机偏离航线,应重新确定应飞航向,修正航迹,并重新预计到达转弯点(或下一检查点)的时间。修正航迹应在检查点处确定飞机位置后进行。不得随意修正,以免造成更大的偏差。

1.直接修正法

后按此航向直接飞向转弯点或终点。

2.飞返航线修正法

当需要严格沿航线飞行时,可采用此方法。采用此方法时,在发现偏离航线后,对照地图在应飞航线上选择一明显地标作为检查点(如有可能,此地标应选择在目视范围以内)。计算出飞往该检查点的航向,飞向该点。接近检查点时,操纵飞机飞返航线,对正应飞航向,沿预定航线飞行。

第四节低空飞行时的导航特点

飞行高度在100-1000米以内,叫低空飞行,飞行高度在10-100米内,叫超低空飞行。

一.地标定位的特点

低空飞行时,视界缩小,不能看到较远的地标,而且地形阻挡视线,不易看到地标的全貌及其周围地标的相关位置。高度低,飞机相对于地面移动的角速度比中空大,观察地标的时间大为缩短,所以搜索和辨认地标都比中空困难。高度越低,速度越大,辨认地标的困难也越大。

但低空飞行时,地标相对变大,在中空不易看清的较小地标,在低空可以很容易的分辨出来,因此可以利用的地标比中空大为增加。

以上这些特点,决定了在低空飞行时,必须利用航线附近的地标来确定飞机位置,而且搜索和辨认地标的着重点,和中空有所不同。低空搜索地标,关键在于掌握准确的航向,因为方向准了,就便于在预计的方向上寻找所需的地标,否则就难以估计预定地标会出现在哪一边,容易漏过地标。

二.检查和修正航迹的特点

低空视界狭窄,偏航稍远就可能找不到预定点,检查航迹应当比中空更及时,而且重点放在航向检查上。

低空寻找地标常常是环环相扣,丢失一个地标就有可能不到下一个地标,因此,发现航迹有偏差,就应当及时准确的修正,使飞机不至于偏出过远。比如,发现通过起点或转弯点不准确,中空飞行常常是到检查点侧方再修正,而在低空就必须立即修正到下一个检查点。

为了照顾观察地标的方便,要注意使修正后的航迹宁可偏向检查地标所在的航线一侧,而不要偏向相反的一侧。例如,通过起点时飞机偏左,而下一个检查点也在航线左侧,则向右修正时宁小勿大,如果下一检查点是在航线右侧,则向右修正时宁大勿小。

如果在飞行中未能找到某个预定地标,或不能判明自己的位置时,通常可以上升高度,扩大视界,待确定位置后再下降高度。

三.低空导航实例

低空飞行时,可以很容易的辨认出桥梁、道路、小块林地(或林间空地)、村庄、较小的河流交汇与拐弯处,小湖泊等等,因此地标的选择也应以此为主。

下面两图是飞机两侧的地标,由于高度很低,地标相当清楚,两侧的地标分别位于地图上的蓝圈处,综合左右两侧的地标,以及两侧树木的情况,可以判断飞机的位置在地图上红圈的位置,航向正南。由于高度很低,位置判断可以做到相当准确。

图12在左侧可以看到两座桥梁

图13右侧也有两座桥梁以及一个村庄

图14继续向南,右前方出现一座桥梁

图16顺着河流与公路飞行

继续向南,左前方的河面很宽,河对岸有一片林间空地(白圈处),对照地图,只有蓝圈处与之相符,根据左前方公路的拐弯处、正前方的河流分支、前下方及两侧的森林判断,飞机的位置应该在地图上的红圈处。此时可以顺着公路和河流飞行。

图18继续沿河飞行,前面出现一片林间空地,现在的位置应该在这里

图19,略微向右调整航向,沿着两条河之间的林地飞行

图20从两条河流交汇处的左侧飞越河流,看右侧的那座桥,不用说也知道在什么位置了吧

约可以看到左前方支流上的桥梁和对岸的公路。

图22看到湖了,机场就在湖的南岸,总算到家了

北斗gps卫星定位系统定位原理

网址:https://www.360docs.net/doc/d53655948.html, 北斗gps卫星定位系统定位原理 北斗卫星定位系统哪家好?北斗卫星定位系统的原理是什么?八杰科技为您解答。 定位原理 35颗卫星在离地面2万多千米的高空上,以固定的周期环绕地球运行,使得在任意时刻,在地面上的任意一点都可以同时观测到4颗以上的卫星。 由于卫星的位置精确可知,在接收机对卫星观测中,我们可得到卫星到接收机的距离,利用三维坐标中的距离公式,利用3颗卫星,就可以组成3个方程式,解出观测点的位置(X,Y,Z)。考虑到卫星的时钟与接收机时钟之间的误差,实际上有4个未知数,X、Y、Z和钟差,因而需要引入第4颗卫星,形成4个方程式进行求解,从而得到观测点的经纬度和高程。 事实上,接收机往往可以锁住4颗以上的卫星,这时,接收机可按卫星的星座分布分成

网址:https://www.360docs.net/doc/d53655948.html, 若干组,每组4颗,然后通过算法挑选出误差最小的一组用作定位,从而提高精度。 卫星定位实施的是“到达时间差”(时延)的概念:利用每一颗卫星的精确位置和连续发送的星上原子钟生成的导航信息获得从卫星至接收机的到达时间差。 卫星在空中连续发送带有时间和位置信息的无线电信号,供接收机接收。由于传输的距离因素,接收机接收到信号的时刻要比卫星发送信号的时刻延迟,通常称之为时延,因此,也可以通过时延来确定距离。卫星和接收机同时产生同样的伪随机码,一旦两个码实现时间同步,接收机便能测定时延;将时延乘上光速,便能得到距离。 每颗卫星上的计算机和导航信息发生器非常精确地了解其轨道位置和系统时间,而全球监测站网保持连续跟踪。 卫星导航原理 踪卫星的轨道位置和系统时间。位于地面的主控站与其运控段一起,至少每天一次对每颗卫星注入校正数据。注入数据包括:星座中每颗卫星的轨道位置测定和星上时钟的校正。这些校正数据是在复杂模型的基础上算出的,可在几个星期内保持有效。 卫星导航系统时间是由每颗卫星上原子钟的铯和铷原子频标保持的。这些星钟一般来讲精确到世界协调时(UTC)的几纳秒以内,UTC是由美国海军观象台的“主钟”保持的,每台主钟的稳定性为若干个10^-13秒。卫星早期采用两部铯频标和两部铷频标,后来逐步改变为更多地采用铷频标。通常,在任一指定时间内,每颗卫星上只有一台频标在工作。 卫星导航原理:卫星至用户间的距离测量是基于卫星信号的发射时间与到达接收机的时间之差,称为伪距。为了计算用户的三维位置和接收机时钟偏差,伪距测量要求至少接收来自4颗卫星的信号。

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。

车载导航DVD常见故障及检测维修方法

维修导航种类:通用机、专车专用机、一体机、安卓机。???不分品牌和型号,各种大小问题我们统统都能修,价格合理。欢迎致电8 团队介绍:我们的团队共有几名研发级维修工程师,十年以上车载导航开发设计经验,具有芯片级精修技术手段。测试设备、维修工具、常用配件应有尽有。我本人精通车载导航硬件,支持无任何图纸资料的主板模式维修,且能反推电路 本店维修各种品牌DVD导航及杂牌无牌机(天派、索菱、凯振、金像王、索雳、卡仕达、索行、科骏达、路畅、图音、路特仕、华阳、飞韵、恒晨、索金凡达、爱博仕等) 具体维修内容:不开机、花屏、白屏、黑屏、进水、蓝牙连不上、导航进不去、进入导航黑屏、不读USB、不识别SD卡、不读碟、碟不进/出仓、无声音、功放7388升级到7850、导航不能定位、不接收GPS卫星信号、无倒车后视、无收音功能,显示屏损坏、触摸屏破、无触摸、触摸不灵敏、按键失灵、开关坏、USB接口坏、SD卡槽损坏…… 具体方法如下: 1直观法 1.1 原理 直观法是通过人之眼睛或其它感觉器官去发现故障、排除故障之一种检修方法。 1.2 应用 直观法是最基本之检查故障之方法之一,实施过程应坚持先简单后复杂、先外面后里面之原则。实际操作时,首先面临之是如何打开机壳之问题,其次是对拆开之电器内之各式各样之电子元器件之形状、名称、代表字母、电路符号和功能都能一一对上号。即能准确地识别电子元器件。作为直观法主要有两个方面之检查内容:其一是对实物之观察;其二是对图像之观察。前者适合于各种检修场合,后者主要用于有图像之视频设备,如电视机等。 直观法检修时,主要分成以下三个步骤: (1)打开机壳之前之检查:观察电器之外表,看有没有碰伤痕迹,机器上之按键、插口、电器设备之连线有元损坏等。 (2)打开机壳后之检查:观察线路板及机内各种装置,看保险丝是否熔断;元器件有没有相碰、断线;电阻有没有烧焦、变色;电解电容器有没有漏液、裂胀及变形;印刷电路板上之铜箔和焊点是否良好,有没有已被他人修整、焊接之痕迹等,在机内观察时,可用手拨动一些元器件、零部件,以便直观法充分检查。 (3)通电后之检查:这时眼要看电器内部有没有打火、冒烟现象;耳要听电器内部有没有异常声音;鼻要闻电器内部有没有炼焦味;手要摸一些管子、集成电路等是否烫手,如有异常发热现象,应立即关机。 1.3 几点说明 (1)直观法之特点是十分简便,不需要其它仪器,对检修电器之一般性故障及损坏型故障

惯性导航技术的工作原理

惯性导航技术的工作原 理 Document number:PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998

惯性导航系统基本工作原理 惯性导航系统是十分复杂的高精度机电综合系统,只有当科学技术发展到一定高度时工程上才能实现这种系统,但其基本工作原理却以经典的牛顿力学为基础。 设质量m受弹簧的约束,悬挂弹簧的壳体固定在载体上,载体以加速度a 作水平运动,则m处于平衡后,所受到的水平约束力F与a的关系满足牛顿第 二定律: F a m 。测量水平约束力F,求的a,对a积分一次,即得水平速 度,再积分一次即得水平位移。以上所述是简单化了的理性情况。由于运载体不可能只作水平运动,当有姿态变化时,必须测得沿固定坐标系的加速度,所以加速度计必须安装在惯性平台上,平台靠陀螺维持要求的空间角位置,导航计算和对平台的控制由计算机完成。 陀螺仪组件测取沿运载体坐标系3个轴的角速度信号,并被送入导航计算机,经误差补偿计算后进行姿态矩阵计算。加速度计组件测取沿运载体坐标系3个轴的加速度信号,并被送入导航计算机,经误差补偿计算后,进行由运载体坐标系至“平台坐标系”的坐标变换计算。他们沿机体坐标系三轴安装,并且与机体固连,它们所测得的都是机体坐标系下的物理量。 参与控制和测量的陀螺和加速度计称为惯性器件,这是因为陀螺和加速度计都是相对惯性空间测量的,也就是说加速度计输出的是运载体的绝对加速度,陀螺输出的是运载体相对惯性空间的角速度或角增量。而加速度和角速度或角增量包含了运载体全部的信息,所以惯导系统仅靠系统本身的惯性器件就能获得导航用的全部信息,它既不向外辐射任何信息,也不需要任何其他系统

二维码导航工作原理

总体设计: 该系统由以陀螺仪导航系统、视觉系统、AGV子系统、电源管理系统、传感器系统和装置机械结构五部分组成。导航采用陀螺仪导航为主,视觉导航为辅,最大化融合和利用各导航的优势,提高系统的可靠性和导航精度。 其运行原理如下:AGV在接收到工作中心的指令后,由导航系统将其指引至货物装载处,装载完毕后,按照预设指令,其分析起点-终点路径后,规划出最佳行走路径,行走至指定位置。该过程中不断利用导航系统识别周围特征标志信息,以实时利用AGV子系统计算分析其所处位置,之后利用无线通信方式发送至工作中心电脑,以管理和规划工业现场的总体物流运行进度,避免相互干涉,提高运输效率。 项目技术归纳为以下几点: (1)陀螺仪导航与视觉联合导航:本系统采用陀螺仪导航系统专用模块,主要实现技术为差分定位,并结合工业现场的地图,利用车载控制系统实时分析系统地图坐标数据,之后与地图信息对比以获取定位信息。项目采用图QR码扫描自适应阈值算法的视觉技术识别运动过程中的关键标志物,辅以航位推算系统以达到路径自动辨识和规划,从而最终达到对AGV导航的目的。通过视觉定位QR码技术导航的图像获取、摄像机标定、特征提取和深度恢复等过程,以达到对物体的位置精确定位。 QR码(二维码) (2)路径规划:AGV运行路径规划分为全局规划和局部规划。全局规划中采用切线图法,即将路径中关键点作为特征点,将该特征点的切线表示弧,这样可以获取AGV起始点和目标点的最短路径,提高AGV路径进行规划的速度;局部规划中采用人工势场法,其设计思想是将AGV在工业现场作业视为一种抽象人造受力场中的运动,通过建立人工势场的负梯度方向指向系统的运动控制方向,目标点对AGV产生引力,障碍物对AGV产生斥力,其驱动结果使其在势场合力作用下控制AGV运动方向并计算AGV位置,为防止工业现场AGV在到达目标位置前陷入局部小点而无法达到预设位置,系统利用模拟退火算法使势函数跳出局部极小点,以使AGV顺利到达目标位置。 (3)多任务分解及协调:为解决多个AGV间任务分配、路径规划和相互协调,系统采用模糊动态数学模型的方法,该方法基于专家辨识系统的设计思路,将任务分配分解为“最重要、重要、一般、次要”四个等级,并将路径规划为“最近、较近、合理、备选”四个等级,之后利用模糊动态数学模型进行建模和分析,输出最佳的任务分解和路径规划。具体应用中,利用工业现场工作中心对多个AGV提前预置任务和目标路径,提供给系统的初始输入和输出,由系统自动完成对任务和路径的分析,并将指令传送至各AGV车载控制系统,以达到AGV间的任务协调和路径选取。需要指出的是,为了解决实际应用过程中由于任务的不断更

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

浅谈车载导航的原理

毕业论文(设计)题目:浅谈车载导航的原理 系别: 建筑工程系 专业: 建筑工程技术 学生姓名: 成绩: 指导教师: 2012年4月

商丘工学院毕业论文 摘要 本文介绍了车载导航的来源,及其在当今社会中给人们带来的便利,另外主要介绍了车载导航的基本原理和功能,下面我就为大家根据自己的见解来简单地阐述一下车载导航的历史古今和它的的一些基本原理分析,并根据自己的观点来提出现如今车载导航的应用弊端及未来发展方向。希望大家能共同交流和学习。 关键词:车载导航的原理应用用途发展方向

浅谈车载导航的原理 目录 摘要··························································································· II 绪论 (1) 1 车载导航的概念及构成 (1) 1.1 车载导航的概念 (1) 1.2 车载导航的来源 (2) 1.3 车载导航的主要构成部分 (2) 2车载导航的基本原理及应用 (3) 2.1 卫星如何采像及原理 (3) 2.2 地面信息接收及计算机处理系统的功能及重要性 (4) 2.3 各系统之间关联及密切作用 (4) 2.4 车载导航在现实生活中的应用 (5) 3 车载导航的弊端及误差来源 (5) 3.1 车载导航的弊端 (6) 3.2 精确程度及误差来源 (6) 3.3 发展前景和改进趋向 (7) 4 车载导航技术的运用及和人类的关系 (7) 4.1 车载导航的功能 (8) 4.2 市场如何挑选车载导航产品 (8) 结论 (9) 参考文献 (10)

商丘工学院毕业论文 绪论 “车载导航”现在对人们来说已经不是一个新鲜的名词,它的运用解决了很多人因在陌生地区找不到路的苦恼,减少了因看不清路标而造成的不必要的后果。他可以让您在驾驶汽车时随时随地知晓自己的确切位置。车载导航其具有的自动语音导航、最佳路径搜索等功能让您一路捷径、畅行无阻,集成的办公、娱乐功能让您轻松行驶、高效出行!车载导航的使用是人类科学发展史上智慧的结晶。它的出现一方面给人们带来了巨大的交通便利,另一方面也存在着很多的弊端问题。还有更为深层的一方面问题,美国无偿为世界提供24颗卫星用来发展车载导航,这也不得不给人以深思。我国在利用此项高端技术的同时也不得不加紧军事机密的防范。未来的车载导航必然会迈向一个更智能更人性化的而一面发展,这就需要21世纪的新力军了,你准备好了吗!

【CN109711506A】一种导航二维码的生成方法及系统、导航方法及系统【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910121400.0 (22)申请日 2019.02.19 (71)申请人 安徽星光标识系统有限公司 地址 241000 安徽省芜湖市弋江区高新开 发区南区杨河路7号办公楼 (72)发明人 谷灵康 张建新 谷宣锋 谷宣萱  张楷越  (51)Int.Cl. G06K 17/00(2006.01) G06Q 50/14(2012.01) (54)发明名称一种导航二维码的生成方法及系统、导航方法及系统(57)摘要本发明公开了一种导航二维码的生成方法及系统、导航方法及系统。导航二维码的生成方法包括:采集景区中各景点的坐标以及各服务设施的坐标;采集景区中各景点的宣传信息;根据各所述景点的坐标以及各所述服务设施的坐标,生成多条游览路线;将各所述游览路线上的景点与各景点的宣传信息进行匹配;将匹配好景点宣传信息的各游览路线进行存储,并生成导航二维码。该述导航方法包括:根据导航二维码获取景区信息;荻取用户的当前位置以及目的地;根据所述当前位置以及所述目的地,调用景区信息中的浏览路线;根据所述浏览路线进行语音导航。本发明能够方便游客了解到自己在景区中的位置, 并能够规划导航路线实现导航功能。权利要求书1页 说明书3页 附图2页CN 109711506 A 2019.05.03 C N 109711506 A

权 利 要 求 书1/1页CN 109711506 A 1.一种导航二维码的生成方法,其特征在于,所述种导航二维码的生成方法包括: 采集景区中各景点的坐标以及各服务设施的坐标; 采集景区中各景点的宣传信息; 根据各所述景点的坐标以及各所述服务设施的坐标,生成多条游览路线; 将各所述游览路线上的景点与各景点的宣传信息进行匹配; 将匹配好景点宣传信息的各游览路线进行存储,并生成导航二维码。 2.根据权利要求1所述的导航二维码的生成方法,其特征在于,所述宣传信息包括文字、图片、音频以及视频。 3.一种导航二维码的生成系统,其特征在于,所述导航二维码的生成系统包括: 坐标采集模块,用于采集景区中各景点的坐标以及各服务设施的坐标; 信息采集模块,用于采集景区中各景点的宣传信息;所述宣传信息包括文字、图片、音频以及视频; 路线生成模块,用于根据各所述景点的坐标以及各所述服务设施的坐标,生成多条游览路线; 匹配模块,用于将各所述游览路线上的景点与各景点的宣传信息进行匹配; 二维码生成模块,用于将匹配好景点宣传信息的各游览路线进行存储,并生成导航二维码。 4.一种导航方法,其特征在于,所述导航方法应用上述权利要求1或2生成的导航二维码;所述导航方法包括: 根据导航二维码获取景区信息; 获取用户的当前位置以及目的地; 根据所述当前位置以及所述目的地,调用景区信息中的浏览路线; 根据所述浏览路线进行语音导航。 5.根据权利要求4所述的导航方法,其特征在于,所述导航方法还包括: 根据所述浏览路线推送服务设施。 6.根据权利要求4所述的导航方法,其特征在于,所述导航方法还包括: 获取用户浏览过程中的实时位置; 判断所述实时位置是否偏离所述浏览路线; 若是,进行语音提醒; 若否,继续导航。 7.一种导航系统,其特征在于,所述导航方法包括:移动终端、导航二维码以及景区标识牌;所述导航二维码设置在所述景区标识牌上,所述移动终端用于扫描所述二维码,获取景区信息,并根据用户的当前位置以及目的地为用户规划浏览路线,进行语音导航。 2

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,

北斗导航系统系统构成与工作原理

北斗导航系统系统构成与工作原理 作者:admin 来源:未知日期:2011-4-6 9:52:55 人气:61 标签: 导航系统 导读:北斗导航系统系统构成与工作原理【车载GPS导航网】北斗卫星定位系统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… 北斗导航系统系统构成与工作原理 【车载GPS导航网】北斗卫星定位系统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。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,径卫星转发器项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,径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,然后根据用的申请服务内容进行相应的数据处理。对定位申请,中心控制系统测出两个时间延迟:即从中心控制系统发出询问信号,经某一颗卫星转发到达用户,用户发出定位响应信号,经同一颗卫星转发回中心控制系统的延迟;和从中心控制发出询问信号,经上述同一卫星到达用户,用户发出响应信号,经另一颗卫星转发回中心控制系统的延迟。由于中心控制系统和两颗卫星的位置均是已知的,因此由上面两个延迟量可以算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。 北斗卫星定位系统覆盖范围是北纬5°~55°,东经70°~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100m(1 σ),设立标校站之后为20 m(类似差分状态)。工作频率:2 491.75 MHz。系统能容纳的用户数为每小时540 000户。 由于在定位时需要用户终端向定位卫星发送定位信号,由信号到达定位卫星时间的差值计算用户位置,所以被称为“有源定位”。 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; 短报文通信: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40-60个汉字的短报文信息; 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

车载捷联惯导系统基本原理

车载捷联惯导系统基本原理 一、捷联惯导系统基本原理 捷联惯导系统基本原理如图2-1所示: 图中陀螺和加速度计直接与载体系b固联,用来测量载体的角运动信息和线运动信息。导航解算的本质是根据初值进行积分的过程,通过求解姿态微分方程完成对姿态和航向角的积分,通过求解比力微分方程完成对速度的积分,通过求解位置微分方程实现对位置的积分。捷联惯导的姿态矩阵C n 相当于“数学平台”,取代了平台惯导中的实体平台,而ω?相当于对数学平台“施矩”的指令角速率。

二、捷联惯导微分方程 (一)姿态微分方程 在捷联惯导系统中,导航坐标系n 和载体坐标系b 之间的角位置关系通常用姿态矩阵、四元数和欧拉角表示,相应也存在姿态矩阵微分方程、四元数微分方程和欧拉角微分方程三种形式。 姿态矩阵微分方程的表达式为:

在欧拉角微分方程式(2.2-7)中,当俯仰角θ趋于90o时,cosθ趋于0,tanθ趋于无穷,方程存在奇异性,所以这种方法不能在全姿态范围内正常工作;姿态矩阵微分方程式(2.2-1)可全姿态工作,但姿态矩阵更新相当于求解包含9个未知量的线性微分方程组,计算量大;四元数微分方程式(2.2-6)同样可以全姿态工作,且更新算法只需求解4个未知量的线性微分方程组,计算量小,算法简单,是较实用的工程算法。 (二)速度微分方程 速度微分方程即比力方程,是惯性导航解算的基本关系式: 三、捷联惯性导航算法 捷联惯导解算的目的是根据惯性器件输出求解载体姿

态、速度和位置等导航信息,实际上就是求解三个微分方程的过程,相应存在姿态更新算法、速度更新算法和位置更新算法。 (一)姿态更新算法 求解微分方程式(2.2-6)可得四元数姿态更新算法为:

GPS定位原理介绍习题答案

14 全球定位系统(GPS)定位原理简介 一、填空题: 1、GPS接收机基本观测值有伪距观测值、载波相位观测值。 2、GPS接收机按用途分,可分为导航型接收机、测地型接收机、授时型接收机和姿态测量型接收机。其中测地型接收机,按载波频率又可分为单频接收机、双频接收机。 3、GPS接收机主要由GPS接收机天线、GPS接收机主机和电源三部分组成。 4、GPS定位是利用空间测距交会定点原理。 5、全球定位系统(GPS)主要由空间卫星部分、地面监控部分和用户设备三部分组成。 6、GPS卫星星座由 24颗卫星组成。其中21颗工作卫星, 3 颗备用卫星。工作卫星分布在 6 个近圆形的轨道面内,每个轨道上有 4 颗卫星。GPS工作卫星距离地面的平均高度是20200km。 7、地面监控部分按功能可分为监测站、主控站和注入站三种。 8、GPS接收机接收的卫星信号有:伪距观测值和载波相位观测值及卫星广播星历。 9、根据测距原理,GPS卫星定位方法有伪距定位法、载波相位测量定位和 G PS 差分定位。对于待定点位,根据接收机运动状态可分为静态定位和动态定位。根据获取定位结果的时间可分为实时定位和非实时定位。 10、在两个测站上分别安置接收机,同步观测相同的卫星,以确定两点间相对位置的定位方法称为相对定位。 11、载波相位相对定位普遍采用将相位观测值进行线性组合的方法。具体方法有三种,即单差法、双差法和三差法。 12、GPS差分定位系统由基准站、流动站和无线电通信链三部分组成。 13、GPS测量实施过程与常规测量一样包括方案设计、外业测量和内业数据处理三部分。 二、名词解释: 1、伪距单点定位----利用GPS接收机在某一时刻测定的四颗以上GPS卫星伪距及从卫星导航电文中获得的卫星位置,采用距离交会法求定天线所在的三维坐标. 2、载波相位相对定位----用两台GPS接收机,分别安置在测线两端(该测线称为基线),固定不动,同步接收GPS卫星信号。利用相同卫星的相位观测值进行解算,求定基线端点在WGS一84坐标系中的相对位置或基线向量。当其中一个端点坐标已知,则可推算另一个待定点的坐标。 3、整周跳变----当GPS接收机在跟踪卫星进行载波相位测量过程中,若因某种原因引起对卫星跟踪短暂失锁,如卫星和接收机天线之间视线方向有阻挡物或接收机受到外界电磁干扰等,将造成载波相位整周观测值的意外丢失现象。这种现象称为整周跳变。 4、静态定位---进行GPS定位时,接收机的天线始终处于静止状态,用GPS测定相对于地球不运动的点位。GPS接收机安置在该点上,接收数分钟乃至更长时间,以确定其三维坐标,又称为绝对定位。 5、动态定位----进行GPS定位时,接收机的天线始终处于运动过程中,动态定位

山东省聊城市2018年中考物理试题(word版,含答案)

二〇一八年聊城市初中学生学业水平考试 物理试题 选择题(共42分) 一、选择题(本题包括10个小题;每小3分,共30分。每小只有一个选项符合题 意,多选或不选均得0分) 1.下列说法中正确的是 A.二极管是用半导体材料制成的 B.光盘是用磁性材料制成的 C.建筑物上的避雷针是用绝缘材料制成的 D.在橡皮泥上能留下漂亮的指印,说明橡皮泥具有弹性 2.关于声现象,下列说法正确的是 A.超声波可以在真空中传播 B.吹笛子时,笛管振动发声 C.汽车安装消声器,是在传播过程中减弱噪声 D.用大小不同的力击鼓,鼓发出声音的响度不同b 3.下有生活现象中,属于液化的是 A瀑布结成冰挂 B湿衣服晾干 C.鲜的形成 D.树枝上结霜 4.高铁、支付宝、共享单车、网购成为中国的“新四大发明”,已走进寻常百姓的生活。如图所示是在城市街道旁随处可见的共享单车,下列说法中正确的是 A.用车时需要使用手机扫取共享单车上的二维码,这是利用超声波来传递信息的 B.共享单车的车座做的较宽是为了减小压强 C.此时静止的共享单车对水平地面的压力与共享单车的重力是-对平衡力D.蹬车车前进,停止瞪车车将慢慢停下来,说明力是维持物体运动的原因 5.人体中的许多部位都具有杠杆的功能。如图是人用手托住物体时手臂的示意图,当人手托5kg的物体保持平衡时,肱二头肌收缩对桡骨所施加力的大小一定

A.大于5kg B大于49N C小于49N D.等于49N 6.关于温度、内能、热量,下列说法正确的是 A.物体温度越高,含有的热量越多B。物体运动越快,内能越大 C.热传递能改变物体的内能 D.0℃的冰块,其内能为零 7.2018年2月12日13时03分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,以“一箭双星”方式成功发射第二十八、二十九颗北斗导航卫星,如图所示的卫星沿椭圆轨道绕地球运行,离地球最近的一点叫近地点,最远的一点叫远地点,它在大气层外运行,不受空气阻力,则下列说法正确的是 A.卫星从远地点运行到近地点,重力势能减小,动能增大,机械能守恒 B.卫星从远地点运行到近地点,重力势能增大,动能减小,机械能守恒 C.卫星从近地点运行到远地点,重力势能增大,动能增大,机械能不守恒 D.卫星从近地点运行到远地点、重力势能减小,动能减小,机械能不守恒 8.如图是常用的带有多插孔的插排。小明家插排的指示灯已经损坏,但闭合开关后插孔上连接的用电器仍可以正常工作。某一天小明家装修时将切割机插入插排,切割机工作时,家中的空气开关出现了“跳闸”现象。则下列说法中正确的是 A.插排上的插孔与指示灯是串联关系 B.“跳闸”的原因一定是电路发生了断路 C.“跳闸”的原因一定是电路发生了短路 D.“跳闸”的原因可能是电路总功率过大 9.手机无线充电方便了人们的生活,其中电磁感应无线充电是应用最多的无线充电方案。如图所示,它的原理是送电线圈通过一定频率的交流电,线圈的周围形成交变的磁场,通过电磁感应在受电线圈中产生一定的感应电流,从而将能量从发射端转移到接收端。下列选项中和受电线圈工作原理相同的是 A扬声器 B.电磁继电器 C.动圈式话筒 D.电动机

GPS导航定位原理以及定位解算算法.docx

GPS导航定位原理以及定位解算算法 全球定位系统(GPS)是英文Global POSitiOning SyStem 的字头缩写词的简称。它的含义是利用导航卫星进行测时和测距,以构成全球定位系统。它是由美国国防部主导开发的一套具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航定位系统。 GPS用户部分的核心是GPS接收机。其主要由基带信号处理和导航解算两部分组成。其中基带信号处理部分主要包括对GPS卫星信号的二维搜索、捕获、跟踪、伪距计算、导 航数据解码等工作。导航解算部分主要包括根据导航数据中的星历参数实时进行各可视卫星位置计算;根据导航数据中各误差参数进行星钟误差、相对论效应误差、地球自转影响、信号传输误差(主要包括电离层实时传输误差及对流层实时传输误差)等各种实时误差的计算, 并将其从伪距中消除;根据上述结果进行接收机PVT (位置、速度、时间)的解算;对各精 度因子(DoP)进行实时计算和监测以确定定位解的精度。 本文中重点讨论GPS接收机的导航解算部分,基带信号处理部分可参看有关资料。本文讨论的假设前提是GPS接收机已经对GPS卫星信号进行了有效捕获和跟踪,对伪距进行了计算,并对导航数据进行了解码工作。 1 地球坐标系简述 要描述一个物体的位置必须要有相关联的坐标系,地球表面的GPS接收机的位置是相 对于地球而言的。因此,要描述GPS接收机的位置,需要采用固联于地球上随同地球转动 的坐标系、即地球坐标系作为参照系。 地球坐标系有两种几何表达形式,即地球直角坐标系和地球大地坐标系。地球直角坐标系的定义是:原点O与地球质心重合,Z轴指向地球北极,X轴指向地球赤道面与格林威治子午圈的交点(即0经度方向),Y轴在赤道平面里与XOZ构成右手坐标系(即指向东经90 度方向)。 地球大地坐标系的定义是:地球椭球的中心与地球质心重合,椭球的短轴与地球自转 轴重合。地球表面任意一点的大地纬度为过该点之椭球法线与椭球赤道面的夹角φ经度 为该点所在之椭球子午面与格林威治大地子午面之间的夹角λ,该点的高度h为该点沿椭 球法线至椭球面的距离。设地球表面任意一点P在地球直角坐标系内表达为P( X,y,Z ),在地球大地坐标系内表达为P (φλ,h)。则两者互换关系为:大地坐标系变为直角坐标 系: (1)

惯性导航仪的工作原理

惯性导航仪的原理 惯性导航系统(INS,Inertial Navigation System)也称作惯性参考系统,是一种不依赖于外部信息、也不向外部辐射能量(如无线电导航那样)的自主式导航系统。其工作环境不仅包括空中、地面,还可以在水下。惯性导航的基本工作原理是以牛顿力学定律为基础,通过测量载体在惯性参考系的加速度,将它对时间进行积分,且把它变换到导航坐标系中,就能够得到在导航坐标系中的速度、偏航角和位置等信息。 惯性导航系统(英语:INS )惯性导航系统是以陀螺和加速度计为敏感器件的导航参数解算系统,该系统根据陀螺的输出建立导航坐标系,根据加速度计输出解算出运载体在导航坐标系中的速度和位置。 惯性导航系统属于推算导航方式,即从一已知点的位置根据连续测得的运动体航向角和速度推算出其下一点的位置,因而可连续测出运动体的当前位置。惯性导航系统中的陀螺仪用来形成一个导航坐标系,使加速度计的测量轴稳定在该坐标系中,并给出航向和姿态角;加速度计用来测量运动体的加速度,经过对时间的一次积分得到速度,速度再经过对时间的一次积分即可得到距离。 惯性导航系统至少包括计算机及含有加速度计、陀螺仪或其他运动传感器的平台(或模块)。开始时,有外界(操作人员、GPS接收器等)给 INS 提供初始位置及速度,此后 INS 通过对运动传感器的信息进行整合计算,不断更新当前位置及速度。 INS 的优势在于给定了初始条件后,不需要外部参照就可确定当前位置、方向及速度。 通过检测系统的加速度和角速度,惯性导航系统可以检测位置变化(如向东或向西的运动),速度变化(速度大小或方向)和姿态变化(绕各个轴的旋转)。它不需要外部参考的特点使它自然地不受外界的干扰或欺骗。 陀螺在惯性参照系中用于测量系统的角速率。通过以惯性参照系中系统初始方位作为初始条件,对角速率进行积分,就可以时刻得到系统的当前方向。这可以想象成被蒙上眼睛的乘客坐在汽车中,感觉汽车左转、右转、上坡、下坡,仅根据这些信息他知道了汽车朝哪里开,但不知道汽车是快,是慢或是否汽车滑向路边。 加速度计在惯性参照系中用于测量系统的线加速度,但只能测量相对于系统运动方向的加速度(由于加速度计与系统固定并随系统转动,不知道自身的方向)。这可以想象成一个被蒙上眼睛的乘客在汽车加速时向后挤压座位,汽车刹车时身体前倾,汽车加速上坡时下压座位,汽车越过山顶下坡时从座位上弹起,仅根据这些信息,乘客知道汽车相对自身怎样加速,即向前、向后、向上、向下、向左或向右,但不知道相对地面的方向。 然而,通过跟踪系统当前角速率及相对于运动系统测量到的当前线加速度,就可以确定参照系中系统当前线加速度。以起始速度作为初始条件,应用正确的运动学方程,对惯性加速度进行积分就可得到系统惯性速率,然后以起始位置座作初始条件再次积分就可得到惯性位置。

惯性导航技术的工作原理

惯性导航系统基本工作原理 惯性导航系统是十分复杂的高精度机电综合系统,只有当科学技术发展到一定高度时工程上才能实现这种系统,但其基本工作原理却以经典的牛顿力学为基础。 设质量m受弹簧的约束,悬挂弹簧的壳体固定在载体上,载体以加速度a 作水平运动,则m处于平衡后,所受到的水平约束力F与a的关系满足牛顿第二 定律: F a m =。测量水平约束力F,求的a,对a积分一次,即得水平速度,再 积分一次即得水平位移。以上所述是简单化了的理性情况。由于运载体不可能只作水平运动,当有姿态变化时,必须测得沿固定坐标系的加速度,所以加速度计必须安装在惯性平台上,平台靠陀螺维持要求的空间角位置,导航计算和对平台的控制由计算机完成。 陀螺仪组件测取沿运载体坐标系3个轴的角速度信号,并被送入导航计算机,经误差补偿计算后进行姿态矩阵计算。加速度计组件测取沿运载体坐标系3个轴的加速度信号,并被送入导航计算机,经误差补偿计算后,进行由运载体坐标系至“平台坐标系”的坐标变换计算。他们沿机体坐标系三轴安装,并且与机体固连,它们所测得的都是机体坐标系下的物理量。 参与控制和测量的陀螺和加速度计称为惯性器件,这是因为陀螺和加速度计都是相对惯性空间测量的,也就是说加速度计输出的是运载体的绝对加速度,陀螺输出的是运载体相对惯性空间的角速度或角增量。而加速度和角速度或角增量包含了运载体全部的信息,所以惯导系统仅靠系统本身的惯性器件就能获得导航用的全部信息,它既不向外辐射任何信息,也不需要任何其他系统提供外来信息,就能在全天候条件下,在全球范围内和所有介质环境里自主、隐蔽的进行三维导航,也可用于外层空间的三维导航。 惯导系统的比力方程 惯导系统根据与系统类型相应的数学方程(称之为力学编排)对惯性器件的输出作处理,从而获得导航数据。尽管各种类型的系统相应的力学编排各不相同,但他们都源自同一个方程:比力方程。比力方程描述了加速度计输出量与运载体速度之间的解析关系: 式中: eT v为运载体的地速向量;f为比力向量,是作用在加速度计质量块 单位质量上的非引力外力,由加速度计测量;g为重力加速度; ie ω为地球自转

赛格GPS导航系统原理、定位原理

赛格GPS导航系统原理、定位原理 GPS导航系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离,然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。要达到这一目的,卫星的位置可以根据星载时钟所记录的时间在卫星星历中查出。而用户到卫星的距离则通过纪录卫星信号传播到用户所经历的时间,再将其乘以光速得到(由于大气层电离层的干扰,这一距离并不是用户与卫星之间的真实距离,而是伪距(PR):当GPS卫星正常工作时,会不断地用1和0二进制码元组成的伪随机码(简称伪码)发射导航电文。GPS系统使用的伪码一共有两种,分别是民用的C/A码和军用的P(Y)码。C/A码频率1.023MHz,重复周期一毫秒,码间距1微秒,相当于300m;P码频率10.23MHz,重复周期266.4天,码间距0.1微秒,相当于30m。而Y码是在P码的基础上形成的,保密性能更佳。导航电文包括卫星星历、工作状况、时钟改正、电离层时延修正、大气折射修正等信息。它是从卫星信号中解调制出来,以50b/s调制在载频上发射的。导航电文每个主帧中包含5个子帧每帧长6s。前三帧各10个字码;每三十秒重复一次,每小时更新一次。后两帧共15000b。导航电文中的内容主要有遥测码、转换码、第1、2、3数据块,其中最重要的则为星历数据。当用户接受到导航电文时,提取出卫星时间并将其与自己的时钟做对比便可得知卫星与用户的距离,再利用导航电文中的卫星星历数据推算出卫星发射电文时所处位置,用户在WGS-84大地坐标系中的位置速度等信息便可得知。 可见GPS导航系统卫星部分的作用就是不断地发射导航电文。然而,由于用户接受机使用的时钟与卫星星载时钟不可能总是同步,所以除了用户的三维坐标x、y、z外,还要引进一个Δt即卫星与接收机之间的时间差作为未知数,然后用4个方程将这4个未知数解出来。所以如果想知道接收机所处的位置,至少要能接收到4个卫星的信号。 GPS接收机可接收到可用于授时的准确至纳秒级的时间信息;用于预报未来几个月内卫星所处概略位置的预报星历;用于计算定位时所需卫星坐标的广播星历,精度为几米至几十米(各个卫星不同,随时变化);以及GPS系统信息,如卫星状况等。 GPS接收机对码的量测就可得到卫星到接收机的距离,由于含有接收机卫星钟的误差及大气传播误差,故称为伪距。对0A码测得的伪距称为UA码伪距,精度约为20米左右,对P码测得的伪距称为P码伪距,精度约为2米左右。 GPS接收机对收到的卫星信号,进行解码或采用其它技术,将调制在载波上的信息去掉后,就可以恢复载波。严格而言,载波相位应被称为载波拍频相位,它是收到的受多普勒频移影响的卫星信号载波相位与接收机本机振荡产生信号相位之差。一般在接收机钟确定的历元时刻量测,保持对卫星信号的跟踪,就可记录下相位的变化值,但开始观测时的接收机和卫星振荡器的相位初值是不知道的,起始历元的相位整数也是不知道的,即整周模糊度,只能在数据处理中作为参数解算。相位观测值的精度高至毫米,但前提是解出整周模糊度,因此只有在相对定位、并有一段连续观测值时才能使用相位观测值,而要达到优于米级的定位精度也只能采用相位观测值。 按定位方式,GPS定位分为单点定位和相对定位(差分定位)。单点定位就是根据一台接收机的观测数据来确定接收机位置的方式,它只能采用伪距观测量,可用于车船等的概略导航定位。相对定位(差分定位)是根据两台以上接收机的观测数据来确定观测点之间的相对位置的方法,它既可采用伪距观测量也可采用相位观测量,大地测量或工程测量均应采用相位观测值进行相对定位。 在GPS观测量中包含了卫星和接收机的钟差、大气传播延迟、多路径效应等误差,在定位计算时还要受到卫星广播星历误差的影响,在进行相对定位时大部分公共误差被抵消或

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