无线电基础知识(课堂PPT)

再次，根据得到的定位参量及位置已知 的发射台，获得多条相对于个发射台的 位置线（或位置面）；
最后，有多条位置线（或位置面）采用 相应的定位算法，得到对目标位置的估 计。
采用无线电信号定位的依据
无线电波具有以下传播特性:
（1）无线电波在理想均匀媒质中，按直线 （或最短路径）传播
（2）无线电波经电离层反射后，入射波和 反射波在同一铅垂面
... ...
标 位 置
号
位置n
位置已知发射台
首先，由一个或多个地理位置精确的已知 的发射台发射无线电信号，这个无线电信 号的电参量（如振幅A，频率w，相位Ø ， 时间t）中的一个或多个携带着定位参数信 息，经过电波传播到达接收机；
其次，接收机接收和处理该无线电信号， 并根据电波传播特性，有电参量得到定位 参量（如来波方向θ，距离R，距离差∆R， 高度H）；
一 无线电定位通常需要两步： 第一步根据不同的定位类型，估计相应的定 位参数。 第二步根据估计出的定位参数，采用相应定 位算法估计目标的位置。
二 根据采用的定位参量（或位置线）不同， 又可分为： 1）测距定位（圆位置线定位） 2）测距差定位（双曲线位置线定位） 3）测距和定位（椭圆位置线定位） 4）测角定位（直线位置线定位） 5）混合定位（混合位置线定位）
无线电定位的基本知识
2012年3月30日
定位是指确定目标在某一参考坐标系中的位置。 目前，常采用的定位方法有3种，即推算定位 （Dead Reckoning,DR）、接近式定位（Proximity） 和无线电定位（Radio Location）。
推算定位是基于一个相对参考点或起始点，借助 地图匹配等技术确定确定移动目标位置，适用于 对运动目标的连续定位。接近式 定位又称信标 定位，它是通过最近的固定参考检测点来确定运 动目标位置。无线电定位是利用接收机的无线电 信号的电参量获取定位参量，并采用适当的定位 算法计算出目标的位置。
根据用途不同，陆基无线电定位可分为：
陆基无线电导航定位
蜂窝网无线电定位
无线电导航定位是通过无线电信号参量所测得到 的几何、物理参量来确定用户的方位、距离、位 置、姿态等。其中方位、距离、姿态等导航参量 可以较直接地由无线电参量测量得到，而用户的 位置参量则需要较复杂的导航解算，主要有两种 方法：通过测量的几何参量和几何位置之间的数 学关心进行定位，通常称为位置线法；通过测量 的物理参量（如速度、加速度等）与几何位置之 间的运动学关系确定位置，称为推航定位法。
星基无线电定位
无线电定位可分为
陆基无线电定位
（1）星基无线电定位是利用GPS、GLONASS等卫 星系统的多个卫星发射的信号实现目标的三维定 位。 （2）陆基无线电定位则是利用安装在地面的无 线电信标或接受设备，通过测量无线电信号的传 播时间、时间差、信号场强、相位、或入射角等 参数来实现目标的定位。
无线电定位
无线电定位的过程就是通过无线电 波的发射与接收，测量目标的方向、 距离、距离差、高度等定位参量， 实现位置坐标求解的过程。
常用无线电定位系统的结构图如下：
位置已知发射台
发
位置已知发射台
位置1
射
台
接
辐
收
位置2
目
射 无
电参量
线 电波传播 电
信 （A,W,Ø ,T）
机 接
电位参量
收
处 理
（θ,R,∆R,H）
（3）无线电波在传播路径中，若遇不连续 煤质时产生反射
（4）在理想均匀媒质中，无线电波传播速 度为常数
*根据（1）（2）两个特性，可以测定无线
电波的传播方向，从而确定目标相对发射台 的方向
*根据（1）（4）两个特性，可以测定无线
电波在发射台和目标之间的传播时间，从而 确定目标到发射台的斜距（如测定电波由两 个发射台到目标的时间差，则可确定目标到 这两个发射台的距离差）
由21颗工作卫星和3颗备用卫星。
截止2004年3月为止，在轨卫星共29颗，星号为1－ 11，13 －18，20－31。目前，GPS星座已真正实现 全球覆盖，不再有盲区，全天24小时任何时间都能 精密定位。
2、地面控制部分
1个主控站:Colorado springs(科罗拉多.斯平士)。
3个注入站:Ascencion(阿森松群岛)、 Diego Garcia(迭 哥伽西亚)、kwajalein(卡瓦加兰)。
一 定义：全球定位系统GPS（Global Positioning System）,是一种可以授时和测 距的空间交会定点的导航系统,可向全球用户 提供连续、实时、高精度的三维位置，三维速 度和时间信息。
二 GPS定位系统由GPS卫星空间部分、地面控 制部分和用户GPS接收机三部分组成。
1、空间Leabharlann Baidu分
*特性（3）是雷达定位的基础，正是这个
特性才能通过无线电波发现并确定目标相对 于雷达站的位置
基于超声波定位
超声波定位系统可用于一定范围的无接触 定位，定位精度可达1cm。由于超声波的传播受 环境影响较大，故不推荐在室外使用。在实际 应用中根据环境和具体要求其应用电路可作适 当改进。 超声波定位的原理与无线电定位系统相仿，只 是由于超声波在空气中的衰减较大，只适用于 较小的范围。超声波在空气中的传播距离一般 只有几十米。短距离的超声波测距系统已经在 实际中应用，测距精度为厘米级。超声波定位 系统可用于无人车间等场所中的移动物体定位。
5个监控站： 以上主控站、注入站及Hawaii(夏威夷)。
3、用户接收机部分
GPS接收机的基本类型分导航型和大地型。 大地型接收机又分单频型和双频型。
超声波定位系统在具体实现上与无线电 定位有所不同。不同发射点的无线电信号可以 用不同的频率来区分，而超声波系统难以做到， 因此必须有一种能够把各个发射点的超声波信 号区分开来的方法。我们采用带地址编码的无 线电触发电路分别触发各个发射点。
特点：超声波速度慢，定位精度高，水下 传播是它的最大优势。
GPS
在蜂窝网络中对移动台的定位有两类：
基于移动台的定位和基于网络的定位
前者是由移动台根据接收到多个发射台的 信号特征信息确定其与各发射台之间的几何位 置关系，在对其自身位置进行定位估计，GPS 系统、罗兰系统属于这一类。
后者则由多个基站接收机同时检测移动台 发射的信号，根据信号的特征信息由蜂窝网络 对移动台进行定位估计。