GNSS-无线电导航、天文导航与惯性导航.ppt

GNSS
陈秀万吴才聪
全球卫星导航系统原理与应用
Global Navigation Satellite System
2011
遥感与地理信息系统研究所
空间信息科学与技术系
第一章概论
无线电导航、天文导航与惯性导航
卫星定位技术产生的背景
GNSS的发展概况
GNSS的分类
GNSS应用与产业
全球导航卫星系统
(Global Navigation Satellite System, GNSS)
一种空间无线电定位系统
包括由多个卫星组成的星座
可为地球表面、近地表和地球外空任意地点用户提供24小时三维位置、三维速率和时间信息
全球定位系统,即GPS
全球轨道导航卫星系统也即轨道导航系统,即GLONASS
目前,GNSS有两个核心组成部分:
卫星导航定位系统是在已知卫星在某一时刻的位置和速度的基础上,以卫星为空间基准点,通过测站的接收设备,测定测站至卫星的距离或多普勒频移等观测量来确定测站的位置和速度。计算位置精确度误差达数米之内。采用特定的测量方式和数据处理,可使量测精确度误差达到厘米级乃至毫米级的水平。
GNSS
无线电导航、天文导航与惯性导航
在卫星定位系统出现之前,远程的导航与定位系统可采用三种方法:
1)无线电导航系统;
2)天文导航系统;和
3)惯性导航系统。
在实际应用中,可以是这三种方法中的两种或三种组合。
无线电导航
始于二十世纪二十年代。

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根据使用的工作频率、定位方式可建立不同的实际系统。
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最早的系统只简单地以一个装有环形天线的无线电接收机来确定无线电信号传来的方向和发报机的相对方位。
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后来,一些系统开始利用地面发报机来发送显示发送方向的调制信号,另一些系统则可以确定方向和/或从导航设备到发射机的距离。
工作在100kHz,采用脉冲相位双曲线定位(下表)。
无线电导航(1):罗兰-C导航系统
罗兰-C与GPS的比较
Long-Range Navigation (LORAN) Radionavigation System
罗兰-C系统一般由三个地面导航台组成,导航工作区域约为2000km。

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定位精度约为200~300m,且与航行器相对于导航台的距离有关,距离越远,其定位误差越大。
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由于来自交流电源设备的过量干扰会产生低频干扰,该系统不适合高动态飞行器(如战斗机),也不适合在城市使用。
无线电导航(2): Omega(奥米加)导航系统
工作在十几千赫,采用相位双曲线定位。
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因其工作的波段较长所以它的导航工作区域比罗兰-C的要大得多,建8个地面导航台就可以提供全球覆盖。
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但由于工作频率低,电波传播带来的定位误差较大,精度为几英里。
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另外,工作频率低,需要庞大的发射天线和地网。