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定位系统2024-02-02

CATALOGUE目录引言定位系统基本原理与技术常见定位系统介绍及特点分析定位系统性能指标与评价方法定位系统应用案例及挑战分析未来发展趋势与展望

CHAPTER引言01

全球化背景下，定位需求日益增长。定位系统为各类应用提供关键位置信息。对于国家安全、经济发展和社会进步具有重要意义。背景与意义

03室内定位技术的兴起如Wi-Fi、蓝牙、超宽带等。01早期无线电导航技术如罗兰C等。02卫星导航系统的出现与发展如GPS、GLONASS、Galileo和BDS等。定位系统发展历程

军事领域民用领域科学研究未来发展趋势应用领域及前景展确制导、部队调动等。智能交通、智慧城市、物联网等。地球科学、空间科学、天文学等。多系统融合定位、高精度室内定位、智能化定位服务等。

CHAPTER定位系统基本原理与技术02

卫星导航定位原理卫星信号传播卫星向地面发射无线电信号，地面接收器通过接收信号并测量其传播时间来确定距离。位置计算地面接收器同时接收多颗卫星的信号，通过测量不同卫星信号的时间差或相位差，结合卫星位置信息，计算出接收器的三维坐标。误差校正考虑大气层、多路径效应等因素对信号传播的影响，采用差分定位、载波相位平滑等技术进行误差校正，提高定位精度。

123地面无线电导航台发射无线电信号，移动接收器接收信号并测量其场强、相位等参数。无线电信号发射与接收通过测量两个或多个导航台信号的相对参数变化，结合导航台位置信息，确定移动接收器的航向和位置。航向与位置确定地面无线电导航技术受地形、建筑物等遮挡物影响，信号覆盖范围有限，且定位精度相对较低。局限性地面无线电导航技术

惯性导航系统通过陀螺仪和加速度计等惯性测量单元，测量载体的角速度和加速度。惯性测量单元导航解算误差积累问题通过对惯性测量单元的输出进行积分运算，得到载体的速度、位移和姿态等信息，实现自主导航。惯性导航系统存在误差积累问题，长时间导航后需要进行校准或与其他导航系统进行组合使用。030201惯性导航技术

将卫星导航、地面无线电导航、惯性导航等多种导航技术进行组合，实现优势互补，提高导航系统的性能和可靠性。组合方式采用卡尔曼滤波、粒子滤波等信息融合算法，对多种导航系统的输出进行最优估计，得到更为准确和稳定的导航结果。信息融合算法组合导航技术广泛应用于航空、航天、航海、陆地交通等领域，为各类载体提供高精度、高可靠性的导航服务。应用领域组合导航技术

CHAPTER常见定位系统介绍及特点分析03

高精度定位通过测量用户接收机与多颗卫星之间的距离，采用空间距离后方交会方法，确定接收机的三维坐标位置，定位精度可达米级甚至厘米级。全球覆盖由24颗工作卫星组成，确保在地球上任何地点、任何时间都可观测到至少4颗卫星，实现全球覆盖。广泛应用广泛应用于民用和军用领域，如导航、测量、救援等。GPS全球卫星定位系统

类似GPS的系统由24颗工作卫星组成，也采用码分多址技术，确保用户能够同时接收到多个卫星的信号。独特的频率使用与GPS不同的频率，使得在复杂环境下，如城市高楼林立区域，仍能保持较好的定位精度和稳定性。军民两用既服务于俄罗斯的军事需求，也向全球民用市场开放。GLONASS俄罗斯全球卫星导航系统

区域到全球的覆盖01北斗系统分为北斗一号、北斗二号和北斗三号三个阶段建设，逐步实现从区域到全球的覆盖能力。双向通信功能02北斗系统具备短报文通信功能，用户之间可以实现双向通信，这在其他卫星导航系统中是独一无二的。多样化服务03除了提供定位、导航和授时服务外，北斗系统还具备星基增强、国际搜救卫星组织（COSPAS-SARSAT）搜救、精密单点定位等多种服务能力。Beidou中国北斗卫星导航系统

民用为主的系统Galileo系统主要服务于民用市场，提供高精度、高可靠性的定位、导航和授时服务。高精度定位Galileo系统采用先进的信号调制技术和数据处理算法，使得其定位精度和稳定性优于其他卫星导航系统。与GPS和GLONASS的互操作性Galileo系统与其他卫星导航系统具有良好的互操作性，用户可以同时使用多个系统的信号进行定位，提高定位精度和可靠性。Galileo欧洲伽利略卫星导航系统

CHAPTER定位系统性能指标与评价方法04

包括水平精度、垂直精度、定位误差等，是衡量定位系统性能的关键参数。精度指标信号遮挡、多径效应、大气干扰等都会对定位精度产生影响。影响因素精度指标及影响因素分析

考察定位系统在特定环境下是否能够提供有效的定位服务，如城市峡谷、室内等。可用性评估分析定位系统在长时间运行过程中出现故障的概率及故障恢复能力。可靠性评估评价定位系统在连续运行过程中是否能够保持稳定的定位性能。连续性评估可用性、可靠性和连续性评估方法

互操作性评价评价不同定位系统之间