惯性导航原理惯导作业.pptx

卫星导航系统仪器科学与光电工程学院111713班郭景昊

概述自古以来，人们一直在利用天上的星星进行导航，特别是利用北极星来确定方向。考古发现，我们的祖先在一万七千年前的古石器时代就发明了导航方法。随着科学技术的发展，导航见见发展成为一门专门研究导航原理方法和导航技术装置的学科。无线电导航产生于２０世纪初，依靠无线电的传播和接收来测量载体与已知位置的无线电站台之间的距离，来确定载体的位置。随着人类航天技术的发展，无线电导航技术逐步被卫星导航技术所替代。所谓卫星导航实际上就是将无线电发射台放在了天上。

Contents卫星导航系统12345发展历史美国ＧＰＳ俄国GLONASS中国“北斗”欧洲“伽利略”

发展历史历史上的卫星导航系统可以追溯到世界上的第一颗人造卫星。1945年至1946年，苏联太空之父谢尔盖·科罗廖夫拷贝了布劳恩的V-2火箭技术。1957年10月4日，将“斯普特尼克”送抵太空轨道。美国科学家跟踪“斯普特尼克”时偶然发现，他们收到的无线电信号有多普勒频移效应：卫星在飞近地面接收机时收到的无线电频率逐渐增高，飞远时则逐渐降低。这给他们研制卫星导航系统提供了灵感。于是，1963年12月，美国发射了第一颗实用导航卫星子午仪5B-2号，之后，一直到现在，卫星导航系统发展了五十余年，目前，全世界已有４套卫星导航系统：美国GPS、俄罗斯“格洛纳斯”、中国北斗已建成投入使用；欧洲“伽利略”仍处于建设中。

GPSGPS是英文GlobalPositioningSystem（全球定位系统）的简称。GPS起始于1958年美国军方的一个项目，1964年投入使用。20世纪70年代，美国陆海空三军联合研制了新一代卫星定位系统GPS。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，全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成。

GPS的构成空间部分：GPS的空间部分是由24颗卫星组成（21颗工作卫星；3颗备用卫星），它位于距地表20200km的上空，运行周期为12h。卫星均匀分布在6个轨道面上（每个轨道面4颗），轨道倾角为55°。卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到4颗以上的卫星，并能在卫星中预存导航信息，GPS的卫星因为大气摩擦等问题，随着时间的推移，导航精度会逐渐降低。地面控制系统：地面控制系统由监测站、主控制站、地面天线所组成，主控制站位于美国科罗拉多州春田市。地面控制站负责收集由卫星传回之讯息，并计算卫星星历、相对距离，大气校正等数据。用户设备部分：用户设备部分即GPS信号接收机。其主要功能是能够捕获到按一定卫星截止角所选择的待测卫星，并跟踪这些卫星的运行。当接收机捕获到跟踪的卫星信号后，就可测量出接收天线至卫星的伪距离和距离的变化率，解调出卫星轨道参数等数据。根据这些数据，接收机中的微处理计算机就可按定位解算方法进行定位计算，计算出用户所在地理位置的经纬度、高度、速度、时间等信息。

GLONASSGLONASS在俄语中是“全球卫星导航系统GLOBALNAVIGATIONSATELLTESYSTEM”的缩写。最早开发于苏联时期，后由俄罗斯继续该计划。俄罗斯1993年开始独自建立本国的全球卫星导航系统。格洛纳斯的正式组网比GPS还早，这也是美国加快GPS建设的重要原因之一。不过苏联的解体让格洛纳斯受到很大影响，正常运行卫星数量大减，甚至无法为为俄罗斯本土提供全面导航服务，更不要说和GPS竞争。到了21世纪初随着俄罗斯经济的好转，格洛纳斯也开始恢复元气，推出了格洛纳斯-M和更现代化的格洛纳斯-K卫星更新星座。根据俄罗斯联邦太空署信息中心提供的数据（2012年10月10日），目前有24颗卫星正常工作、3颗维修中、3颗备用、1颗测试中。

GLONASS的系统组成GLONASS星座：目前，GLONASS星座共有31颗在轨卫星，其中24颗工作卫星，3颗备用卫星，2颗在轨维护星，1颗在轨测试星，还有一颗卫星用于研究。（信息来源：《国际太空》）（百度百科：GLONASS星座由27颗工作星和3颗备份星组成，所以GLONASS星座共由30颗卫星组成。27颗星均匀地分布在3个近圆形的轨道平面上，这三个轨道平面两两相隔120度，每个轨道面有8颗卫星，同平面内的卫星之间相隔45度，轨道高度2.36万公里，运行周期11小时15分，轨道倾角56度。）地面支持系统：地面支持系统由系统控制中心、中央同步器、遥测遥控站（含激光跟踪站）和外场导航控制设备组成。地面支持系统的功能由前苏联境内的许多场地来完成。随着苏联的解体，GLONASS系统由俄罗斯航天局管理，地面支持段已经减少到只有俄罗斯境内的

GLONASS的系统