无人机航测技术与应用课件：卫星导航与RTK测量.pptx

卫星导航与RTK测量

目录/Contents01024.4.1GPS卫星导航方法4.4.2GNSS-RTK测量

4.4.1GPS卫星导航方法导航的任务是引导航行体自起点出发沿着预定的航线，经济而安全地到达目的地。经常测定航行中的航行体位置，是完成导航任务的一个重要课题，因为引航人员需要随时了解航行体已经到达的位置，以便掌握航行体的运动状态，判明其有无偏离预定的航线，偏离的程度如何，当前的处境有无危险，原定计划航线能否继续实施，还是需做适当的调整和修正等。正因为在航行中定位问题如此重要，因此习惯上将测定位置的方法和技术称为导航。

4.4.1GPS卫星导航方法1．基本概念对于任何某一具体的导航过程，首先必须确定本次航行的起始点、目的点以及航行计划路径。路径的标定一般是用一系列均匀分布于路径上的坐标点来确定，这些坐标点称为航路点。起始点、目的点、航路点的位置坐标可以是从地图上量取的，也可以是直接测得的，总之必须是已知的，如图4-33所示。

4.4.1GPS卫星导航方法在航行过程中，GPS定位系统能够实时提供航行体位置信息（即坐标），结合计算机中存储的航行路径中各航路点位置信息，可以计算出各种可以用来纠正航行偏差、指导正确航行方向的制导参数，如应飞航迹角、偏航距和待航距离（待航时间）等，如图4-34所示。各制导参数的含义如下：

4.4.1GPS卫星导航方法

4.4.1GPS卫星导航方法（1）应飞航迹角正北方向顺时针旋转到航行计划规定航线的角度。（2）地速v邻近航路点相连构成的航行轨迹的前进方向。（3）真航向瞬间机身的飞行方向。（4）航迹角正北方向顺时针旋转到地速v方向的夹角。（5）偏流角真航向与地速v之间的瞬间夹角。（6）航迹角误差地速v与航行计划规定的航线间的夹角。（7）偏航距瞬间飞机的中心位置偏离航行计划规定航线的距离。

4.4.1GPS卫星导航方法利用制导参数，可以计算出航行体的操作指令，再通过控制系统，可以实现航行的自动控制。按照给定的航行计划航行，常因自然条件和任务的改变而不可能实现。随着科学技术的发展，20世纪80年代民用飞机以经济、准时、安全为目的，发展形成了飞行管理系统；军用飞机以完成军事任务为目的，发展形成了飞行综合控制系统；公路交通以经济、快速为目的，发展形成了智能交通管理系统。

4.4.1GPS卫星导航方法这些系统都能在任务和地理、交通、气象情况改变的条件下自动计算出最优的前进路径，并将控制系统和导航系统组合在一起，完成航行任务。这些系统对导航系统的准确性和可靠性提出了更高的要求，促使导航系统向综合化和容错化方向发展。

4.4.1GPS卫星导航方法2．GPS单机导航顾名思义，单机就是在航行体上仅仅装配一台GPS接收机，单独实时导航，其在地质勘探、资源调查、船只航行、汽车导航等方面得到了广泛应用。因为一台GPS接收机只要能接收到4颗以上的卫星信号便可测定出所在的位置。因此，GPS单机导航操作和使用非常简单，价格也便宜，且具有全天候、全球性、较高精度及实时三维定位和测速能力。

4.4.1GPS卫星导航方法但是在众多的情况下，单机导航还需要配备适当的辅助设备，以保证导航的可靠性。如船只航行不仅要确定船的实时位置，还必须实时测定水深，才不致使船只触礁而保证能够安全地航行。

4.4.1GPS卫星导航方法又如汽车导航时，当汽车行驶在高层建筑林立的街道或林荫道上时，可能GPS接收机接收不到足够的卫星数以满足定位的需要，故一般在汽车上还要配备电子罗盘，结合速度计和相应软件来实现不能实施GPS定位情况下的连续定位导航工作。在陆地车辆的导航中，还经常配备导航电子地图、交通信息库和智能选线功能，以帮助驾驶员安全、快速地到达目的地。

4.4.1GPS卫星导航方法3．差分GPS导航由于SA（SelectiveAvailability）政策即可用性选择政策降低了使用C/A码单频接收机民用用户的定位精度，因而提出了如何提高民用定位精度的问题。差分GPS导航就是适应这一要求而产生的，其原理如图4-35所示。在地面已知位置上设置一个地面站，地面站由一个GPS差分接收机和一个GPS差分发射机组成。差分接收机接收GPS卫星信号，监测GPS差分系统的误差，并按规定的时间间隔将修正信息发送给用户，用户再用修正信息校正自己的测量或位置解。差分GPS导航有以下两种工作方式。

4.4.1GPS卫星导航方法

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