《定位与测量系统》课件.pptVIP

*****************课程简介定位与测量系统本课程将介绍定位与测量系统的基本原理、技术和应用。全球定位系统课程将深入探讨GPS定位系统，包括其原理、组成和应用。测量技术与方法我们将学习常用测量仪器和方法，并分析测量误差。应用领域本课程将介绍定位与测量系统的应用领域，如自动驾驶、导航、地图绘制等。学习目标掌握定位与测量的基本概念了解定位和测量的定义、分类、原理以及应用领域。理解全球定位系统(GPS)的工作原理掌握GPS卫星系统、信号、接收机、差分技术等知识。熟悉其他卫星定位系统和惯性导航系统了解北斗卫星导航系统、GLONASS系统、惯性导航系统等。掌握定位与测量的应用案例了解定位与测量在轨迹跟踪、车载导航、步态识别、机器人定位等领域的应用。定位与测量的概念定位是确定物体在空间中的位置，测量是确定物体的大小、形状或其他物理量的过程。定位与测量是紧密相关的，定位需要通过测量获得空间位置信息。测量结果可用于计算物体的位置，或确定物体的属性。定位系统的分类11.卫星定位系统通过接收卫星信号计算位置，如GPS、北斗、伽利略等。22.惯性导航系统利用惯性传感器测量加速度和角速度，推算位置和速度。33.地磁定位系统利用地球磁场变化确定位置，主要用于室内定位。44.无线电定位系统通过无线电信号传输时间或频率来定位，应用于无线网络和手机定位。全球定位系统(GPS)全球定位系统(GPS)是美国研发的卫星导航系统。GPS应用广泛，包括导航、测绘、时间同步等。GPS的基本原理卫星信号传输GPS卫星持续向地面发送信号，包含卫星的精确时间和位置信息。接收机信号接收GPS接收机接收来自至少四颗卫星的信号，计算接收机与卫星之间的距离。位置计算通过三角定位原理，利用接收机与至少四颗卫星的距离信息，计算接收机的三维坐标位置。GPS卫星系统GPS卫星系统由三部分组成：空间部分、地面控制部分和用户部分。空间部分包括31颗工作卫星，运行于距离地面约20,200公里的轨道上，覆盖全球。地面控制部分包括主控站、监测站和上传站，负责监控和控制卫星运行。用户部分包括GPS接收机，负责接收卫星信号并进行计算定位。GPS信号与信息GPS信号GPS卫星发射的信号包含载波信号和导航信息，通过接收机接收解码，可以获取卫星的位置、时间和大气环境信息，用于计算接收机的坐标位置。导航信息导航信息包含卫星轨道参数、卫星钟差和大气层延迟等数据，可以帮助接收机确定卫星的准确位置和接收时间，从而计算出接收机的坐标位置。GPS接收机GPS接收机是接收和处理GPS卫星信号的装置，通过接收多个卫星信号来确定接收机的位置、时间和速度。GPS接收机种类繁多，根据功能、精度、尺寸和应用场景等因素分类。常见的GPS接收机包括手持式、车载式、航空式和地基式等。GPS差分技术接收机误差消除接收机时钟误差，提高定位精度。卫星轨道误差消除卫星轨道误差，提高定位精度。大气误差消除电离层和对流层误差，提高定位精度。多路径误差消除多路径效应，提高定位精度。其他卫星定位系统GLONASS俄罗斯全球导航卫星系统，与GPS类似，提供全球定位服务。拥有约24颗在轨卫星，覆盖全球。北斗卫星导航系统中国自主研发的卫星导航系统，提供定位、导航和授时服务。目前拥有35颗在轨卫星，覆盖全球。伽利略卫星导航系统欧洲联盟的全球卫星导航系统，提供高精度定位和导航服务。计划部署30颗卫星，覆盖全球。印度区域导航卫星系统印度自主研发的区域卫星导航系统，覆盖印度及周边地区。目前拥有7颗在轨卫星，提供定位和导航服务。惯性导航系统自包含导航惯性导航系统通过内部传感器来确定位置、速度和方向。独立性不依赖外部信号，可在复杂环境中保持导航功能。高精度应用在空中、海上和陆地等各种环境中发挥作用。组合导航系统优势互补融合不同定位系统的优点，提高定位精度和可靠性。数据融合将不同定位系统的数据进行融合处理，获取更准确的定位信息。应用范围广广泛应用于航空、航海、陆地交通、机器人等领域。定位精度影响因素卫星信号强度信号强度越强，定位精度越高。受遮挡、大气条件影响。卫星数量卫星数量越多，定位精度越高。城市环境卫星数量较少。接收机质量接收机精度越高，定位精度越高。包括芯片、天线等。环境因素多路径效应、电离层延迟、磁场干扰都会影响精度。定位精度检验方法1实地检验利用已知坐标的控制点进行检验2统计分析分析误差分布，计算精度指标3对比验证与其他定位系统结果进行对比4模拟测试在模拟环境中进行测试验证定位精度检