《导航定位原理》课件.pptVIP

导航定位原理欢迎学习导航定位原理课程。本课程将系统讲解现代导航定位系统的基本原理、技术特点及应用领域。从全球卫星导航系统到惯性导航、差分技术，我们将深入探讨导航定位技术的核心概念和实践应用。通过本课程学习，您将全面了解包括GPS、北斗在内的主流卫星导航系统的工作原理，掌握坐标系统和时间系统的基础知识，理解伪距、载波相位测量原理以及各种误差消除技术。

课程概述课程目标掌握导航定位的基础理论和核心技术，理解卫星导航系统的工作原理，能够分析和解决导航定位中的常见问题主要内容全球导航卫星系统概述、坐标与时间系统、卫星运动规律、测量原理、误差分析与改正、特色定位技术、应用案例学习方法理论与实践相结合，通过实际案例分析加深理解，课后完成相关习题和上机实验巩固知识点本课程设计系统全面，由浅入深，将理论讲解与工程实践紧密结合。希望同学们通过主动学习和思考，真正掌握导航定位的核心原理和关键技术，为今后的科研和工作打下坚实基础。

第一章：导航定位系统概述精密专业应用测量测绘、精准农业交通运输车辆导航、自动驾驶日常民用智能手机定位、运动追踪导航定位系统是实现人与物定位与引导的关键技术，已广泛渗透到人类社会的各个领域。第一章将概述导航定位的基本概念、系统分类及应用场景，帮助大家建立对导航定位系统的整体认识，为后续章节的深入学习奠定基础。我们将重点介绍全球卫星导航系统的发展历程、基本构成以及各主要系统的特点比较，引领大家进入导航定位的精彩世界。

导航定位的基本概念定义导航定位是确定物体在特定参考坐标系中的位置和运动状态的技术，通常包括位置（经纬度、高度）、速度、姿态等信息的获取与计算。重要性导航定位技术是现代交通、测绘、军事、农业等众多领域的基础支撑技术，也是智能手机等移动终端的关键功能，已成为国家信息基础设施的重要组成部分。应用领域覆盖交通运输、航空航天、测绘测量、精准农业、应急救援、位置服务、时间同步、科学研究等诸多领域，是现代社会发展的关键支撑技术。导航定位技术经历了从传统的天文导航、惯性导航到现代卫星导航的发展历程。随着技术进步，导航定位的精度、可靠性和可用性不断提高，应用范围也越来越广泛，已成为现代社会的关键基础技术之一。

全球导航卫星系统（GNSS）GPS美国全球定位系统，最早投入使用的全球卫星导航系统，由24颗卫星组成，提供全球覆盖的定位、导航和授时服务。GLONASS俄罗斯全球导航卫星系统，由24颗卫星组成，是继GPS之后第二个实现全球覆盖的卫星导航系统。Galileo欧洲联盟开发的民用全球卫星导航系统，计划由30颗卫星组成，提供高精度的定位服务。北斗中国自主研发的全球卫星导航系统，由35颗卫星组成，提供全球服务，具有定位、导航、授时和短报文通信等功能。全球导航卫星系统是目前最主要的导航定位技术，各系统虽由不同国家或地区建设，但基本原理相似。这些系统既相互竞争又相互兼容、共同发展，共同构成了全球卫星导航系统多系统格局。

GNSS系统组成空间段由绕地球运行的导航卫星星座组成，负责发射导航信号卫星数量一般为24-30颗运行轨道高度约20000公里卫星装载有原子钟、信号发生器等设备地面段由主控站、注入站和监测站组成的地面控制网络负责卫星轨道确定和预报卫星钟差计算和预报导航电文生成和注入系统运行状态监测与控制用户段由各类卫星导航接收设备和用户组成接收机、芯片、天线等硬件定位算法、应用软件各类终端用户三个段之间通过复杂的信号传输和数据处理实现协同工作，共同保障卫星导航系统的正常运行和服务提供。理解这一系统架构对深入把握卫星导航原理至关重要。

卫星导航系统发展历史11960s-1970s：起步阶段1973年，美国开始研制GPS系统，这是第一个现代卫星导航系统。同期，苏联也开始研发GLONASS系统，标志着全球卫星导航时代的开启。21980s-1990s：初步应用1983年，美国宣布GPS对民用开放；1993年，GPS实现全球覆盖；1995年，GPS系统全面运行。卫星导航开始在民用领域应用，精度逐步提高。32000s：多系统发展欧盟启动伽利略系统研制，中国北斗区域系统建成并提供服务，日本QZSS和印度IRNSS等区域系统开始建设，卫星导航进入多系统发展新阶段。42010s至今：全球化与现代化GPS开始现代化升级，发射新一代卫星；GLONASS重新恢复全球覆盖；伽利略系统逐步建成；2020年，中国北斗三号系统完成全球组网，标志着世界进入四大卫星导航系统并存的新时代。卫星导航系统经历了从军事到民用、从单一系统到多系统并存、从基本定位到高精度服务的发展历程，技术不断进步，应用领域不断拓展，已成为现代信息社会的重要基础设施。

第二章：坐标系统与时间系统坐标系统各类空间参考框架定义了物体在三维空间中的位置表示方法，是导航定位的基础。不同坐标系的选择与转换对定位