《智能网联汽车概论》课件-组合导航的认知

新技术改革新组合导航的认知新汽车诚毅和悦精卓智行车辆工程系掌握视觉传感器的定义及特点掌握视觉传感器的组成掌握视觉传感器的分类掌握视觉传感器的应用诚毅和悦精卓智行

2学习任务目标车辆工程系第一部分组合导航的基本概念诚毅和悦精卓智行

3

=

车辆工程系一、组合导航的基本概念

1.导航定义导航定位是负责实时提供智能网联汽车的运动信息，包括位置、速度、姿态、加速度、角速度等，

一般采用的是多传感器融合定位的方式。智能网联汽车的导航定位通过全球卫星定位系统(GPS)、

北斗卫星导航定位系统(BDS):

惯性导航系统、视觉SLAM:

激光雷达SLAM

等；获取车辆的位罾和航商信息：诚毅和悦精卓智行车辆工程系4一、组合导航的基本概念

2.定位定义1()绝对定位：是指通过GPS或BDS实现，采用双天线，通过卫星获得车辆在地球上的绝对位置和航向信息。2相对宿好定莅指提粮辘卑辆的窈始位过邋造性尊鼎卑

辆

嘉

速

度

和

加邃度信息将蒋

对爵措进程赖分得得蜀釉好翰菇盗娶的剪箭盗婆信息。3()组合定位：是将绝对定位和相对定位进行结合；以弥补单一定位方式的不足：诚毅和悦精卓智行车辆工程系5卫星定位系统由空间部分(即星座)、地面控制部分(即

地面监控系统)、用户设备部

分(即信号接收机)三部分组成。车辆工程系

诚毅和悦精卓智行

6一、组合导航的基本概念2.定位定义全球导航卫星系统-分类全球导航定位系统(Global

Navigation

Satellite

System),是能够在地球表面或近地空闽的任何地点为用户提供全天候的三维坐标和速度以及时间信息空基无线电导航定位系统。当前；投入运作的GNSS

圭要包括美国的全球定位系统GPS

、俄罗斯的格洛纳斯玉星导航系统(GLONASS):

欧洲的

剩瞻系统

(GALILEO)

和我围的北斗系统

(BDS)。GALILEOGPS

北斗

GLONASS

Galileo诚毅和悦精卓智行车辆工程系7全球导航卫星系统-分类1.GPS的发展历史1973-1979

1989方案论证和祛设设阶计阶段实珊组网阶殿段段1973年到1979年，共发射了4颗试验卫星。研制了地面接收机及建立地面跟踪网1989年2月4日第一颗GPS工作卫星发射成

功，表明GPS

系统进入工程建设阶段。1993年底实用的GPS网

即(

2

1

+

3

)GPS星

座已经建成，今后将根据计划更换失效的卫

星全面研伟和斌验阶段阶

段从1979年到1984年，又陆续发射了7颗试验卫星，研制了各种用途接收机。1979-1984车辆工程系诚毅和悦精卓智行

8全球导航卫星系统-分类1.GPSGPS

(Global

Positioning

System)是由美国国防部研制的奎球首个定位导航服务系统；1990~1999年为系统建成并进入凳全运作能办阶段，1993年窦现24颗在轨卫星满星运行：龚申；24

颗导航卫星平均分布在6个轨道面上

；

证

在

地球的任衙地方哥同时见到4~12颗卫星；使地球上任何地点、任何时刻均哥奥现三维定位：测速租测时

，使用世界夫地坐标系

(WGS-84)₈诚毅和悦精卓智行车辆工程系9GPS卫星

地面监控部分

用户部分

车辆工程系

诚毅和悦精卓智行

10全球导航卫星系统-分类全球定位系统由空间部分(GPS卫星)、地面监控部分和用户部分组成。thesignals

ofaleast4satellitesMaster

clockTrackingstations组成：24颗工作卫星(21颗工作卫星+3颗备用卫星)作

用

：·

接收并存储来自地面控制系统的导航电文；·

在原子钟的控制下自动生成测距码和载波；·

并将测距码和导航电文调制在载波上播发给用

户

；·

接收地面命令，调整轨道及维护系统运行。空间部分诚毅和悦精卓智行车辆工程系11作

用

：监控站的主要任务是取得卫星观测数据并将这些数据传送至主控站。注入站的作用是将主控站计算出的卫星星历和卫星钟的改正数等注入到卫星中去。主控站

监测站

注入站车辆工程系

诚毅和悦精卓智行

12控制部分组成：1个主控站+5个全球监测站+3个地面控制站GPS

卫星组成：GPS

用户设备作用：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高度角所选择的待测卫星，并跟踪这些卫星的运行。车辆工程系

诚毅和悦精卓智行

13用户部分车辆工程系

诚毅和悦精卓智行

14GPS

的特点全球，全天候连续不断的导航定位能力实时导航，定位精度高，观测时间短。测站无需通视车辆工程系

诚毅和悦精卓智行

15可提供全球统一的三维地心坐标抗干扰能力强、保密性好GPS

的特点仪器操作简便电离层延迟卫星信号在从太空穿越天气层，经过电离层时其速度会变慢，而我们却不知道它慢了多少时间诚毅和悦精卓智行

16GPS

定位误差接收机噪声接收机自己在测量距离时也会带入自己的误判对流层延迟与电离层延迟相似车辆工程系多路径传输误差卫星信号碰到一些反射物体，发射的信号会对实际信号有影响，让用户误判到底哪个才是真正想要的信号轨道误差卫星告诉你的位置和其真实

的位置有偏差时钟误差卫星告诉你的时间和

标准时间有偏差6413OfficePLUS.cn弊端25车辆工程系

诚毅和悦精卓智行

17车载终端监控中心共2台

共4台南京协力珠海%

星测

共1台面车辆康

评

资

科GPS

车载定位的组成速度方向

定应状态速度：000方向：北闻东1度定位GPS天线正掌电源正常ACC

开(B

动)油路正常停聘

ACC

共(地火)油路正常停转系里程数(公里15054.279国实时息盈没有车辆警□交互纳容201-04-3114349全球导航卫星系统

--分类2.GLONASSGLONASS

的窒间量座由27颗王

作量租3颗备用星组成；均匀地分布

在3个连圆形的轨道平面上，送3个轨

道平面两两相隔1208,使用前苏联地

心坐标系(PZ-90):诚毅和悦精卓智行车辆工程系18全球导航卫星系统-分类3.GALILEOGALILEO是欧盟手2002年批准建设的丑星定位系统；计刻当分帮奎3个轨遒平雷上的30颗申等膏鹰轨遒亞壘构成；每个轨遭平匮土有10颗丑星，9颗正常王作；1颗运行备用；轨遒平匮倾角56°;轨遒膏鏖为24126km,

萁民用精廈较膏；使用世界大地坐森系(WGS-84):4.BDSBDS(BeiDou

Navigation

Satelite

System)

是由我围自圭研发：独立运行的塗球卫星定位与通襁系统，窒阍段包糖5颗静止轨遭卫星和30颗非静止轨遵卫星；柔用我围独立建设使用的CGCS2000坐标系：诚毅和悦精卓智行车辆工程系19车辆工程系

诚毅和悦精卓智行

20GPSGLONASSGALILEOBDS国家美国俄罗斯欧盟中国组网卫星数/个24-30303024-30轨道平面数6363轨道高度/km26560255102322221150轨道倾角55°64.8°56°55°运行周期11H58M11H15M13H12H55M测地坐标系WGS-84PZ-90WGS-84CGCS2000使用频率/GHz1.2281.5751.597~1.617

1.240~1.2601.164~1.300

1.559~1.5921.207~1.269

1.561~1.590全球导航卫星系统-分类四大卫星导航系统的性能对比数据第二部分组合导航的组成诚毅和悦精卓智行

21车辆工程系组合导航-组成以GPS为例；介绍GNNS的系统组成：如图，全球导卫星系统主要由空阔量麈部车辆工程系

诚毅和悦精卓智行

22用户部分GPS

接收机

监

控

站注入站地面监控部分1个主控站5个监控站3个注入站分：地面监控部分和用户竣备部分组成：空间部分24颗GPS

卫星组成全球定位系统(GPS)

由三个部分组成：主控站(1)窒间星座由24颗王星组成；龚申21颗为王作卫星，3颗为备用王星：24颗王星均匀分布在6个轨道平面上；即每个轨道平面上

有4颗王星；王星轨道平面相对手地球赤道面的轨遵倾角为558,鲁

轨道平面的升変点的赤经相差60°,1个轨道平面上的卫星比西逵相邻轨道平面上的相应卫星升変角距超前30°。送种布局的目的是操

证在金球任何地点：任衙时刻至少哥以观测到4颗王星：而最少只

需要龚申3颗王量；就能迅速确定用户端在地球上所处的往置及海

擦，所能连接到的王星数越多，解码出来的位置就越精确：诚毅和悦精卓智行

23

GPS

SATELLITEGPS

卫星S-B4NDUP:DQWNLINKDSCSMASTERCONTROISTAICN主控站组合导航-组成车辆工程系MONITOR

STATION监测站GRQUND

ANIFVNA注入站L,&LDOWNL

INKUSS(2)地面监控部分主要由1个主控站：5个监测站租3个注入站组

成：主控站负责从鲁个监控站收集卫星数据；计算出卫星的星历租时钟修正参数等；并通过注入站注入卫星；并商丑星发布指令；控制王星；当丑星出现故障时；调度备用王星：监测站在主控站的查

接控制下；自动对卫星进行持续不断的跟

测量；并将自动柔集的伪距观测量气象数据租时间标淮等进行处理；然唇存储并传送到主

控站：注入站则负费将主控站计算的卫星星历：钟差信息：导航电

妾：控制指令发动给王量：诚毅和悦精卓智行

24

GPS

SATELLITEGPS

卫星S-B4NDUP:DQWNLINKDSCSMASTERCONTROISTAICN主控站组合导航-组成车辆工程系MONITOR

STATION监测站GRQUND

ANIFVNA注入站L,&LDOWNL

INKUSS3)用户设备主要是GPS

接收嚣：卫星天线疫相美竣备，主要作用是楚RPS卫量

咳信考

稠角麥单铸詹意算翼角地理缠罹盥铸席度、

经度、高度、速度租时间等信息：车载：船载GPS导

仪

；

肉

置GPS

助能的移动设备，GPS

测绘设备等都属手GPS

用户设备：诚毅和悦精卓智行

25

GPS

SATELLITEGPS

卫星S-B4NDUP:DQWNLINKDSCSMASTERCONTROISTAICN主控站组合导航-组成车辆工程系MONITOR

STATION监测站GRQUND

ANIFVNA注入站L,&LDOWNL

INKUSS第三部分惯性导航系统的定义诚毅和悦精卓智行

26车辆工程系惯性导航系统

(Inertial

Navigation

System,INS),簡称惯导；是二种不依赖手外部信息；趟不商外部辐射

能量的自主式导航系统：惯性导航系统墓手陀螺仪和相

速度传感嚣的信号组含进行自主式导航；图为惯导外观

图；陀螺仪测量物体三轴的角速牵；用手计算载体姿态；加速度计测量物体三轴的线加速度；哥用手计算载

体速度租位置：车辆工程系

诚毅和悦精卓智行

27惯性导航系统-分类(1)能提供位置、速度、航向和姿态角数据，所产生的导航信息连续性好而且噪声小。(2)数据更新率高、短期精度和稳定性好。(