无人机结构与系统 第2版 课件. 第25次课4.4导航系统-全球卫星导航系统

第4章无人机航电系统第4章飞行控制系统概述4.1传感器4.2舵机4.3导航系统4.4提问：1.手机里常用的导航有哪些？2.DJIM4pro中用的是什么导航？导入BDGPSGALILEOGLONASS（观看视频）4.4.2全球卫星导航系统地球坐标系下捷联导航方框图导航坐标系下捷联导航方框图4.4.1惯性导航系统1.全球定位系统（GPS）（1）组成4.4.2全球卫星导航系统1）空间部分24颗卫星（21+3）6个轨道平面55º轨道倾角20200km轨道高度（地面高度）11小时58分轨道周期在地球上任何地方可以同时观测到4-11颗高度角15

以上的卫星。1.全球定位系统2）地面控制部分55HawaiiAscencionDiegoGarciakwajalein1个主控站:Coloradosprings(科罗拉多.斯平士)。3个注入站:Ascencion(阿森松群岛)、DiegoGarcia(迭哥伽西亚)、kwajalein(卡瓦加兰)。5个监控站：以上主控站、注入站及Hawaii(夏威夷)。Coloradosprings1.全球定位系统主控站：根据各监控站的观测数据，计算出卫星的星历和卫星钟的改正参数等，并将这些数据通过注入站注入到卫星中去；同时，还对卫星进行控制，向卫星发布指令，当工作卫星出现故障时，调度备用卫星替代失效的工作卫星工作。注入站：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。监控站：数据采集，进行初步处理后传送到主控站。2）地面控制部分1.全球定位系统3）用户设备部分（接收机）按照原理、用途、功能来分类用途

载波频率

工作原理导航型接收机测地型接收机平方型接收机混合型接收机干涉型接收机单频接收机双频接收机通道种类

多通道接收机

序贯通道接收机1.全球定位系统(1)组成1.全球定位系统（2）原理—测距XllVlXllllllllVVVllVlllXlXXllVlXllllllllVVVllVlllXlX距离=信号传输时间x光的速度1.全球定位系统空间距离的量测为定位的基本1参数改正5观测卫星至地面点位的距离2利用接收卫星星历资料决定点位位置43观测4颗以上卫星才能解算点位的空间距离（2）原理-定位过程1.全球定位系统（2）原理1.全球定位系统（3）分类单点定位相对定位VRS技术1.全球定位系统单独一个观测站接受信号进行定位。从原理上类似于后方交会进行点的定位。采用虚拟距离观测量精度较差，仅能消除接收机时钟误差1.全球定位系统

单点定位确定同步跟踪相同的GPS卫星信号的若干台接收机之间的相对位置的定位方法。至少一台接收机置于已知坐标点上，称为主站，置于未知点上的称为待测站或移动站。精度较高。

相对定位1.全球定位系统动态（kinematic）DGPS-codeKGPS-phase静态（static）静态快速静态SRDGPS单基站差分GPSLADGPS区域差分GPSWADGPS广域差分GPSWAAS广域增强系统LAAS区域增强系统Pseudo-Kinematic虚拟动态测量Semi-Kinematic半动态测量RealTimeKinematic即时动态测量

相对定位-种类1.全球定位系统定位精度为厘米级RTK基准站即时传递改正值移动站

相对定位-RTK1.全球定位系统

常规的GPS测量方法，如静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度，而RTK是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法，它采用了载波相位动态实时差分方法，极大地提高了外业作业效率。

相对定位-RTK1.全球定位系统

相对定位-RTK1.全球定位系统GPS实时差分定位RTK技术的缺点：用户需要架设本地参考站误差随距离的增加而增长误差增长使流动站和参考站的距离受到限制，一般

小于15公里精度为10mm+1ppm，可靠性随距离增大而降低

1.全球定位系统移动站接受某个RTK主站的虚拟观测数据，并不是实际存在的实体主站，而是在移动站附近产生一个经过人为加工的虚拟化主站，这种网络化的定位技术称为虚拟参考站动态定位技术，简称VRS-RTK+GPS卫星定位技术MobilePhone

行动式数据传输技术+宽频网络数据通讯技术

VRS测量技术1.全球定位系统

VRS测量技术虚拟参考站方案中VRS的特点与技术优势：虚拟参考站方案中，VRS的实施将使一个地区的测绘工作成为一个有机的整体，这改变了以往GPS作业“单打独斗”的局面，同时它使GPS技术的应用更为广泛，使其精度和可靠性得到进一步提高，最重要的是建立GPS网络的成本降低了很多。（3）VRS技术1.全球定位系统控制中心固定站用户部分整个系统的核心固定参考站是固定的GPS接收系统，分布在整个网络中，一个VRS网络可包括无数个站。用户的接收机，加上无线通讯的调制解调器。系统构成GPS设备上网模块无线上网设备及上网账号VRS的接入账号

VRS测量技术1.全球定位系统

VRS覆盖范围：

VRS网络可以有多个站，但最少需要3个。VRS的主要优势

费用将大幅度降低相对传统RTK，提高了精度，精度始终在±1～2cm。提高可靠性

VRS测量技术1.全球定位系统对比维度美国GPS俄罗斯格洛纳斯欧盟伽利略中国北（BDS）组网完成时间1994年1995年（2020年恢复）2021年2020年卫星数量31颗（工作+备用）24颗（工作星）30颗（工作+备用）35颗（工作+备用）民用定位精度10米内（III代达1米）10-15米1米级（付费达厘米级）2-5米（亚太达1米）特色功能技术成熟，渗透率高高纬度覆盖优纯民用，高精度短报文通信，混合轨道主导主体美国国防部俄罗斯军方欧盟（民用机构）中国政府（军民协同）四大卫星导航系统对比我国为何要研制BDS？观看视频中