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方位定位与水平夹角定位

方位定位与水平夹角定位
方位定位与水平夹角定位

方位定位与水平夹角定位

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方位定位与水平夹角定位

1引言

船舶沿岸航行,必须定时通过击标确定船位。船位确定的方法很多,有方位定位、距离定位、水平夹角定位、移线定位及综合定位等。在目前情况下,船舶往往采用雷达陆标定位,其优点是不言而喻的,既可单物标方位距离定位,又可双物标或三物标甚至多物标方位或距离定位,另外雷达定位还是全天候的,不受能见度条件的限制。然而,一旦雷达故障,我们也应学会用其他手段准确测定陆标船位,比如,方位镜定位就是非常有效的手段,六分仪水平夹角定位也是有效的定位手段之一。由于方位定位的精度既涉及到测者的水平又与罗经的误差直接有关。因此方位定位往往误差较大;又由于水平夹角定位观测时间较长,海图作业比较困难,因此船舶很少采用。本文想就方位定位和水平夹角定位的优缺点进行比较,将两者有机结合,以便在一定条件下船舶能够在相对方便时得到更为准确的船位。

2方位定位和水平夹角定位方法

2.1方位定位方法:利用罗经观测物标方位得到物标的罗方位,经罗经差换算成真方位后在海图上画方位位置线,其位置线的交点即定位船位。具体作法:将船测岸真方位加或减180度变成岸测船真方位,然后从物标画船位位置线。(如图1)

2.2水平角定位方法:同一时刻观测三或四个物标构成的水平夹角,可以得到圆弧船位线,两条船位线的交点即观测时刻的船位。具体作法:几何画法,设水平夹角为α,用直线连结两物标,在物标处作90度—α(α〉90度时向相反方向画)交物标连线的垂直平分线于O点,然后以

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O为圆心、O到物标的距离为半径画圆弧,即船位位置线。(如图2)3方位定位与水平夹角定位分析

3.1方位定位产生船位误差(二方位定位)或船位误差三角形(三方位定位)有这么几个方面的原因:

(A)观测方位时的观测误差;

(B)海图作业时的绘画误差;

(C)不能准确地在同一时刻观测引起的误差;

(D)海图物标位置不准引起的误差;

(E)罗经不准引起的误差。这其中,观测误差对同一时刻同一观测者来讲,应基本是一致的,可用△TB1来表示;海图作业时的误差可以通过提高海图作业水平、包括仔细认真来缩小;不能在同一观测时刻可通过选择合适的观测顺序,比如先首尾方向、再正横方向等措施缩小误差;海图物标不准难以克服,但应该是比较小的;罗经差可以是磁罗经或电罗经,如用雷达还有天线船首向和水平波束宽度等引起的误差,可以统一用△TB2来表示。因此物标直方位TB应包括TB测+△TB1+△TB2等系统误差和随机误差。不难分析出,对同一船舶、同一测者、同一时刻观测不同的物标的△TB1和△TB2几乎是相等的,因此两物标的水平夹角:α=TB1—TB2=(TB测1+△TB1+△TB2)—(TB测2+△TB1+△TB2)=TB测1-TB测2,基本上消除了设备等原因造成的误差,可以认为是比较精确的。

3.2水平夹角定位是陆标定位中最为准确的定位方法,它之所以准确,是因为用六分仪观测物标的水平夹角本身比罗经观测角度精度高得多,它不受罗经误差的影响。为保证水平夹角的定位精度,在观测顺序上也有要求,即先测同一舷的物标,再测异舷的物标。另外水平夹角定

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位最大的不足是船舶与三物标不能共圆,如果四点共圆,则无法绘画出船位。

4结论

综合以上分析可以得出如下结论:

(1)利用方位定位,由于(三)中所述的原因,都会不同程度地存在系统误差和随机误差。为了保证陆标方位定位精宽,最好采用三方位定位。

(2)如果船舶与三物标四点不共圆,可以求出两两物标间的水平夹角,采取水平夹角的几何画法画船位线,虽然复杂一些,但可以得到比较准确的最或是船位。

(3)如果四点共圆,只能直接画方位线船位,通常情况下会产生船位误差三角形,应对船位误差三角形进行处理的方法是分别按系统误差(即在原方位线的基础上加或减2—4度画船位,可得到另外一个船位误差三角形,然后将两个三角形的对应角相连,其连线的交点即系统误差船位)和随机误差(取三角形的反中线交点)进行,然后,取系统误差船位和随机误差船位的连线的中点作为最或是船位。

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第四节 距离定位

第四节 距离定位 1353. 为提高利用垂直角求物标距离的精度,观测时应选择__________。 ①在视界范围内的物标;②垂直角较大的物标;③岸距小的物标。 A .①+② B .①+③ C .①+②+③ D .②+③ 1354. 用测定物标垂直角求水平距离时,应选择__________物标才能提高精度。 A .高度较高而孤立、平坦的物标 B .高度较高且孤立、陡峭的物标 C .高度较低且平坦的物标 D .以上三者均可 1355. 使用六分仪测定已知高度H (米)的物标的垂直角α,求距离(海里)公式是__________。 A .1852/αtg H D ?= B .()αtg H D ?÷=1852 C .1852/sin α?=H D D .1852/cos α?=H D 1356. 用六分仪观测已知高度H (米)的物标垂直角α',求船与物标的水平距离D (海里)的公式为__________。 A .αtg H D ?= B .αctg H D ?= C .α/856.1H D = D .α/865.1H D = 1357. 在英版海图上,用六分仪观测物标的垂直角求距离时,计算所用物标高度应是__________。 A .海图上标注的物标高程 B .海图高程经潮高改正后的高度 C .海图高程加上一个固定的数值 D .海图高程减去测者眼高 1358. 当用物标垂直角求距离时,使用的航海仪器是__________。 A .分罗经 B .雷达 C .六分仪 D .方位仪 1359. 当用六分仪测定某物标的垂直角求距离时,采用中版海图高程资料所求得的物标距离与采用英版海图的高程资料所求得的距离(不考虑潮汐)相比__________。 A .一样 B .前者大 C .前者小 D .大小视海区而定,但都存在误差 1360. 一般情况下,在用六分仪测物标垂直角求距离时,如果高程采用中版海图资料(不考虑潮汐),所求距离值与实际值相比__________。 A .一样 B .前者大 C .前者小 D .大小视海区而定,但存在误差 1361. 一般情况下,在用六分仪测物标垂直角求距离时,如果高程采用英版海图资料(不考

104373_坐标方位角计算公式

坐标方位角计算公式(通用) 用极坐标法放样必须计算出测站点(仪器点)到放样点得距离和方位角,才能进行放样。 原计算公式为: S12=sqr( (x2-x1)2+(y2-y1)2)= sqr(△x221+△y221) A12=arcsin((y2-y1)/S12) S12为测站点1至放样点2的距离; A12为测站点1至放样点2的坐标方位角。 x1,y1为测站点坐标; x2,y2为放样点坐标。 按公式A12=arcsin((y2-y1)/S12)计算出的方位角都要进行象限判断后加常数才是真正的方位角。 新计算公式为: A12=arccos(△x21/S12)*sgn(△y21)+360° 式中sgn()为取符号函数,改公式只需加上条件(A12>360°, A12= A12-360°)就可以计算出坐标方位角,不需要进行象限判断。 我的这个公式要更好一些,计算结果就是正确结果: SGN是正负号的函数。括号内的数字大于零SGN()就是+号,反之就是-号。

===================================函数开始=================================== 'jiaodu10(x,splitStr)函数将60进制度转换为10进制度格式.x为度数,splitStr为分隔符号,'如x为43%67%367,则splitStr为"%",参数要用双引号括起来,jiaodu10("x","%") Function jiaodu10(x,splitStr) If InStr(1,x,splitStr) Then Dim s s=Split(x,splitStr) jiaodu10=s(0)+s(1)/60+s(2)/3600 Else jiaodu10="错误" End If End Function '-------------------------------------------------------------------------------- 'jiaodu60(x,splitStr)函数将10进制度转换为60进制度格式,splitStr分隔表示 'x为数字,可以不用双引号括起来,参数splitStr要用双引号括起来iaodu10(12.31313,"-") Function jiaodu60(x,splitStr) Dim fen,miao Fen =Round((fen-Int(fen))*60,0) If miao >= 60 Then miao = miao-60 fen = fen+1 End If jiaodu60=Int(x) & splitStr & Int(fen) & splitStr & miao End Function '-------------------------------------------------------------------------------- 'juli(待算点纵坐标x,待算点横坐标y,测站点纵坐标m,测站点纵坐标n)用于计算距离。 Function juli(x,y,m,n) juli=Math.Spr((x-m)^2+(y-n)^2) End Function '-------------------------------------------------------------------------------- 'jiaodu(x,y,m,n)计算角度 Function jiaodu(x,y,m,n) Dim dx,dy,a,jdu10 dx=x-m dy=y-m a=Math.Abs(Math.Atn(dy/dx) * 180 / 3.14159265) jdu10=0 If (dx > 0) Then If (dy > 0) Then jdu10 = a Else jdu10 = 360-a End If Else If (dy > 0) Then jdu10 = 180-a

(完整word版)坐标方位角计算

二 计算坐标与坐标方位角的基本公式 控制测量的主要目的是通过测量和计算求出控制点的坐标,控制点的坐标是根据边长及方位角计算出来的。下面介绍计算坐标与坐标方位角的基本公式,这些公式是矿山测量工中最基本最常用的公式。 一、坐标正算和坐标反算公式 1.坐标正算 根据已知点的坐标和已知点到待定点的坐标方位角、边长计算待定点的坐标,这种计算在测量中称为坐标正算。 如图5—5所示,已知A 点的坐标为A x 、A y ,A 到B 的边长和坐标方位角分别为AB S 和AB α,则待定点B 的坐标为 AB A B AB A B y y y x x x ?+=?+= } (5—1) 式中 AB x ? 、AB y ?——坐标增量。 由图5—5可知 AB AB AB AB AB AB S y S x ααsin cos =?=? } (5—2) 式中 AB S ——水平边长; AB α——坐标方位角。 将式(5-2)代入式(5-1),则有 AB AB A B AB AB A B S y y S x x ααsin cos +=+= }

(5—3) 当A 点的坐标A x 、A y 和边长AB S 及其坐标方位角AB α为已知 时,就可以用上述公式计算出待定点B 的坐标。式(5—2)是计算坐标增量的基本公式,式(5—3)是计算坐标的基本公式,称为坐标正算公式。 从图5—5可以看出AB x ?是边长AB S 在x 轴上的投影长度, AB y ?是边长AB S 在y 轴上的投影长度,边长是有向线段,是在 实地由A 量到B 得到的正值。而公式中的坐标方位角可以从0°到360°变化,根据三角函数定义,坐标方位角的正弦值和余弦值就有正负两种 情况,其正负符号取决于坐标方位角所在的象限,如图5—6所示。从式(5—2)知,由于三角函数值的正负决定了坐标增量的正负,其符号归纳成表5—3。

无人机导航定位技术简介与分析

无人机导航定位技术简介与分析 无人机导航定位工作主要由组合定位定向导航系统完成,组合导航系统实时闭环输出位置和姿态信息,为飞机提供精确的方向基准和位置坐标,同时实时根据姿态信息对飞机飞行状态进行预测。组合导航系统由激光陀螺捷联惯性导航、卫星定位系统接收机、组合导航计算机、里程计、高度表和基站雷达系统等组成。结合了SAR 图像导航的定位精度、自主性和星敏感器的星光导航系统的姿态测定精度,从而保证了无人飞机的自主飞行。 无人机导航是按照要求的精度,沿着预定的航线在指定的时间内正确地引导无人机至目的地。要使无人机成功完成预定的航行任务,除了起始点和目标的位置之外,还必须知道无人机的实时位置、航行速度、航向等导航参数。目前在无人机上采用的导航技术主要包括惯性导航、卫星导航、多普勒导航、地形辅助导航以及地磁导航等。这些导航技术都有各自的优缺点,因此,在无人机导航中,要根据无人机担负的不同任务来选择合适的导航定位技术至关重要。 一、单一导航技术 1 惯性导航 惯性导航是以牛顿力学定律为基础,依靠安装在载体(飞机、舰船、火箭等)内部的加速度计测量载体在三个轴向运动加速度,经积分运算得出载体的瞬时速度和位置,以及测量载体姿态的一种导航方式。惯性导航系统通常由惯性测量装置、计算机、控制显示器等组成。惯性测量装置包括加速度计和陀螺仪。三自由度陀螺仪用来测量飞行器的三个转动运动;三个加速度计用来测量飞行器的三个平移运动的加速度。 计算机根据测得的加速度信号计算出飞行器的速度和位置数据。控制显示器显示各种导航参数。惯性导航完全依靠机载设备自主完成导航任务,工作时不依赖外界信息,也不向外界辐射能量,不易受到干扰,不受气象条件限制,是一种自主式的导航系统,具有完全自主、抗干扰、隐蔽性好、全天候工作、输出导航信息多、数据更新率高等优点。实际的惯性导航可以完成空间的三维导航或地面上的二维导航。 2 定位卫星导航 定位卫星导航是通过不断对目标物体进行定位从而实现导航功能的。目前,全球范围内有影响的卫星定位系统有美国的GPS,欧洲的伽利略,俄罗斯的格拉纳斯。这里主要介绍现阶段应用较为广泛的GPS全球定位系统导航。

方位定位与水平夹角定位

方位定位与水平夹角定位 1引言 船舶沿岸航行,必须定时通过击标确定船位。船位确定的方法很多,有方位定位、距离定位、水平夹角定位、移线定位及综合定位等。在目前情况下,船舶往往采用雷达陆标定位,其优点是不言而喻的,既可单物标方位距离定位,又可双物标或三物标甚至多物标方位或距离定位,另外雷达定位还是全天候的,不受能见度条件的限制。然而,一旦雷达故障,我们也应学会用其他手段准确测定陆标船位,比如,方位镜定位就是非常有效的手段,六分仪水平夹角定位也是有效的定位手段之一。由于方位定位的精度既涉及到测者的水平又与罗经的误差直接有关。因此方位定位往往误差较大;又由于水平夹角定位观测时间较长,海图作业比较困难,因此船舶很少采用。本文想就方位定位和水平夹角定位的优缺点进行比较,将两者有机结合,以便在一定条件下船舶能够在相对方便时得到更为准确的船位。 2方位定位和水平夹角定位方法 2.1方位定位方法:利用罗经观测物标方位得到物标的罗方位,经罗经差换算成真方位后在海图上画方位位置线,其位置线的交点即定位船位。具体作法:将船测岸真方位加或减180度变成岸测船真方位,然

后从物标画船位位置线。 2.2水平角定位方法:同一时刻观测三或四个物标构成的水平夹角,可以得到圆弧船位线,两条船位线的交点即观测时刻的船位。具体作法:几何画法,设水平夹角为α,用直线连结两物标,在物标处作90度—α(α〉90度时向相反方向画)交物标连线的垂直平分线于O点,然后以O为圆心、O到物标的距离为半径画圆弧,即船位位置线. 3方位定位与水平夹角定位分析 3.1方位定位产生船位误差(二方位定位)或船位误差三角形(三方位定位)有这么几个方面的原因: (A)观测方位时的观测误差; (B)海图作业时的绘画误差; (C)不能准确地在同一时刻观测引起的误差; (D)海图物标位置不准引起的误差; (E)罗经不准引起的误差。这其中,观测误差对同一时刻同一观测者

坐标方位角计算实例

坐标方位角计算实例 在市政工程施工测量过程中,经常会遇到根据已知导线控制点,利用经纬仪、钢尺测设待定点的实际问题,解决此类问题往往需要计算坐标方位角或点位坐标,根据工作中实践体会将计算方法总结如下: 1 根据已知控制点计算坐标方位角,测设放样点平面位置(极坐标法) 首先明确方位角的概念,方位角是指从直线起点的标准方向北端开始,顺时针量到直线的夹角,以坐标纵轴作为标准方向的称为坐标方位角(以下简称方位角)。测量上选用的平面直角坐标系,规定纵坐标轴为x轴,横坐标轴为y轴,象限名称按顺时针方向排列(图1),即第Ⅰ象限x>0 y>0;第Ⅱ象限x<0 y>0;第Ⅲ象限x<0 y<0;第Ⅳ象限x>0 y<0,或许对于测量坐标系与数学坐标系的x、y 轴位置不同,象限规定不同,觉得难理解,其实能注意到测量上的平面直角坐标系与数学上的平面直角坐标系只是规定不同,x轴与y轴互换,象限的顺序与相反,因为轴向与象限顺序同时都改变,只要真正理解了方位角的定义,测量坐标系的实质与数学上的坐标系是一致的,因此数学中的公式可以直接应用到测量计算中。 1.1 按给定的坐标数据计算方位角αBA、αBP ΔxBA=xA-xB=+123.461m ΔyBA=yA-yB=+91.508m 由于ΔxBA>0,ΔyBA>0 可知αBA位于第Ⅰ象限,即 αBA=arctg =36°32'43.64" ΔxBP=xP-xB=-37.819m ΔyBP=yP-yB=+9.048m 由于ΔxBP<0,ΔyBP>0 可知αBP位于第Ⅱ象限, αBP=180o-α=180o-arctg=180o-13o27'17.33"=166°32'42.67" 此外,当Δx<0,Δy<0;位于第Ⅲ象限,方位角=180°+ arctg 当Δx>0,Δy<0;位于第Ⅳ象限,方位角=360°+ arctg 1.2 计算放样数据∠PBA、DBP ∠PBA=αBP-αBA=129°59'59.03" 1.3 测设时,把经纬仪安置在B点,瞄准A点,按顺时针方向测设∠PBA,得到BP方向,沿此方向测设水平距离DBP,就得到P点的平面位置。 2 当受地形限制不便于量距时,可采用角度交会法测设放样点平面位置 上例中,当BP间量距受限时,通过计算测设∠PAB、∠PBA来定P点

卫星导航与定位技术学科发展研究论文

卫星导航与定位技术学科发展研究论文 一、引言 卫星导航与定位技术是利用各种用户终端接收由卫星导航定位系统播发的、并沿着视 线方向传送的信号,对目标进行导航、定位和授时。将卫星导航与定位技术与传统的导航 定位技术相比较可知,卫星导航与定位技术具有高时空分辨率、全天候、连续地提供导航、定位和定时的特点。经过几十年的发展,卫星导航与定位技术取得了巨大的进步,已经成 为当今世界高技术群中对现代社会最具影响力的技术之一,并且已然渗透到国民经济的各 个领域,应用于海上舰船、陆地车辆、航空与航天飞行器的导航,以及大地测量、石油勘探、精细农业、精密时间传递、地球与大气科学研究以及移动通信等多领域。未来卫星导 航与定位技术将进入以保障地球系统环境安全、发展战略性新兴空间信息产业、探索地球 系统的新阶段。 卫星导航与定位技术是事关国民经济社会发展、国家科技进步、国家安全等方面的综 合技术领域,是国家科技实力与竞争力的重要标志之一。世界主要军事大国以及经济体都 竞相发展独立自主的全球卫星导航系统Global Navigation Satellite System,GNSS,包括:美国的GPSGlobal Positioning System、俄罗斯的GLONASS Global Navigation Satellite System,欧盟的GALILEOGalileo Navigation Satellite System以及中国的北斗卫星导航系统BDSBeiDou NavigationSatellite System。 当前,卫星导航与定位技术正在从单一的GPS时代转变为多星座并存兼容的GNSS新 时代,卫星导航体系全球化和增强多模化;从以卫星导航为应用主体转变为PNT定位、导航、授时移动通信和Internet等信息载体融合的新阶段。BDS的逐步建成为我国卫星导航与定位技术的进一步发展提供了良好契机。我国应该抓住这一机遇,大力推进卫星导航与 定位学科的进一步发展,为培养大量高精尖专业技术人才,争夺卫星导航与定位的国际市 场奠定良好基础。本文旨在调研国内外卫星导航与定位技术学科的发展现状,对国内外最 具代表性的高校和研究机构进行了对比分析,为我国卫星导航与定位技术学科的发展提出 若干建议。 二、卫星导航与定位技术学科发展 目前,国内研究卫星导航与定位技术的高校和机构主要包括:武汉大学、同济大学、 中南大学、河海大学、山东科技大学、长安大学、上海天文台、中国测绘科学研究院和中 国科学院测量与地球物理研究所等。本文以武汉大学作为国内卫星导航与定位学科的研究 代表。武汉大学卫星导航定位技术研究中心始建于1998年,以建设世界一流学科为目标,经过十余年的努力,在卫星导航及相关领域开展了广泛深入的研究,为我国自主卫星导航 系统的新技术、新方法和新应用的发展做出了巨大贡献。

陆标定位陆标的识别与方位距离的测定陆标的识别

2.5陆标定位 2.5.1陆标的识别与方位、距离的测定 2.5.1.1陆标的识别方法 1102.初到陌生海岸,识别沿岸物标的基本方法是: A.利用对景图 B.利用等高线 C.利用已知船位识别 D.以上都是 1103.利用船位识别物标的方法还可以: A.将海图上没有标绘但有导航价值的物标注在海图上 B.将正在航行的他船的位置标注在海图上 C.将正在锚泊的他船的位置标注在海图上 D.A+C 1104.在陆标定位时,下列识别陆标的方法是否正确? A.根据未知物标和已知物标间的相对位置关系识别 B.根据准确船位和末知物标间的相对位置关系识别 C.A.B都正确 D.A.B都不正确 1105.下列哪些是航海上常用的陆标识别的方法?I、利用对景图;II、利用等高线;III、船位;IV、利用已知物标 A.I、III、IV B.I、II、III C.II、III、IV D.I、II、III、IV 1106.利用船位识别物标的关键是: A.船舶的航行不受风流影响 B.所用初始船位正确无误 C.船舶应航行在沿岸 D.船舶应朝向物标航行 1107.利用等高线识别物标时,草绘间断线 A.既不能说明高程也不反映出形,无参考价值 B.既说明高程也反映出形,应加以利用 C.不说明高程也不反映山形,应加以利用 D.视当时航行情况决定是否利用 1108.利用对景图识别物标的对景图可在获得。 A.航用海图 B.航路指南 C.航路设计图 D.A+B 1109.利用对景图辨认山形时: A.从所标的方位和距离上看去,实际山形与对景图很相似 B.从不同距离上看去,实际山形与对景图基本不变,但山的大小有变化 C.从不同方位看去,实际山形与对景图可能变化很大 D.以上都对

导航定位技术

1.2导航定位技术 1.2.1导航的定义 将运载体从起始点引导到目的地的技术或方法称为导航(navigation)。导航一种广义的动态定位,所需的最基本导航参数为运载体的航向、航速和航迹。它的基本作用是引导飞机、船舰、车辆等(总的称作运载体),还有个人,安全准确的沿着所选定的路线,准时地到达目的地。能够提供运载体运动状态,完成引导任务的设备则称为导航定位系统。导航由导航系统完成。任何导航系统中都包括有装在运载体上的导航设备。 1.2.2导航定位技术的分类 依据导航定位技术的方法不同,可分为航位推算导航、无线电导航、惯性导航、地图匹配、卫星导航和组合导航等等。 (l)航位推算导航 航位推算导航是一种常用的自主式导航定位方法,它是根据运动体的运动方向和航向距离(或速度、加速度、时间)的测量,从过去已知的位置来推算当前的位置,或预期将来的位置,从而可以得到一条运动轨迹,以此来引导航行。 航位推算导航系统的优点是低成本、自主性和隐蔽性好,且短时间内精度较高;其缺点是定位误差会随时间快速积累,不利于长时间工作,另外它得到的是车辆相对于某一起始点的相对位置。 (2)无线电导航 无线电导航15,61的依据是电磁波的恒定传播速率和路径的可测性原理。无线电导航系统是借助于运动体上的电子设备接收无线电信号,通过处理获得的信号来获得导航参量,从而确定运动体位置的一种导航系统。 无线电导航是目前广为发展与应用的导航手段,它不受时间、天气的限制,定位精度高、定位时间短,可连续地、实时地定位,并具有自动化程度高、操作简便等优点。但由于辐射或接收无线电信号的工作方式,使用易被发现,隐蔽性不好。 (3)惯性导航 惯性导航(Inertial Navigation)是以牛顿力学三定律为基础的,将惯性空间的运载体引导到目标地的过程阴。惯性导航系统(Inertial Navigation System, INS)是利用惯性仪表(陀螺仪和加速度计)测量运动载体在惯性空间中的角运动和线运动,根据载体运动微分方程组实时地、精确地解算出运动载体的位置、速度和姿态角。目前应用中的惯性导航系统主要分为两类:机械平台式与捷联式(Gimbaled and Strapdown Systems)。 惯性导航系统的优点是自主性和隐蔽性好,同时具有全天候、多功能,机动灵活等特点,其缺点是定位误差随时间积累,初始对准比较困难,且成本高。 (4)地图匹配 地图匹配(Map Matching, MM)是一种基于软件技术的定位修正方法,将定位轨迹同高精度电子地图道路信息相比较,通过适当的匹配过程确定出车辆最可能的行驶路段及车辆在此路段中最可能的位置。地图匹配过程可分为两个相对独立的过程:一是寻找车辆当前行驶的道路;二是将当前定位点投影到车辆行驶的道路上。估计轨道与精确地图马路的误差可以在估计轨道上的位置点使用一种恰当的正交化方法来消除,这是一种缩小估计轨道与马路或者地理导航线距离误差的最优方法。 地图匹配的优点是定位精度较高,其缺点是覆盖范围有限,自主性差。 (5)卫星导航 卫星导航是接收导航卫星发送的导航定位信号,并以导航卫星作为动态已知点,实时地测定运动载体的在航位置和速度,进而完成导航。卫星导航系统以全球定位系统(GPS)、全球导航卫星系统(GLONASS)、欧洲伽利略(GALILEO)卫星导航系统和北斗卫星导航定位系统为

极坐标定位系统(又称方位距离定位系统)

极坐标定位系统(又称“方位距离定位系统”)(polar coordinate positioning) 又称方位一距离定位。通过测定待定点到至少一个已知点的距离和方位所进行的一种无线电定位。定位参数是方位角和距离,位置线是岸台(已知点)至船(待定点)的方向线和由岸台至船的距离形成的以岸台为圆心、以岸台至船的距离为半径的圆弧线。位置方向线与位置圆弧线相交即可确定船位。 塔康导航系统 塔康导航系统(tactical air navigation-TACAN) 军用战术空中导航系统,采用极坐标体制定位,能在一种设备、 一个频道上同时测向和测距(图1[ 塔康导航系统])。 发展:40年代后期,民航已采用伏尔导航系统测向和早期的地美依 导航系统测距,两者结合成为伏尔-地美依导航系统。塔康导航系 统的发展旨在1000兆赫频段上同时提供测向和测距两种功能,并提 高测向准确度。1948年,试验在1000兆赫频段上对天线用3瓣波形 调制以提供全向方位,并与地美依导航系统组合。1951年继续改进, 用9瓣波形替代3瓣波形,同时把通道数从50个增加到 126个。 导航性能因此得到提高而成为正式导航系统,在军事上得到广泛应用。1959年,民用地美依导航系统改用塔康通道和相同的脉冲技术。后来,又把伏尔导航系统与塔康导航系统结合起来,遂成为通用的伏尔塔克导航系统。 原理:塔康设备测距原理与地美依设备完全相同,测向功能是通过附加在地面信标天线上的特殊装置来实现的。天线结构是塔康导航系统测向的核心。传统的塔康地面信标天线是圆筒形结构,中心是固定不动的辐射元,发射全向场型(图2[塔康导航系统地面天线结构])。 围绕辐射元外围的是两层同轴旋转的圆筒,圆筒由绝缘材料制成,内圆筒镶有1个金属反射元,外圆筒镶有9个反射元。圆筒由电动机驱动,转速为每分钟900转(每秒15转),每转为360。转轴上固定有基准脉冲盘,嵌有基准脉冲触发点。内圆筒上的单个反射元对中心辐射元产生的影响,是使它的场型变成心脏形,每秒旋转15周。外圆筒上的9个反射元,对场型产生的影响是使其变成9齿形,内外圆筒一起旋转产生塔康导航系统所特有的9瓣波形场型。由于具有9瓣的调制波形,塔康导航系统抑制场地反射干扰的能力大为提高(图3[ 塔康导航系统的调制形]). 塔康导航系统输出载波受填充脉冲对或应答脉冲对调制,每周(360)出现一次相位固定的基准脉冲群。内圆筒旋转产生每秒15次的调制信号,外圆筒旋转产生每秒135次的调制信号(图4[塔康导航系统信号波形]).

导航定位技术及相关应用

导航定位技术及相关应用 在全球一体化和科技快速发展的今天,导航定位技术在日常工作和生活中扮演了愈来愈重要的角色,尤其是在我们石油天然气这个高技术行业,无论在地质信息采集、钻井、平台安装、管道铺设维护等各方面都离不开导航定位。本文对导航定位技术进行了全面的介绍,并列举了在平湖海管检测上的应用实例。 一、导航定位发展的历程及最新技术 最早的导航定位手段有:14世纪前后开始利用指南针(即罗盘)进行定位的地物定位方法,18世纪30-40年代出现的利用六分仪、天文钟进行定位的天文定位方法。传统的地物定位方法现今已成为特殊情况下的补充手段。二十世纪出现了无线电定位仪。经过几十年的发展,无线电导航定位仪进行了如下表所示的演变过程: 常规无线电定位仪有这样一些缺点:覆盖的工作区域小,电波传播受大气影响;定位精度不高,精度只能达到200米甚至上千米。 现在,导航定位技术已进入高精度卫星导航定位时代。目前已开发或正在开发的全球卫星导航定位系统有:美国开发的全球定位系统(Navigation Sateliate Timing and Ranging/Global Positing System,GPS);为了摆脱对美国GPS的依赖(主要从国家安全利益考虑),俄罗斯开发了GLONASS(Global Navigation Satellite System)全球导航系统;中国开发了北斗卫星定位系统;欧盟正在加紧开发伽里略卫星导航定位系统( Galileo) (中国也已参与合作开发)。 美国开发的全球定位系统(Navigation Satelite Timing and Ranging/Global Positing System,GPS)可在全球范围内全天候为海上、陆上、空中和空间用户提供连续的、高精度的三维定位、速度和时间信息。GPS 系统包括三大部分:空间卫星系、地面控制系统、接收系统如下图所示: GPS的工作原理是以三角测量定位原理来进行定位的。它采用多星高轨测距体制,以接

近距离定位的可行性

通过无线电波进行近距离定位的可行性 在一个小范围内200米乘100米见方,四个角分别安放一台无线电接收装置,通过在这一区域内运动的一台无线发射装置进行定位,能否实现1米的精度? 这个范围是封闭的,内有障碍,有可能会产生出反射波之类的。 飞机上的无线电罗盘就是干这个的还有无线电定向运动 无线电测向到是听说过,好象只能定位到50公里以内十米范围。 我所想象的在一个小区域内,进行1米左右定位。 一个是天线测角度,可能有些难度,再加上反射信号,能否满足指标还要分析 另一个是测脉冲时间差,运动点发射脉冲,周围接收容易些,需要各接收点有统一的时间基准 这是一个高难度的事情,已经有高级别的机构在搞。 飞机自动起降控制时对准跑道就是用无线电波。 不过那是跑道两边发射同相的电波,根据干涉来调整中线的。 有几种方案 1,用带有符号率微波在一定地区范围内扫描做出带有刻度的横纵坐标,用接收机接收相应数据解码后即相应经纬度,就是GPS----- 2,微波做定向或全向扫描,可同机边发射边接收利用回波定位,也可用多台发射机多台接收机做三角坐标定位。 3,在一定范围布置横纵导轨,用场强接收机接收移动发射机发出的电波,在导轨上移动找出最佳场强位置。 4,用射线源激发载体材料发光定位------------------ 理论上可行。要求的精度越高,对电波频率要求也越高。到光波的频率就能到mm了

时间差的方法不容易达到那个精度。算一算一米的时间是多长? 小范围还是用红外线做横纵发射和接受确定坐标容易实现。 主要是范围太小了,才200米*100米,而且其间目标会互相阻碍,并且内部含有固定障碍物,实际活动的目标有30个左右,需要把这30个移动目标定位在1米范围内,发送给服务器做统一定位使用。 利用电磁波的话,觉得时间差可能太短了,要是使用编码器的话,需要每个移动目标上都带X-Y两个方向的编码输出,红外线信号的话,则需要太多的接收装置,不知道有没有成熟的定位系统或者给提供一个可实现的技术方向。本人没能力也没条件去实现,主要是想了解一下这种技术是否可行。 这个不用算,gps从卫星下来的信号都能达到亚米级,也是靠时间差实现的 民用GPS想达1米内困难,要是上方有障碍更不行。 关键是你参考点的时间精度可能无法达到卫星的精度。 小范围也可以借用GPS的原理,但是电波传播速度太快,因此可以用超声波,时钟同步用无线电波,可以获得较高性价比。 大条码,无线扫描。问题就解决了。

方位定位与水平夹角定位示范文本

文件编号:RHD-QB-K5962 (安全管理范本系列) 编辑:XXXXXX 查核:XXXXXX 时间:XXXXXX 方位定位与水平夹角定 位示范文本

方位定位与水平夹角定位示范文本操作指导:该安全管理文件为日常单位或公司为保证的工作、生产能够安全稳定地有效运转而制定的,并由相关人员在办理业务或操作时进行更好的判断与管理。,其中条款可根据自己现实基础上调整,请仔细浏览后进行编辑与保存。 1 引言 船舶沿岸航行,必须定时通过击标确定船位。船位确定的方法很多,有方位定位、距离定位、水平夹角定位、移线定位及综合定位等。在目前情况下,船舶往往采用雷达陆标定位,其优点是不言而喻的,既可单物标方位距离定位,又可双物标或三物标甚至多物标方位或距离定位,另外雷达定位还是全天候的,不受能见度条件的限制。然而,一旦雷达故障,我们也应学会用其他手段准确测定陆标船位,比如,方位镜定位就是非常有效的手段,六分仪水平夹角定位也是有效的定位手段之一。由于方位定位的精度既涉及

到测者的水平又与罗经的误差直接有关。因此方位定位往往误差较大;又由于水平夹角定位观测时间较长,海图作业比较困难,因此船舶很少采用。本文想就方位定位和水平夹角定位的优缺点进行比较,将两者有机结合,以便在一定条件下船舶能够在相对方便时得到更为准确的船位。 2 方位定位和水平夹角定位方法 2.1 方位定位方法:利用罗经观测物标方位得到物标的罗方位,经罗经差换算成真方位后在海图上画方位位置线,其位置线的交点即定位船位。具体作法:将船测岸真方位加或减180度变成岸测船真方位,然后从物标画船位位置线。(如图1) 2.2 水平角定位方法:同一时刻观测三或四个物标构成的水平夹角,可以得到圆弧船位线,两条船位线的交点即观测时刻的船位。具体作法:几何画法,

用方向和距离描述物体的位置

用方向和距离描述物体的位置 教学内容:教科书第50~51页例一和练一练,练习九第1、2、3题。 教学目标: 1、在具体情境中让学生初步理解北偏东(西)、南偏东(西)的含义,会用方向和距离描述物体的位置,初步感受用方向和距离确定物体位置的科学性。 2、引导学生经历描述物体方向和距离的过程,进一步培养观察能力、识图能力和有条理地进行表达的能力,发展空间观念。 3、帮助学生体验数学与生活的密切联系,进一步增强用数学眼光观察日常生活现象,解决日常生活问题的意识。教学过程: 一、创设情境,初步探索确定位置的两个要素 1.情景引入。 谈话:同学们,你们知道钓鱼岛吗?近年来,日本屡次三番骚然我国领土钓鱼岛。但我国的军事力量也是不容小觑的。看,这是我国海军舰队在钓鱼岛附近展开大规模的军事演习。 2.认识用方位角描述位置。 谈话:这就是演习中的广州舰,舰长发现有3艘敌舰从不同方向向广州舰驶来,舰长决定先向1号舰开火,这是雷达屏幕上显示的两艘船的位置信息。这时1号舰在广州舰的什么方向?(东北方向) 你是怎么看出来的?(课件出示,4个正方向) 通常在野外或海上,我们借助指南针来辨别方向。仔细观察,指南针一头指着南,一头指着北,所以数学上,我们以南北方向为基准,东北方向又叫做北偏东。西北叫做北偏西。 你能用手比划一下,这两个方位叫做……(南偏东、南偏西)。 为什么用平面表示这些海域?

小结:是呀,北偏东、北偏西、南偏西、南偏东都表示了两个正方向间的平面。 3.用方向和距离确定位置 追问:现在我们向北偏东方位上的1号舰开火,打中了吗?为什么?(北偏东有很大一片海域) 你觉得怎样描述才能精准地确定1号舰位置呢?学生讨论。 讨论:(1)距离:(课件出示比例尺) 谈话:1号舰在广州舰北偏东方向30千米处。现在可以可射击了吗?(课件出示距离连线、炮火) 提问:为什么还是没有打中?(缺少角度) (2)角度:标哪个角度合适?为什么? 讨论:数学上,北偏东就表示正北方向东偏离一定的角度。(课件出示角度) 提问:现在你觉得可以精确地描述1号舰的位置了吗?(多生说一说,相机板书)。 现在1号舰的位置准确了。我们向炮手发布发射指令:向广州舰的北偏东30°方向30千米处开火! (发射)终于打中了! 提问:回顾刚才的学习,我们发现要确定一艘船的位置,需要说清哪些条件? 小结:我们先要确定方向,还要精确到角度和距离。(板书:方向(角度)距离)这就是我们今天学习的用方向和距离描述物体的位置。(板书:用方向和距离确定位置) 二、用方向和距离描述物体的位置。 提问:如果仍然以广州舰作为观测点,2号舰、3号舰又分别在广州舰的哪个位置上呢?请同学们做在作业纸上,线的长度取整厘米数。

GPS卫星导航定位技术与方法(样卷)

《GPS卫星导航定位技术与方法(样卷)》-----by 郝若杰 名词解释:(20) 1.同步观测网 2.绝对定位 3.相对定位 4.历元 5.极移 6.大地高 填空题:(20) 1.由非同步观测基线构成的闭合环,称为________。 2.五台接收机同步观测的基线数为____个,独立基线为____个。 3.精度衰减因子与______的空间分布有关。 4.两同步观测的测站上的单差相减,称为______。 5.实时伪距差分定位也称为________。 6.实时载波相位差分定位也称为________。 7.参考站向________发射差分信号。 8.差分定位有________,相对定位没有。 9.无线点定位原理有:______________、____________、____________。 10.GPS增强系统有:______________、______________、_____________。 11.导航系统的分类:__________、______________、_____________。 12.现有或曾经出现过的无线电导航系统有: _______________、_____________、____________________________、_________________。 13.坐标系统的类型有:______________、_______________。 14.GPS定位中,具有重要意义的时间系统包括:_______、___________、_________。 15.GPS卫星星历分为:_______________、________________。 16.根据对电磁波传播的不同影响,大气层的结构一般分为:_________、_________。 17.通常将对流层的大气折射分:_______、_______。 18.接收机的主要结构有:_______、__________、________、__________、__________、 ______。 19.定位方法分类: ①按参考点的不同位置划分:__________、__________。 ②按用户接收机作业时所处的状态划分:__________、__________。 20.目前广泛应用的基本观测量主要有:______________、________________。 21.根据观测量的性质,伪距分为:__________、__________。 22.静态相对定位一般均采用_______________为基本观测量。 23.根据数据处理方式不同,动态相对定位可分为:____________、___________。 24.目前普遍采用的差分组合形式有:______、______、______。 25.静态相对定位的平差模型有:_________________、___________________。 26.静态相对定位的单基线平差模型有:___________________、___________、___________。 27.按网的位置基准不同,平差方法通常分为:____________、_____________、____________。 28.GPS测量工作可分为:_______、______两大部分。如果按照GPS测量实施的工作程序, 则大体可分为:___________、___________、___________、____________这样几个阶段。

方位角计算

三、三种方位角之间的关系 因标准方向选择的不同,使得一条直线有不同的方位角,如图4-19所示。过1点的真北方向与磁北方向之间的夹角称为磁偏角,用δ表示。过1点的真北方向与坐标纵轴北方向之间的夹角称为子午线收敛角,用γ表示。 δ和γ的符号规定相同:当磁北方向或坐标纵轴北方向在真北方向东侧时,δ和γ的符号为“+”;当磁北方向或坐标纵轴北方向在真北方向西侧时,δ和γ的符号为“-”。同一直线的三种方位角之间的关系为: δ+=m A A (4-14); γα+=A (4-15); γδα-+=M A (4-16) 四、坐标方位角的推算 1.正、反坐标方位角 2 图4-19 三种方位角之间的关系

如图4-20所示,以A 为起点、B 为终点的直线AB 的坐标方位角αΑB ,称为直线AB 的坐标方位角。而直线BA 的坐标方位角αBA ,称为直线AB 的反坐标方位角。由图4-20中可以看出正、反坐标方位角间的关系为: ?±=180BA AB αα (4-17) 2.坐标方位角的推算 在实际工作中并不需要测定每条直线的坐标方位角,而是通过与已知坐标方位角的直线连测后,推算出各直线的坐标方位角。如图4-21所示,已知直线12的坐标方位角α12,观测了水平角β2和β3,要求推算直线23和直线34的坐标方位角。 y 图4-20 正、反坐标方位角

由图4-21可以看出: 21222123180βαβαα-?+=-= 32333234180βαβαα+?+=+= 因β2在推算路线前进方向的右侧,该转折角称为右角;β3在左侧,称为左角。从而可归纳出推算坐标方位角的一般公式为: 左后前βαα+?+=180 (4-18) 右后前βαα-?+=180 (4-19) 计算中,如果α前>360?,应自动减去360°;如果α前 <0?,则自动加上360?。 五、象限角 1 3 4 图4-21 坐标方位角的推算

方位定位与水平夹角定位参考文本

方位定位与水平夹角定位 参考文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月

方位定位与水平夹角定位参考文本使用指引:此安全管理资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进,同时考虑各个环节之间的关系,每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划,并将危害降低到最小,文档经过下载可进行自定义修改,请根据实际需求进行调整与使用。 1 引言 船舶沿岸航行,必须定时通过击标确定船位。船位确 定的方法很多,有方位定位、距离定位、水平夹角定位、 移线定位及综合定位等。在目前情况下,船舶往往采用雷 达陆标定位,其优点是不言而喻的,既可单物标方位距离 定位,又可双物标或三物标甚至多物标方位或距离定位, 另外雷达定位还是全天候的,不受能见度条件的限制。然 而,一旦雷达故障,我们也应学会用其他手段准确测定陆 标船位,比如,方位镜定位就是非常有效的手段,六分仪 水平夹角定位也是有效的定位手段之一。由于方位定位的 精度既涉及到测者的水平又与罗经的误差直接有关。因此 方位定位往往误差较大;又由于水平夹角定位观测时间较

长,海图作业比较困难,因此船舶很少采用。本文想就方位定位和水平夹角定位的优缺点进行比较,将两者有机结合,以便在一定条件下船舶能够在相对方便时得到更为准确的船位。 2 方位定位和水平夹角定位方法 2.1 方位定位方法:利用罗经观测物标方位得到物标的罗方位,经罗经差换算成真方位后在海图上画方位位置线,其位置线的交点即定位船位。具体作法:将船测岸真方位加或减180度变成岸测船真方位,然后从物标画船位位置线。(如图1) 2.2 水平角定位方法:同一时刻观测三或四个物标构成的水平夹角,可以得到圆弧船位线,两条船位线的交点即观测时刻的船位。具体作法:几何画法,设水平夹角为α,用直线连结两物标,在物标处作90度—α(α〉90度时向相反方向画)交物标连线的垂直平分线于O点,然后以O

计算坐标及坐标方位角的基本公式

二 计算坐标与坐标方位角的基本公式 控制测量的主要目的是通过测量和计算求出控制点的坐标,控制点的坐标是根据边长及方位角计算出来的。下面介绍计算坐标与坐标方位角的基本公式,这些公式是矿山测量工中最基本最常用的公式。 一、坐标正算和坐标反算公式 1.坐标正算 根据已知点的坐标和已知点到待定点的坐标方位角、边长计算待定点的坐标,这种计算在测量中称为坐标正算。 如图5—5所示,已知A 点的坐标为A x 、A y ,A 到B 的边长和坐标方位角分别为AB S 和AB α,则待定点B 的坐标为 AB A B AB A B y y y x x x ?+=?+= } (5—1) 式中 AB x ? 、AB y ?——坐标增量。 由图5—5可知 AB AB AB AB AB AB S y S x ααsin cos =?=? } (5—2) 式中 AB S ——水平边长; AB α——坐标方位角。 将式(5-2)代入式(5-1),则有 AB AB A B AB AB A B S y y S x x ααsin cos +=+= }

(5—3) 当A 点的坐标A x 、A y 和边长AB S 及其坐标方位角AB α为已知时,就可以用上述公式计算出待定点B 的坐标。式(5—2)是计算坐标增量的基本公式,式(5—3)是计算坐标的基本公式,称为坐标正算公式。 从图5—5可以看出AB x ?是边长AB S 在x 轴上的投影长度, AB y ?是边长AB S 在 y 轴上的投影长度,边长是有向线段,是在 实地由A 量到B 得到的正值。而公式中的坐标方位角可以从0°到360°变化,根据三角函数定义,坐标方位角的正弦值和余弦值就有正负两种 情况,其正负符号取决于坐标方位角所在的象限,如图5—6所示。从式(5—2)知,由于三角函数值的正负决定了坐标增量的正负,其符号归纳成表5—3。

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