惯导与GPS第1章导航概述

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1、惯性导航与GPS西安工业大学石俊成绩：期末考试占60%；上机占20%；平时占20%。学时：授课48+上机16课程设置内容：共三部分导航系统概述GPS惯性导航*其它导航方式（以GPS为主）第1章导航系统概述问：一个人从一个地方走到另一个地方是否需要导航？答：需要。日常生活中的运动体都在不同程度的进行着某种形式的导航。运动体比如，学生从宿舍到食堂，再到教室的过程。简要介绍各种导航系统的基本情况、基本概念和知识点1.1导航、大地测量与制导1.2导航技术发展简介1.3导航的坐标与原理1.4地球形状描述及曲率半径1.1导航、大地测量与制导1.1.1导航与导航系统1.1.

2、2大地测量1.1.3制导1.1.4导航与制导的区别1.1.5导航系统发展趋势检测和确定这些参数是通过完成。载体（运载体）在空间运动过程的基本参数？具有导航功能的系统、、是载体运动过程的基本参数。位置速度姿态导航的实质：即是要获取载体的这三个基本参数或其中一部分参数。（1）什么是导航？导：引导航：航行导航：引导载体到达目的地的和过程。确定载体的和；引导一个物体从一个地方航行到另一个地方的科学。1.1.1导航与导航系统位置姿态控制指示（泛指：飞行器、舰船、车辆、人、动物，等）过程（速度）（2）导航分两类：自主式导航：非自主式导航：1.1.1导航与导航系统用于飞行器

3、或船舶上的设备导航，有惯性导航、多普勒导航和天文导航等；用于飞行器、船舶、汽车等交通设备与有关的地面或空中设备相配合导航，有无线电导航、卫星导航。（3）导航的任务：提供运动载体的6自由度导航参数；即3维位置和3维角度，它们决定一个物体在三维空间的位置和姿态。（4）导航系统：能提供导航参数，实现导航任务的软件和硬件。导航装置通常分为陆基和星基两大类。1.1.1导航与导航系统早期导航系统：主要由功能单一的仪表组成；当前导航系统：由各种传感器所构成的高精度复杂系统。导航系统有2种工作状态：指示状态：自动导航状态：在这两种工作状态下：导航系统的作用只是提供导航参数，为

4、自动控制和导引载体按预定轨迹准确到达目的地的制导过程提供信息保障。1.1.1导航与导航系统导航系统提供的导航信息仅供驾驶员操作和引导载体之用，导航系统不直接对载体进行控制。导航系统直接提供信息给载体的自动驾驶控制系统，由其操纵和引导载体。1.1.2大地测量目标：获取位置和方向。主要研究和测定地球形状、大小和重力场。以及测定地面点几何位置。典型：GPS定位。作用对象定位方式输出物理量实时性要求导航运动载体动态定位速度、姿态、位置很高大地测量地面物体静态定位精确位置不高表1.1导航与大地测量的区别1.1.3制导制导是一个与导航紧密相关的概念，用于导弹、制导炸弹/炮

5、弹、鱼雷等武器。制导：自动控制和导引载体按预定航迹准确到达目标的过程。包括：应用导航的测量值和自动控制的全部闭环过程。制导系统：实现导引和控制载体按预定航迹导向目标的软、硬件。闭环1.1.3制导制导系统的主要功能（3点）：（1）根据起始点、目标点和约束条件，建立航迹参数（航路点、航线等）。（2）由导航系统测量载体运动，确定载体的导航参数（位置、速度、姿态）。（3）根据航迹和运动参数，自动产生控制（制导）信息，传输给载体相应的控制系统。例如：载体上的自动驾驶系统结合计算机已存储的飞行路径中各航路点的位置信息。根据导航系统提供的即时导航参数（绝对参数）。计算出各种

6、可用来纠正航行偏差的制导参数（相对目标参数），如：应飞航迹角、偏航角、航迹角误差、偏航距、待飞距离/时间，等。1.1.3制导图1.1导航制导参数示意图预定航迹参数设置航行控制计算机航行操作控制系统指令载体运动导航系统信息图1.2导航制导闭环控制系统示意图1.1.3制导1.1.3制导载体的制导参数是利用给定航行计划和导航参数计算得出。利用制导参数和载体操纵规律，计算出载体的操纵指令。通过航行控制系统，可实现载体的航行自动化。航行控制系统能在任务、地理、气象等情况发生改变的条件下，自动计算规划出最优的航行路径；并将航行控制系统与导航系统组合在一起，完成航行任务。导

7、航与制导的区别。两者的概念就已交叉，随着科学的发展，更是相互融合。实行导航时，要确定飞行器的位置，并且航迹是事先确定的，导航要实时、连续地给出飞行器的位置、速度、加速度、航向等导航参数。制导则是利用导航系统输出的加速度、速度、位置和航向姿态等信息，形成指令信号，控制载体的姿态、航向或发动机，使其按预定轨道航行并到达目的地。1.1.4导航与制导的区别没有本质导航：对象范围大，常指载体，也可指人。制导：对象范围小，常指武器(导弹、制导炸弹/炮弹、鱼雷)。导航：给出航线引导目标到达预定点。制导：导引并控制目标到达预定点。导航：获得目的地的当前相对位置。制导：决

8、定如何到达目的地。导航：你目前的方位（