无线电导航系统的发展历程——郑友泉

《无线电导航系统的发展历程——郑友泉》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、无线电导航系统的发展历程清华大学电子工程系郑友泉伟清楼1104，62773632yqzheng@tsinghua.edu.cn无线电导航系统的发展历程1无线电导航系统概述1.1导航与定位的基本概念1.2无线电定位技术1.3无线电导航系统的主要性能指标1.4无线电导航系统的历史、现状和未来1.5无线电导航系统的应用2陆基无线电导航系统3星基无线电导航系统21.1定位的基本概念（1）定位与定位系统的定义定位是在一个特定坐标系中确定目标空间位置的技术。目标可以是相对静止的（如地面建筑物），也可以是运动的（如车辆、舰船、飞行器等），甚至是人或动物。一般来说，由于应用背景的

2、不同，所采用的坐标系也有所不同。因而，用来描述这个位置参数也不同。但是，不同的参数之间存在换算关系。在地心地球固连（ECEF）坐标系中，一般采用（经度，纬度，海拔高度）来描述一个目标的位置。能够实现定位的装置就是定位系统。31.1定位的基本概念（2）导航与定位与定位相关的一些概念：导航、雷达、声纳、测向等。导航：引导运载体（飞机、船舶、车辆、航天器等）或个人，沿所选定的路线安全、准时地到达目的地的技术。导航与定位的关系：导航的基本问题是“我在哪里？”，因此，定位是导航的基础，导航是定位技术的一个主要应用。但定位的应用不止导航，导航的内容也不只是定位。导航定位：由于

3、早期的定位技术基本上是为导航服务而开发的，因此，导航和定位技术密切相关，有时甚至不加区分，称为导航定位。例如，陆基无线电导航系统，卫星导航定位系统等。41.1定位的基本概念（3）实现定位的主要方式定位的两种基本的方式：自主式，它备式。自主式：定位系统只包括安装在待定位的运载体上的装置的定位技术。例如：罗盘、陀螺仪等。它备式：定位系统不但包括安装在待定位的运载体上的装置，还需要安装在其它特定位置（参考点）的设备才能给出位置信息的定位技术。多数的无线定位系统都属于他备式定位系统，例如，各种陆基无线定位系统，卫星定位系统等。51.2无线电定位技术（1）无线电定位的概念

4、利用发射和接收电磁波来确定特定坐标系中一个运动或者固定目标位置的技术。无线电定位一般属于他备式定位系统，既需要安装在待定位的固定目标或运载体上的无线电装置，也需要安装在其它特定位置（参考点）的无线电设备才能给出位置信息。在无线电导航系统中，安装在待定位的运载体上的无线电装置称为导航仪，安装在其它特定位置（参考点）的无线电设备称为导航台。61.2无线电定位技术（2）两种不同目的的定位（1）回答“我在哪里？”的问题一般意义上的定位问题。例如，大多数的无线导航定位系统（Loran-C、GPS、北斗-1/2等）、制导系统等。（2）回答“他在哪里？”的问题通常属于探测问题，

5、但本质上也是一个定位问题。例如雷达、电子侦察、部分无线定位系统（北斗-1）、无线网络中的定位等。71.2无线电定位技术（3）无线电定位主要方式（体制）测方向（测角度）→多向交叉定位测距离→圆--圆定位测距离差→双曲线定位测距离+测方向→极坐标定位无线电定位的主要特点：全天候、高精度、作用距离远、覆盖范围广、应用广泛81.3无线电定位的主要性能指标精度可用性和可靠度覆盖范围实时性（信息更新率）多值性系统容量系统完善性信息维数91.3无线电定位的主要性能指标精度定位系统为待定位目标给出的位置信息与同时该目标所在的真实位置之间的重合程度。由于存在各种

6、不确定因数，定位系统为待定位目标给出的位置信息是一个估计值，即随机变量，因此精度用统计值来表示。如果定位系统给出的是一维位置，如高度、方位，则精度用2σ（2倍标准差）来表示；如果定位系统给出的是二维（水平）位置则精度用2drms（2倍距离均方根误差，民用）或者CEP（圆概率误差，军用）来表示。精度也有单次精度和重复精度之分。不同定位系统的精度从km级到mm级不等。101.3无线电定位的主要性能指标可用性和可靠度可用性（有效度）：定位系统的可用性指提供可用定位信息时间的百分比。可靠度：定位系统在给定的使用条件下，在规定的时间内以规定的性能完成其功能的概率。111.3

7、无线电定位的主要性能指标覆盖范围定位系统能够以足够的精度为用户给出位置信息的一个区域（平面或者空间）。超近程（~100km）、近程（100~500km）、中程（500~1000km）、远程（1000~3000km）、超远程（3000km~）、全球实时性（信息更新率）定位系统的用户设备在单位时间内提供位置和其它信息的次数。121.3无线电定位的主要性能指标多值性由于定位系统的体制不同，某些定位系统的用户设备给出的位置信息并不是不唯一的，有多种可能（多个解）。系统容量在覆盖区内定位系统可以为用户提供定位信息的最大数量。有限：有源用户设备的定位系统（BD-1等