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车载导航仪的工作原理是什么


  对车载导航展开研究最早是在二十世纪七十年代末,在那个年代是通过推演和测算运行轨迹以及地图的配比去确定车辆的具体位置以及如何到达这个位置。航迹推算(DRS)实质上就是将车辆行驶当成是二维的平面运动,依据其出发位置以及最开始的角度,每时每刻测量车辆行驶长度的变化以及角度的变化,再使用地图配比去演算推测车辆的位置。然而,这个方法实现起来比较困难,准确率也不高,但是为将来的车载导航仪打下了基础。
  基于全球定位系统(GPS)的导航原理
  90年代后期,IT行业的场频不断更新、人造卫星技术也逐渐成熟,而且通讯设施也在逐步发展,从而发明出了卫星定位系统。其中美国的全球定位系统是最出色的。

车载导航仪的工作原理是什么

  GPS是由24颗工作卫星组成,它位于距地表20200km的上空,均匀分布在6个轨道面上(每个轨道面4颗),轨道倾角为55°。此外,还有4颗有源备份卫星在轨运行。卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到4颗以上的卫星,并能保持良好定位解算精度的几何图象。这就提供了在时间上连续的全球导航能力。
  由于卫星的位置精确可知,在GPS观测中,我们可得到卫星到接收机的距离,根据三维坐标中的距离公式,利用3颗卫星,就可以组成3个方程式,解出观测点的位置(X,Y,Z)。考虑到卫星的时钟与接收机时钟之间的误差,实际上有4个未知数,X、Y、Z和钟差,因而需要引入第4颗卫星,形成4个方程式进行求解,从而得到观测点的经纬度和高程。
  事实上,接收机往往可以锁住4颗以上的卫星,这时,接收机可按卫星的星座分布分成若干组,每组4颗,然后通过算法挑选出误差最小的一组用作定位,从而提高精度。
  由于卫星运行轨道、卫星时钟存在误差,大气对流层、电离层对信号的影响,以及人为的SA保护政策,使得民用GPS的定位精度只有100米。为提高定位精度,普遍采用差分GPS(DGPS)技术,建立基准站(差分台)进行GPS观测,利用已知的基准站精确坐标,与观测值进行比较,从而得出一修正数,并对外发布。接收机收到该修正数后,与自身的观测值进行比较,消去大部分误差,得到一个比较准确的位置。实验表明,利用差分GPS,定位精度可提高到5米。
  GPS出现之后,为全球各国提供了准确定位的技术支持。卫星定位相对于航迹推算来讲提高了精准度。通过GPS以及航迹推算这些技术,定位的精准度可以达到1厘米,彻底实现了精准定位。而且,欧盟也组建了自己的导航定位系统的科研队列,被称为伽利略计划。由于GPS精度高,而且物美价廉,所以,很多部门以及政府都运用这项定位科技。另外,现在经常使用的还有根据移动的通讯网络确定具体位置以及根据人体的视网膜确定位置的科技等。这些技术一定要有秩序地组织使用,不能单独使用。
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