导航原理与设备概述(共40页).ppt

1、2 定位精度定位精度导航原理与设备导航原理与设备2-1 误差的一般特性误差的一般特性一一、误差分类误差分类1.方法误差方法误差2.设备误差设备误差3.环境误差环境误差4.人为误差人为误差2. 定位精度定位精度二二、误差性质误差性质1.系统误差系统误差2.随机误差随机误差定位误差的一般特性定位误差的一般特性2-2 导航测量误差的一般特性导航测量误差的一般特性一一、信号电参量测量误差信号电参量测量误差随机变量随机变量中心极限定理中心极限定理正态分布正态分布2. 定位精度定位精度f(x)=21e (x-)22 2-二二、几何参量误差几何参量误差XN(, 2)Y=aX+bYN(a+b, (a)2)2.

2、 定位精度定位精度一一、位置线误差定义位置线误差定义2.3 位置线误差位置线误差对应对应几何参量几何参量:u位置线位置线L对应对应几何参量误差几何参量误差:u位置线误差位置线误差对应对应测量含误差测量含误差:u+u位置线位置线Lu+u位置线位置线Lu位置线位置线L位置线误差位置线误差:位置线上某点位置线上某点P在法线方向的变化量在法线方向的变化量,或该点测量位置线到准确位置线的垂直距离。或该点测量位置线到准确位置线的垂直距离。位置线误差位置线误差u u准确位置线准确位置线Lu+u测量位置线测量位置线LPgradun=ux+uy22u(x,y)=CP(x,y)n等位线等位线(位置线位置线)u+u

3、测量位置线测量位置线nuun: :位置线误差位置线误差u: :几何参量测量误差几何参量测量误差二二、位置线误差与几何参量关系位置线误差与几何参量关系几何参量几何参量: 位置线位置线:射线射线三三、 具体系统位置线误差具体系统位置线误差RP(x,y)nnPxAyXYN1.测向系统测向系统 =arctg(x/y)测向系统位置线误差测向系统位置线误差gradx+y=2211=x +y22=RXYRP(x,y)nnPxAyNngrad=R*0.0175*=R*180=R* 2.测距系统测距系统 几何参量几何参量:距离距离R 位置线位置线: :圆圆XYRPnnPxyA测距系统位置线误差测距系统位置线误差

4、XYRPnnPxyAx +y22=RgradRx+Ry=221=RRngrad=RR测距系统位置线误差测距系统位置线误差3.测距差系统测距差系统 A、B:参考点参考点 X轴轴:基线基线 Y轴轴:基线中垂线基线中垂线 几何参量几何参量:距离差距离差 Rd=RA-RB 位置线位置线:双曲线双曲线XYRAPnnPBd/2d/2RB测距系差统位置线误差测距系差统位置线误差ARdgradRdn=RdXYRAPnnPBd/2d/2RB2sin2=测距系差统位置线误差测距系差统位置线误差A四四、 位置线误差的几何因子位置线误差的几何因子u:几何参量测量误差几何参量测量误差n:位置线误差位置线误差ngradu

5、=unugradu1gradu1位置线误差几何因子位置线误差几何因子位置线误差的几何因子位置线误差的几何因子gradu1位置线误差几何因子位置线误差几何因子测向系统测向系统:R测距系统测距系统:1测距差系统测距差系统:2sin12RdgradRdn=RdXYPd/2d/22sin2=具体系统位置线误差具体系统位置线误差讨论讨论: :ABXYPABddRdgradRdn=Rd2sin2=BA具体系统位置线误差具体系统位置线误差vv+vnvunuu+uPP一一、定位误差分布定位误差分布2-4 定位误差定位误差定位误差定位误差- ( + )f(nu,nv)=21e nu nv2 nv2vn2 nu1

6、2un2f(nu,nv)= C二二、等概率密度误差椭圆等概率密度误差椭圆定位误差定位误差 ( + )=2 nv2vn2 nu12un22只需只需OuvYX/2等概率密度误差椭圆等概率密度误差椭圆2-sin nu2 nv2a= nu242 nv2+- nu2 nv2+ nv2 nu242b2-sin nu2 nv2= nu242 nv2+ nu2 nv2+ nv2 nu242 nu2 nu2 = nv2+12 nv2-tgarctg等概率密度误差椭圆等概率密度误差椭圆OuvYX/2等概率密度误差椭圆等概率密度误差椭圆=1-e- 2P定位精度几何因子定位精度几何因子GDOP:(Geometric

7、Dilution of Precision)gpGDOP =p: :定位均方差定位均方差g: :几何参量均方差几何参量均方差2-5 定位精度几何因子定位精度几何因子v+v三三、定位误差圆定位误差圆Pvnvunuu+uPr定位误差定位误差r2 = sin2 1(n2u+n2v+2nunvcos)v+vr三三、定位误差圆定位误差圆Pvnvunuu+uPrr = E(r2) = 22nu2nv+ sin 2: distane root mean square(drms) 定位误差定位误差Pvur= f (r)drP0rRf (r)R定位误差圆定位误差圆Pvur = 2 P=95.598.2%rr =

8、 P=63.268.3%r定位误差圆定位误差圆定位精度几何因子定位精度几何因子GDOP:(Geometric Dilution of Precision)gpGDOP =p: :定位均方差定位均方差g: :几何参量均方差几何参量均方差2-5 定位精度几何因子定位精度几何因子例：测距差系统精度几何因子例：测距差系统精度几何因子-最优位置线最优位置线RAPACBRcRB21=sin122sin222+sin12sin2sin22gpGDOP =定位精度几何因子定位精度几何因子2-6 无线电导航系统无线电导航系统工作区工作区RAMBd/2d/2AORBR一一、根据等概率密度误差椭圆确定工作区根据等概

9、率密度误差椭圆确定工作区1. 无线电测向系统无线电测向系统1. 无线电测向系统无线电测向系统BA,O-,-给定给定sin2门限值门限值确定确定M对对AB张角张角、-M对应两段弧对应两段弧两弧内部各点两弧内部各点sin2值值门限值门限值1. 无线电测向系统无线电测向系统RAMd/2d/2ORBR1R2*AB+-sin2sin2+cos2sin2sin2+cos2-1R1/dR2/d=1. 无线电测向系统无线电测向系统2-sin nu2 nv2a= nu242 nv2+- nu2 nv2+ nv2 nu242a是关于是关于sin2的减函数的减函数a422a2(2nu+2nv)-442nu2nvsin2=1. 无线电测向系统无线电测向系统BA,O-,-nu、nv ?M迭代迭代 !1. 无线电测向系统无线电测向系统d/2d/2OR1R2AB*R1R2*2. 无线电测距系统无线电测距系统RAMBd/2d/2AORBR思考思考:1. 位置线位置线?2. 位置线夹角位置线夹角?3. 关于基线张角关于基线张角?4. 位置线误差位置线误差nu、nv?5. 如何确定工作区如何确定工作区?2-6 无线电导航系统无线电导航系统工作区工作区RAMBd/2d/2AORBR二、二、根据定