导航体系设计

1、廖历彳彳秘娼班级：130 xxx姓名：xxx 学号：130XXXXXXXX第一题导航体系设计一、设计思路：在地面建立至少三个信标站，由信标站发出某种形式的 信号；以信标站为固定已知点建立统一坐标系，例如以地球 质心为原点的天球坐标系，其他坐标系也可用；信标站与导 航终端使用同步的时钟；导航终端接收到信号并进行计算， 求解出方程得到自身所在的位置及速度。二、理论算式：p =3x )2 +3y )2 +(z乙)2( p 为某信n nnnv 小木 |口标站到导航终端的距离) 如果有三个信标站则有方程组：p = xx z2 +(yy )2 +(zz )2 TOC o 1-5 h z iiip = (x

2、x )2 +(yy )2 +(zz )2222p = (xx )2 +(yy )2 +(zz )2，333其中p n= cX气，Atn为某个信标站发送信号到导航终端所 用的时间，c为信号传播速度，一般为光速。如公式所示，由于信标站坐标已知，方程组只有三 个未知数x、y、2，而方程有三个，判断方程组可解，由此 可以解出导航终端所在的位置(x,y,z)。至于导航终端的速度可用位移对时间的导数求得，需要经过一小段时间的位置变化，由于用短时间内位移除以所用 时间近似对位置坐标微分求导，故有误差。d x A xv = 机 xd tA tv = 土 牝 A -yd tA td z A zv = 机 z d

3、 t A t根据上式可得导航终端的三维速度（七*七）。x y z三、定位原理：每个信标站为原点，到导航终端的距离为半径，可以做 一个球；两个球相交得到一个圆，第三个球与这个圆得到两 个点，由实际情况可以确定一个点符合要求，另一个点不在 合理的空间内（例如求得该点位于地球内部）。四、定位精度：由于c为光速3 X 108山/而位置坐标正比于距离P， 所以位置坐标精度正比于c XA t，即与时间精度有关。如果 时钟的精度能达到10-9s，则定位精度可达到10-1m量级，以 此类推，若时钟精度达到10-12 s量级，则定位精度可达到10-4 m 量级。故定位精度与时钟精度有关。五、应用场合：可用于小范

4、围内的定位导航，例如城市交通导航、学校 内建筑导航等。第二题：构思一套北斗系统在应急救灾方面（如发生地震、水灾、旱 灾、海啸、核泄漏、台风、沙尘暴、泥石流、雷电、冰雹、 强降雨、地面沉降等灾害）的应用方案，并进行说明。要求 结合北斗定位系统的特点，设计简要方案进行概述。一、前提背景近年来，由于火灾、洪水、地震、海啸等自然灾害不断 发生，这些都可能导致地面网络瘫痪，严重影响了应急通信 和突发事件应急指挥体系的正常运行。所以应急通信和突发 事件处置已作为公共安全最核心的问题之一，急需解决。二、应对方案通过建设一套功能齐全、性能可靠、技术领先的以北 斗卫星导航系统为主，结合通信卫星及其他通讯手段为辅

5、的 综合应急指挥平台，当重特大灾害事故发生时，此应急指挥 平台能够实现通讯、图像、数据、位置信息的双向传输及系 统的统一指挥调度，保证应急救援工作垂直的、自上而下的 指挥调度网络的畅通，提高了在应急现场指挥调度能力。三、系统结构系统主要由地面应急救援指挥中心、移动应急救援指挥 分中心和应急救援单兵系统三部分组成。依托通信卫星及其 他辅助通讯设备可实现图像、语音、相关数据的上传于下发; 依托北斗定位导航通讯卫星实现准确定位于基于短报文的应急指挥与综合显示等。四、系统特点执行任务过程中，可根据指定的路线实时解算航向、 速度和预达时刻，并以文字实时显示速度、航向；执行任务过程中，可根据指定的路线实时

6、解算航向、 速度和预达时刻，并以文字实时显示速度、航向；能够事先编辑和存储常用报告指令，需要时便捷调用;能够采用一键式发送紧急求救或遭遇危险信息，地面 指挥所收到该信息后，将闪烁并配合语音提示，以便指挥人 员及时进行处置。设备能够实现单机功能和组网功能；关于单机功能和组网功能：单机功能是指设备在单独使用时所能完成的功能，包括接收 北斗位置信息，具备获取本机位置能力；短信通信功能实现 点对点加密通信、文件自动组包和拆包以实现文件收发功 能。组网服务功能是指本设备与其他电子设备连接为电子化 指挥系统提供服务的功能。当本设备与电子化设备连接时， 这些设备可以通过指定的命令访问本设备，获得定位、通信 信息。该系统所具有的特点为：使用监控软件对所有信息以 文件形式存储，可选择合适文件进行发送，文件扩展名任意， 最大文件传输为400K；以及短信群发功能。五、应用效果在应急救援系统下，由于自然灾害、事故灾害、公共卫生事 件、社会安全事件，上述各类突发公共事件往往是相互交叉 和关联的，某类突发公共事件可能和其他类别的事件同时发 生，或引发次生、衍生事件，应当具体分析，统筹应对。需 要针对地域、地形和气候等复杂条件，建设覆盖主要各个地 市的应急救援指挥系统。快速可靠的