導(dǎo)航體系設(shè)計(jì)

1、廖歷彳彳秘娼班級(jí)：130 xxx姓名：xxx 學(xué)號(hào)：130XXXXXXXX第一題導(dǎo)航體系設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)思路：在地面建立至少三個(gè)信標(biāo)站，由信標(biāo)站發(fā)出某種形式的 信號(hào)；以信標(biāo)站為固定已知點(diǎn)建立統(tǒng)一坐標(biāo)系，例如以地球 質(zhì)心為原點(diǎn)的天球坐標(biāo)系，其他坐標(biāo)系也可用；信標(biāo)站與導(dǎo) 航終端使用同步的時(shí)鐘；導(dǎo)航終端接收到信號(hào)并進(jìn)行計(jì)算， 求解出方程得到自身所在的位置及速度。二、理論算式：p =3x )2 +3y )2 +(z乙)2( p 為某信n nnnv 小木 |口標(biāo)站到導(dǎo)航終端的距離) 如果有三個(gè)信標(biāo)站則有方程組：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氣，Atn為某個(gè)信標(biāo)站發(fā)送信號(hào)到導(dǎo)航終端所 用的時(shí)間，c為信號(hào)傳播速度，一般為光速。如公式所示，由于信標(biāo)站坐標(biāo)已知，方程組只有三 個(gè)未知數(shù)x、y、2，而方程有三個(gè)，判斷方程組可解，由此 可以解出導(dǎo)航終端所在的位置(x,y,z)。至于導(dǎo)航終端的速度可用位移對(duì)時(shí)間的導(dǎo)數(shù)求得，需要經(jīng)過一小段時(shí)間的位置變化，由于用短時(shí)間內(nèi)位移除以所用 時(shí)間近似對(duì)位置坐標(biāo)微分求導(dǎo)，故有誤差。d x A xv = 機(jī) xd tA tv = 土 牝 A -yd tA td z A zv = 機(jī) z d

3、 t A t根據(jù)上式可得導(dǎo)航終端的三維速度（七*七）。x y z三、定位原理：每個(gè)信標(biāo)站為原點(diǎn)，到導(dǎo)航終端的距離為半徑，可以做 一個(gè)球；兩個(gè)球相交得到一個(gè)圓，第三個(gè)球與這個(gè)圓得到兩 個(gè)點(diǎn)，由實(shí)際情況可以確定一個(gè)點(diǎn)符合要求，另一個(gè)點(diǎn)不在 合理的空間內(nèi)（例如求得該點(diǎn)位于地球內(nèi)部）。四、定位精度：由于c為光速3 X 108山/而位置坐標(biāo)正比于距離P， 所以位置坐標(biāo)精度正比于c XA t，即與時(shí)間精度有關(guān)。如果 時(shí)鐘的精度能達(dá)到10-9s，則定位精度可達(dá)到10-1m量級(jí)，以 此類推，若時(shí)鐘精度達(dá)到10-12 s量級(jí)，則定位精度可達(dá)到10-4 m 量級(jí)。故定位精度與時(shí)鐘精度有關(guān)。五、應(yīng)用場(chǎng)合：可用于小范

4、圍內(nèi)的定位導(dǎo)航，例如城市交通導(dǎo)航、學(xué)校 內(nèi)建筑導(dǎo)航等。第二題：構(gòu)思一套北斗系統(tǒng)在應(yīng)急救災(zāi)方面（如發(fā)生地震、水災(zāi)、旱 災(zāi)、海嘯、核泄漏、臺(tái)風(fēng)、沙塵暴、泥石流、雷電、冰雹、 強(qiáng)降雨、地面沉降等災(zāi)害）的應(yīng)用方案，并進(jìn)行說明。要求 結(jié)合北斗定位系統(tǒng)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)簡要方案進(jìn)行概述。一、前提背景近年來，由于火災(zāi)、洪水、地震、海嘯等自然災(zāi)害不斷 發(fā)生，這些都可能導(dǎo)致地面網(wǎng)絡(luò)癱瘓，嚴(yán)重影響了應(yīng)急通信 和突發(fā)事件應(yīng)急指揮體系的正常運(yùn)行。所以應(yīng)急通信和突發(fā) 事件處置已作為公共安全最核心的問題之一，急需解決。二、應(yīng)對(duì)方案通過建設(shè)一套功能齊全、性能可靠、技術(shù)領(lǐng)先的以北 斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)為主，結(jié)合通信衛(wèi)星及其他通訊手段為輔

5、的 綜合應(yīng)急指揮平臺(tái)，當(dāng)重特大災(zāi)害事故發(fā)生時(shí)，此應(yīng)急指揮 平臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)通訊、圖像、數(shù)據(jù)、位置信息的雙向傳輸及系 統(tǒng)的統(tǒng)一指揮調(diào)度，保證應(yīng)急救援工作垂直的、自上而下的 指揮調(diào)度網(wǎng)絡(luò)的暢通，提高了在應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)指揮調(diào)度能力。三、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)主要由地面應(yīng)急救援指揮中心、移動(dòng)應(yīng)急救援指揮 分中心和應(yīng)急救援單兵系統(tǒng)三部分組成。依托通信衛(wèi)星及其 他輔助通訊設(shè)備可實(shí)現(xiàn)圖像、語音、相關(guān)數(shù)據(jù)的上傳于下發(fā); 依托北斗定位導(dǎo)航通訊衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位于基于短報(bào)文的應(yīng)急指揮與綜合顯示等。四、系統(tǒng)特點(diǎn)執(zhí)行任務(wù)過程中，可根據(jù)指定的路線實(shí)時(shí)解算航向、 速度和預(yù)達(dá)時(shí)刻，并以文字實(shí)時(shí)顯示速度、航向；執(zhí)行任務(wù)過程中，可根據(jù)指定的路線實(shí)時(shí)

6、解算航向、 速度和預(yù)達(dá)時(shí)刻，并以文字實(shí)時(shí)顯示速度、航向；能夠事先編輯和存儲(chǔ)常用報(bào)告指令，需要時(shí)便捷調(diào)用;能夠采用一鍵式發(fā)送緊急求救或遭遇危險(xiǎn)信息，地面 指揮所收到該信息后，將閃爍并配合語音提示，以便指揮人 員及時(shí)進(jìn)行處置。設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)單機(jī)功能和組網(wǎng)功能；關(guān)于單機(jī)功能和組網(wǎng)功能：單機(jī)功能是指設(shè)備在單獨(dú)使用時(shí)所能完成的功能，包括接收 北斗位置信息，具備獲取本機(jī)位置能力；短信通信功能實(shí)現(xiàn) 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)加密通信、文件自動(dòng)組包和拆包以實(shí)現(xiàn)文件收發(fā)功 能。組網(wǎng)服務(wù)功能是指本設(shè)備與其他電子設(shè)備連接為電子化 指揮系統(tǒng)提供服務(wù)的功能。當(dāng)本設(shè)備與電子化設(shè)備連接時(shí)， 這些設(shè)備可以通過指定的命令訪問本設(shè)備，獲得定位、通信 信息。該系統(tǒng)所具有的特點(diǎn)為：使用監(jiān)控軟件對(duì)所有信息以 文件形式存儲(chǔ)，可選擇合適文件進(jìn)行發(fā)送，文件擴(kuò)展名任意， 最大文件傳輸為400K；以及短信群發(fā)功能。五、應(yīng)用效果在應(yīng)急救援系統(tǒng)下，由于自然災(zāi)害、事故災(zāi)害、公共衛(wèi)生事 件、社會(huì)安全事件，上述各類突發(fā)公共事件往往是相互交叉 和關(guān)聯(lián)的，某類突發(fā)公共事件可能和其他類別的事件同時(shí)發(fā) 生，或引發(fā)次生、衍生事件，應(yīng)當(dāng)具體分析，統(tǒng)籌應(yīng)對(duì)。需 要針對(duì)地域、地形和氣候等復(fù)雜條件，建設(shè)覆蓋主要各個(gè)地 市的應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)。快速可靠的