空間定位技術(shù)論文(2)
空間定位技術(shù)論文
空間定位技術(shù)論文篇二
導(dǎo)航定位技術(shù)研究
【摘 要】本文針對(duì)導(dǎo)航定位技術(shù)的研究現(xiàn)狀，給出單一定位技術(shù)GPS所存在定位盲區(qū)不足問題，給出組合導(dǎo)航定位解決的方法。
【關(guān)鍵詞】導(dǎo)航;無線定位;GPS
Navigation and Positioning Technology Research
FU Cheng-biao
(School of Department of Computer Science and Engineering， Qujing Normal College， Qujing Yunnan 655011，China)
【Abstract】Navigation and positioning technology research for the status quo， this paper given the existence of a single positioning technology GPS positioning blind shortage， and given combination of navigation and positioning solutions.
【Key words】Navigation;Wireless location;Project driven method;Global positioning system
0 引言
眾所周知，跟蹤定位運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)，關(guān)鍵在于獲取到目標(biāo)的位置信息，通過目標(biāo)的位置信息構(gòu)成一定的運(yùn)動(dòng)軌跡，從而確定目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)方向。在目前的無線導(dǎo)航定位技術(shù)中，常用的GPS定位技術(shù)，但由于GPS定位技術(shù)存在盲區(qū)[1]，比如下在地方停車場(chǎng)位置、深山峽谷中、高樓大廈間等地理區(qū)域都存在嚴(yán)重的定位盲區(qū)，使得GPS衛(wèi)星信號(hào)收到嚴(yán)重的遮擋，從而無法確定目標(biāo)的位置信息，不能判斷目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)方向，導(dǎo)致跟蹤任務(wù)的失敗。因此，出現(xiàn)很多新的無線導(dǎo)航定位技術(shù)，例如，GLONASS、偽衛(wèi)星定位技術(shù)、中國(guó)北斗定位技術(shù)、電視定位技術(shù)、室內(nèi)定技術(shù)、UWB定位技術(shù)、無線傳感網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)等等，這些新技術(shù)的出現(xiàn)，解決了單一定位技術(shù)所存在的難點(diǎn)問題。
1 無線定位導(dǎo)航
所謂導(dǎo)航的概念指的是一門科學(xué)，而該科學(xué)指的是目標(biāo)用戶的位置變化情況。在平時(shí)人們的活動(dòng)當(dāng)中，幾乎每一個(gè)人都會(huì)涉及到各種各樣的導(dǎo)航形式，比如說學(xué)生走路去學(xué)校，是依靠同學(xué)們使用他們的眼睛以及地標(biāo)等信息，但是在某些情況下人們還需要使用其它的導(dǎo)航信息，并且該信息要與地標(biāo)等信息不相同，如設(shè)置在汽車?yán)锏睦锍瘫淼妊b置，來為人們提供更為準(zhǔn)確的位置坐標(biāo)信息[2]，以及到達(dá)目的地所需要的具體時(shí)間長(zhǎng)短。與此同時(shí)，市場(chǎng)上還存在一些通過發(fā)射電子信號(hào)來實(shí)現(xiàn)定位功能的較為復(fù)雜的導(dǎo)航裝置，他們被稱為無線電導(dǎo)航裝置。此時(shí)，人們可以利用這些信號(hào)，來定位出目標(biāo)用戶的位置坐標(biāo)信息。
2 GPS定位技術(shù)
全球定位系統(tǒng)(GPS)可以對(duì)全球目標(biāo)用戶提供位置、速度以及時(shí)間[2]信息等相關(guān)數(shù)據(jù)，在航空、海上以及陸地等諸多領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。然而它的高精度性能等優(yōu)點(diǎn)是依賴于幾何精度因子的好壞程度，如果GPS衛(wèi)星布局好，則幾何精度因子低，最終定位精度誤差小，滿足實(shí)際需要。當(dāng)采用GPS衛(wèi)星來獲取目標(biāo)的位置信息，一般至少需要4顆衛(wèi)星信號(hào)來完成，如果衛(wèi)星信號(hào)越多，定位效果越好，但是此時(shí)的計(jì)算量非常大，一般在滿足定位精度的前提下，采用盡可能少的定位衛(wèi)星來參與定位計(jì)算，減少計(jì)算的工作量。
當(dāng)用戶在空曠的區(qū)域，同一時(shí)刻可以接收到的衛(wèi)星信號(hào)在8顆左右，足夠用來完成用戶的定位，此時(shí)的衛(wèi)星信號(hào)充足，接收機(jī)可以選用幾何精度因子好的組合衛(wèi)星來參與定位解算，求解出目標(biāo)的位置信息。然而在實(shí)際使用中的難點(diǎn)在于，目標(biāo)處于運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)，當(dāng)它運(yùn)動(dòng)在深山峽谷中，或者運(yùn)動(dòng)到高樓聳立的樓層間時(shí)，很多衛(wèi)星信號(hào)會(huì)收到遮擋，GPS衛(wèi)星軌跡在設(shè)計(jì)時(shí)，是保證地面上同一時(shí)刻在毫無遮擋的情況下，至少可以接收到4顆衛(wèi)星信號(hào)，然而，當(dāng)被遮擋后，少于4顆衛(wèi)星信號(hào)，用戶根本無法定位，接收機(jī)接收不到足夠的衛(wèi)星，從而無法正常工作。
另外，GPS接收機(jī)系統(tǒng)在定位開始時(shí)，需要先進(jìn)行冷定位啟動(dòng)，而這個(gè)啟動(dòng)工作一般情況下是需要花費(fèi)幾分鐘，如果說在這個(gè)啟動(dòng)的時(shí)間段內(nèi)，正好存在著生命危險(xiǎn)的情況發(fā)生，則冷啟動(dòng)的時(shí)間就會(huì)耽擱對(duì)生命的援救。再者，加上美國(guó)國(guó)防部對(duì)GPS采用選擇可用性政策，使得在某些特殊的情況下，比如說處于戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期或者是兩國(guó)關(guān)系非常緊張的時(shí)期，在這個(gè)階段內(nèi)，其他國(guó)家想要繼續(xù)采用GPS衛(wèi)星來進(jìn)行定位目標(biāo)就會(huì)受到嚴(yán)重的干擾。最后，通過研究發(fā)現(xiàn)，GPS的較高精度性能主要是集中在水平方向上，由于受到電離層、對(duì)流層延遲誤差等眾多因素的影響，導(dǎo)致采用它來定位目標(biāo)時(shí)，在垂直方向上精度較差，并且其誤差通常是水平方向上的2倍或者3倍左右，很難滿足一些精密應(yīng)用場(chǎng)合的要求。
3 組合導(dǎo)航定位技術(shù)
因GPS定位技術(shù)在使用過程中存在某些缺陷，目前的導(dǎo)航定位技術(shù)組合采用組合定位方式[3]，在GPS衛(wèi)星信號(hào)不足的情況下，采用其他導(dǎo)航定位方式來彌補(bǔ)它的不足，比如說，可以采用俄羅斯GLONASS系統(tǒng)進(jìn)行組合，這些不同系統(tǒng)的導(dǎo)航定位原來大體上相似，因此在同一時(shí)刻可以觀測(cè)到的衛(wèi)星信號(hào)就增多，為解決定位盲區(qū)的難題提供了一種很好的方案，但是兩種不同導(dǎo)航衛(wèi)星的組合方式，又存在數(shù)據(jù)融合定問題，需要進(jìn)一步考慮不同組合衛(wèi)星下的導(dǎo)航方式。同時(shí)，如果用戶運(yùn)動(dòng)到室內(nèi)，這兩種衛(wèi)星信號(hào)都接收不到時(shí)，需要采用其他的組合方式，如無線傳感網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)、室內(nèi)定位技術(shù)、UWB定位技術(shù)等等。
4 結(jié)論
本文介紹了導(dǎo)航定位技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，闡述了GPS定位所存在的不足，通過采用組合導(dǎo)航定位技術(shù)的方法可以解決單一導(dǎo)航定位的難題。
【參考文獻(xiàn)】
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[3]陳浩，范勝利，劉建業(yè).GPS/Galileo組合導(dǎo)航定位系統(tǒng)中的選星算法[J].彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào)，2009，29(4)：13-15.
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