北斗在井下定位,北斗卫星定位原理
作者:hacker | 分类:网络攻防 | 浏览:121 | 日期:2022年11月20日目录:
煤矿井下定位设备的运用原理是什么样子的?
每一位煤矿工人在下煤矿之前身上都会携带一个定位设备,用来预防发生危险时,地面的工作人员能够准确的找到自己的位置,而煤矿井下的定位设备的运用原理主要是根据uwb的定位技术来开展的。
Uwb定位技术比普通的手机导航技术更加的精确,可以监督定位人员的实时轨迹。人们平时出行中使用的手机导航利用的是北斗卫星的导航系统,虽然精确度较高,但有时候会出现 *** 信号不好,导航系统延迟的问题,而在煤矿井下所采用的uwb定位技术,即使在信号不好的情况下也能够进行离线定位,把定位的所有数据全部上传到指定的数据系统,最后再由数据系统转化为信号传达到地面的指挥系统。这一系列的操作,即使在没有信号的情况下也可以完成,避免工作人员在煤矿井下受到威胁时,地面的工作人员找不到具 *** 置而发愁。
煤矿井下的uwb定位技术的穿透能力是非常强的,所以定位也比较清晰。工作人员在选择定位设备时,就充分考虑到了煤矿井下的地形复杂并且比较深,因此所有的定位设备的分辨率以及距离的偏差都是非常精准的,对地面的穿透力是很强的,即使在煤矿井下50米左右的位置,也可以精准的找到定位,人员误差不会超过30厘米,除此之外,该定位系统还有一定的排除噪音的功能。避免许多遮挡物或大型设备产生出的声波,对定位技术产生干扰。
煤矿井下的定位技术就是把定位设备的实时位置,通过影像呈现在地面的电脑系统中。在这一过程,地面的工作人员可以实时监测到定位系统的行踪,还可以查看每一位工作人员进去煤矿的时间和出来煤矿的时间分别是多少。
北斗卫星定位系统如何定位的啊?原理是什么呢?
“北斗一号”卫星定位系出用户到之一颗卫星的距离,以及用户到两颗卫星距离之和,从而知道用户处于一个以之一颗卫星为球心的一个球面,和以两颗卫星为焦点的椭球面之间的交线上。另外中心控制系统从存储在计算机内的数字化地形图查寻到用户高程值,又可知道用户出于某一与地球基准椭球面平行的椭球面上。从而中心控制系统可最终计算出用户所在点的三维坐标,这个坐标经加密由出站信号发送给用户。
“北斗一号”的覆盖范围是北纬5°一55°,东经70°一140°之间的心脏地区,上大下小,最宽处在北纬35°左右。其定位精度为水平精度100米(1σ),设立标校站之后为20米(类似差分状态)。工作频率:2491.75MHz。系统能容纳的用户数为每小时540000户。
“一代‘北斗’只用双星定位,比GPS等投资小、建成快,”范本尧说这是我国国情决定的,也对一代“北斗”的技术路线提出了特殊的要求,“所以我们的定位系统具有自己的特点。”
美国的GPS和俄罗斯的GLONASS,都是使用24颗卫星(GPS还另有3颗备份卫星,GLONASS则因经费问题损失了几颗卫星)组成 *** 。这些卫星不中断地向地面站发回精确的时间和它们的位置。GPS接收器利用GPS卫星发送的信号确定卫星在太空中的位置,并根据无线电波传送的时间来计算它们间的距离。等计算出至少3~4颗卫星的相对位置后,GPS接收器就可以用三角学来算出自己的位置。每个GPS卫星都有4个高精度的原子钟,同时还有一个实时更新的数据库,记载着其他卫星的现在位置和运行轨迹。当GPS接收器确定了一个卫星的位置时,它可以下载其他所有卫星的位置信息,这有助于它更快地得到所需的其他卫星的信息。
“1983年,‘两弹一星’功勋奖章获得者陈芳允院士和合作者提出利用两颗同步定点卫星进行定位导航的设想,经过分析和初步实地试验,证明效果良好,”中国计量科学研究院的黄秉英研究员说,这一系统被称为“双星定位系统”。
一代“北斗”采用的基本技术路线最初来自于陈芳允先生的“双星定位”设想,正式立项是在1994年。北斗卫星导航系统由空间卫星、地面控制中心站和用户终端等3部分即可完成定位。一代“北斗”与GPS系统不同,对所有用户位置的计算不是在卫星上进行,而是在地面中心站完成的。因此,地面中心站可以保留全部北斗用户的位置及时间信息,并负责整个系统的监控管理。
有源无源是关键不同点
“一代‘北斗’采用的是有源定位,GPS和GLONASS等都是无源定位,”范本尧说,“这是它们质上的不同点。”
所谓有源定位就用户需要通过地面中心站联系及地面中心站的传输,通讯就不必通过其他的通讯卫星了,一星多用符合我国国情。GPS和GLONASS没有设计通讯功能,主要原因就在于不需要地面站中转服务的无源定位不能提供通讯服务。
北斗导航如何定位
和GPS模块一样,北斗定位模块被称为用户部分,它像“收音机”捕获并跟踪卫星的信号,根据数据按一定的方式进行定位计算,最终得到用户的经纬度、高度、速度、时间等信息。北斗模块的应用关键在于串口通信协议的制定,也就是模块的相关输入输出协议格式。它主要包括数据类型与信息格式,其中数据类型主要有二进制信息和NMEA-0183协议。在实际使用中,将北斗模块嵌入到产品的PCB板上即可,北斗模块根据NMEA-0183协议的标准规范,将位置、速度等信息通过串口传送到PC机、PDA等设备。
在空间中若已经确定A、B、C三点的空间位置,且第四点D到上述三点的距离皆已知的情况下,即可以确定D的空间位置,原理如下:因为A点位置和AD间距离已知,可以推算出D点定位于以A为圆、AD为半径的圆球表,按照此法可以得到以B、C为圆的另两个圆球,即D点定在这三个圆球的交汇点上,即三球交汇定位。北的试验系统和正式系统的定位都依靠此原理。
北斗定位是什么意思?请解释详细一点?
北斗定位是指接收机类型支持北斗卫星信号的定位导航系统,SKYLAB针对车载、工控及消费类等应用推出了一系列高品质多系统GNSS模块(北斗模块),高定位精度,超低功耗,尺寸小巧,支持多系统联合定位以及单系统独立定位。
北斗模块集成度高、功耗低、兼容接收GPS/BDS/GLONASS/GALILEO卫星导航信号,可以实现载体的实时定位、授时、测速等功能,非常适合系统大规模应用的需求;能够在维持更低系统功耗的同时拥有更大灵敏度,内部Flash可以进行程序升级以支持不同的应用;拥有额外的前置LNA用于优化RF性能,易于与天线集成,且前置SAW滤波器加强了抗干扰性能;Notes:烧录不同的程序,可为单北斗模块,单GLONASS模块,GPS+北斗模块,GPS+GLONASS模块。
北斗系统的定位原理
北斗卫星定位系统的定位基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离,然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具 *** 置。
要达到这一目的,卫星的位置可以根据星载时钟所记录的时间在卫星星历中查出。而用户到卫星的距离则通过纪录卫星信号传播到用户所经历的时间,再将其乘以光速得到(由于大气层电离层的干扰,这一距离并不是用户与卫星之间的真实距离,而是伪距(PR):当北斗卫星行为系统的卫星正常工作时,会不断地用1和0二进制码元组成的伪随机码(简称伪码)发射导航电文。北斗卫星定位系统使用的伪码一共有两种,分别是民用的C/A码和军用的P(Y)码。C/A码频率1.023MHz,重复周期一毫秒,码间距1微秒,相当于300m;P码频率10.23MHz,重复周期266.4天,码间距0.1微秒,相当于30m。而Y码是在P码的基础上形成的,保密性能更佳。导航电文包括卫星星历、工作状况、时钟改正、电离层时延修正、大气折射修正等信息。它是从卫星信号中解调制出来,以50b/s调制在载频上发射的。导航电文每个主帧中包含5个子帧每帧长6s。前三帧各10个字码;每三十秒重复一次,每小时更新一次。后两帧共15000b。导航电文中的内容主要有遥测码、转换码、第1、2、3数据块,其中最重要的则为星历数据。当用户接受到导航电文时,提取出卫星时间并将其与自己的时钟做对比便可得知卫星与用户的距离,再利用导航电文中的卫星星历数据推算出卫星发射电文时所处位置,用户在WGS-84大地坐标系中的位置速度等信息便可得知。可见北斗卫星定位系统卫星部分的作用就是不断地发射导航电文。然而,由于用户接受机使用的时钟与卫星星载时钟不可能总是同步,所以除了用户的三维坐标x、y、z外,还要引进一个Δt即卫星与接收机之间的时间差作为未知数,然后用4个方程将这4个未知数解出来。所以如果想知道接收机所处的位置,至少要能接收到4个卫星的信号。
这就是北斗系统的定位原理。