运载工具导航 习题与思考

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1、一、导航概念，导航分类？导航是将航行体从起始点导引到目的地的技术或方法。能够向航行体的操纵者或控制系统提供航行体的位置、速度、航向等即时运动状态的系统称为导航系统。航标方法航体推算法，天文导航，惯性导航，无线电导航，卫星定位导航二、卫星导航系统有哪些，各系统性能指标？三、空固坐标系和地固坐标系坐标参考时如何确定的，主要区别？天球空间直角坐标系的定义：原点位于地球的质心，z轴指向天球的北极Pn，x轴指向春分点g，y轴与x、z轴构成右手坐标系。地心空间直角坐标系的定义：原点与地球质心重合，z轴指向地球北极，x轴指向格林尼治平子午面与赤道的交点E，y轴垂直于xo

2、z平面构成右手坐标系。区别：（1）两坐标系的原点均位于地球的质心，故其原点位置相同。（2）瞬时天球坐标系的z轴与瞬时地球坐标系的Z轴指向相同。（3）两瞬时坐标系x轴与X轴的指向不同，其间夹角为春分点的格林尼治恒星时。四、时间系统有哪些分类，相互之间关系？国际原子时IAT地球质心力学时TDTGPS时间系统GPST协调世界时UTCTDT=IAT+32.184SIAT=UTC+1S´nIAT-GPST=19sGPST=UTC+1S´n-19s五、卫星运动规律，卫星位置如何确定？开普勒三定律：1、卫星运行的轨道为一椭圆，该椭圆的一个焦点与地球质心重合。2、卫星的地

3、心向径在单位时间内所扫过的面积相等3、卫星运行周期的平方与轨道椭圆长半径的立方之比为一常量，等于GM的倒数。先计算卫星在轨道平面坐标系下的坐标然后将上述坐标系分别绕X轴转-i角，绕Z轴旋转-Ωk角，求出卫星在地固系下的坐标（计算卫星运行的平均角速度n-----开普勒参数表示的卫星位置-----卫星在轨道平面坐标系上的位置-----地球坐标系的坐标-----协议地球坐标系）六、导航电文包括哪些内容，如何利用导航电文确定卫星位置？遥测字：协助用户快速解译导航电文，判定卫星可用与否交接字：快速捕获到P码第一数据块：含有卫星钟改正参数及数据龄期、星期的周数编号、电

4、离层改正参数和卫星工作状态等信息。第二数据块（核心部分，卫星星历）：包含了计算卫星运行位置的信息，GPS接收机根据这些参数可以进行实时的导航定位计算第三数据块（历书数据）向用户提供GPS卫星的概略星历及卫星的工作状态信息七、GPS信号的基准频率是多少，GPS信号包含哪些成分及各自作用，各类成分频率与基准频率关系？基本频率f0=10.23MHz数据码（D码、导航电文编码）测距码（C/A码和P码）测距载波（L1和L2）搭载其他调制信号、测距、测定多普勒频移八、什么叫做伪随机码？它有什么特点？九、什么叫做伪码扩频？它有什么优越性？将原拟发送几十比特速率的导航电文

5、变换成发送几兆甚至更高比特率的由导航电文和伪噪声码组成的组合码，称之为伪随机码扩频，简称伪码扩频。优越性1、保密性强：信号深埋在噪声中，抗干扰耗2、电量少，降低了信噪比，节省卫星电能可以很小的发射功率实现2万公里的定位。十、什么叫做伪码测距？它的基本原理是什么？在计算卫星发射信号由卫星到用户的，传播延时时，主要利用了卫星发射信号中的伪随机码和地面GPS接收机中复制的跟踪伪码的相关接收技术，故称为伪码测距。基本原理利用一伪码延时锁相环路，使本地复制的跟踪码和接收到的伪码在码元上对齐，也即是在时间上对准，再将跟踪伪码与本地的基准伪码进行比对，得到时间差。十一、

6、什么叫做码分多址？什么叫做频分多址？GPS系统和GLONASS系统分别采用什么技术对卫星信号进行识别和处理？所谓码分多址，就是针对不同的GPS卫星，预先指定使用不同结构的伪随机码。把信道频带分割为若干更窄的互不相交的频带（称为子频带），把每个子频带分给一个用户专用(称为地址)。这种技术被称为"频分多址"技术。 分别是码分多址和频分多址十二、C/A码和P码有哪些区别？十三、GPS系统为什么要使用两个载波频率？GPS的伪随机码通过什么技术调制在载波上？目前两个载波上分别调制了哪些码？将来还会调制哪些信号？使用两个载波频率发射是为了对电离层延迟进行双频改正GPS

7、卫星天线发射的信号，是将导航电文经过两级调制后的信号。一级调制是将低频D码分别调制高频C/A码和P码，实现导航电文的伪随机码扩频；二级调制是将一级调制的组合码再分别调制在两个载波频率上。十四、什么叫做重建载波？由于在GPS信号中已用二进制相位调制的方法在载波上调制了测距码和导航电文，因此接收到的卫星信号的相位已不再连续。所以在进行载波相位测量前，首先要进行解调工作，设法将调制在载波上的测距码和导航电文去掉，重新恢复载波。这一工作称为重建载波。十五、GPS接收机有哪些分类方法？如何分类？接收机的分类按用途分类:测地型、导航型、授时型。按所用载波频率多少分类:

8、单频、双频。按接收机通道数分类:多通道接收机、序贯通道接收机、多路