现代导航信息系统课件（最终）.ppt

 第一章 概论 第一章 概论 1 什么是现代导航信息系统？ 现代组合导航系统是随着电子计算机技术，特别是微机技术的 迅猛发展和现代控制理论的进步，在航海、航空及航天等领域发展 起来的。将过去单独使用的各种导航设备通过计算机有机地组合在 一起，应用卡尔曼滤波等数据处理技术，发挥各自特点，取长补 短，使系统导航的精度、可靠性和自动化程度都大为提高，成为当 前导航技术的发展方向之一。 第一章 概论 一、导航系统的概念 导航：引导航向。 生活中 ---- 有经验的人指导未经验的人。 网络导航 ---- 分类网站的查询等。 航海中 ---- 引导船舶安全、经济地到达目的地。 定位：准确地确定出自己的位置（船位），离目的地还有 多远、为导航提供重要依据。 信息：从某个设备、渠道获取并提取有用的情报（数据）。 系统: 是由客观世界中实体与实体间的相互作用和相互依赖 关系构成的某种特定功能的有机整体。 第一章 概论 北宋宣和元年(1119年)朱彧(yu)著的“萍洲可谈”一书中记载有：“舟师试地理、夜则观星、昼则观日、阴晦观指南针”。就是说当时的航海家用地文航海术、天文航海术(白天测太阳、夜晚测星体)，在阴天见不到太阳时用磁罗经进行定向导航。 本世纪初(1908年)，为了完成潜水艇北极航行计划，由于磁罗经在潜水艇内因地磁力线为潜水艇铁壳所屏蔽不能工作，德国人安许茨为此研制成功了世界上陀螺家族中的第一台精密(惯性级)陀螺仪器——航海陀螺罗经。 美国策二代卫星导航的导航星全球定位系统GPS已于1994年布满了18颗里并正式投入使用。由于它能连续三维定位，精度高，全球全天候使用，又具有提供速度、时间信息等独特优点，因而以惯性导航和GPS为核心的组合导航，将使组合导航技术跨入一个新的时代。 二、导航系统的发展 1. 推算导航：根据船舶的航向、航程推算出船舶位置，所利用的 是罗经、计程仪、天文钟等。 2. 陆标导航：在有陆标的江河、海区航行时，可以测定陆标的方 位、距离或水平夹角等决定船舶的位置。 3. 天文导航：它是利用天球上具有一定运动规律的天体----星、太 阳、月亮求出船舶的位置，所用的装置是六分仪。 4. 无线电导航：是利用无线电方法确定船舶的位置，并引导它 安全经济地航行，所用的是无线电测向仪、 劳兰A、劳兰C、奥米加、台卡以及卫星导航。 5. 现代导航：是将无线电导航中的定位装置和其他实体如VTS、 AIS、VDR、电子海图等有机地结合起来，通过使 用计算机技术、GIS技术、通信技术、人工智能技 术、自动控制技术等，形成的一个现代导航系统。 6. 自动导航：输入目的港，船舶按一定的航向、航速自行航行， 并不断地获取导航信息，完成定位、计算、修正、 自动避碰等工作，最终安全抵达目的港。 现代导航信息系统研究的是如何运用现代航海新技 术，借助于具有某些特定功能的系统正确地获取有用信 息、处理信息、显示信息，来引导我们的船舶安全、经 济地抵达目的地。 现代科学技术的发展推动了现代导航技术的进步，特别是近一、二十年来随着GPS的普及和应用、电子海图技术的日趋成熟、VTS和AIS的发展、组合导航和集成驾驶的出现使得导航技术从分离的单个的航海仪器朝着综合的集成的系统方向转变，现代导航技术产生了质的飞跃。 计算机接口技术的应用为各种导航信息的采集提供了保障；计算机软件技术的发展使得各种信息的处理更加快捷和准确；G