无线电导航定位原理_电磁导航定位原理

目录：

• 1、GPS导航系统的工作原理
• 2、GPS的主要工作原理是电磁波吗
• 3、定位器的工作原理
• 4、斯坦德agv小车电磁导航的工作原理是什么？
• 5、GPS发射信号是什么原理

GPS导航系统的工作原理

全球卫星定位系统（Global Position System, GPS）为美国国防部开发，利用规模遍及全球的人造卫星之航法系统，由24颗人造卫星所构成，其中包括三颗预备卫星。利用对民间开放的C/A码标准测法，能得到数十米的精度，为无线电定位法的一种。

卫星定位系统整体运作上可分成三部份：太空部分、地面部分以及讯号部分。

太空部分

N'K.c"jb~ i0目前GPS卫星已发展至Block II型式的定位卫星，由Rockwell International制造，在轨道上重量约1,900磅，太阳能接收板长度约17呎，预期寿命为7.5年，于1994年完成第24颗卫星的发射，整个GPS系统正式宣告建构完成。因此目前太空中有24颗GPS卫星可供定位运用，它们平均分布于6个轨道面，每个轨道面上各有4颗，距离地面高度约10,900海浬(大约20,000公里)，呈55°角倾斜绕行地球运转，绕行地球一周需12恒星时，每日可绕行地球2周，这也就是说，不论任何时间，任何地点，包含北极,南极，至少有4颗以上的卫星出现在我们的上空。

信号部分100GPS－中国最大的GPS网|导航地图软件下载|报价|手机PDA车载蓝牙GPS#d.J F#F C(zd

GPS卫星产生两组随机电码，一组称为C/A码，一组称为P码。C/A码主要开放给民间使用，因此在精度上刻意降低，P码则是美国国防部保留为其军事用途的电码，精度比C/A码高很多，因此设有密码，一般民间使用者无法解读。一般而言，GPS卫星传送两种频率的载波，L1(Link 1)载波的频率为1575.42 MHZ，L2 (Link 2)载波的频率为1227.60MHZ。

地面部分100GPS－中国最大的GPS网|导航地图软件下载|报价|手机PDA车载蓝牙GPSKMb;K2@z

地面设施部分主要包含GPS监控站与使用者接收设备两部份。

监控站100GPS－中国最大的GPS网|导航地图软件下载|报价|手机PDA车载蓝牙GPS z;?3G3\ |E4OA2k

包括一个主要控制站（Master Control Station）、五个监测站（Monitor Station）－分布于夏威夷、亚森欣岛、迪亚哥加西亚、瓜加林岛、科罗拉多州、三个地面控制站（Ground Control Station）等。监测站主要负责追踪所有卫星的运行位置、时间、气象数据及电离层数据等，将每15秒观测到所有数据，计算出每15分钟一组的平滑化数据（Smoothed Data），传送到主控制站后，由主控制站加以统合，计算出卫星星历、时表修正量、电离层改正系数，再转换成导航讯息，以维护卫星系统的精度与正常运作，此部份由美国国防部负责，使用者无从了解也毋需了解此部份的技术。

主要是一个卫星信号接收器，依照不同的目的而有不同的定位能力，基本的功能是接收L1载波，分离出C/A电码，进行最简单的虚拟距离定位，也是一般车辆定位所使用的机型。其中必须注意的是：GPS卫星产生两种不同的载波来承载所有电码与讯息，其中C/A码仅调置在L1载波上，P码则分别调置在L1与L2载波上，并区别为P1与P2电码，但美国军方目前仅开放C/A码仅民间使用。而一般间使用之接收机可经由差分修正(DGPS差分定位)达15呎或更加之准确度。但使用DGPS讯号需付费，一般使用者应考虑成本及使用目地是否需要到如此精准。如做汽车导航您所需要知道的是您的相对位置配合您所使用之电子地图，无需使用到那么高精度之定位。

　GPS的定位是利用卫星基本三角定位原理，GPS接收装置以测量无线电信号的传输时间来量测距离，以距离来判定卫星在太空中的位置，这是一种高轨道与精密定位的观测方式。假设卫星在11,000英哩高处，测量我们的距离，首先以11,000英哩为半径，以此卫星为圆心画一圆，而我们位置正处于球面上。

GWMU }A0再假设第二颗卫星距离我们12,000英哩，而我们正处于这二颗球所交集的圆周上。现在我们再以第三颗卫星做精密定位，假设高度13,000英哩，我们即可进一步缩小范围到二点位置上，但其中一点为非我们所在的位置极有可能在太空中的某一点，因此，我们舍弃这一点参考点，选择另一点为位置参考点。100GPS－中国最大的GPS网|导航地图软件下载|报价|手机PDA车载蓝牙GPS0SBauTJ k0^ K/x!xm

如果要获得更精确的定位，则必定要再测量第四个颗卫星，从基本物理的观念上来说，以讯号传输的时间乘以速度即是我们与卫星的距离，我们将此测得的距离称为虚拟距离，在GPS的测量上，我们测的是无线信号，速度几乎达18万6千英哩/Sec的光速，而时间却短的惊人，甚至只要0.06秒，时间的测量需要二个不同的时表，一个时表装置于卫星上以记录无线电信号传送的时间，另一个时表则装置在接收器上，用以记录无线电信号接收的时间，虽然卫星传送信号至接收器的时间极短，但时间上并不同步，假设卫星与接收器同时发出声音给我们，我们会听到二种不同的声音，这是因为卫星从11,000英哩远的地方传来，所以会有延迟的时间，因此，我们可以延迟接收器的时间，从此延迟的时间╳速度，就是接收器到卫星的距离，此即为GPS的基本定位原理。

那么GPS卫星究竟传输那些数据呢？卫星所传输的讯号包含有伪乱码(Pseudo random code)、星历数据(Ephemeris:英语发音为ee-fem-er-is)及Almanac。

1、伪乱码(详细请参见"GPS测距码的作用")可帮助我们知道卫星讯号是由那一颗卫星所传输下来，所以伪乱码即是一颗卫星的身份证(ID code)。其卫星编码从1至32。因此我们可从GPS接收机上看到所接收到的卫星编号。但为何超过24个伪乱码呢？这是因为当有新的替代卫星发射启用时，可马上给与这颗替代卫星一个新编号，当真正被淘汰的卫星不能使用时，就取代淘汰的卫星。

2、星历数据含有卫星是否健康或不健康之信息、现在日期、时间，这些数据使您的接收机知道现再时间日期其决定您目前的位置。

3、Almanac传输轨道信息告知接收机各卫星所在天空之位置。

简单的说GPS时如何运作：每一颗卫星会告诉您使用的接收机三件事，我是第几号卫星，我现位置在那里，我什么时候送这讯息给您。当您的GPS接收机接收到这些数据后会将星历数据及Almanac存起来使用，这些数据也用做修正GPS接收机上的时间。

GPS接收机比较每一卫星讯号接收到的时间及本身接收机的时间的不同，而计算出每一卫星道接收机的距离。接收机若在接收到更多卫星时，它可利用三角公式计算出接收机所在位置。三颗卫星可做所谓2D定位(经度及纬度)，四颗或更多卫星可做所谓3D定位(经度、纬度及高度)

GPS的主要工作原理是电磁波吗

GPS定位原理和简单公式

全球定位系统（Global Positioning System）是美国第二代卫星导航系统。是在子午仪卫星导航系统的基础上发展起来的，它采纳了子午仪系统的成功经验。和子午仪系统一样，全球定位系统由空间部分、地面监控部分和用户接收机三大部分组成。

按目前的方案，全球定位系统的空间部分使用24颗高度约2.02万千米的卫星组成卫星星座。21+3颗卫星均为近圆形轨道，运行周期约为11小时58分，分布在六个轨道面上（每轨道面四颗），轨道倾角为55度。卫星的分布使得在全球的任何地方，任何时间都可观测到四颗以上的卫星，并能保持良好定位解算精度的几何图形（DOP）。这就提供了在时间上连续的全球导航能力。

地面监控部分包括四个监控站、一个上行注入站和一个主控站。监控站设有GPS用户接收机、原子钟、收集当地气象数据的传感器和进行数据初步处理的计算机。监控站的主要任务是取得卫星观测数据并将这些数据传送至主控站。主控站设在范登堡空军基地。它对地面监控部实行全面控制。主控站主要任务是收集各监控站对GPS卫星的全部观测数据，利用这些数据计算每颗GPS卫星的轨道和卫星钟改正值。上行注入站也设在范登堡空军基地。它的任务主要是在每颗卫星运行至上空时把这类导航数据及主控站的指令注入到卫星。这种注入对每颗GPS卫星每天进行一次，并在卫星离开注入站作用范围之前进行最后的注入。

全球定位系统具有性能好、精度高、应用广的特点，是迄今最好的导航定位系统。随着全球定位系统的不断改进，硬、软件的不断完善，应用领域正在不断地开拓，目前已遍及国民经济各种部门，并开始逐步深入人们的日常生活。

上述四个方程式中待测点坐标x、 y、 z 和Vto为未知参数，其中di=c△ti (i=1、2、3、4)。

di (i=1、2、3、4) 分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4到接收机之间的距离。

△ti (i=1、2、3、4) 分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4的信号到达接收机所经历的时间。

c为GPS信号的传播速度（即光速）。

四个方程式中各个参数意义如下：

x、y、z 为待测点坐标的空间直角坐标。

xi 、yi 、zi (i=1、2、3、4) 分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4在t时刻的空间直角坐标，可由卫星导航电文求得。

Vt i (i=1、2、3、4) 分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4的卫星钟的钟差，由卫星星历提供。

Vto为接收机的钟差。

由以上四个方程即可解算出待测点的坐标x、y、z 和接收机的钟差Vto 。

GPS的基本定位原理是：卫星不间断地发送自身的星历参数和时间信息，用户接收到这些信息后，经过计算求出接收机的三维位置，三维方向以及运动速度和时间信息。

定位器的工作原理

电气阀门定位器是气动调节阀的关键附件之一，其作用是把调节装置输出的电信号变成驱动调节阀动作的气信号。它具有阀门定位功能，既克服阀杆摩擦力，又可以克服因介质压力变化而引起的不平衡力，从而能够使阀门快速的跟随，并对应于调节器输出的控制信号，实现调节阀快速定位，提升其调节品质。随着智能仪表技术的发展，微电子技术广泛应用在传统仪表中，大大提高了仪表的功能与性能。其在电气阀门定位器中的应用使智能定位器的性能和功能有了一个大的飞跃。　

阀门定位器工作原理:

阀门定位器的工作原理，它是以力矩平衡原理设计和工作的。从电动调节仪表来的4-20mA电流信号，输入到力矩马达组件线圈6后，可动铁芯9被磁化，它与永久磁场10作用（叠加磁场），使铁芯9绕支点5产生转矩，挡板8靠近喷咀7，气动放大器1的背压啬，放大器1的输出也随之啬，此压力输出到气动执行机构13，推杆14向下位移，由挡杆15带动反馈杆16，使懊轮2转动，带动4向左摆，反馈被拉伸，由于作用力，使铁芯9产生一个反向的转矩，此时如果输入倍在铁芯9上产生的反馈力矩处于平衡时，执行机构就按输入信号的数值仪在相应的行程位置上，实现了输入信号与行程关系的比例我一。当输入信号养活时则定位器的工作过程哦上述动作逆动作。图中11用来调节定位的"零们位"（ZERO)。12哦分流器用来调节定位器的比例范围（SPAN).

传统电气阀门定位器的工作原理

反馈杆反馈阀门的开度位置发生变化，当输入信号产生的电磁力矩与定位器的反馈系统产生的力矩相等，定位器力平衡系统处于平衡状态，定位器处于稳定状态，此时输入信号与阀位成对应比例关系。当输入信号变化或介质流体作用力等发生变化时，力平衡系统的平衡状态被打破，磁电组件的作用力与因阀杆位置变化引起的反馈回路产生的作用力就处于不平衡状态，由于喷嘴和挡板作用，使定位器气源输出压力发生变化，执行机构气室压力的变化推动执行机构运动，使阀杆定位到新位置，重新与输入信号相对应，达到新的平衡状态。 在使用中改变定位器的反馈杆的结构(如凸轮曲线)，可以改变调节阀的正、反作用，流量特性等，实现对调节阀性能的提升。

智能电气阀门定位器工作原理:

由阀杆位置传感器拾取阀门的实际开度信号，通过A/D转换变为数字编码信号，与定位器的输入(设定)信号的数字编码在CPU中进行对比，计算二者偏差值。如偏差值超出定位精度，则CPU输出指令使相应的开/关压电阀动作，即:当设定信号大于阀位反馈时，升压压电阀V一l打开，输出气源压力P1增大，执行机构气室压力增加是阀门开度增加，减小二者偏差;如设定信号小于阀位反馈则排气压电阀V-2打开，通过消音器排气减小输出气源压力P1，执行机构气室压力减小是阀门开度减小，二者偏差减小。正是通过CPU控制压电阀来调节输出气源压力的大小使输入信号与阀位达到新的平衡。

定位器根据工作原理可分为：气动定位器、电气式定位器、智能式定位器

气动定位器：通过气动驱动控制阀门的执行机构，也是最早的定位器，属于机械式（力平衡原理：通过气动滑阀来实现气压平衡），优点是：控制比较精确 缺点是：因为是气动控制，如果需要反馈至控制中心，就需要做电气转换

电气式定位器：此种在国内的应用最广，就是在气动定位器的基础上将电气转换元件集成到定位器上，方便了控制（相比气动定位器：用户只需要给标准的信号即可，而气动定位器的控制信号也是气源信号，在和系统的电流联系过程中，需要电气转换器），同时改进了滑阀的设计，采用了喷嘴挡板的设计。 优点是：控制笔记哦方便 缺点是：喷嘴挡板的结构，使得该类型定位器对环境震动比较敏感

智能式定位器：类似于电脑的发展，此时所有控制部分和比较部分准通过电器部分实现，喷嘴挡板也给成了压电阀的结构，可以进行自我调试、诊断、反馈、记录、总线通信等功能

定位器从所配阀门来分，有可以分为：直行程阀门用/角行程阀门用

从控制方式分：双作用/单作用

以上很容易发现：气动定位器本身因为不涉及电器元件，为防爆要求，但是剩余的两种需要确认电器元件的防爆要求。

斯坦德agv小车电磁导航的工作原理是什么？

斯坦德AGV不是电磁导航，他们采用的是新一代的自然导航技术，AGV通过激光雷达等传感器来对环境进行地图构建和定位，完全不需要铺贴磁条等，无需环境改造，而且能够适应工厂中的环境变化，会自己更新地图

GPS发射信号是什么原理

大家都知道，GPS是通过卫星定位的。

原理：大家手上的GPS终端装置内置有发射机，接收机。发射机通过发射某一固定频率的信号，而卫星通过该频率来保持同步，从而接收到该终端装置发射的信号。（该信号属于高频电磁波，电磁波原理，调制及解调这里就不详述了，说不完。）

再来说说定位原理：卫星通过电磁波来测量出卫星与GPS终端的距离，但是仅仅这个距离还不足以精确具体位置，学过立体几何的都知道，知道卫星之间的距离，知道卫星与目标之间的距离，要确定目标的位置，至少要有三个以上的卫星才能准确定位。

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