导航技术的概念内容与发展
现代卫星导航系统技术特点与发展趋势分析
现代卫星导航系统技术特点与发展趋势分析
一、本文概述
随着科技的飞速发展，卫星导航系统已成为现代社会不可或缺的重要组成部分。它广泛应用于军事、民用、科研等多个领域，为人类的生产、生活提供了极大的便利。本文旨在深入探讨现代卫星导航系统的技术特点以及未来发展趋势，以期为读者提供全面、深入的技术理解与发展展望。
我们将概述卫星导航系统的基本概念、历史沿革以及现代卫星导航系统的主要构成和功能。我们将重点分析现代卫星导航系统的技术特点，包括其高精度定位、快速响应、全球覆盖等核心优势，并探讨其在实际应用中的表现。我们将展望卫星导航系统的未来发展趋势，包括新技术、新应用、新挑战等方面的内容，以期为读者提供一个清晰、全面的技术与发展蓝图。
通过本文的阐述，我们期望能够帮助读者更好地了解现代卫星导航系统的技术特点与发展趋势，为其在实际应用中的使用、研发和创新提供有益的参考和启示。
二、现代卫星导航系统的技术特点
现代卫星导航系统以其独特的技术特点，在全球范围内提供了前
所未有的定位、导航和授时服务。这些技术特点主要体现在以下几个方面：
高精度定位：现代卫星导航系统如GPS、GLONASS、Galileo和BDS等，通过多颗卫星的协同工作，能够实现全球范围内的高精度定位。这些系统能够提供米级甚至厘米级的定位精度，满足了军事、民用等多个领域的需求。
全天候工作能力：卫星导航系统不受天气条件的影响，可以在任何时间、任何地点提供连续的导航服务。这一特点使得卫星导航系统在恶劣环境下，如雨雪、雾霾、夜晚等条件下，依然能够稳定工作。
卫星导航系统的应用与发展
卫星导航系统的应用与发展
一、卫星导航系统的基本概念
卫星导航系统是指通过卫星发射和地面设备接收、处理导航信
号等手段，提供全球范围内的准确定位、导航和时间服务的系统。该系统主要的组成部分包括卫星、地面控制系统以及用户接收设备。卫星导航系统的主要功能包括提供位置、速度、时间和导航
等信息，在交通运输、航空航天、海洋渔业、地质勘探、气象、
物流运输、安全防护等领域得到了广泛的应用。
二、卫星导航系统的发展历程
1960年，美国首次发射了第一颗用于导航的试验性卫星。
在此之后，美国陆续推出了多颗卫星，完成了基础设施的搭建，并于1978年正式启用了美国全球定位系统（GPS）。借助于GPS
的成熟应用，全球开展了大规模的卫星导航应用，并逐渐成为商
业化运营的产品。
在GPS之后，欧洲及俄罗斯也相继推出了自己的卫星导航系统，分别是欧洲伽利略系统（Galileo）和俄罗斯的格洛纳斯（GLONASS）。
与GPS不同的是，伽利略和格洛纳斯不仅可以提供基本的定位服务，还拥有更多的高级功能，如搜索和打击，以及天气预报等
其他应用。
三、卫星导航系统的应用
卫星导航系统在多个领域得到了广泛的应用，下面列出几个典型案例：
1.航空航天
卫星导航系统可以为航空航天提供准确定位和导航服务，同时在飞行过程中提供重要的时间服务，特别是在航班监管和飞行安全方面。
2. 汽车导航
卫星导航系统为驾驶员提供定位、导航和时间服务，改善了驾驶员的驾驶体验，加速了道路通行，并且还可以帮助我们更好地了解周边环境和交通情况。
3.渔业
卫星导航系统可以为渔民提供时间、定位和导航服务，帮助渔民更好地了解天气和海洋情况，提高渔民的捕捞效率和安全性，避免风险和灾难。
专利导航与产业发展
专利导航与产业发展
中国的创新能力持续提升，专利导航在促进产业发展中起着重要的作用。本文将就专利导航与产业发展展开论述，探讨其相互关系以及在经济、技术、法律等领域的应用。
一、专利导航的概念与意义
专利导航是指通过对专利技术信息进行搜索、分析和评估，为科研人员、企业和政府部门提供有关专利信息的指引和决策支持。它能够帮助用户了解市场竞争格局、技术发展趋势等信息，有助于决策者迅速了解技术状况、把握市场机遇。
在产业发展中，专利导航可以提供有价值的信息支撑。首先，专利导航可帮助企业进行技术创新，了解技术前沿，指导技术研发工作，降低技术风险。其次，通过专利导航可以发现和分析竞争对手的技术布局和实力，为企业制定有效竞争策略提供依据。此外，专利导航还能指导政府科技决策，为制定科技政策提供科学依据。
二、专利导航在产业发展中的应用
专利导航在产业发展中广泛应用，具体体现在以下几个方面。
1. 技术研究与开发
专利导航可以帮助企业了解相关技术领域的现状与发展趋势，为技术研发提供指导。通过对专利信息的分析，企业可以了解已有技术的
创新方向，避免技术重复研发，提高研发效率。同时，它还可以为企业寻找合作伙伴、技术引进等提供参考依据。
2. 市场调研与商业决策
专利导航可以揭示市场竞争格局，帮助企业了解行业发展趋势、市场需求等信息。通过分析专利信息，企业可以了解竞争对手的技术布局和产品特点，从而制定相应的市场策略。此外，专利导航还可以发现市场空白，提供创新商业模式的灵感。
3. 产业政策与监管
专利导航在产业政策制定和行业监管中有重要作用。政府部门可以通过专利导航了解各个领域的技术发展状况，评估产业创新能力，为产业政策的制定提供科学依据。同时，专利导航还可以用于监测和打击侵权行为，维护市场秩序。
自主导航技术发展现状与趋势
自主导航技术发展现状与趋势
自主导航技术是一种能够自主规划、自主控制和自主决策的导航方法，近年来在军事、民用等领域得到了广泛应用。本文将介绍自主导航技术的发展现状、趋势及其在未来应用中的重要性。
自主导航技术最早可以追溯到20世纪80年代的无人驾驶飞机和机器人领域。随着科技的不断进步，自主导航技术在卫星导航、惯性导航、地形匹配、视觉导航等方面得到了广泛应用。近年来，随着人工智能和机器学习技术的不断发展，自主导航技术正朝着智能化、自主化和协同化的方向发展。
低空自主导航主要应用于无人机、无人车等领域。目前，低空自主导航技术已经比较成熟，无人机已经可以独立完成多种任务，如航拍、遥感、通信中继等。无人车也在城市道路和高速公路上得到了广泛应用，实现了高度的自主导航和自动驾驶。
水面自主导航主要用于水下机器人、智能船舶等领域。随着海洋经济的不断发展，水面自主导航技术的需求也越来越多。水下机器人可以在复杂的水下环境中进行探测、科研和救援等工作，智能船舶则可以实现自动化航行和避障等功能。
随着各种新型应用的不断涌现，对自主导航技术的精度和可靠性提出了更高的要求。未来，自主导航技术将朝着高精度、高可靠性的方向发展，以满足各种复杂环境下的应用需求。
多源信息融合是将多种导航信息进行融合处理，以提高导航精度和可靠性。未来，多源信息融合技术将成为自主导航技术的发展趋势之一，以实现不同导航信息之间的优势互补。
智能化导航是利用人工智能和机器学习等技术，使自主导航系统能够自主学习和优化导航策略，以适应各种复杂环境下的应用需求。未来，智能化导航技术将成为自主导航技术的发展趋势之一，以实现更高的自主性和适应性。
航路与导航 导航
导航是轮船和飞机正常航行不可缺少的技术手段。
随着科学技术的进步，无线电技术、空间技术、 电子计算机等先进技术逐渐在导航、通信、监控 等方面得到应用，大大提高了导航的准确性，使 轮船和飞机在全球的海、空领域内自由航行。
导航的实质是确定物体所在的经纬度位置。
三、导航——导航方法
天文导航
导航方法
无线电导航 卫星导航
中波导航台（NDB）
甚高频全向信标（VOR）+测距仪（DME） 美国全球卫星定位系统（GPS）
俄罗斯格洛纳斯系统（GLONASS） 欧洲伽利略系统（GALILEO） 中国北斗系统（BDS）
Fra Baidu bibliotek
导航技术方案
导航技术方案
导言：
随着科技的进步和社会的发展，导航技术在我们日常生活中发挥着
重要的作用。无论是驾车出行、步行导航还是航海航空，准确的导航
技术都能为我们提供方便和安全。本文将就导航技术的相关概念和几
种常见的导航技术方案进行介绍和分析。
一、全球卫星导航系统（GNSS）
全球卫星导航系统，即GNSS（Global Navigation Satellite System），是目前最常用的导航技术之一。该系统利用全球多颗卫星进行定位和
导航，最著名的例子就是美国的GPS（Global Positioning System）。GNSS通过卫星发射的定位信号，接收设备可以计算出自身的精确位置，并提供相关导航信息。GNSS的优势在于全球覆盖、定位准确，适用于各种陆地、水域和空域的导航需求。
二、惯性导航系统
惯性导航系统是一种利用加速度计和陀螺仪等惯性传感器来测量物
体加速度和角速度，从而推导出物体的位置和姿态的导航技术。该系
统不依赖于外部信号，可以实现全天候、闭环导航，对于无法接收卫
星信号的特殊环境具有重要意义。然而，惯性导航系统存在漂移问题，导致长时间使用后误差逐渐增大，因此通常与其他导航系统结合使用。
三、地面增强导航系统（GBAS）
地面增强导航系统（Ground-Based Augmentation System，简称GBAS）是一种利用地面基站和卫星信号进行导航增强的技术方案。GBAS通过在地面部署一系列基站，从卫星信号和基站信息中计算出精确的位置修正数据，再传输给飞机或船只等移动设备，使其定位更加准确可靠。GBAS的优势在于能够提供高精度的定位服务，并且适用于特定区域，如机场周围或海洋导航。
实现智能导航和路径规划的功能
实现智能导航和路径规划的功能智能导航和路径规划是随着人工智能和物联网技术的发展，日益受到重视的一项领域。它的实现涉及到多个方面的技术和应用，包括地理信息系统、机器学习、网络通信等。本文将从智能导航和路径规划的概念、技术原理、应用场景和未来发展等方面进行介绍和分析。
一、智能导航和路径规划的概念
智能导航和路径规划是基于地理信息系统和计算机技术的一种智能化应用，它可以帮助人们在未知的环境中快速准确地找到目的地，提升出行的效率和便利。它的核心是利用计算机技术对地理空间信息进行处理和分析，为用户提供全面的导航和路径规划服务。
二、智能导航和路径规划的技术原理
1.地理信息系统（GIS）是智能导航和路径规划的基础技术之一，它可以对地理信息进行采集、存储、管理、分析和展示。地理信息系统可以获得不同种类的地理数据，包括地形、交通、建筑等信息，为路径规划和导航提供了丰富的数据支持。
2.机器学习技术在智能导航和路径规划中的应用也日益重要。通
过对海量的地理数据进行分析和学习，机器学习可以提取地理信息的
规律和特征，为路径规划和导航提供更加智能的方法和算法。
3.网络通信技术是智能导航和路径规划实现的关键环节，它可以
将计算机处理的结果快速传输给用户，为用户提供实时的导航和路径
规划服务。同时，网络通信技术也可以将用户的反馈和位置信息及时
传输给计算机进行处理和调整。
三、智能导航和路径规划的应用场景
1.智能交通系统是智能导航和路径规划的一个重要应用场景，通
过对交通流量、车辆位置等信息进行实时监控和分析，可以为车辆提
供智能导航和路径规划服务，降低交通拥堵和事故发生的概率。
领航与导航知识点总结
领航与导航知识点总结
导航是指确定一个位置并且帮助人们到达那里的过程。对导航的需求已有几千年历史，随
着技术的进步，导航的方法也不断改进。领航与导航知识点对于航海士而言尤为重要，因
为一旦失去了方向，他们可能永远不会找到回家的路。
本文将对领航与导航的基本概念、历史发展、现代技术和未来趋势进行综合总结。
一、基本概念
1.1 方向和位置
导航的第一步是确定自己所在的位置，以及目标的方向。方向通常以度数表示，与地球的
正北方向夹角为0度，正东为90度，正南为180度，正西为270度。
1.2 坐标系
常见的坐标系有地理坐标和笛卡尔坐标。地理坐标以经度和纬度表示，经度是东西方向上
的线，纬度是南北方向上的线；笛卡尔坐标以x，y，z轴表示，用数学上的距离和方向表
示位置。
1.3 时间与速度
时间是导航中非常重要的参数。计算出发时间和到达时间之间的时间差，可以根据速度计
算出航程的长度。速度和时间也是现代车载和航空导航系统中不可或缺的参数。
1.4 距离和角度
导航中常用的单位有公里、海里和英里。角度以度数和弧度表示，用来确定方向和航线。
二、历史发展
2.1 古代导航技术
古代人通过观察星象、山川河流、风向水流等自然现象来确定方向和位置。著名的地图有
古希腊人的地中海地图和中国的《郑和航海图》。
2.2 地图和指南针
地图的制作使人们能够更精确地测量和表示地球上的陆地、海洋和天空环境。指南针的发
明使得海上航行的方向可以更精确地确定。
2.3 天文导航
天文导航是古代最重要的导航方法之一。通过观察星体的位置和运动、日月星座的变化等，航海士可以确定自己的位置和朝向。
导航与定位的基本概念
导航和定位是与位置相关的概念，它们在不同的领域和应用中有着不同的含义和用途。以下是导航和定位的基本概念：
导航：导航是指确定并控制物体或人员在空间中的移动方向和路径的过程。导航旨在帮助目标实体从一个位置到达另一个位置，并提供相应的指导和指示。导航可以利用各种手段，包括地图、指南针、GPS（全球定位系统）、惯性导航系统等，以确定最佳路径并提供导航指令。
定位：定位是指确定目标实体的精确位置或坐标的过程。定位技术旨在确定目标实体在三维空间中的准确位置，通常通过使用传感器、无线信号或其他定位系统来实现。定位系统可以是基于卫星的GPS系统、无线网络定位、惯性导航系统、视觉识别等。
导航和定位之间存在一定的关联性。定位是导航的基础，导航依赖于准确的定位信息来确定目标的当前位置和目标位置之间的最佳路径。定位技术的发展和进步使得导航系统能够提供更精确和可靠的导航服务。
导航和定位在许多领域中都具有广泛的应用，包括航空航天、航海、交通运输、军事、无人驾驶、户外探险、物流和位置服务等。通过准确的导航和定位技术，人们可以在空间中准确导航并确定自身位置，从而实现更高效、安全和便捷的移动和定位体验。
海上航行导航与定位技术
海上航行导航与定位技术
随着科技的发展和全球化进程的加速，海上航行导航与定位技术在海事领域中变得至关重要。本文将探讨海上航行导航与定位技术的概念、主要应用和发展前景。
一、概念
海上航行导航与定位技术是指通过各种技术手段来实现船舶在海上航行过程中的位置确定、导航和航行安全管理。这些技术手段包括全球卫星导航系统、雷达技术、无线通信技术等。
二、主要应用
1. 全球卫星导航系统（GNSS）
全球卫星导航系统是目前最常用的海上航行导航与定位技术之一。它利用一系列卫星在轨道上提供的信号，通过接收并处理这些信号，可以确定船舶的位置、速度和方向。其中最为著名的全球卫星导航系统是GPS（Global Positioning System），其准确性和稳定性已经得到了广泛认可。
2. 雷达技术
雷达技术在海上航行导航与定位中起着重要作用。通过向周围环境发射无线电波，并接收并处理回波，雷达系统可以探测到船舶周围的目标物体，以及它们的位置和运动状态。这对于避开障碍物、寻找航道以及提高航行安全非常重要。
3. 无线通信技术
无线通信技术在海上航行导航与定位中也扮演着重要的角色。通过
利用无线通信设备，船舶可以与岸基监控中心、其他船舶以及海上救
援机构进行实时的信息交流和数据共享。这有助于提高航行的协调性、紧急情况的应对速度和航行整体效率。
三、发展前景
海上航行导航与定位技术在未来将会继续发展并取得新的突破。以
下是一些可能的发展趋势：
1. 融合多种技术手段
未来，综合利用多种海上航行导航与定位技术将成为主流趋势。例如，将全球卫星导航系统、雷达技术和无线通信技术等相互融合，可
导航与位置服务
导航与位置服务
导航与位置服务在现代社会中起着重要的作用。随着移动互联网的快速发展和智能手机的普及，人们对于导航和位置信息的需求越来越大。本文将介绍导航与位置服务的概念、发展历程、应用领域以及未来的发展方向。
一、概念
导航与位置服务是指利用地理信息和定位技术，为用户提供导航、定位和相关服务的一种技术。通过导航与位置服务，用户可以很方便地获取自己的位置信息，并且得到准确的导航指引。这项技术的应用范围广泛，包括但不限于交通导航、商业导航、位置分享等。
二、发展历程
导航与位置服务的发展可以追溯到20世纪60年代的全球定位系统（GPS）的诞生。GPS是美国陆军研制的一种卫星导航系统，最初用于军事目的。随后，GPS逐渐向民用领域开放，成为人们日常生活中不可或缺的一部分。在智能手机的普及之后，导航与位置服务得到了进一步的发展。现如今，我们可以通过手机上的地图应用随时随地进行导航，而不再依赖于传统的导航仪器。
三、应用领域
导航与位置服务在各个领域都有广泛的应用。首先是交通导航领域。随着城市化进程的加速，道路越来越复杂，人们出行的需求也越来
越高。交通导航系统可以帮助我们规划最佳的行车路线，避开拥堵，节省时间和油费。其次是商业导航领域。在商场、超市等大型购物
场所，导航系统可以帮助消费者更快速地找到自己想要购买的商品，提高购物效率。此外，导航与位置服务也广泛应用于旅游、物流、
公共安全等领域。
四、未来的发展方向
随着技术的不断进步，导航与位置服务仍然具有巨大的发展潜力。
首先，定位精度将进一步提升。目前，GPS的定位精度已经相当高，但在一些复杂环境下仍然存在一定的误差。未来的导航与位置服务
第一讲-导航技术1介绍
• 最初和主要形式是在地面台（站）上为船 舶和飞机进行导航 • 20世纪80年代开始，由于卫星导航的发展 及应用，以及其他新型导航方式的出现， 开辟了无线电导航的一个新的应用领域， 进入了以卫星导航为主要形式的精密导航 时代。
2018/10/20
无线电导航的特点
• 受外界条件（如昼夜、季节、气象等）的 限制较小； • 测量导航参数的精度较高，测量速度快； • 系统体积小、质量轻，可靠性高； • 系统价廉经济，易于推广和流行。
2018/10/20
4、无线电导航的基本任务（以航空为例）
港区空域 航线空域 特定出口 特定入口
起飞机场
降落机场
• 航路导航系统：完成航线导航任务的系统； • 着陆引导系统：完成进场着陆引进的导航系统（有的着陆引导 系统具有离港引导能力）。 • 随着空域中飞机密度增高，特别是港区空域更加突出，空中 航 行管制显得非常必要，这也是导航业务的一个重要方面 ，专门 用于空中航行管制的系统称为空中交通管制系统（ ATCS-Air Traffic Control System）。 2018/10/20
2018/10/20
2、按所测量的几何参量划分
• 无线电测角导航系统（直线位置线）：伏尔、罗 盘 • 无线电测距系统 （圆位置线）：塔康、DME • 无线电测距差系统（双曲线位置线）：罗兰－Ａ 、罗兰－C • 无线电测距和系统（椭圆位置线）：星基导航有 源定位 • 无线电复合式系统
导航技术的概念内容与发展
2. 导航电子地图数据
2.3 数据分类及数据结构
实时导航数据部分数据结构
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2. 导航电子地图数据
2.4 空间数据的数学基础
A
坐标系
B
比例尺
空间数据数学基础
C
地图投影
D
Subtopic
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2. 导航电子地图数据
2.4 空间数据的数学基础 常用坐标系
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Page 13
1. 导航的概念
1.7 导航技术中的一些概念 三维实景导航：将路面上的建筑物以三维立体形式表现 ，效果更为真实
AR增强现实导航：实际场景的实时录像叠加转向信息
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1. 导航的概念
1.7 导航技术中的一些概念
越野导航
越野导航：将点到点导航，在无图状态下的方向导航。 用于没有道路的地方，通过标点、他人航迹、预先规划 好的路径等手段来导航。
车辆标识
速度方向 车辆位置
利用出行者反馈的信息来采集实时路况信息
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2. 导航电子地图数据
2.6 导航电子地图的生产
① 收集图源
③ 内业加工
⑤ 刻盘生产
② 外业采集
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④ 测试验收
2. 导航电子地图数据
2.7 导航电子地图的发布
导航工程技术专业学习教程系统概述与基础知识
导航工程技术专业学习教程系统概述与基础
知识
尊敬的读者，
本文旨在全面介绍导航工程技术专业学习教程系统的概述与基础知识。导航工程技术是一门涉及卫星导航、地理信息系统和遥感等相关
领域的技术学科。在这个数字时代，导航技术扮演着重要角色，成为
了城市规划、交通运输和物流管理等领域不可或缺的一部分。因此，
对导航工程技术的学习具有重要意义。
1. 概述
导航工程技术专业学习教程系统的概述主要涵盖了导航工程技术的
基础概念、学科特点、发展历程和学习目标。学习导航工程技术需要
具备扎实的数学、物理和计算机科学基础，同时对电子技术、地理信
息系统和卫星通信等领域有所了解。通过系统性的学习，学生将会获
得掌握导航工程技术相关知识和技能的能力。
2. 基础知识
2.1 卫星导航系统
卫星导航系统是导航工程技术的核心内容之一。常见的卫星导航系
统包括GPS（全球定位系统）、GLONASS（俄罗斯全球导航卫星系统）和北斗导航系统等。学习导航工程技术需要了解卫星导航系统的原理、组成和应用，以及信号传输、测量原理和导航算法等相关知识。
2.2 地理信息系统
地理信息系统（GIS）是导航工程技术中重要的工具之一。它结合了地理学、测绘学和计算机科学等多个学科，用于存储、处理和分析地理信息数据。在导航工程技术中，GIS可以用于地图制作、路径规划和资源管理等方面。学生需要学习GIS的基本理论与技术，并能够运用GIS软件进行数据处理与可视化。
2.3 遥感技术
遥感技术在导航工程技术中也扮演着重要角色。通过遥感技术，可以获取地球表面的各种信息，如高程、植被覆盖和土壤类型等。学生需要了解遥感技术的基本原理、传感器类型和数据处理方法，以便在导航工程项目中充分利用遥感数据。
无线电导航基础
第1章绪论
1.1导航的发展简史
1.1.1导航的基本概念
导航是一门研究导航原理和导航技术装置的学科。导航系统是确定航行体的位置方向，并引导其按预定航线航行的整套设备（包括航行体上的、空间的、地面上的设备）。
一架飞机从一个机场起飞，希望准确的飞到另外一个机场就必须依靠导航、制导技术。
导航，即引导航行的意思，也就是正确的引导航行体沿预定的航线，以要求的精度，在指定的时间内将航行体引导至目的地。由此可知除了知道起始点和目标位置之外，还要知道航向体的位置、速度、姿态等导航参数。其中最主要的是知道航行体的位置。
1.1.2导航系统的发展
在古代，我们的祖先一直利用天上的星星进行导航，在古石器时代，为了狩猎方便，人们利用简单的恒星导航方法，这就是最早的天文导航方法。
后来，随着技术的不断发展和人们对事物认知的发展，人们利用导航传感器来导航，最早是我们祖先发明的指南针。现有的导航传感器包括六分仪、磁罗盘、无线电罗盘、空速表、气压高度表、惯性传感器、雷达、星体跟踪器、信号接收机等。
以航空领域为例，从20世纪20年代开始飞机出现了仪表导航系统。
30年代出现了无线电导航系统，即依靠飞机上的信标接收机和无线电罗盘来获得地面导航台的信息已进行导航。
40年代开始研制甚高频导航系统。
1954年，惯性导航系统在飞机上试飞成功，从而开创了惯导时代。
50年代出现了天文导航系统和多普勒导航系统。
1957年世界上第一颗卫星发射成功以后，利用卫星进行导航、定位的研究工作被提上了议事日程，并着手建立海事卫星系统用于导航定位。随着1967年海事卫星系统经美国政府批准对其广播星历解密并提供民用，由此显示出卫星定位的巨大潜力。
导航技术概论及组合导航基本概念
M
α > 32°
α β γ
β = 32° P γ < 32°
M D=35链
M1
N
90°-α
M2
α
O
W1
N' W
α
W2
2 地文导航（Terrestrial Navigation ）
➢ 基本原理：当船舶航行时，如对某一物标进行观 测，则观测时的船位必然位于该船位线上的某一 点，但究竟位于哪一点，单有一条船位线是无法 确定的。如能在同一时刻测得两条或两条以上的 船位线，则它们的交点即为观测时的船位，这就 是陆标定位的原理，这一原理在导航定位系统中 是普遍适用的。
3.6 天文导航（Celestial navigation）
天文船位圆法：
每测量一个天体的高度和顶距时，必位于以该天体投影点b 为圆心，以ｒ为半径的等高圆上(天文船位圆或位置圆)，
因此就获得了一部分与自身地理位置有关的信息。继续观 测第二个天体，得到另一个等高圆。这两个等高圆在地球 表面上相交于两点，其中一点就是测者所在地 。
3.2 地文导航（Terrestrial Navigation ）
利用各种船位线组合起来进行定位，可得到不同的定位方 法。常用的定位方法有：两标方位法、三标方位法、三标 两角法、两标距离法、三标距离法、方位距离法以及方位 水平角法等。
N
A( φA , λA )
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1. 导航的概念
1.1 概念
导航是引导某一设备，从指定航线的一点运动 到另一点的方法。
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1. 导航的概念
以微处理器为核心，包括 存储介质、通信部件和显示 部件
1.2导航系统组成
硬件平台
由硬件平台、导航电子地图、
导航引擎三大部分组成
ThemeGallery is a Design Digital Content & Contents mall developed by Guild Design Inc.
道路显示
同1:5万
全部道路
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
全部道路
全部道路
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2. 导航电子地图数据
2.4 空间数据的数学基础
地图投影：利用一定数学法则把地球表面的经、纬线转换到平
面上的理论和方法。
常 由于地球是一个赤道略宽两极略扁的不规则的梨 形球体，故其表面是一个不可展平的曲面，所以 运用任何数学方法进行这种转换都会产生误差和 变形，为按照不同的需求缩小误差，就产生了各 种投影方法。 用
android
ios QNX
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3. 导航系统软硬件平台
3.3 定位方式
基站定位
卫星定位
移动基站-gsm/cdma WIFI 无线集群
GPS GLONASS
北斗
GPS/Beidou双模组合定位
位置推算
惯性导航 电子陀螺
以分钟甚至秒为单位，不仅提供路径等静态信息，还 提供道路实时流量、交通事件等及时信息
按 安 装 模 式
便携式：借助
支架等辅助工具 安装在前档玻璃 或者中控台上
终端自主式：定位与路径规划功能全部在车载设备中完成，应用了
按 计 算 模 式
最新的嵌入式计算机技术，具备强大的计算处理能力
中心监控式:终端处没有地图显示，只有在中央控制室有地图，系统
导航技术的术概念、内容与发展
目录
1.导航的概念 2.导航电子地图数据 3.导航系统软硬件平台 4.导航引擎 5.发展方向
1.导航的概念
- 1.1 导航的概念 - 1.2 导航系统的组成 - 1.3 导航终端的类型 - 1.4 导航的分类 - 1.5 导航系统的基本功能 - 1.6 导航技术的发展过程 - 1.7 导航系统的应用现状 - 1.8 导航技术中的一些概念
1.5 导航系统的基本功能 3
地图显示
投资理念
4
路径查询
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1. 导航的概念
1.5 导航系统的基本功能 5
路径诱导
投资理念
6
无线通信
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1. 导航的概念
1.6 导航技术的发展过程
电子地图与定位设备的结合：2008年以来，GPS手机的爆发性增长。通信运营商，地 图厂商，软件开发商，终端厂商等整个产业链中的众多参与者大力推进lbs服务
速度方向 利用出行者反馈的信息来采集实时路况信息
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2. 导航电子地图数据
2.6 导航电子地图的生产
①
收集图源
③
内业加工
⑤
刻盘生产
②
外业采集
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④
测试验收
2. 导航电子地图数据
2.7 导航电子地图的发布 按不同格式向不同终端、互联网、用户进行发布，根据不同终端及应用场景对数据内 容及格式进行定义与裁剪
2007年，移动导航在非智能手机上的应用使产业发展呈几何增长
鉴于GPS在民用中发挥越来越重要的作用，美国政府2000年取消了对民用信 道SA的干扰机制，使民用GPS定位精度提高到了5米，大大方便了民用用户 的使用，也为现在GPS的普及奠定了基础。 20世纪90年代是GPS大显身手、垄断和形成新型国际产业的10年。
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2. 导航电子地图数据
2.3 数据分类及数据结构
导航电子地图采用分层方法管理地图数据。根据交通导航应用目标，将地图数据归类为路
网层、地物层、背景层三大类。
-背景类层对导航应用来讲，主要目的是对地图的美观直观作用，方便用户定位自己的位置，属于修饰类 数据，其数据精度要求较低。 -地物类层是为用户提供导航、寻路以及查询目的地，是导航中必不可少的辅助数据，该类数据要求数量 比较丰富，覆盖面广，但对数据的精度要求不高，在地图显示时，该类数据不是完全显示，而是针对用户的 需求有针对性地显示部分数据，在地图中，地物类层内的数据间不存在相互之间的逻辑关系，但这些数据之 间可以通过路网层数据建立起逻辑关系。 -路网层是整个地图的核心，车辆的定位导航完全依靠路网层来实现，该层数据的精度要求最高，同时该 层地图还必须具备完整的数学逻辑模型，该层数学逻辑模型的好坏往往决定了整个导航系统的效率.
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1. 导航的概念
1.3导航终端的类型
后视镜
仪表台
手机终端 PAD
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1. 导航的概念
1.4导航的分类
静态导航:导航地图的更新周期较长，仅提供路径等
静态信息，不能反映道路当前的实际通行状况
嵌入式:安装在
车辆的CD位的，
与车浑然一体
按 时 效 性
动态导航（实时导航）：导航地图的更新周期
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2. 导航电子地图数据
2.3 数据分类及数据结构
实时导航数据部分数据结构
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2. 导航电子地图数据
2.4 空间数据的数学基础
A B
坐标系
比例尺
空间数据数学基础
C D
地图投影
Subtopic
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2. 导航电子地图数据
CGCS2000：坐标原点为地球质心，Z轴指向IERS参考极方向， X轴指向IERS参考子午面与通过原点且同z 轴正交的赤道面的交
2.4 空间数据的数学基础
纸质地图比例尺：表示图上距离比实际距离缩放的程度。
电子地图比例尺：电子地图参考纸质地图各比例尺的内容与精度
比例尺 1:10万 1:5万 1:2.5万 1:1万 1:5000 1：2500
地标性POI，如 重要地标性POI， 次要POI，如 知名地标性POI， 重点大学、三 重要POI，如商场、 如立交桥、高架 邮局、大型 如飞机场、车站、 甲医院、科技 POI显示内容 桥、长途汽车站、 旅游景点、大型 连锁超市、 一般POI 跨江大桥、大型 园区、写字楼、 连锁超市 广场、大厦、公 银行、加油 隧道 居民小区、星 园、球场 站、收费站 级宾馆 高速、国省道、 部分县乡道、城 市快速路、城市 主干道、城市次 干道 高速、国省道、 县乡道、城市快 速路、城市主干 道、城市次干道、 城市支路
通过GSM无线网络将GPS数据传输到远端监控中心，中心结合GIS地图 ，得出设备位置。即只有中央控制室可看到设备的地理位置。设备只 能通过中心的帮助才能间接获取空间地理位置信息的支持
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1. 导航的概念
1.5 导航系统的基本功能
1
空间定位
投资理念
2
信息搜索
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1. 导航的概念
HUD
车载电脑
PND
PAD
手机终端
后视镜
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2. 导航电子地图数据
2.8 国家对导航电子地图的保密处理
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3.导航系统软硬件平台
- 3.1 硬件平台 - 3.2 软件平台 - 3.3 定位方式
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3. 导航系统软硬件平台
3.1 导航系统硬件平台
硬件平台包括处理器、GPS定位模块、
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2. 导航电子地图数据
2.1 导航数据模型（？）。。。。。。。
路网数据由三类实体集组成：节点集、边集
和交通限制集。
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2. 导航电子地图数据
2.1 导航数据模型
GDF与KIWI标准的比较
GDF仅定义了数据的组织和表达，其物理存储只是简单地采用ASCII码的单文件形式， 并没有对物理存储模式进行规范；GDF在导航应用体系中起到的作用更基础一些； KIWI在物理层面将地图数据分层分区地组织起来，通过计算偏移量和大量采用以Bit为 单位的标志位来加速各种地图要素的引用和查询。KIWI格式数据的导航系统高效性很大程
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1. 导航的概念
1.7 导航技术中的一些概念
三维实景导航：将路面上的建筑物以三维立体形式表现 ，效果更为真实
AR增强现实导航：实际场景的实时录像叠加转向信息
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1. 导航的概念
1.7 导航技术中的一些概念
越野导航
越野导航：将点到点导航，在无图状态下的方向导航。
用于没有道路的地方，通过标点、他人航迹、预先规划 好的路径等手段来导航。 全息导航：以位置为基础，全面反映位置本身及其与位 置相关的各种特征、事件或事物的全信息的数字导航，
显示模块、音频模块、网络接口等
扩展功能模块及电源管理
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3. 导航系统软硬件平台
3.2 软件平台
常见导航引擎
惯性导航
GOOGLE地图 高德地图AMAP 百度Baidu地图 凯立德导航 城际通导航 图吧导航 道道通导航 灵通导航等
常用操作系统
windowsCE linux
20世纪70年代，美国陆海空三军联合研制空间卫星导航系统GPS。至 1994年3月，24颗卫星布设完成，全球覆盖率达98%
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1. 导航的概念
1.7 导航技术中的一些概念
轨迹导航：接收到GPS信号后通过记录行驶的路线，并 以此作为参照来指导行驶的导航方式
模糊导航：按规划的路线模拟真实情况进行导航，不需 要GPS信号。设置了起点和目的地就可以进行模拟导航
度上自于KIWI提供的物理存储模式； KIWI直接与系统要实现的功能相关，层次更高一些
导航数据国际国内标准 国际标准：GDF、KIWI、navtech 国标: GB/T19711-2005 导航地理数据模型与交换格式 企业标准：各导航电子地图制作企业自定标准
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2. 导航电子地图数据
墨卡托投影（正轴等角圆柱投影）
高斯-克吕格投影 斜轴等面积方位投影 正轴方位投影
的
投 影
方
法
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2. 导航电子地图数据
利用遥感影像数据对导航电子地图数据进行更新
2.5 数据的获取与更新
利用浮动车采集实时路况信息
利用互联网地图、微博等信息对导航地图数据进行更新
车辆标识 车辆位置
2.4 空间数据的数学基础
线，Y轴与Z轴、X轴垂直构成右手坐标系
常用坐标系
WGS84：坐标原点为地球质心，Z轴指向BIH （国际时间服务机构 ）1984.O定义的协议地球极（CTP)方向，X轴指向BIH 1984.0的零 子午面和CTP赤道的交点，Y轴与Z轴、X轴垂直构成右手坐标系
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2. 导航电子地图数据
罗盘
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4.导航引擎 - 4.1 空间数据组织 - 4.2 空间数据管理 - 4.3 导航数据生成 - 4.4 空间定位 - 4.5 电子地图 - 4.6 数据检索 - 4.7 路径规划 - 4.8 路径导航
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4. 导航引擎
4.1 空间数据组织（？）。。。。。。
导航系统的空间数据组织分为几何描述层、简单要素层 抽象层3个层次。 几何描述层，是地理各要素的定位和二维图形以及拓扑结构描和 从制图角度来说该层采用几何节点、弧段和多边形描述，同时使用全 拓扑描述来出来其关系 目标层或简单要素层是实际导航的数据层，该层有导航所需的各种 主题的点线面要素，并附加相应的属性信息（如要素代码，名称，单方向通行，道路级别等） 抽象层或复合目标层，是从更宏观的角度表达交通网和地理要素，，主要用于较大范围的导航和粗定位
是适应位置服务应用需求的一种新型到导航产品。
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2.导航电子地图数据
- 2.1 导航数据模型 - 2.2 导航电子地图数据要素表达 - 2.3 数据分类及数据结构 - 2.4 空间数据的数学基础 - 2.5 数据的获取与更新 - 2.6 导航电子地图的生产 - 2.7 导航电子地图的发布 - 2.8 国家对导航电子地图的保密处理
利用计算机技术，以数字方 式存储和查阅的地图，由道路 、背景、注记和POI组成
导航电子图
导航引擎
实现地图的显示、路 径规划、语音导航和兴 趣点检索
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1. 导航的概念
1.3 导航终端的类型
PND
包括手机终端、PAD、PND、车载电脑、
车载嵌入式终端（仪表台、后视镜
HUG）
HUD 车载电脑
2.2 导航电子地图数据要素表达
导航电子地图含有空间位置地理坐标，能够与空间定位 通过等。 系统结合，准确引导人或交通工具从出发地到达目的地
去掉与导航关系较弱的地图要素（如地形高度、自然要素等），增加了空间坐标、道路 拓扑关系、道路交通信息（如车道、禁行道等等）等与导航密切相关的要素。 具有极高的精确性，包括地理位置数据的精确性和实际地物信息的准确性。各要 素之间必须具有正确的拓扑关系和整体的联通性，使各地物在逻辑上和语义上能够 正确地映射现实世界。 提供完备的地物属性，以方便查询检索和智能交通分析。例如需要有表达 交通禁则的信息，以说明哪些路口禁止左转、禁止直行等，哪些路段在特定 时间段不许机动车通行或只许单行等，还需要有表达道路特质和运行情况的 数据，以表明道路的材质、收费情况、允许哪些车辆类型。