导航定位系统的原理解析（一个小白写给另一个小白）
目录
前言
三星’定位基本原理（导航定位的原理）
传输误差
后记
前言
无人驾驶是这几年大火的一个研究方向，研究无人驾驶需要了解的知识非常多，但是导航定位技术一定是其中必不可少的一环。
本篇文章主要就GNSS系统如何实现定位进行一个简单的介绍，通过阅读本篇文章，你将了解：
（1）、卫星导航实现定位的原理；
（2）、辅助增强系统如何实现厘米级定位。
本篇文章的目标读者是对定位导航一无所知的小白玩家，大神请绕路。
三星’定位基本原理（导航定位的原理）
提到卫星导航系统，相信就算对此不了解的人也一定听说过，三颗卫星就能确定一个地面坐标的说法。那么这个说法是如何来的呢？
假设小明在户外活动时候迷了路，于是他打电话报警让警察接他回家，警察告诉他不用着急，会首先通过卫星定位他的手机信号确定他的位置坐标信息，所谓位置坐标信息就是小明此时的（X,Y,Z）的信息。定位原理如图所示：
假设小明此时的位置坐标信息为（X,Y,Z），与小明进行信号通讯的三颗卫星编号分别为卫星1号，卫星2号和卫星3号。这三颗卫星坐标与小明手机发射的信号抵达三颗卫星的时间分别如上图所示，则显然有如下方程成立：
解这个三元三次方程组之后，很快就能知道小明的坐标信息。小明很开心，坐等救援队的到来，结果一天一夜过去了，救援队并没有人来，小明赶紧打电话问为什么还没到？救援队接电话的人气喘吁吁的说，不对啊老弟，按照给定的位置信号找不到你啊，你是不是乱跑了啊，小明说哪能呢，我一动没敢动啊。
那么到底是哪出了问题呢？小明仔细的研究这个方程组，最后发现，最有可能出问题的地方就是卫星接收到信号的时间。意思就是接收小明信号的三个卫星可能初始时间并不统一，这样造成的后果就是，卫星1以为自己接收到小明信号的时间是5s，实际上可能是5.2s，卫星2以为自己接收到小明信号的时间可能是5.1s，实际可能是4.9s，卫星3以为自己接收到小明信号的时间是5.4s，实际可能是5.5s。这种情况是由时钟误差造成，这里不展开，本文仅讲述如何在算法上消除这种误差，很简单，将上述方程的时间作调整，得到新的方程如下：
想法很性感，现实很骨感，因为小明很沮丧的发现，这些卫星并不知道自己的时间包含多少误差量，于是小明灵机一动，既然三颗卫星互相之间各种推诿，那就委托第三方来处理，于是小明又找到了第四颗卫星，以这一颗卫星作为标准卫星，假设该标准卫星的位置信息为
该方程组包含4个未知数，四个方程，因此可解。
传输误差
到了这里，小明就能很快得救了吗？如果真的这样想就大错特错了。因为信号在通过电离层、对流层等区域的时候，会很曲折，这时候又会产生新的传输误差。
你看，本来走直线的信号在经过大气层的时候开始拐弯了，当然了，具体怎么拐的弯我们并不知道，但是误差却产生了。怎么办呢？
小明突然想到在附近貌似有个信号塔，这个信号塔的位置是确定的，而小明通过手机定位这个信号塔，也能够确定自己和信号塔之间的距离。现在小明和信号塔同时给卫星发射信号进行定位，结果信号塔的定位结果和实际结果之间存在误差，**由于信号塔本身位置是确定的，因此卫星和信号塔之间的距离传输误差很容易被确定，然后信号塔就会告诉小明这个误差值，小明根据这个误差值就可以修正自己的位置，然后告诉救援队自己的真实位置了。**这种做法的好处是通过信号塔把所有从卫星到地面标的物之间的误差统一考虑了，但是这样做的前提是信号塔和小明的距离不能太远，这个信号塔其实就是RTK。
为什么RTK和标的物不能距离过远，这是由于当距离较远时，导航卫星收到的电离层和对流层的干扰情况会变的不同，此时无法有效修正误差。
后记
小明获救后，救援队为了防止再次出现类似事件，于是建立了许多参考基准站并组成了网络。当再有救援活动出现时，可以根据目标的初始位置迅速锁定目标周围的三个距离最近的基站，然后根据三个基站的传输数据定位出带救援人员的精确坐标。
总而言之，单纯通过GPS做定位误差会比较大，但是如果增加适当的辅助措施，则可以有效的减小这种误差。关于导航系统的误差来源，作者简单整理如下图所示：
以上就是关于导航的最基础的知识，作者目前在做一个关于无人工地的项目，里面涉及到大量的无人驾驶、多机协同控制等内容，当前作者在这些领域也是小白一个，随着项目的进行，作者会将搜集到的资料编制成文档与大家分享，如果有大神路过，还请多多指教。
————————————————
版权声明：本文为CSDN博主「三景页三景页」的原创文章，遵循CC 4.0 BY-SA版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。
原文链接：导航定位系统的原理解析（一个小白写给另一个小白）_LEEANG121的博客-CSDN博客
导航定位系统的原理解析（一个小白写给另一个小白）相关推荐
- RTK+GPS提高定位精度原理解析（一个小白写给另一个小白系列）
RTK+GPS提高定位精度原理解析(一个小白写给另一个小白系列) GPS定位原理回顾 RTK基本概念 RTK组成 RTK传输差分示意 RTK数据链接 坐标转换 RTK应用 后记 我们在上一篇文章导航定 ...
- spring源码分析01-（前期准备）spring核心原理解析和手写简易spring
1.本文主要介绍内容 本文会把Spring中核心知识点大概解释下.可以对Spring的底层有一个整体的大致了解.主要内容包括: 手写简易spring框架,帮助更好理解spring. 代码点击链接自取 ...
- Vue原理解析：手写路由管理器 —— Vue-Router
由于时间问题,暂时先把代码完整的贴上来,感兴趣的朋友可以自行研究或收藏.等我那时有时间的时候,对专栏文章进行排序,并逐一讲解代码 一.对外暴露的入口文件index.js import Vue from ...
- matlab立体坐标定位_【光电视界】视觉导航定位系统工作原理及过程
今日光电 有人说,20世纪是电的世纪,21世纪是光的世纪:知光解电,再小的个体都可以被赋能.欢迎来到今日光电! ----与智者为伍 为创新赋能---- 当今,由于数字图像处理和计算机视觉 ...
- 视觉导航定位系统工作原理及过程
当今,由于数字图像处理和计算机视觉技术的迅速发展,越来越多的研究者采用摄像机作为全自主用移动机器人的感知传感器.这主要是因为原来的超声或红外传感器感知信息量有限,鲁棒性差,而视觉系统则可以弥补这些缺点 ...
- 一个表写给另一个表的情书!
亲爱的Mrs TableMM: 每次你微笑的看着我,都会引发使我心跳加速的触发器,我发现自己已深深地爱上了你,无法逃避,因为我们在同一个Database里.经过我长期的查询分析,对你表结构 ...
- RTK+GPS提高定位精度原理解析
RTK+GPS提高定位精度原理解析(一个小白写给另一个小白系列) GPS定位原理回顾 RTK基本概念 RTK组成 RTK传输差分示意 RTK数据链接 坐标转换 RTK应用 后记 我们在上一篇文章导航定 ...
- 深入理解异步I/O+epoll+协程，附上epoll原理解析以及协程现实与原理剖析视频
前言 同步和异步的概念描述的是用户线程与内核的交互方式:同步是指用户线程发起IO请求后需要等待或者轮询内核IO操作完成后才能继续执行:而异步是指用户线程发起IO请求后仍继续执行,当内核IO操作完成后会 ...
- 内存泄漏分析框架LeakCanary的使用与原理解析
文章目录 1. 常见内存泄漏 1.1 "单例模式" 造成的内存泄漏 1.2 "静态实例" 造成内存泄漏 1.3 "Handler" 造成的内 ...
最新文章
- 为什么java需要静态类_为什么Java主要方法是静态的？
- ★ 让你的虚机飞起来 ★
- Android中实现一个简单的逐帧动画(附代码下载)
- C++创建一个特殊的类
- 我的工作日志 - 2020年11月11日星期三 阴
- Servlet 登录时数据校验
- libevent evhttp学习——http服务端
- 开源、快速、高精度的椭圆检测—你值得拥有！
- matlab 求向量的交集_MATLAB矩阵列向量单位化的最快代码
- mysql经典46_mysql练习46题 PDF 下载
- 循环系统疾病病人的护理题库【2】
- 潜伏多年的中文编程语言该不该发展起来（科技无国界,呵呵）
- 【easyui】combobox 静态数据时，设置默认值时，不触发onselect事件
- 认知升级之第一性原理
- Android opengl es 3.0 + ndk 绘画涂鸦项目
- Centos升级Chrome浏览器
- 关于scite文本编辑器的说明
- 使用计算机生成遐想景物图像,计算机多媒体
- html页面添加优酷视频,通过jsoup解析页面html获取优酷页面视频列表
- 豆瓣FM snap应用