導航與制導系統
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-05
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圖窗：增益調度自動駕駛儀的 Simulink 實現
自動制導回路
完整的自動制導回路包括 Seeker/Tracker 子系統（返回導彈與目標之間的相對運動的測量值）和 Guidance 子系統（生成將傳遞到自動駕駛儀的法向加速請求）。自動駕駛儀現在是整體自動制導系統內的內環路的一部分。參考資料 [4] 提供了有關當前正在使用的不同制導形式的信息，還提供了有關用于量化制導回路性能的分析技術的背景信息。
Guidance 子系統
Guidance 子系統的功能不僅是在閉環跟蹤期間生成請求，還要執行初始搜索以定位目標位置。Stateflow? 模型用于控制這些不同操作模式之間的切換。模式之間的切換由在 Simulink 中或 Stateflow 模型內部生成的事件觸發。通過更改傳遞到 Simulink 的變量 Mode 的值，可以控制 Simulink 模型的行為方式。此變量用于在可以生成的不同控制請求之間切換。在目標搜索期間，Stateflow 模型通過向引向頭萬向節 (Sigma) 發送請求來直接控制跟蹤器。一旦目標位于引向頭的波束寬度范圍 (Acquire) 內，跟蹤器便標記目標獲取，并且在短暫延遲后，閉環制導啟動。Stateflow 是用于快速定義所有操作模式（無論正常操作還是異常情況）的理想工具。例如，此 Stateflow 圖中提供了當失去對目標的鎖定或在目標搜索期間未獲取目標時應采取的措施。
比例導航制導
當引向頭獲取目標后，使用比例導航制導 (PNG) 律來對導彈進行制導，直到命中。自 20 世紀 50 年代以來，這種形式的制導律一直在制導導彈中使用，并且可應用于雷達、紅外或電視制導的導彈。
展開 2023年5月17日10時49分，中國在西昌衛星發射中心用長征三號乙運載火箭，成功發射第五十六顆北斗導航衛星。
北斗系統組成
北斗系統由空間段、地面段和用戶段三部分組成。
空間段由若干地球靜止軌道衛星、傾斜地球同步軌道衛星和中圓地球軌道衛星組成。
地面段包括主控站、時間同步/注入站和監測站等若干地面站，以及星間鏈路運行管理設施。
用戶段包括北斗及兼容其他衛星導航系統的芯片、模塊、天線等基礎產品，以及終端設備、應用系統與應用服務等。
北斗系統發展特色
北斗系統的建設實踐，走出了在區域快速形成服務能力、逐步擴展為全球服務的中國特色發展路徑，豐富了世界衛星導航事業的發展模式。
北斗系統具有以下特點：一是北斗系統空間段采用三種軌道衛星組成的混合星座，與其他衛星導航系統相比高軌衛星更多，抗遮擋能力強，尤其低緯度地區性能優勢更為明顯。二是北斗系統提供多個頻點的導航信號，能夠通過多頻信號組合使用等方式提高服務精度。三是北斗系統創新融合了導航與通信能力，具備定位導航授時、星基增強、地基增強、精密單點定位、短報文通信和國際搜救等多種服務能力。
北斗系統賦能各行各業提質升級
目前，北斗系統已經全面服務于交通運輸、公共安全、救災減災、農林牧漁等多個行業，加速融入電力、金融、通信等基礎設施，并為各行各業提供質量升級的賦能服務。北斗系統廣泛應用于民生領域，深刻改變著人們的生產和生活方式。
以大眾熟悉的手機為例，2021年，國內智能手機市場總出貨量中支持北斗系統的已達3.24億部，占比高達94.5%。這意味著，北斗系統已經成為了大眾消費產品定位功能的標準配置，無論是智能手機、可穿戴設備等，都可以通過北斗系統實現準確的定位和導航功能，為用戶帶來更加便捷和高效的體驗。
展開 衛星導航系統采用三球交會的定位體制，在統一的時間、空間基準中，將衛星作為位置已知的空間節點播發導航信號，用戶通過接收導航信號獲取衛星與用戶之間的偽距和多普勒頻移，實現用戶的定位、測速、導航和授時服務。衛星導航系統中，時間的穩定性和時鐘的同步是高精度測量的基礎。目前，GPS、Galileo、GLONASS以及我國的北斗衛星導航系統均在星上配置了高精度時頻系統，通過在每顆衛星配置高性能的星載原子鐘和功能豐富的時頻生成與保持設備，為衛星導航載荷提供高精度、平穩可靠的時頻參考信號。隨著衛星導航系統定位精度和自主運行能力的不斷提升，對星載時頻系統的性能也提出了更高的要求。
本文首先介紹了目前應用于各衛星導航系統中的星載時頻關鍵技術，然后討論了面向未來精度提升和系統自主運行能力提升需求下星載時頻系統關鍵技術和可能的發展路徑。
1 導航衛星時頻系統關鍵技術
導航衛星時頻系統由多臺原子鐘和時頻生成與保持單元組成。星載原子鐘輸出穩定度極高的頻率信號，時頻生成與保持單元將原子鐘的頻率轉換為衛星載荷需要的頻率，常為10.23MHz，并進行原子鐘主備份輸出信號間的高精度測量和鐘差參數精密調整，為導航衛星有效載荷提供性能優良、平穩可靠的基準時間頻率信號。
1.1 星載原子鐘
時間(頻率)是7個基本物理量中計量精度最高的，這得益于原子鐘技術的不斷發展。原子鐘是利用原子在微波、光波段的電子躍遷頻率作為基準產生的時間保持系統。原子鐘是現代導航衛星的基礎，各衛星導航系統均配置了星載原子鐘。考慮到原子鐘在星載應用中對體積、質量、功耗、可靠性和壽命的要求，以及需要非常好的頻率穩定度，目前的星載原子鐘仍以銣鐘、氫鐘和銫鐘為主，通常每顆衛星配置3～4臺原子鐘。
根據系統需求與技術發展基礎，各全球衛星導航系統使用了不同種類的星載原子鐘。
展開 北斗導航農機自動駕駛系統，通常指農機自動駕駛2.0階段導航控制系統，系統集成衛星定位、慣性導航、機械控制、人機交互等關鍵技術，以農機為載體，對農機轉向裝置進行精準控制，使車輛嚴格按既定路線行駛，滿足農業場景的作業需求。給客戶提供便利，降低勞動強度，改善作業質量，增加客戶收益。
農機導航系統，按照控制方式，分為液壓控制自動輔助駕駛系統、電動方向盤控制自動輔助駕駛系統。因性價比高、安裝便捷、適配簡單等原因，當前電動方向盤控制自動駕駛系統占主導地位，該系統原理如下圖所示：
農機自動駕駛系統通常具備以下特征：
1.橫向控制：只控制車輛左右轉向，不控制加速、減速、剎車、換擋、農具起降等操作
2.精度要求：農機自動輔助駕駛系統的精度，通常指直線精準度、交接行精準度，并非天線相位中心的經緯度、高程。
3.載體：可用于方向盤式自走農業機械（拖拉機、噴霧機、收獲機等），通常不用于推桿式轉向車輛。
做為北斗產業國家級力量的千尋位置，推出的千耘導航系列，屬于目前國內常見的電動方向盤控制自動輔助駕駛系統。不僅安裝便捷，操作簡單，而且精度高，作業期間穩定性好。
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展開 為了解決這個問題，人們還提出加攝像頭生成雙目SLAM，或者加IMU生成耦合視覺慣性導航定位系統。初始粒子的位置可以通過視覺測量算法測量的運動變化來跟蹤，而不是在沒有測量的情況下隨機移動它們。使用視覺測量算法可以減少粒子集生成過程的搜索空間。圖2顯示了從圖像序列計算的變換。
圖2 視覺測量算法粒子跟蹤示意圖
基于粒子濾波的定位方法可以達到更好的定位精度。定位算法采用迭代過程不斷更新粒子，在長時間飛行過程中可能導致位精度不穩定。為了進一步提高定位魯棒性，可以嘗試結合機載傳感器設備定位系統和視覺算法的優勢。
<完>
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隨著經濟的快速發展和電商的普及，物流行業的規模不斷擴大，對物流運輸的效率和安全性也提出了更高的要求。傳統的物流運輸方式存在著效率低下、信息不對稱、安全隱患等問題，因此發展智慧物流已經成為物流行業的必然趨勢。智慧物流可以通過先進的技術手段實現物流運輸過程的智能化和高效化，提高物流運輸的效率和安全性，降低物流成本，促進物流行業的轉型升級。
在諸多促進智慧物流發展的高新科技中
聽到“北斗”這個詞，你會想到什么？
若是在古代，人們會想到閃耀在夜空的北斗七星。
而在現代，很多人會脫口而出“北斗衛星”。我國蓬勃發展的現代航天事業，為“北斗”賦予了一層新的含義。
北斗衛星導航系統（以下簡稱北斗系統）是中國著眼于國家安全和經濟社會發展需要，自主建設運行的全球衛星導航系統，是為全球用戶提供全天候、全天時、高精度的定位、導航和授時服務的國家重要時空基礎設施。
背景
WayRay公司總部設在瑞士。自2012年成立以來，WayRay已經建立了自己的內部研發中心、原型制作工廠和一個國際專業團隊。公司已經掌握了從產品概念到原型測試的整個研發過程，WayRay從一家初創公司蛻變為全息光學系統、硬件和軟件的全周期制造商。通過這些努力，WayRay公司順利完成了與原始設備制造商的合作項目，向主要汽車制造商提供了先進全息
北斗導航農機自動駕駛系統，通常指農機自動駕駛2.0階段導航控制系統，系統集成衛星定位、慣性導航、機械控制、人機交互等關鍵技術，以農機為載體，對農機轉向裝置進行精準控制，使車輛嚴格按既定路線行駛，滿足農業場景的作業需求。給客戶提供便利，降低勞動強度，改善作業質量，增加客戶收益。
農機導航系統，按照控制方式，分為液壓控制自動輔助駕駛系統、電動方向盤控制自動輔助駕駛系統。因性價比高
無人機的定位功能是無人機自主導航的前提。機載傳感器提供的信息具有不確定性，在GNSS信號消失的情況下難以實現準確定位。因此，國內外許多研究人員提出了多種輔助定位方法。本文基于視覺航拍技術，首先對航拍圖像進行預處理，提取圖像特征信息，然后采用粒子濾波技術提高定位精度。近年來，無人機視覺定位技術在理論研究方面取得了長足的進步，部分成果已進入市場階段，在特殊環境下表現出良好的實用性。與室內無人機或移動機器人相比
導彈發射后，先由彈載慣性導航系統制導，導彈火箭發動機關機后，箭彈分離。
彈頭飛入彈道軌跡，經減速后進入穩態掃描，通過慣性系統和激光測高儀測定距離地面的高度，在合適高度開啟光學導引頭，作圓錐掃描目標區域，把掃描后得到的目標區域圖像，與彈載計算機內存里事先裝訂的識別圖像進行精確匹配。如符合，就一頭扎下去，毀滅之。
軍事宇航網站2022年1月10日報道，近日，霍尼韋爾公司推出兩款新型韌性導航系統：霍尼韋爾緊湊型慣性導航系統和霍尼韋爾雷達測速系統，用于中小型無人機的商業和軍事航空應用，特別是超視距任務。
這些系統與霍尼韋爾合作伙伴
賀玉玲，何克亮，王國永，杜二旺，杜麗軍，許 風，孫云峰
(中國空間技術研究院西安分院，西安 710100)
摘 要：全球各大衛星導航系統近年來發展迅速,性能持續提升，其中衛星時頻系統的高性能、穩定可靠和保持星間時頻同步是系統實現高精度測量的基礎。介紹了目前應用于各衛星導航系統的銣鐘、氫鐘、銫鐘等星載原子鐘和時頻生成與保持技術的特點、發展概況及在軌應用情況。面向精度提升和自主運行能力提升的需求
隨著計算機視覺和人工智能技術的飛速發展，出現了一種新的導航方法：視覺導航。視覺導航具有自主性好、可靠性高、成本低等優點。近年來，隨著視覺導航概念、理論和方法的不斷更新和完善，視覺導航已成為無人機自主導航的重要研究領域之一。
視覺導航的研究最初受到巡航導彈中地形輪廓匹配制導系統的啟發。但是，無人機的飛行環境不一定是光照充足的理想環境。無人機在陰天或夜間飛行時，由于光線減少，相機會捕捉到低光圖像，
