海洋定位导航技术及发展
海洋定位导航技术及发展
研10.5 班杨磊2010010533
山东科技大学
关键词：GPS 导航定位海洋
摘要：海洋定位导航含水上、水下2部分。本文介绍其发展，概述其传统和现代方法，探讨其未来的发展趋势。
引言：海洋定位导航关系重大，涉及到我国的海岛主权与海洋经济发展等国家大计。只有海洋导航与定位搞好了，我们的海军才可以精确的执行军事任务，震慑日本、越南与我国有海洋纠纷的国家，我们的海洋经济才能走上科学发展道路。
海洋定位与导航技术在古代就已经出现。随着指南针的发明，星象规律的发现，郑和的率领的舰队七下西洋，在波涛汹涌的大海中没有一次走失，向世界展示了我国的强大航海力量，其功劳在于海洋定位与导航的技术（牵星术）。近代历史上丧国辱权的不平等条约无一不是从海洋战场的失败开始的，八国联军入侵从海上开的火；日本人发动了甲午战争，北洋舰队的全军覆没，丧失黄海海权。中国的国际地位则一落千丈，财富大量流出，国势颓微。海洋是国家的门户，保不住就等于自家大门没有锁，海洋定位导航技术就是这把锁的钥匙之一。
1、水上
水上定位导航技术从几千年前的天文定位技术、罗盘等，到21世纪的GPS空间测量技术，精度得到了极大的提高。
我国古代，很早就将天文定位技术应用在航海中。东晋僧人法显在访问印度乘船回国时曾记述：“大海弥漫无边，不识东西，唯望日、月、星宿而进”。宋、元时期，天文定位技术有很大发展，使用量天尺；到了明代，采用观测恒星高度来确定地理纬度的方法，叫做“牵星术”，所用的测量工具，叫做牵星板。根据牵星板测定的垂向高度和牵绳的长度，即可换算出北极星高度角，它近似等于该地的地理纬度。
郑和下西洋，在航行中就是采用“往返牵星为记”来导航的。
郑和七下西洋，是世界航海史上的伟大创举。上万人的船队远航，与大海波涛、明岛暗礁及变化万千的恶劣气候搏斗，必须能准确地测定船舶的地理位置、航向和海深等。他们使用“牵星术”做到了。
令人觉得遗憾的是，郑和下西洋，不仅未能使中国称霸海上，也未能带来可观的经济利益，反而“国库耗空”。到清代，更“片板不得下海”，闭关锁国，遂至近代海权没落，同时亦丧失了与欧洲交流工业革命的机会。
李清航海使用的是“六分仪”，工具更先进一些。它是一种可手持的光学仪器，用以测角和观察天体高度，由分度弧、指示臂、测微轮、动镜、定镜和望远镜等部件组成。其结构简单，操作轻便。
阿拉伯人在１５世纪前后数百年间，使用过拉线板。欧洲１５世纪使用过星盘和四分仪，１６世纪使用过十字杆，１７～１８世纪使用过反测器。英国Ｊ．哈德利于１７３０发明的双反射八分仪，后来为了便于观测月距，刻度弧加长到了６０度，称为六分仪。现代，刻度弧改为圆周的五分之一，仍按习惯称六分仪。
要使用六分仪准确导航，也不是一件简单的事。
观测天体高度时，观测者把视线通过定镜透明部分对着水天线作基准，再转动指标杆使天体影像经两镜反射垂直与水天线重合，在刻度弧上直接读出观测角。由于水天线并非真地平，在水天线上的天体高度角，须经蒙气差、眼高差、视差等一系列修正求得天体真高度。用天文方法确定船位的准确性，很大程度取决于天体高度观测的准确性，而观测的准确性又很大程度取决于水天线的清晰度和观测者的熟练程度。
20世纪美国发明了GPS，造福了全世界。GPS的定位导航原理与技术大家比较清楚，而海洋定位导航技术的GPS应用也和陆地上无实质差异。GPS具有全天性、实时性等优点，导航精度高，定位准确，逐步代替了其他地面定位技术，占据了主要地位。同时结合INS（惯性导航）、DVL（多普勒速度计）等导航系统，海洋水上定位导航则相对完善。
目前在海上工作的定位方法主要采用DGPS或RTK的方式,其中DGPS定位精度可达到亚米级,RTK定位精度可达到厘米级。
2、水下
水下定位于导航则使用声学系统，这是由于海水中电磁波衰减剧烈。现有的水下定位技术,按照是否需要设置声基阵,可分为水声定位技术和激光声遥感技术两大类（孙树民等，2006）。
水声定位技术需要设置声基阵,是目前应用最广泛的一种水下定位技术。根据声基线的距离,声学系统主要分为超短基线定位系统(USBL/SSBL)、短基线定位系统(SBL)和长基线定位系统(LBL)（阳凡林等，2005）。
超短基线( SS BL /US BL) < 10m
短基线( S BL) 20～50m
长基线(LBL）100～6000m
表1：水声定位技术分类
此外,水声定位系统还和其他一些定位系统结合起来,形成组合定位系统。组合定位系统是将单一定位系统的优点组合在一起,从而使定位系统的精度更高、功能更强大,通常应用最多的是与GPS的组合,还有与ROV的组合。
激光声遥感技术是一种新的水下定位技术,不需要设置声基阵。激光声遥感技术根据收方式的不同可分为两类:“激光-声-声”和“激光-声-激光”遥感技术。
2.1 超短基线定位系统
图1：超短基线定位示意图
超短基线定位系统的优点是整个系统的构成简单,操作方便,不需要组建水下基线阵,测距精度高。
超短基线定位系统的缺点是需要做大量的校准工作。超短基线定位系统的定位精度也同短基线定位系统一样,随着水的深度和工作距离的增加而降低。
法国Oceano Technol ogy公司生产的posidonia6000型短基线定位系统最大作用距离为8000m,定位精度为作用距离的015%—110% , 1997年开始装备在法国IFREMER 水下机器人和深拖系统以及德国GEOMAR深拖系统,其主要优点是对常规的水听器
阵的结构进行了改造,并采用调频声学信号。而Si mrd公司研制的H IPAR500型系统的换能器为241个换能器单元组成球形阵,测量精度优于作用距离的012% ,工作水深达到4000m。新近推出的
H IPAR700型系统是在H IPAR500的基础上开发的长程声学定位系统,理论推算最大作用距离为8000m,最大工作水深为6000m,定位精度为作用距离的0115%。（孙树民等，2006）
2.2 短基线定位系统
图：2短基线定位示意图
短基线定位系统的优点是系统的构成简单,便于操作,不需要组建水下基线阵,测距精度高,换能器体积小,安装简单。短基线定位系统的缺点是深水测量要达到高的精度,基线长度一般要大于40m;需要在船底布置3个以上的发射接收器,要求具有良好的几何图形,需要做大量的校准工作;另外,短基线定位系统的定位精度与水的深度和工作距离关系极大,水越深、工作距离越长定位精度越低。
澳大利亚Nautr onix公司生产的NASD rill RS925型短基线定位系统采用ADS信号,此种信号的抗干扰能力特别强,在传输距离和测量精度方面具有更优的性能,即便
是在环境噪声较大且深水区作业的情况下同样能取得良好的定位效果,因为系统的这个特点,该产品已经与多套动力定位系统组成联合系统应用于深海调查和生产项目。NASD rill RS925系统的水听器是由多个换能器单元组成的组合阵,波束的指向性和信噪比更佳,系统定位数据更新率高。NASD rill RS925系统能够在全海深范围工作,在工作范围3500m以内可以达到优于215m的定位精度。（孙树民等，2006）
2.3长基线定位系统
图：3长基线定位示意图
长基线定位系统的优点是定位精度与水深无关,在较大的范围内可以达到较高的相对定位精度,定位数据更新率高,换能器非常小,易于安装。
长基线定位系统的缺点是系统复杂,操作繁琐;数量巨大的声基阵,费用昂贵;需要长时间布设和收回海底声基阵;需要详细对海底声基阵校推测量。
目前在国际市场上性能较好的长基线定位系统有美国Sonardyne公司的Fusi on系列的长基线定位系统,该系列产品可用于水下仪器设备的连续跟踪定位,也可应用于复杂的深海工程建设项目、矿石开采、海难救援等。挪威Si mrad公司的HPR408S型长基线定位系统具有自动校准功能的异频收发阵,使得整个系统在超过3000m的作用
范围内可以达到几厘米的定位精度。HPR408S型长基线定位系统因其高精度、高可靠性、数据更新率高(定位数据更新时间在2 s左右)的特点,已经被广泛应用于水下机器人、深拖系统等水下设备的导航定位。（孙树民等，2006）
2.4激光声遥感技术
激光声遥感技术是利用激光在水中产生声波并在空中接收被水下目标反射或散射的声波来感知水下目标的技术。它是20世纪80年代才出现的新技术,是激光技术同声学、电子学相结合发展起来的新边缘科学。由于它利用红外脉冲激光与自由水表面相互作用产生的专用脉冲作为水下声源,又在空中利用传感器接受水下目标反射或散射的声信号,为航空遥感水下目标提供了一条新的技术途径。按照接收方式的不同又可将激光声遥感技术分为两类:“激光-声-声”和“激光-声-激光”遥感技术。“激光-声-声”遥感技术的接收是声波,此声波是由激光产生的,然后被水下目标反射或散射并穿过水和空气的界面在空气中继续传播而最终被接收器所接收;“激光-声-激光”遥感技术的接收器接收的则是光,此光是由另外一束较弱激光打在被水下目标声波扰动了的水面上而返回的载有水下目标声信号信息的光波。由于在远距离传播方面还没有发现别的物理场在水中比声波更好,所以无论是哪一类,在水中都是利用声波。
1980年, G . D. Hi ckma及其同事率先进行了激光声遥感技术的可行性实验研究,他们在美国马里兰州布赖顿大坝水库的浮动码头上,用能量5J的
CO激光器,从空中射向
2
水面在水中产生声波,并用放在空中的微音器接收水底的反射波,测出的水深达20m。同时,放在水底的一枚型号为MK - 84的水雷也从水底回波中区别出来,表明这些回波具有不同的频率特性,因此有可能利用反射波频谱分析作为水底沉积物硬度和类型的某种量度。
在国内,李荣福等从1986年就开始了激光声遥感技术研究, 1989年发表了激光声原理实验报告,1990年报告了用单个微音器探测海深达17m和探测水下几米深物体的实验结果。随后又专门研制了一套激光声遥感系统,它包括:单脉冲能量100J的TEA
CO激
2
光器及其导光聚焦系统、八元线列接收声阵和高速数字多波束接收机。利用这套设备在海上实验中,探测到了水下30m深处直径为0.7m的标准反射体和58m深的海底。
激光声遥感技术作为一种新的技术手段,发射机和接收机均可装载在直升机上,与舰载水声探测设备相比,具有机动灵活快速的优点,对舰船有危险或不能到达的地方,机载激光声设备仍能进行探测。激光产生的声脉动基本上是无方向性声源,它可以覆盖广阔
的水域。
2.5 GPS水下导航定位
法国于1995年开始研究将GPS用于水下导航。1995-1996年期间完成了原型样机。包括4个装有GPS的智能浮标,一个区域无线电网络,一个遥控站和载体电子装置。1996-1997年进行了试验,试验水域深 10-300 m,效果良好。在2千米的距离精度达到±3m。
法国科学家分析了现有的水声定位系统,认为长基线定位系统的应答器校准起来费时费力,而且精度不高。短基线定位系统需要船的支持,对大多数军用目的来说不合适。基于这些考虑他们要研究新型系统。
新型系统研究中遵循的原则是要立足于成熟技术。GPS是成熟技术,装有GPS的浮标很易被精确定位。采用扩谱信号在水下通讯也是成熟技术,它不但用于传输指令,而且这种信号用于测量时延也有好的精度。
法国的海洋GPS原型样机工作时,用三个智能浮标,每个浮标上装有GPS和水声换能器。浮标位置很快就可确定,浮标与水下载体之间用低波特率的扩谱信号进行通讯和定位。这种新型的由电磁波和声波通讯链联合组成的定位新技术很快就显示它的优越性。不久美国就把法国的有关人员请到美国,发挥美国Woods Hole海洋研究所和西北大学在水声通讯方面的优势和法国在水下定位技术方面的优势,联合工作,准备尽快向市场推出高性能的海洋产品。
法国的原型样机中水声传输速率低应该提高它的速率,不但传输指令,还要传输数据和图像等。原型样机中一般要用三个浮标,如浮标土装上超短基线定位系统,则一个浮标就可以达到目的,优点甚多。
海洋GPS还是一个新事物,它有良好的发展前景和广阔的市场。
目前在海上工作的定位方法主要采用DGPS或RTK的方式,其中DGPS定位精度可达到亚米级,RTK定位精度可达到厘米级。
在海洋调查过程中,船舶沿设计好的测线行驶,而水里的拖鱼(侧扫声纳、浅地层剖面仪或磁力仪)由于采用拖曳式或舷挂式,它与 GPS定位天线之间有一定的方位和距离偏差,因此在记录图像上的水下目标与其实际位置存在一定的差异。
当拖鱼采用舷挂式时,拖鱼与天线的方位和距离偏差是固定的;当拖鱼采用拖曳式时 ,又分LAY BACK方式和超短基线两种,LAY BACK方式中拖鱼与天线的方位和距离偏差受船速、航向、流速和流向的影响很大,而超短基线设备可以实时传送拖鱼与天线的
方位和距离偏差给导航计算机,是当前水下目标定位的一种较好的方法。
3、总结与展望
随着人类对海洋的进一步开发,水下定位技术将会向着适用范围更广、精度更高、更简单的方向发展。激光声遥感技术具有机动灵活、覆盖水域广的特点,尤其是一些舰船难以达到的地方其优势更加突出,但精度相对较低。而水声定位系统已经开发出了具有很高精度的技术,所以将激光声遥感技术同水声定位技术联合起来构成新的水下定位技术是今后的一个发展方向。可以预见,在不久的将来在较大范围的海域内搜索水下目标时,将会利用机载激光声遥感技术,在确定了水下目标的大致范围后再利用船载水声定位技术对其进行精确定位。
参考文献：
阳凡林,康志忠,独知行,等.海洋导航定位技术及其应用与展望[J].海洋测绘,2006,26(1):71-74.
孙树民,李悦.浅谈水下定位技术的发展[J].广东造船,2006,4:19-24.
移动通信技术1G~4G发展史
第1章移动通信现状问题与基本解决方法 1.1移动通信1G—4G简述 现在，人们普遍认为1897年是人类移动通信的元年。这一年意大利人.马可尼在相距18海里的固定站与拖船之间完成了一项无线电通信实验，实现了在英吉利海峡行驶的船只之间保持持续的通信，从而标志着移动通信的诞生，也由此揭开了世界移动通信辉煌发展的序幕错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。。 现代意义上的移动通信系统起源于20世纪20年代，距今已有90余年的历史。本文主要简述移动通信技术从1G到4G的发展。移动通信大发展的原因，除了用户需求的迅猛增加这一主要推动力外，还有技术进展所提供的条件，如微电子技术的发展、移动通信小区制的形成、大规模集成电路的发展、计算机技术的发展、通信网络技术的发展、通信调制编码技术的发展等。1.1.1第一代移动通信系统（1G） 20世纪70年代中期至80年代中期是第一代蜂窝网络移动通信系统发展阶段。第一代蜂窝网络移动通信系统（1G）是基于模拟传输的，其特点是业务量小、质量差、交全性差、没有加密和速度低。1G主要基于蜂窝结构组网，直接使用模拟语音调制技术，传输速率约s错误!未找到引用源。。 1978年底，美国贝尔实验室成功研制了先进移动电话系统（Advanced Mobile Phone System, AMPS），建成了蜂窝状移动通信网，这是第一种真正意义上的具有随时随地通信的大容量的蜂窝状移动通信系统。蜂窝状移动通信系统是基于带宽或干扰受限，它通过小区分裂，有效地控制干扰，在相隔一定距离的基站，重复使用相同的频率，从而实现频率复用，大大提高了频谱的利用率，有效地提高了系统的容量错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。。
信息技术的发展历程
信息技术发展史： 第一次信息技术革命是语言的使用。发生在距今约35 000年～50 000年前。 语言的使用——从猿进化到人的重要标志 类人猿是一咱类似于人类的猿类，经过千百万年的劳动过程，演变、进化、发展成为现代人，与此同时语言也随着劳动产生。祖国各地存在着许多语言。如：海南话与闽南话有类似，在北宋时期，福建一部人移民到海南，经过几十代人后，福建话逐渐演变成不语言体系，闽南话、海南话、客家话等。 第二次信息技术革命是文字的创造。大约在公元前3500年出现了文字 文字的创造——这是信息第一次打破时间、空间的限制 陶器上的符号：原始社会母系氏族繁荣时期（河姆渡和半坡原始居民） 甲骨文：记载商朝的社会生产状况和阶级关系，文字可考的历史从商朝开始 金文（也叫铜器铭文）：商周一些青铜器，常铸刻在钟或鼎上，又叫“钟鼎文” 第三次信息技术的革命是印刷的发明。大约在公元1040年，我国开始使用活字印刷技术(欧洲人1451年开始使用印刷技术)。 印刷术的发明 汉朝以前使用竹木简或帛做书材料，直到东汉（公元105年）蔡伦改进造纸术，这种纸叫“蔡候纸”。从后唐到后周，封建政府雕版刊印了儒家经书，这是我国官府大规模印书的开始，印刷中心：成都、开封、临安、福建阳。 北宋平民毕发明活字印刷，比欧洲早400年 第四次信息革命是电报、电话、广播和电视的发明和普及应用。 世纪中叶以后，随着电报、电话的发明，电磁波的发现，人类通信领域产生了根本性的变革，实现了金属导线上的电脉冲来传递信息以及通过电磁波来进行无线通信。 1837年美国人莫尔斯研制了世界上第一台有线电报机。电报机利用电磁感应原理(有电流通过，电磁体有磁性，无电流通过，电磁体无磁性)，使电磁体上连着的笔发生转动，从而在纸带上画出点、线符号。这些符号的适当组合(称为莫尔斯电码)，可以表示全部字母，于是文字就可以经电线传送出去了。1844年5月24日，他在国会大厦联邦最高法院议会厅作了“用导线传递消息”的公开表演，接通电报机，用一连串点、划构成的“莫尔斯”码发出了人类历史上第一份电报：“上帝创造了何等的奇迹！”实现了长途电报通信，该份电报从美国国会大厦传送到了40英里外的巴尔的摩城。 1864年英国著名物理学家麦克斯韦发表了一篇论文(《电与磁》)，预言了电磁波的存在，说明了电磁波与光具有相同的性质，都是以光速传播的。 1875年，苏格兰青年亚历山大.贝尔发明了世界上第一台电话机，1878年在相距300千米的波世顿和纽约之间进行了首次长途电话实验获得成功。 电磁波的发现产生了巨大影响，实现了信息的无线电传播，其他的无线电技术也如雨后春笋般的涌现：1920年美国无线电专家康拉德在匹兹堡建立了世界上第一家商业无线电广播电台，从此广播事业在世界各地蓬勃发展，收音机成为人们了解时事新闻的方便途径。1933年，法国人克拉维尔建立了英法之间的第一条商用微波无线电线路，推动了无线电技术的进一步发展。 1876年3月10日，美国人贝尔用自制的电话同他的助手通了话。 1895年俄国人波波夫和意大利人马可尼分别成功地进行了无线电通信实验。 1894年电影问世。1925年英国首次播映电视。 静电复印机、磁性录音机、雷达、激光器都是信息技术史上的重要发明。 第五次信息技术革命是始于20世纪60年代，其标志是电子计算机的普及应用及计算机与现代通信技术的有机结合。 随着电子技术的高速发展，军制、科研、迫切需要解决的计算工具也大大得到改进，1946年由美国宾夕法尼亚大学研制的第一台电子计算机诞生了。 1946~1958年第一代电子计算机 1958~1964年第二代晶体管电子计算机 1964~1970年第三代集成电路计算机 1971~20世纪80年代第四代大规模集成电路计算机 至今正丰研究第五代智能化计算机
近代以来世界的科学发展历程.doc
近代以来世界的科学发展历程 考点提示 近代科学技术 （1）经典力学、相对论、量子论 （2）进化论 （3）蒸汽机的发明和电气技术的应用 知识清单 知识梳理 一、物理学的重大进展 （一）近代自然科学产生的背景 经济基础——资本主义经济发展，生产经验的积累。 思想准备——文艺复兴、宗教改革、启蒙运动解放了思想。 个人因素——科学家具有科学精神。 （二）经典力学 1、伽利略——意大利文艺复兴后期伟大的天文学家、物理学家。 （1）主张：为了解自然界，必须进行系统地观察和实验。 （2）通过实验证实，外力并不是维持运动状态的原因，只是改变运动状态的原因。 （3）通过实验，发现了自由落体定律等物理学定律，大大改变了古希腊哲学家亚里士多德以来有关运动的观念。 （4）开创了以实验事实为依据并具有严密逻辑体系的近代科学，为牛顿经典力学的创立和发展奠定了基础，被誉为近代科学之父。 2、牛顿——17世纪英格兰伟大的物理学家、数学家、天文学家、自然哲学家。 （1）牛顿在其经典著作《自然哲学的数学原理》一书中，提出了物体运动三大定律和万有引力定律。把地球上的物体运动和天体运动概括到同一理论之中，形成了一个以实验为基础、以数学为表达形式的牛顿力学体系，即经典力学体系。 （2）牛顿经典力学体系对解释和预见物理现象，具有决定性意义。海王星的发现是证明牛顿力学和万有引力定律有效性的最成功的范例。 （3）数学方面，牛顿是微积分的发明者之一。另外牛顿还发现了太阳光的光谱，发明了反射式望远镜等。 （三）相对论的创立： 1、背景：19世纪，随着物理学研究的进展，经典力学无法解释研究中遇到的新问题。20 世纪初，德国物理学家爱因斯坦提出相对论。 2、内容：包括狭义相对论和广义相对论。 狭义相对论——物体运动时，质量随着物体运动速度增大而增加，同时空间和时间也会随着物体运动速度的变化而变化，即会发生尺缩效应和钟慢效应。
光纤通信技术发展历程、特点及现状
光纤通信技术发展历程、特点及现状
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学号：20085044013 本科学年论文 学院物理电子工程学院 专业电子科学与技术 年级2008级 姓名王震 论文题目光纤通信技术发展历程、特点及现状 指导教师张新伟职称讲师 成绩
2012年1月10日 目录 摘要 (1) Abstract (1) 绪论 (1) 1光纤通信发展历程 (1) 1.1 世界光纤通信发展史 (1) 1.2 中国光纤通信发展史 (2) 2 光纤通信技术的特点 (3) 2.1 频带极宽，通信容量大 (3) 2.2 损耗低，中继距离长 (3) 2.3 抗电磁干扰能力强 (3) 2.4 无串音干扰，保密性好 (3) 3 不断发展的光纤通信技术 (3) 3.1 SDH系统 (3) 3.2 不断增加的信道容量 (3) 3.3 光纤传输距离 (4) 3.4 向城域网发展 (4) 3.5 互联网发展需求与下一代全光网络发展趋势 (4) 4 结束语 (4) 参考文献 (4)
光纤通信技术发展历程、特点及现状 摘要：光纤通信是利用光作为信息载体、以光纤作为传输的通信方式。光纤通信是以其传输频带宽、通信容量大、中继距离长、损耗低特点，并具有抗电磁干扰能力强，保密性好的优势，光纤通信不仅可以应用在通信的主干线路中，还可以应用在电力通信控制系统中，进行工业监测、控制，而且在军事领域的用途也越来越为广泛。光纤通信技术正朝着超大容量、超长距离传输和交换、全光网络方向发展。 关键词：光纤通信；发展历程；特点；发展现状 绪论 光纤通信技术已成为现代通信的主要通信方式，在现代信息网中起着非常重要的作用，随着信息技术的发展，大容量光纤通信网络的建设，光电子技术将起到越来越重要的作用。光电子技术将继微电子技术之后再次推动人类科学技术的革命。有专家预测，21世纪将是“光子世纪”，十年内，光子产业可能会全面取代传统电子工业，成为本世纪最大的产业。光纤通信又进入了一个蓬勃发展的新时期，而这一次发展将涉及信息产业的各个领域，其范围更广，技术更新，难度更大，动力更强，无疑将对21世纪信息产业的发展和社会进步产生巨大影响。 1 光纤通信发展历程 1.1 世界光纤通信发展史 光纤的发明，引起了通信技术的一场革命，是构成21世纪即将到来的信息社会的一大要素。 1966年出生在中国上海的英籍华人高锟，发表论文《光频介质纤维表面波导》，提出用石英玻璃纤维（光纤）传送光信号来进行通信，可实现长距离、大容量通信。于1970年损失为20db/km的光纤研制出来了。据说康宁公司花费3000万美元，得到30米光纤样品，认为非常值得。这一突破，引起整个通信界的震动，世界发达国家开始投入巨大力量研究光纤通信。1976年，美国贝尔实验室在亚特
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中国科技发展历程 古代中国——科学技术成就辉煌 中华民族的科技活动有着悠久的历史，曾经为人类发展作出过巨大的贡献，并且在16世纪中期以前一直处于世界科技舞台的中心。早在距今3300多年以前的甲骨文中就有有关日食的记载。距今2500年以前的战国时期问世的《考工记》准确地记载了六种不同成份的铜锡合金及其不同用途。公元1世纪初期的西汉时期，中国人发明了造纸术，公元105年左右中国科学家蔡伦又改进和提高了造纸技术，从而使造纸技术在中国迅速推广开来。公元3世纪左右，中国人发明了瓷器，这一技术在11世纪传到波斯，由那里经阿拉伯于1470年左右传到意大利以及整个欧洲。到唐朝，中国科学家发明了火药，并在公元9世纪首次将其用于战争之中。在11世纪中期的宋朝，中国科学家发明的指南针和活字印刷技术得到了广泛的应用。15世纪中期，中国医学家时珍所著的《本草纲目》成为中国古代医学发展的集大成者。到此时为止，中国古代科学的发展达到了顶峰时期，四大发明已经先后登上了历史舞台。著名英国科学家约瑟博士认为，中国“在3世纪到13世纪之间保持一个西方所望尘莫及的科学知识水平”，现代西方世界所应用的许多发明都来自中国，中国是一个发明的国度。 由于从明代14世纪60年代末始以来，中国对外长期实行“闭关锁国”政策，影响了近代科学技术在中国的传播和发展，并使之处于相对停滞状态。 与此同时，欧洲成为现代科学的发源地，生产力突飞猛进，科学技
术获得迅速进展。中国逐渐拉大了与世界先进国家的距离。 近现代中国——科技发展历经曲折 在近代历史上，积贫积弱的中国不仅在科技发展上乏善可，而且自1840年鸦片战争以后还逐步沦为半殖民地半封建的国家。一个有着光辉灿烂历史的文明古国就这样退出了世界科技舞台。 19世纪中叶，一批向西方寻求救国真理的中国先行者，倡导科学救国、教育救国，主学习西方的先进科学技术。 于是中国开始有了出国求学者。1847年，来自香山南屏镇的容闳来到美国，3年后，他考入耶鲁大学。1854年，他又以优异的成绩从这所大学毕业，成为历史上毕业于美国大学的第一位中国人。1872年至1875年，清朝政府先后派出四批共120名青少年到美国留学。1905年，中国废除了科举制度，清政府举行了第一次归国留学生考试。这些归国人员为引进西方的先进科学技术发挥了一定的作用。 1911年10月10日，在武昌爆发了辛亥革命。在革命先行者领导下，终于推翻了延续两千多年的封建专制帝制，中国走向。 是近代中国主科学救国的先驱。但是，20世纪前叶的中国，动荡不安，科学技术事业发展的物质条件极差，所以发展依然很缓慢。 第一次世界大战结束后，为反对“巴黎和会”上帝国主义列强强加给中国的不平等条约，1919年5月4日，中国爆发了伟大的爱国救亡运动，即“五四运动”。“五四运动”提倡与科学，为中国近代科学的诞生扫清了道路。当时的留美学生元任、任鸿隽、铨、胡适等在美国发起组织了中国科
全球卫星导航定位技术的原理及应用论文
浅析全球卫星导航定位技术原理及应用 一、前言 导航定位的需求，可以说不是历来就有的，在人类早期物质生产活动中以牧猎为主，日出而作，日落而息。当时人们离不开森林和水草，或是随着水草的兴衰而漂泊不定，根本不需要什么明确的定位。但是，随设社会的发展，到了农业时代，在人们开发农田，兴修水利等相应活动中就逐渐产生了测绘定位的需求，可以说在这时，导航定位就在慢慢酝酿之中。等到了工业时代，人类的活动遍及全球，而一些工程比如航海、航空、洲际交通工程，通信工程，矿产资源勘探工程，地球生态及环境变迁的研究，就需要精确地定位。这些需求促使导航定位技术的发展，并把这项技术带到一个前所未有的发展时期，它的手段也从光学机械过渡到光电子精密机械仪器的时代。社会是不断发展的，科技是不断进步的，20世纪末，出现了电子计算器技术、半导体技术、激光技术、航天科学技术，它们的出现，把人类带到了电子信息时代和航天探索时代。当1957年前苏联发射了人类第一颗人造地球卫星，人类跟踪无线电信号中发现了卫星无线电信号的多普勒频移现象，这预示着一种全新的天空定位技术的可行性，由此，人类进入了卫星定位和导航的时代。 二、简介 1：全球卫星导航定位系统（global navigation and positioning satellite system）采用极轨道星座和无源定位方式为美国提供全球覆盖的导航及定位系统。简称GPS。其轨道高度约为2×104 km，在6条轨道上运行有24颗卫星，每12 h绕地球一周，能保证地球上任何地点的用户都能至少同时看到4颗卫星。它属于非静止卫星定位系统。移动用户利用导航定位接收机来接收4颗（或4颗以上）卫星的导航定位信号，并测量不同信号的到达时间，求出移动用户的三维空间坐标，自动给出经度和纬度显示，从而实现用户的自主定位。也可通过无线传输手段将用户定位信息传送到调度中心，实现对移动用户的调度控制。 GPS向用户广播的导航信号为双频，分别为1 575.42MHz 和1 226.60MHz。采用多种直接序列扩频码的码分多址和伪码测距技术。直接序列扩频码主要有P码和C/A码。P码的定位精度高，三维精度可达5 m之内；C/A码定位精度较低，三维精度在50m内。目前C/A 码是对民用免费开放的。因为它是无源定位系统，移动用户的数量没有限制。 2：全球定位系统（Global Positioning System） 简单地说，这是一个由覆盖全球的24颗卫星组成的卫星系统。这个系统可以保证在任意时刻，地球上任意一点都可以同时观测到4颗卫星，以保证卫星可以采集到该观测点的经纬度和高度，以便实现导航、定位、授时等功能。这项技术可以用来引导飞机、船舶、车辆以及个人，安全、准确地沿着选定的路线，准时到达目的地。 全球定位系统(GPS)是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的，是美国独霸全球战略的重要组成。经过20余年的研究实验，耗资300亿美元，到1994年3月，全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成。 3：卫星导航系统 顾名思义，就是“全球卫星导航系统”。主要采用最新GPS技术在导航通讯领域的最新应用系统。卫星导航全球性大众化民用,刚刚开始，有百种应用类型。卫星导航的生命期至
现代通信技术的历史
现代通信技术的历史 所谓通信，最简单的理解，也是最基本的理解，就是人与人沟通的方法。无论是现在的电话，还是网络，解决的最基本的问题，实际还是人与人的沟通。现代通信技术，就是随着科技的不断发展，如何采用最新的技术来不断优化通信的各种方式，让人与人的沟通变得更为便捷，有效。这是一门系统的学科，目前炙手可热的3G就是其中的重要课题。 通信技术和通信产业20世纪80年代以来发展最快的领域之一。不论是在国际还是在国内都是如此。这是人类进入信息社会的重要标志之一。 通信就是互通信息。从这个意义上来说，通信在远古的时代就已存在。人之间的对话是通信，用手势表达情绪也可算是通信。以后用烽火传递战事情况是通信，快马与驿站传送文件当然也可是通信。现代的通信一般是指电信，国际上称为远程通信。 纵观同新的发展分为以下三个阶段：第一阶段是语言和文字通信阶段。在这一阶段，通信方式简单，内容单一。第二阶段是电通信阶段。1937年，莫尔斯发明电报机，并设计莫尔斯电报码。1876年，贝尔发明电话机。这样，利用电磁波不仅可以传输文字，还可以传输语音，由此大大加快了通信的发展进程。1895年，马可尼发明无线电设备，从而开创了无线电通信发展的道路。第三阶段是电子信息通信阶段。从总体上看，通信技术实际上就是通信系统和通信网的技术。通信系统是指点对点通所需的全部设施，而通信网是由许多通信系统组成的多点之间能相互通信的全部设施。 而现代的主要通信技术有数字通信技术，程控交换技术，信息传输技术，通信网络技术，数据通信与数据网，ISDN与ATM技术，宽带IP技术，接入网与接入技术。 数字通信即传输数字信号的通信，，是通过信源发出的模拟信号经过数字终端的心愿编码成为数字信号，终端发出的数字信号，经过信道编码变成适合与信道传输的数字信号，然后由调制解调器把信号调制到系统所使用的数字信道上，在传输到对段，经过相反的变换最终传送到信宿。数字通信以其抗干扰能力强，便于存储，处理和交换等特点，已经成为现代通信网中的最主要的通信技术基础，广泛应用于现代通信网的各种通信系统。 程控交换技术即是指人们用专门的电子计算机根据需要把预先编好的程序存入计算机后完成通信中的各种交换。程控交换最初是由电话交换技术发展而来，由当初电话交换的人工转接，自动转接和电子转接发展到现在的程控转接技术，到后来，由于通信业务范围的不断扩大，交换的技术已经不仅仅用于电话交换，还能实现传真，数据，图像通信等交换。程控数字交换机处理速度快，体积小，容量大，灵活性强，服务功能多，便于改变交换机功能，便于建设智能网，向用户提供更多，更方便的电话服务。随着电信业务从以话音为主向以数据为主转移，交换技术也相应地从传统的电路交换技术逐步转向给予分株的数据交换和宽带交换，以及适应下一代网络基于IP的业务综合特点的软交换方向发展。 信息传输技术主要包括光纤通信，数字微波通信，卫星通信，移动通信以及图像通信。 光纤是以光波为载频，以光导纤维为传输介质的一种通信方式，其主要特点是频带宽，比常用微波频率高104~105倍；损耗低，中继距离长；具有抗电磁干扰能力；线经细，重量轻；还有耐腐蚀，不怕高温等优点。 数字微波中继通信是指利用波长为1m~1mm范围内的电磁波通过中继站传输信号的一种通信方式。其主要特点为信号可以"再生"；便于数字程控交换机的连接；便于采用大规模集成电路；保密性好；数字微波系统占用频带较宽等的优点，因此，虽然数字微波通信只有二十多年的历史，却与光纤通信，卫星通信一起被国际公认为最有发展前途的三大传输手段。 卫星通信简单而言就是地球上的无线电通信展之间利用人在地球卫星作中继站而进行的通信。其主要特点是：通信距离远，而投资费用和通信距离无关；工作频带宽，通信容量大，适用于多种业务的传输；通信线路稳定可靠；通信质量高等优点。
信息技术与课程整合十年发展历程概览
信息技术与课程整合十年发展历程概览
信息技术与课程整合十年发展历程概览 从2000年至今,我国基础教育信息化取得了一系列成就与长足发展,具体表现在“校校通”工程、农村中小学现代远程教育工程、“班班通”工程、国家贫困地区义务教育工程等大规模项目和工程的实施;硬件设施建设日渐完备、软件资源建设日益丰富、信息技术与课程整合认识备受重视等信息技术与课程整合环境的建设与完善;教师教育技术培训、教师技能大赛、信息技术与课程整合优质课大赛、现代教育发展论坛等促进信息技术与课程整合内涵发展及理论提升 的相关活动举办;教师应用信息技术的意识提高、教师应用信息技术能力加强、学生信息素养提升等效果日益明显。 ●发展历程 概览十年来的发展,我们将信息技术与课程整合的发展分为四个阶段。 1.多媒体的到来 我国在上世纪90年代就开始了信息技术与课程整合的研究,到2000年也积累了很多经验。但是这段时间的发展也存在明显的不足和问题,没有形成良好的信息技术与课程整合氛围,一些学校和地区仅仅停留在视听教学的硬件本位时代;缺乏信息技术与课程整合的理论及方法指导,教师应用信
学生而言,多媒体教学中应用了图片、动画、影音、视频等素材,更能激发他们的学习兴趣,增加了学习的趣味性,也使得呆板的内容变得丰富多彩而容易理解和领会。 2.网络资源库的建设 多媒体的到来阶段对于那些从未接触过信息技术的教师而言,是很大的进步,但是在应用过程中教师们也逐渐发现:他们能够获得的资源多是针对某一知识或者具体章节的演示课件或素材,往往无法根据需要对其内容进行修改。他们渴望能够根据个人能力及学生特征选择适合的资源,然而当时的资源建设极大地滞后于教学需求,虽然已经涌现了很多致力于资源建设的公司和企业,但是由于缺少教学理念指导,并非所有资源都是有价值的,甚至很难在其中查找真正需要的资源。 这种情况随着“校校通”工程的深入而日益凸显,阻碍了信息技术与课程整合的有效开展,因此,资源建设和资源库建设受到了教育信息化界越来越多的关注和重视,取得了快速的发展。初期,大多数人都在关注网络资源库快速建设,同时,一些专家学者以发展的眼光关注网络资源库的内涵发展,对其定位、分类、标准、功能等层面进行了深入思考。我国的网络资源库建设也逐渐关注资源的规范和标准。因此,可以将资源建设的发展历程归纳为资源建设和资源平台建设两个
无人机导航定位技术简介与分析
无人机导航定位技术简介与分析 无人机导航定位工作主要由组合定位定向导航系统完成，组合导航系统实时闭环输出位置和姿态信息，为飞机提供精确的方向基准和位置坐标，同时实时根据姿态信息对飞机飞行状态进行预测。组合导航系统由激光陀螺捷联惯性导航、卫星定位系统接收机、组合导航计算机、里程计、高度表和基站雷达系统等组成。结合了SAR 图像导航的定位精度、自主性和星敏感器的星光导航系统的姿态测定精度，从而保证了无人飞机的自主飞行。 无人机导航是按照要求的精度，沿着预定的航线在指定的时间内正确地引导无人机至目的地。要使无人机成功完成预定的航行任务，除了起始点和目标的位置之外，还必须知道无人机的实时位置、航行速度、航向等导航参数。目前在无人机上采用的导航技术主要包括惯性导航、卫星导航、多普勒导航、地形辅助导航以及地磁导航等。这些导航技术都有各自的优缺点，因此，在无人机导航中，要根据无人机担负的不同任务来选择合适的导航定位技术至关重要。 一、单一导航技术 1 惯性导航 惯性导航是以牛顿力学定律为基础，依靠安装在载体(飞机、舰船、火箭等)内部的加速度计测量载体在三个轴向运动加速度，经积分运算得出载体的瞬时速度和位置，以及测量载体姿态的一种导航方式。惯性导航系统通常由惯性测量装置、计算机、控制显示器等组成。惯性测量装置包括加速度计和陀螺仪。三自由度陀螺仪用来测量飞行器的三个转动运动;三个加速度计用来测量飞行器的三个平移运动的加速度。 计算机根据测得的加速度信号计算出飞行器的速度和位置数据。控制显示器显示各种导航参数。惯性导航完全依靠机载设备自主完成导航任务，工作时不依赖外界信息，也不向外界辐射能量，不易受到干扰，不受气象条件限制，是一种自主式的导航系统，具有完全自主、抗干扰、隐蔽性好、全天候工作、输出导航信息多、数据更新率高等优点。实际的惯性导航可以完成空间的三维导航或地面上的二维导航。 2 定位卫星导航 定位卫星导航是通过不断对目标物体进行定位从而实现导航功能的。目前，全球范围内有影响的卫星定位系统有美国的GPS，欧洲的伽利略，俄罗斯的格拉纳斯。这里主要介绍现阶段应用较为广泛的GPS全球定位系统导航。
科学技术发展史论文
成都理大学 科学技术史论文题目：世界科技发展史回顾与未来科技发展展望 彭静 201206020228 核自学院 指导老师：周世祥
世界科技发展史回顾与未来科技发展展望 科学技术发展史是人类认识自然、改造自然的历史，也是人类文明史的重要组成部分。今天，当人类豪迈地飞往宇宙空间，当机器人问世，当高清晰度数字化彩电进入日常家庭生活，当克隆羊多利诞生惊动整个世界之时，大家是否会感受到，人类经历了一个多么漫长而伟大的科学技术发展历程。 一．古代科技发展概况 大约在公元前4000年以前，人类由石器时代跨入青铜器时代，并逐渐产生了语言和文字。在于自然界的长期斗争中，人类不断推动着生产工具和生产技术的进步，与此同时，人类对自然界的认识也不断丰富，科学技术的萌芽不断成长起来。 世界文明发端于中国，埃及，印度和巴比伦四大文明古国。中国古代科学技术十分辉煌，但主要在技术领域。中国的四大发明对世界文明产生巨大影响。古代中国科技文明的主要支桂有天文学、数学、医药学、农学四大学科和陶瓷、丝织、建筑三大技术,及世界闻名的造纸、印刷术、火药、指南针四大发明。四大发明：造纸、印刷术、火药、指南针。 生活在尼罗河和两河流域的古埃及和巴比伦人在天文学，数学等方面创造了杰出的成就，埃及金字塔名垂史册，印度数学为世界数学发展史大侠光辉的一页。 古希腊是科学精神的发源地，古希腊人创造了辉煌夺目的科学奇迹，在人类历史上第一次形成了独具特色的理性自然观，为近代科学的诞生奠定了基础。在人类历史上第一次形成了独具特色的的理性自然观，为近代科学的诞生奠定了基础。毕达哥拉斯，希波克拉底，以及百科全书式的学者亚里士多德都是那一时期的解除代表人物。公元前3世纪，进入希腊化时期的古希腊获得更大的发展，出现了欧几里得，阿基米德和托勒密三位杰出的科学家，使得古代科学攀上三座高峰。 公元最初的500多年中，欧洲的科学技术持续衰落，5世纪后进入黑暗的年代，并且延续了1000多年，科学一度成为宗教的婢女。但是科学精神在14世纪发出自己的呐喊，近代实验科学的始祖逻辑尔-培根像一颗新星，点亮了欧洲的天空。 在整个古代,技术发展的水平不高,科学也没有达到系统的程度,不同地域的人民之间还未建立起长期稳定的经济、文化联系, 但许多古代的科学技术成果, 如阳历和阴历, 节气、月、星期和其它时间单位的划分, 恒星天区的划分和名称,数学的基础知识和十进制记数法、印度——阿拉伯数字、轮车技术、杠杆技术、造纸术、印刷术等等,都已深深镶入了整个人类文明大厦的基础。 古代自然科学的发展还停留在描述现象，总结经验的阶段，个学科的分野并不明确，因而具有实用性，经验性和双重性，但它给近代科学的发展准备了充分的条件。 2.近现代科学技术的发展
导航定位技术与光学的联系
南京理工大学 课程论文 课程名称：导航定位技术概论 论文题目：导航定位技术与光学的联系姓名：王彬 学号： 1111100228 成绩：
导航定位技术与光学的联系 姓名：王彬学号：1111100228 专业：光信息科学与技术 引言：本文主旨是探讨导航定位系统与光信息科学与技术专业之后间的联系。对现代科技中的光学和导航技术作了详细的介绍。讨论现代光学技术与导航系统的共通之处。举例介绍了光在导航定位系统中应用的实例，如激光陀螺，光纤陀螺和激光跟踪导航。并对未来可能的发展做了展望。 光学作为一门诞生340余年的古老科学 经历了漫长的发展过程 从经典光学到近代光学 再到现代光学 它的发展也表征着人类社会的文明进程。展望21世纪 随着以光信息为代表的信息化社会的发展 人类将迈进光子时代 光子学的发展和光子技术的广泛应用将对人类生活产生巨大影响。光学是研究光的产生和传播、光的本性、光与物质相互作用的科学。光学作为一门诞生340 余年的古老科学, 经历了漫长的发展过程, 它的发展也表征着人类社会的文明进程。20 世纪以前的光学, 以经典光学为标志, 为光学的发展奠定了良好的基础; 20 世纪的光学, 以近代光学为标志取得了重要进展, 推动了激光、全息、光纤、光记录、光存储、光显示等技术的出现, 走过辉煌的百年历程; 展望21 世纪的现代光学, 将迈进光子时代, 光子学已 不是物理学的学术上的突破, 它的理论及其光子技术正在或已经成为现代应用技术的主角, 光子学的发展和光子技术的广泛应用将对人类生活产生巨大影响。 定位与导航技术是涉及自动控制，计算机，微电子学，光学，力学，以及数学等多学科的高技术，是实现飞行器特别是航天飞行任务的关键技术，也是武器精确制导的核心技术。导航定位技术被应用于人类生活中的各处各地，时时刻刻。他为我们的的生活提供了巨大的便利，深深地融入我们的生活。他包涵天文导航，地文导航，惯性导航，无线电导航，卫星导航和其他等等。目前应用最广，技术最完善最先进的是卫星导航。有美国的GPS导航系统，俄罗斯的GLONASS系统，欧洲的GALILEO系统和中国的北斗导航系统。其中最具代表性的是美国的GPS。 最初的GPS计划在联合计划局的领导下诞生了，该方案将24颗卫星放置在互成120度的三个轨道上。每个轨道上有8颗卫星，地球上任何一点均能观测到6至9颗卫星。这样 粗码精度可达100m，精码精度为10m。由于预算压缩，GPS计划不得不减少卫星发射数量 改为将18颗卫星分布在
浅谈通信技术发展史
浅谈通信技术发展史 在学习《现代通信技术》这么课程学期过半后，了解并掌握了一些与通信相关的知识，加以课程之余自己通过查阅书籍和使用网络工具，将通信史这一知识方面整理成以下文字，用以自我提高以及与大家共同进步。 人类进行通信的历史悠久。历史上最早的通信手段和现在一样是“无线”的，如利用以火光传递信息的烽火台，通常大家认为这是最早传递消息的方式了。事实上不是，在我国和非洲古代，击鼓传信是最早最方便的办法，非洲人用圆木特制的大鼓可传声至三四公里远，再通过“鼓声接力”和专门的“击鼓语言”，可在很短的时间内把消息准确地传到50公里以外的另一个部落。其实，不论是击鼓、烽火、旗语，还是今天的移动通信，要实现消息的远距离传送，都需要中继站的层层传递，消息才能到达目的地。不过，由于那时人类还没有发现电，所以要想畅通快速地实现远距离传递消息只有等待了…… 19世纪中叶以后，随着电报、电话的发明，电磁波的发现，人类通信领域产生了根本性的巨大变革，实现了利用金属导线来传递信息，甚至通过电磁波来进行无线通信，使神话中的“顺风耳”、“千里眼”变成了现实。从此，人类的信息传递可以脱离常规的视听觉方式，用电信号作为新的载体，同此带来了一系列技术革新，开始了人类通信的新时代。 1837年，美国人塞缪乐·莫乐斯成功地研制出世界上第一台电磁式电报机。他利用自己设计的电码，可将信息转换成一串或长或短的电脉冲传向目的地，再转换为原来的信息。 1864年，英国物理学家麦克斯韦建立了一套电磁理论，预言了电磁波的存在，说明了电磁波与光具有相同的性质，两者都是以光速传播的。1875年，苏格兰青年亚历山大·贝尔发明了世界上第一台电话机。1878年在相距300公里的波士顿和纽约之间进行了首次长途电话实验，并获得了成功，后来就成立了著名的贝尔电话公司。1888年，德国青年物理学家海因里斯·赫兹用电波环进行了一系列实验，发现了电磁波的存在，他用实验证明了麦克斯韦的电磁理论，导致了无线电的诞生和电子技术的发展。 电磁波的发现产生了巨大影响。不到6年的时间，俄国的波波夫、意大利的马可尼分别发明了无线电报，实现了信息的无线电传播，其他的无线电技术也如雨后春笋般涌现出来。 电磁波的发现也促使图像传播技术迅速发展起来。实现了电子扫描方式的电视发送和传输，制造出第一台符合实用要求的电视摄像机。经过人们的不断探索和改进，一些国家相继建立了超短波转播站，电视迅速普及开来。 图像传真也是一项重要的通信。1980年后，传真技术向综合处理终端设备过渡，除承担通信任务外，它还具备图像处理和数据处理的能力，成为综合性处理终端。静电复印机、磁性录音机、雷达、激光器等等都是信息技术史上的重要发明。 随着电子技术的高速发展，军事、科研迫切需要解决的计算工具也大大改进。微电子技术极大地推动了电子计算机的更新换代，使电子计算机显示了前所未有的信息处理功能，成为现代高新科技的重要标志。 随着国民经济和社会发展的信息化，人们要通信息化开创新的工作方式、管
导航定位技术原理及应用__复习资料
1试说明GPS全球定位系统的组成以及各个部分的作用。 (1) 空间星座 GPS卫星星座由24颗（3颗备用）卫星组成，分布在6个轨道内，每个轨道4颗。 基本功能：接收和存储由地面监控站发出的导航信息，接收并执行监控站的控制指令；利用卫星的微处理机，对部分必要的数据进行处理；通过星载原子钟提供精密时间标准；向用户发送定位信息；在地面监控站的指令下，通过推进器调整卫星姿态和启用备用卫星。 (2) 地面监控 地面监控部分由分布在全球的5个地面站组成，包括5个监测站，1个主控站，3个信息注入站。 监测站：对GPS卫星进行连续观测，进行数据自动采集并监测卫星的工作状况。 主控站：协调和管理地面监控系统，主要任务：根据本站和其它监测站的观测资料，推算编制各卫星星历、卫星钟差和大气修正参数，并将数据传送到注入站；提供全球定位系统时间基准；各监测站和GPS卫星原子钟，均应与主控站原子钟同步，测出其间的钟差，将钟差信息编入导航电文，送入注入站；调整偏离轨道的卫星，使之沿预定轨道运行；启用备用卫星代替失效工作卫星。 注入站：在主控站控制下，将主控站推算和编制的卫星星历、钟差、导航电文和其它控制指令等，注入到相应卫星的存储系统，并监测注入信息的正确性。 (3) 用户设备 由GPS接收机硬件和数据处理软件以及微处理机和终端设备组成。 GPS接收机硬件主要接收GPS卫星发射的信号，以获得必要的导航和定位信息及观测量，并经简单数据处理而实现实时导航和定位。GPS软件主要对观测数据进行精加工，以便获得精密定位结果。 2试说明我国北斗导航卫星系统与GPS的区别 一是使用范围不同。“北斗一号”是区域卫星导航系统，只能用于中国及其周边地区，而GPS是全球导航定位系统，在全球的任何一点只要卫星信号未被遮蔽或干扰，都能接收到三维坐标数据。二是卫星的数量和轨道是不同的。“北斗一号”有3颗，位于高度近3.6万千米的地球同步轨道。三是定位原理不同。“北斗一号”是用户首先发射要求服务的信号，通过卫星转发至地面控制中心，地面控制中心计算出用户机的位置后再通过卫星答复用户，而GPS只需要4个卫星的位置信息，由用户接收机解算出三维坐标，由于“北斗一号”本身是二维导航系统，仅靠2颗星的观测信号尚不能定位，观测信号的获得需要具有转发或收发信号功能，而通信功能是GPS不具备的。 3 GPS相较其他导航定位系统的特点 1.功能多,用途广.可以用于导航,测时,测速,测量及授时. 2.定位精度高. 3.实时定位. 天球：以地球质心为中心，半径r为任意长的一个假想的球体。 大地经纬度：大地经度是指通过参考椭球面上某一点的大地子午面与本初子午面之间的二面角，大地纬度是指过参考椭球面上某一点的法线与赤道面的夹角 天文经纬度：天文经度是指本初子午面与过观测点的子午面所夹的二面角，天文纬度是指过某点的铅垂线与赤道平面之间的夹角。 黄道：地球公转的轨道面与天球相交的大圆即地球绕太阳公转时，地球上观测者所见到太阳在天球上运动的轨迹春分点：当太阳在黄道上从天球南半球向北半球运行时，黄道与天球赤道的交点 赤经：从春分点沿着天赤道向东到天体时圈与天赤道的交点所夹的角度 赤纬：从天赤道沿着天体的时圈至天体的角度
科学技术发展史
科学问题在科学研究中的地位如何？ 科学问题指：一定时代的科学认识主体，在当时的知识背景下提出的关于科学认识和科学实践中需要解决而尚未解决(且有可能解决)的矛盾或疑难。它包含一定的求解目标和应答域，但尚无确定的答案。科学问题的提出，并不是孤立的，而是有结构的。它蕴涵着问题的指向，即科研的目标和求解的应答域。问题的指向是指问题的现状和性质，求解目标是指求解的方向和要求，应答域是指在问题的论述中所确定的域限，并假定所提出问题的解必定在这个域限之中。 科学研究的过程是一个提出问题、解决问题并推广应用的过程。可见，问题是科学研究的起点，并贯穿于整个研究过程。旧的问题解决了，又引入了新的、更深刻的问题。因此，善于和勇于提出科学问题，用科学批判和理性质疑的科学精神去审视旧的科学问题，充分发挥想象力去提出新的科学问题，尤其是提出大跨度、综合而复杂的重大交叉科学难题就显得更有意义了。 问题是从已知通向未知的桥梁。人们认识事物，总是由不知到知，由知之较少到知之较多。科学研究的过程，可以说就是从已知出发提出问题进而探求未知的过程，对于从事科学研究的人(个人或集体)来说，是否善于发现问题和科学地提出问题是衡量其科学研究能力的一个重要标志，甚至可以说是最重要的标志。问题的提出，问题不断的解决、不断的再生，表示科学的前沿在不断地向前推进，表示人类的认识在不断地从已知向未知推进。科学研究始于问题，最终目的是要解决问题，可以说没有问题就没有科学研究，也就没有科学的进步。 技术与科学有哪些区别？ 技术是将科学知识应用于实际目的。相反，技术是应用科学。技术涉及使用工具以及研究特定科学的知识。技术与设计的综合有关。虽然科学涉及理论和研究结果，但技术却非常关注过程。技术必须使其流程正确地在应用科学领域取得进步。科学和技术之间的另一个重要区别是科学涉及观察和实验，而技术则涉及发明和生产。工具及其生产的发明是技术的方面。 科学是“知识和实践活动，包括通过观察和实验系统地研究物理和自然世界的结构和行为。科学可以称为系统知识库。科学是对物理学，化学和生物学等各个学科的研究。科学涉及观察和实验。科学更关注分析。科学涉及理论及其发现。科学这个词被解释为通过实验和观察获得知识的系统，以便阐明自然现象。 区别： 1. 科学可以被定义为通过各种观察和实验收集关于某一主题的知识的有组织的方式。技术是用于不同目的的科学定律的实际用法。 2. 科学只不过是探索新知识的过程，而技术则将科学知识付诸实践。 3. 科学对于获得有关自然现象及其原因的知识非常有用。相反，技术可能是有用的或有害的，即技术既有利也有祸害，如果以正确的方式使用，它可以帮助人类解决许多问题，但是，如果它被错误地解决了使用，它可以导致整个世界的破坏。 4. 科学仍然是不可改变的; 只增加了进一步的知识。相反，技术变化很快，从某种意义上说，以前的技术不断改进。 5. 科学强调发现，就像事实和自然规律一样。与技术不同，重点放在发明上，例如开发最新技术，以减轻人类的工作。 6. 科学是研究自然和物理世界的结构和行为，创造前提。相比之下，技术涉及将这些前提付诸实践。 7. 科学关注的是分析，演绎和理论发展。另一方面，技术基于设计的分析和综合。 8. 科学用于预测，而技术简化了工作并满足了人们的需求。 试述科学理论评价的标准
全球卫星导航定位技术
全球卫星导航定位技术 摘要：卫星导航定位系统在国民经济建设中占有重要的位置，是国民经济信息化建设的重要组成部分和推进力量，是建设国家信息体系的重要基础设施，是直接关系到国家安全、经济发展的关键性系统技术平台。以GPS为代表的卫星导航定位(GNSS)应用产业已逐步成为一个全球性的高新技术产业。国家对卫星导航定位产业的发展高度重视，“十五”计划发展纲要确定卫星导航定位为国家高技术工程的12个专项之一，国家发改委在2002年实施了卫星导航产业化专项，以北斗卫星导航试验系统和其他卫星定位导航系统的广泛应用为推动力的我国卫星导航定位产业，正进入高速发展的关键时期。本文介绍了全球卫星导航系统的现状以及分析其原理，并分析了全球卫星导航的发展应用。 关键词：卫星导航定位系统；高新技术 Abstract: the satellite navigation and positioning system in the development of national economy, holds the important position, the informationization of the national economy is the important part of the construction and promote the strength, the construction of national information system is the important infrastructure, is directly related to national security, economic development and the key system technology platform. As a representative of the with GPS satellite navigation and positioning (GNSS) application industry has gradually become a global new high technology industry. National satellite navigation and positioning of the development of the industry, more attention of the tenth five-year plan to determine the program for the development of satellite navigation and positioning for the national high technology project of one of the 12 special, the national development and reform commission in 2002, the industrialization of the satellite navigation special to beidou satellite navigation test system and other positioning satellite navigation system for the wide application of driving force of China’s satellite navigation and positioning industry, entering the critical period of development. This paper introduces the present situation of the global satellite navigation system and analyzes the principle, and analyzed the development and the application of the global satellite navigation. Keywords: satellite navigation and positioning system; High and new technology 按照定位导航的方式可分成：卫星定位导航、自主式导航、组合导航以及无源导航。 1、全球卫星导航系统介绍 世界上现有卫星导航系统有美国的GPS、俄罗斯的GLONASS以及欧洲