;PART01;无人机发展历程;一、无人机发展的三个阶段;1917年,皮特·库柏(PeterCooper)和埃尔默·A.斯佩里(ElmerA.Sperry)发明
了第一台自动陀螺稳定器,这种装置能够使飞机保持平衡向前的飞行,无人飞行器自此诞生。这项技术成果将美国海军寇蒂斯N-9型教练机成功改造为首架无线电控制的不载人飞行器——斯佩里“空中鱼雷”。而后各类无人飞行器鱼贯而出,如美国凯特灵“空中鱼雷”,英国“蜂王号”无人机,德国“复仇者一号”(Vergeltungswaffe),美国“火蜂”无人机,美国M-21和D-21无人机等。;1986年12月美国海军首飞的“先锋”系列无人机(见图1.7)为战术指挥官提供了特定目标以及战场的实时画面,执行了美国海军“侦察、监视并获取目标”等各种任务并进行了首次实战。而后美国先后于1994年投入MQ“捕食者”无人机、2004年投入“RQ-7B幻影”无人机、2005年RQ“火力侦察”无人直升机、2009年RQ-170“哨兵”无人机等。;21世纪初,由于原来的无人机个头较大,目标明显且不易于携带,研究人员研制出了迷你无人机,机型更加小巧、性能更加稳定,一个背包就可携带。同时,新型无人机具有了更加优秀的技能,催生了民用无人机。;二、民用无人机的应用领域;三、无人机的发展趋势;陆基导航技术;从一般意义上讲,可以把那些将导航设施(或媒介)置于陆地上、导航信号作用范围限于电离层以下的空间、陆地和海洋上的导航行为,统称为陆基导航,这些导航信号-般沿地面传播,或沿地面与电离层之间来回反射而传播得很远。;一系列陆基无线电导航系统;各种各样的陆基无线电导航系统至今仍被广泛应用,而且在某些领域发挥了极其重要的作用,但它们普遍存在定位精度低、信号覆盖范围有限等问题,难以满足现代航空、航海、军事及陆地车辆的高准确度导航定位的需要。因此,以GPS为代表的星基导航系统应运而生。;1973年美国国防部决定发展各军种都能使用的全球定位系统GPS(GlobalPositioningSystem),并指定由空军牵头研制。在项目的实施中,参加的单位有美国空军、陆军、海军、海军陆战队、海岸警卫队、运输部、国防地图测绘局、国防预研计划局,以及一些???大西洋公约组织和澳大利亚。历时20多年,耗资数百亿美元,1994年3月10日,24颗工作卫星全部进入预定轨道,GPS系统全面投入运行,技术性能达到了预期目的,其中粗码(C/A码)的定位精度高达20m,远超设计指标。GPS是现代科学的结晶,它的推广应用有力地促进了人类社会进步。
GPS是一个中距离圆型轨道卫星导航系统。GPS具有全天候,全球覆盖高达90%,高精度和自动测量的特点,是目前应用最为广泛的导航系统。
;1982年10月12日发射第一颗GLONASS卫星。苏联解体后,俄罗斯继续发展GLONASS全球导航卫星系统,于1996年1月18日完成了24颗卫星的入轨工作。
GLONASS的主要作用是实现全球、全天候的实时导航与定位以及各种等级和种类的测量,单点定位精度水平方向为16m,垂直方向为25m。
GLONASS与GPS除了采用不同的时间系统和坐标系统以外,最大区别是GLONASS系统采用频分多址,即发射的伪随机噪声码是相同的,发射的频率是不同的,根据载波频率来区分不同卫星,每颗卫星发播的两种载波频率分别为L?=1602+0.5625k(MHz)和L?=1246+0.4375k(MHz),其中k=1~24为卫星的频率编号。而GPS是码分多址,即发射的频率相同,均为L?=1575.42MHz和L?=1227.6MHz,而伪随机噪声码是不同的,根据调制码来区分卫星。;北斗卫星导航系统与GPS,GLONASS类似,由星座(两颗地球同步卫星、一颗在轨备份卫星)、地面控制系统(控制中心和标校系统)和用户设备等三部分组成。卫星定点于东经80°和140°的离地高36000km的地球同步轨道上,覆盖范围为北纬5°~55°,东经70°~140°,定位精度100m,设立标校站之后为20m,授时精度约100ns,用户容量为每小时54万户。
北斗卫星导航系统和GPS的主要区别是技术体制,GPS是一个接收型的定位系统,用户只要接收就可以做定位了,不受容量的限制。而北斗系统的最大优势是具有导航定位和通信的双重功能,虽然容量有限,但它的通信功能让它拥有巨大的应用前景。;我国早在20世纪60年代末就开展了卫星导航系统的研制,20世纪70年代后期以来先后提出过单星、双星、三星和3~5星的区域性系统方案,以及多星的全球系统的设想。
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