导航设计的相关原理（导航定义和基本原理）
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卫星导航的原理是什么？
卫星导航的原理是各导航卫星不断地向地面传送本身随时间变化的精确位置，飞机、轮船等交通工具上的卫星定位接收仪接收到这些信息后，会迅速计算出自身的位置，从而达到导航的目的。
在第一颗人造地球卫星成功发射后不久的1957年底，美国霍普金斯大学应用物理实验室的两名博士用一台无线电接收机接收到前苏联这颗人造卫星发出的无线电信号。他们一位叫吉勒，另一位叫韦芬巴克，都是无线电爱好者。他们发现接收到的无线电波的频率，随着卫星的运动会出现一种“多普勒效应”(即当波源与观察者有相对运动时，观察者接收到的频率和波源发出的频率不同的现象。正如火车朝听者急驶过来时，汽笛声的音调会变高；离听者飞速远去时，汽笛音调变低一样)。由此使他们联想到，可以通过在地面站测量频移来确定卫星的轨道，两人研究出了根据测量的频移数据确定整个卫星轨道的一种算法。这个实验室的另两位博士麦克卢尔和克什纳又进一步设想，如果把编出的程序倒过来使用，那么就可以从卫星已知的准确轨道，计算出地面接收台站的位置，从而形成了卫星导航的概念，即利用卫星的多普勒效应和格林尼治时间来定位，实现导航。
1958年12月，以霍普金斯大学为首的研究卫星导航的小组成立，“子午仪”卫星导航计划开始实施，1964年7月正式交付海军使用，1967年，该系统开始进入民用领域。
GPS导航的原理是什么？
GPS导航的基本原理是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据，采用空间距离后方交会的方法，确定待测点的位置。
GPS导航仪的运行依赖全球定位系统，简称GPS，它是由空间卫星、地面监控和用户接收等三大部分组成，能够帮助用户准确定位当前位置，并且根据既定的目的地计算行程，GPS导航仪通过地图显示和语音提示两种方式引导用户行至目的地的仪器，广泛用于交通，旅游等方面。
扩展资料：
GPS导航的功能
1、空间部分
GPS的空间部分是由24颗卫星组成，它位于距地表20200km的上空，运行周期为12h。卫星均匀分布在6个轨道面上，轨道倾角为55°。卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到4颗以上的卫星，并能在卫星中预存导航信息，GPS的卫星因为大气摩擦等问题，随着时间的推移，导航精度会逐渐降低。
2、转向语音提示
车辆只要遇到前方路口或者转弯，车载GPS语音系统提示用户转向等语音提示。这样可以避免车主走弯路。它能够提供全程语音提示，驾车者无需观察起显示界面就能实现导航的全过程，使得行车更加安全舒适。
3、显示航迹
GPS带有航迹记录功能，可以记录下用户您车辆行驶经过的路线，小于10米的精度，甚至能显示两个车道的区别。用户可以启动它的返程功能，找到路线回家。
4、测速
通过GPS对卫星信号的接收计算，可以测算出行驶的具体速度，比一般的里程表准确很多。
参考资料来源：百度百科-全球定位系统
汽车导航的工作原理是什么
车用导航系统主要由导航主机和导航显示终端两部分构成。内置的GPS天线会接收到来自环绕地球的24颗GPS卫星中的至少3颗所传递的数据信息，由此测定汽车当前所处的位置。
导航主机通过GPS卫星信号确定的位置坐标与电子地图数据相匹配，便可确定汽车在电子地图中的准确位置。
在此基础上，将会实现行车导航、路线推荐、信息查询、播放AV/TV等多种功能。驾驶者只须通过观看显示器上的画面、收听语音提示，操纵手中的遥控器即可实现上述功能，从而轻松自如地驾车。
扩展资料：
汽车GPS导航系统由两部分组成：
一部分由安装在汽车上的GPS接收机和显示设备组成；另一部分由计算机控制中心组成，两部分通过定位卫星进行联系。
计算机控制中心是由机动车管理部门授权和组建的，它负责随时观察辖区内指定监控的汽车的动态和交通情况，因此整个汽车导航系统功能是汽车踪迹监控功能，只要将已编码的GPS接收装置安装在汽车上；
该汽车无论行驶到任何地方都可以通过计算机控制中心的电子地图指示出它的所在方位，只要在车上接收装置中插入软盘，显示屏上就会立即显示出该车所在地区的位置的交通状态，既可输入要去的目的地。
导航是根据什么发明出来并能精准的知道每条路的？
说到导航系统，一般就会联想到 GPS。GPS 又称为全球卫星定位系统，是美国开发的卫星定位技术。这套卫星定位系统基本设计共有 24 颗卫星（目前运作中的卫星为 31 颗，由于卫星的寿命长短不一，美国每年都会发射一些卫星来更新这个系统）。
这些卫星绕行在地球四周，并分布在 6 个平面上，由于其卫星轨道经特殊的设计与安排，使得 GPS 接收器在地球上约 98% 的位置，只要不被障碍物遮盖，都可以接收到至少 4 颗以上卫星的讯号。而之所以需要至少 4 颗以上卫星的讯号，主要是作为 3 颗卫星的三角定位使用，与 1 颗的辅助定位。
三颗卫星就能决定位置？
要决定你的所在位置，需要利用卫星的三角定位原理。要做到三角定位，首先要量测你和卫星的距离，要测得两点的距离，可由速度和时间差间接求得（距离＝速度x时间）。因为卫星会不断向地表发送讯号，地面上的 GPS 接收器也会不断接收卫星讯号，所以藉由卫星发送讯号与地面接收讯号的时间差，乘上已知讯号的传送速率，就能得到卫星与地面 GPS 接收器的距离。
因为卫星不断向四周发送讯号，若以卫星为圆心，以前述卫星与 GPS 接收器的距离为半径，划出一个球体，它球面上的每一点都是此接收器可能的位置。那么这个接收器到底在哪一点？这时若有此接收器与其他两个卫星的距离，就能画出三个球面，而这三个球面会交会出两个点，这两个点有其中一点必会在地表上。因此若可知三颗已知卫星的位置及其与地面接收器的距离，就能知道接收器在地表的实际位置。
不过，透过上述原理只能得知接收器在地表上的大概坐标，因为卫星讯号在传送与接收的过程中，有容易受环境干扰而不稳定的问题。因此通常需要用到第四颗卫星或差分全球定位系统（DGPS），来确保前面三颗卫星计算结果并提高精确度。当然能参考的卫星点越多，位置的计算结果将会越准确。
更高精准度的定位需求
要如何实现高精准定位系统呢？其关键就是对于当前位置信息了解得越多越好，所以现行手机上高精准度的定位系统，除了使用美国的 GPS 定位外，还会额外参考中国的北斗（BDS）、俄罗斯的 GLONASS等卫星信息。此外，若能配合数位地图、地标，甚至是移动信号基站，就能得到更精确的定位效果。
高精准地图
为了实现高精准度的定位系统，所采用的导航地图，当然也具有高准确度与较多细节信息上的需求，也可以称为高精准地图。现在应用市场上大部分地图软件，透过搭载立体摄影机的车辆，收集周边完整的道路信息，并辨识有助于定位的道路特征。
例如建筑物的角落、灯柱及道路标志等， 也会侦测车道标线、方向箭头、行人穿越道、停车线及路缘。与来自 GPS 的相关定位资料结合后，即可建立一份详尽的路线影像，如此可大幅提升对每条路的精准识别。此外，这些资料还可以随时更新与提供实时的路况。
惯性导航的原理是什么?
惯性导航的基本工作原理：
以牛顿力学定律为基础，通过测量载体在惯性参考系的加速度、角加速度，将它对时间进行一次积分，求得运动载体的速度、角速度，之后进行二次积分求得运动载体的位置信息，然后将其变换到导航坐标系，得到在导航坐标系中的速度、偏航角和位置信息等。
惯性导航主要由惯性器件计算实现，惯性器件包括陀螺仪和加速度计。一般来说，惯性器件与导航物体固连，加速度计测量物体运动的加速度，已知初始状态(速度和位置)，加速度不断积分就可以计算出每个时刻速度和位置，就是这么简单的道理计算出速度位置进行导航。
但是问题来了，陀螺仪是干嘛用的？这要从上述积分过程来讲，加速度直接积分是不对的，直接积分只能准确体现物理的线运动过程，对于角运动，并不可行。试想一下，一个物理在做向心运动，基本是在原地不动，直接积分向心加速度肯定不对。
地球是椭圆的，而且地球绕着太阳转，我们常说的导航都是对地球导航的，而惯性器件测量的是惯性空间的，一般来说，相对于太阳恒星的。
所以，在物体整个过程中，势必存在转动情况，这个转动过程就是陀螺仪来跟踪的。有了陀螺仪和加速度计，物体的平动和转动都有了测量量，剩下的就是对应积分运算，这样就可以计算出准确的速度位置量了，当然物体的姿态也是中间重要的计算量。
导航是根据什么原理实现的？
通过导航器发出的信号与天上的卫星连接，检测你在地球的具体然后回馈给你的导航器，导航器再通过与内存卡里的地图对照才能在显示器上显示出具体位置。
