光电 912 （ KGP-912 ）船用卫星导航仪运行与维护

1. 《船舶通信导航设备运行与维护》课程讲义2 光电912（KGP-912）船用卫星导航仪运行与维护 九江职业技术学院电子工程系

2. 《船舶通信导航设备运行与维护》课程讲义2 KGP-912卫导仪实际应用一：GPS定位 一、KGP-912型船用卫星导航仪定位功能操作及显示信息认识 912型船用卫星导航仪定位功能操作及显示信息认识 1．显示模式的认识及切换 KGP-912型卫导仪有四种基本显示模式，分别为：导航1（NAV1），导航2（NAV2），导航3（NAV3）和标绘（PLOT）显示模式。 （1）导航显示模式1—— NAV1 该模式显示当前船位及与本船运动相关的信息。 （2）导航显示模式2—— NAV2 该模式以本船为中心的一个方位圆来显示本船的方位，航向，离转向点的距离与偏离量等信息。 （3）导航显示模式3—— NAV3 该模式以一个三维视图的方式来显示本船离转向点的距离、方位、航迹及偏离量。

3. 《船舶通信导航设备运行与维护》课程讲义2 （4）标绘图显示模式—— PLOT 该模式用于显示本航航迹，船位，航路点信息。 进行切换操作时，每按一下MODE键，可以改变当前显示模式；如果连续按作MODE键，则四种基本模式将循环显示。切换操作过程是以图如图3.6所示。

4. 《船舶通信导航设备运行与维护》课程讲义2

5. 《船舶通信导航设备运行与维护》课程讲义2 从如3.6还可以看出，在上述四种基本显示模式中的任何一种显示界面下，可以用SEL键或上、下方向键选取“OFF-关闭”、“WPT-航路点”、“RTE-航线”和“ANCW-锚地”四种分显示界面。 2．显示当前位置操作 GPS显示本船目前船位时一般调用“导航1-NAV1”界面，如图3.7所示，此时以大字体显示本船船位，同时还可以显示本船的当前航速，航向及卫星状态。当卫星信号不好或卫星数不足时，其显示的经纬度“N”和“W”两字母会闪烁，表示当前定位失败。 事实上，该型GPS卫导仪在大多数显示状态时均可显示本船当前船位（详见上图所示），以供驾驶员连续观测使用。

6. 《船舶通信导航设备运行与维护》课程讲义2 3．人员落水显示（MOB） 当有人员落水或相类似的事件发生，可立即在KGP-912型卫导仪面板上按下MOB键，该卫导仪能立即锁定事件发生的位置，并以一个亮环显示事件发生时本船的位置，为搜救或海事评估提供第一手资料。 按下MOB键后，屏幕显示如图3.7所示

7. 《船舶通信导航设备运行与维护》课程讲义2 事件编号 MOB显示 航速 航向 接近报警闪烁（当离按下MOB键位置0.1nm时并可听到报警声音） 按下MOB键后 已过的时间 DOP数值 DGPS显示 离按下MOB键位置的距离 到按下MOB键位置的航向 导航图标的范围 按下MOB键位置的 经纬度 当前时间 当前位置 按下MOB键的位置 在MOB显示时，除了EVT、CLR、CTRS、PWR/DIM、OFF五个键起作用外，面板上其它键都不起作用。 事件处理完后，按下CLR键，又可恢复原先的显示。

8. 《船舶通信导航设备运行与维护》课程讲义2 一、KGP-912型船用卫星导航仪定位功能操作及显示信息认识 1．GPS系统定位原理 GPS用户接收机可从卫星发射的星历表信息中求得每颗卫星发射信号时的位置，同时GPS接收机可通过伪随机码测量卫星信号在卫星与接收点之间的传播时间，从而求出卫星到接收机的距离。如果用户接收机装备有与GPS系统时间严格同步的精密钟，那么仅用三颗卫星就能实现三维导航定位。这时以三颗卫星为中心，以所求得的到三颗卫星的距离为半径，作三个球面，用户接收机就位于三球面的交点上。 普通用户接收机装备的都是非精密钟以降低售价，此时所测量的卫星到接收机的距离有误差，称为伪距离。此类接收机要实现三维定位则至少需要观测4颗卫星。

9. 《船舶通信导航设备运行与维护》课程讲义2 在进行定位解算时，见图3.8，它是以地球球心为球心O点，X轴指向格林尼治子午线，Z轴指向北极，X轴、Y轴与Z轴组成右手直角座标系，设卫星Si在该座标系中位置为（Xsi，Ysi，Zsi）；用户U位于（X、Y、Z），则 从而有 上式中仅X、Y、Z和　　四个参量为未知量，　可由用户设备直接测量得到。其它参量可以用户收到的卫星信号中计算获得。因此，用户接收机可以通过四颗卫星的伪距联立方程组，求解四个未知量，就可以得到用户位置（X、Y、Z）和时钟偏差（　　），即

10. 《船舶通信导航设备运行与维护》课程讲义2 对于如陆地和海洋，仅需知道二维空间（经度、纬度）位置的用户来说，测量三颗卫星的位置，就能进行定位，二维空间定位原理如图3.9所示。 测量时应从测距估算中除去固定的测距误差。该图说明，从测出到三颗卫星的距离作为伪距离半径画圆，并不相交于一点，而是圈出一个阴影三角形面积。然而可以找出一个固定幅度的距离值（ ），当从伪距中扣除（有时是相加）该值时，就可使三个半径相交于一点，

11. 《船舶通信导航设备运行与维护》课程讲义2 即可由该点决定出用户位置。数值 表示用户钟误差形成的等效距离。倘若伪距中存在别的幅度不等的误差，则称这种误差为独立误差。这种误差常常是一个固定值。从伪距数值中扣除固定值，就可使三个半径相交于一点。此时该点就是用户位置的估算值，与真实用户位置相差一个由独立测距误差决定的距离误差。同理，等效用户钟差值是扣除固定幅度值后的数值，它与真实用户误差相差一个由独立误差决定的数值。图3.9的说明仅代表二维的情况，用四颗星测距时也可用相同的推理进行说明。

12. 《船舶通信导航设备运行与维护》课程讲义2 2．航速测定原理 GPS接收机除了可以测定卫星相对接收机的伪距 外，还可测量卫星发射频率的多谱勒频移，从而实现航速测量。 卫星在轨道上运行且以固定的频率连续发射信号，卫星与用户之间的距离在不断变化，就会产生多普勒效应，即用户收到的卫星信号的频率是变化的。该变化直接反映了距离变化率。假定在 时间间隔内进行多普勒计数，则可求得和两时刻卫星与用户之间的距离差： —接收机基准频率； —卫星发射的频率； N —多普勒计数，即 时间间隔内 和 相差的周数； C—电磁波的传播速度。

13. 《船舶通信导航设备运行与维护》课程讲义2 通过四颗卫星的距离变化率公式： —伪距离变化率，由多普勒测量获得。已知卫星位置（ 、 、 ）和卫星速度（ 、 、 ），用户位置（X、Y、Z）由定位解算中得知，同时认为测距过程的时间间隔很短，所以 ， ，利用四颗卫星解的方程组，求得用户速度和钟差变化率。 必须指出的是，船用卫星导航仪一般不需要航速测量功能。原因在于通常船舶会配备专用的计程仪，可以精确地测定船舶对地和对水的相对航速