南理工 导航技术基础 实验报告.docx
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南理工导航技术基础实验报告
《导航技术基础》
实验报告
学号：
11102003--
姓名：
刘---------
南京理工大学自动化学院
目录
实验一全球定位系统（GPS）实验.....................................................2
实验二陀螺仪原理实验.........................................................................................4
实验三电子罗盘H3300原理实验..............................................................................7
实验四C100单轴罗盘实验.....................................................................9
实验一全球定位系统（GPS）实验
一.实验目的
1、熟悉GPS的结构和工作原理；
2、熟悉GPS信号串口传输技术；
3、掌握GRMIN公司GPS25LPOEM板实验系统。
二.设备清单
（1）GPS25LPOEM板1套
（2）开关电源1个
（3）五金工具1套
（4）万用表1只
（5）《GRMIN公司GPS25LPOEM板技术资料》1本
*上课期间，实验设备由组长保管，上课期间遗失或损坏的器件须按原价赔偿。
三、课堂要求
（1）课前认真预习，精心准备；
（2）在不损坏器件或愿意赔偿的情况下自由使用器件；
（3）不同小组的器件不要混用；
（4）课后整理桌面；
（5）不在课堂做任何与学习无关的事；
（6）课后认真填写实验报告。
四、注意事项
（1）轻拿轻放加GPS实验系统，防止摔落地面；
（2）避免直接接触GPS实验系统电路板；
（3）禁止带电插拔；
（4）常见问题的处理，参见技术手册。
五、实验内容与步骤
1、GPS实验系统电路连接
（1）将GPS天线接入电路板；
（2）检查电路连接是否正确；
（3）将GPS天线放至窗外；
（4）接通外接开关电源；
（5）记录所在位置的经纬度、高度、星数。
六、实验报告内容
1、记录从GPS接收到数据
2、数据分析
当前时间：
2014/04/0907:
59:
10
当前位置：
东经118度51.4803分，北纬32度1.6766分
GPS状态：
单点定位
使用卫星数量：
04
水平精度因子：
1.3
天线离海平面高度：
107.9M
大地水准面高度：
2.3M
PDOP综合位置精度因子：
2.7
HDOP水平精度因子：
1.3
VDOP垂直精度因子：
1.2
总的GSV语句电文数：
3
可视卫星总数：
09
七、思考题
根据GPS的工作原理和特性，分析如何利用两个或多个GPS系统协同工作提高测量精度。
将一台GPS接收机安置在已知点上，作为基准站，另一台接收机用于空间目标的测量。
由于在已知位置的基点可以确定卫星信号中包含的人为误差和其他某些误差，便可大大降低GPS的定位误差，从而提高测量精度。
实验二陀螺仪实验
一.实验目的
1、熟悉陀螺的结构和工作原理；
2、熟悉陀螺信号处理技术；
3、掌握Horizon陀螺实验系统。
二.设备清单
（1）Horizon陀螺1个
（2）开关电源1个
（3）五金工具1套
（4）万用表1只
（5）《Horizon陀螺技术手册》1本
*上课期间，实验设备由组长保管，上课期间遗失或损坏的器件须按原价赔偿。
三、课堂要求
（1）课前认真预习，精心准备；
（2）在不损坏器件或愿意赔偿的情况下自由使用器件；
（3）不同小组的器件不要混用；
（4）课后整理桌面；
（5）不在课堂做任何与学习无关的事；
（6）课后认真填写实验报告。
四、注意事项
（1）轻拿轻放陀螺，防止摔落地面；
（2）避免直接接触陀螺输入、输出接口；
（3）禁止带电插拔；
（4）常见问题的处理，参见技术手册。
五、实验内容与步骤
1、陀螺外围电路
（1）将陀螺接入电路板；
（2）检查电路连接是否正确；
（3）接通外接开关电源；
（4）利用万用表测量并记录陀螺输入电压、静止状态下的输出值。
2、沿转轴运动特性测量
（1）检查电路连接；
（2）沿陀螺转动轴顺时针由慢至快转动陀螺；
（3）沿陀螺转动轴逆时针由慢至快转动陀螺；
（4）分别利用测量软件测量并记录陀螺的输出值。
3、倾斜运动特性测量
（1）检查电路连接；
（2）分别沿与陀螺转动轴约30O、45O、90O倾角顺时针由慢至快转动陀螺；
（3）分别沿与陀螺转动轴约30O、45O、90O倾角逆时针由慢至快转动陀螺；
（4）利用测量软件测量并记录陀螺的输出值；
（5）分析数值的正确性。
六、实验报告内容
1、根据实验数据绘制陀螺特性曲线
2、分析、比较陀螺动态特性
当陀螺仪处于静止状态时，输出为一条水平曲线，当陀螺仪接收到旋转信号时，就会输出相应的电平，且旋转方向不同时，曲线变化方向也不同。
七、思考题
根据陀螺的工作原理和特性，考虑陀螺可应用于哪些系统，简述其工作原理。
陀螺仪器不仅可以作为指示仪表，而更重要的是它可以作为自动控制系统中的一个敏感元件，即可作为信号传感器。
陀螺仪的主要功能有陀螺方向仪、陀螺罗盘、陀螺垂直仪、陀螺稳定器、速率陀螺仪、陀螺稳定平台等，可用于交通、航空、航海的导航系统和火控、雷达系统及一些自动控制系统当中；作为精密测试仪器，陀螺仪器能够为地面设施、矿山隧道、地下铁路、石油钻探以及导弹发射井等提供准确的方位基准。
工作原理为：
当一个正在高速旋转的物体，它的旋转轴指着的方向没有受到外力的影响的时候，它是不会有任何改变的，保持在一定的方向。
陀螺在旋转的时候，不但围绕本身的轴线转动，而且还围绕一个垂直轴作锥形运动。
也就是说，陀螺一面围绕本身的轴线作“自转”，一面围绕垂直轴作“进动”。
陀螺围绕自身轴线作“自转”的快慢，决定着陀螺摆动角的大小。
转得越慢，摆动角越大，稳定性越差；转得越快，摆动角越小，因而稳定性也就越好。
实验三电子罗盘H3300实验
一.实验目的
1、熟悉电子罗盘的结构和工作原理；
2、熟悉电子罗盘信号处理技术；
3、掌握电子罗盘H3300实验系统。
二.设备清单
每组学生拥有一套H3300实验套件。
上课期间由组长保管，上课期间遗失或损坏的器件须按原价赔偿。
（1）H33001个
（2）开关电源1个
（3）五金工具1套
（4）万用表1只
（5）《H3300产品技术资料》1本
三、课堂要求
（1）课前认真预习，精心准备；
（2）在不损坏器件或愿意赔偿的情况下自由使用器件；
（3）不同小组的器件不要混用；
（4）课后整理桌面；
（5）不在课堂做任何与学习无关的事；
（6）课后认真填写实验报告。
四、注意事项
（1）轻拿轻放H3300，防止摔落地面；
（2）避免直接接触H3300输入、输出接口；
（3）禁止带电插拔；
（4）常见问题的处理，参见技术手册。
五、实验内容与步骤
1、电子罗盘外围电路
（1）将电子罗盘接入电路板；
（2）检查电路连接是否正确；
（3）接通外接开关电源；
（4）利用万用表测量并记录加速度计输入电压、静止状态下的输出值。
六、实验报告内容
1、记录电子罗盘H3300输出数据；
2、数据分析；
航向角87.1°，俯仰角0.5°，横向角-0.6°
七、思考题
根据电子罗盘H3300的工作原理和特性，简述其应用领域。
可用于水平孔、垂直孔、水平台的测量，用于飞机、轮船的导航系统，在测速、设备维护、GPS备份、航空航海、通信雷达、微波定向、海上平台控制、天线安装固定、无人机及机器人自动控制、交通车辆检测等方面都发挥这重要作用。
实验四C100单轴罗盘实验
一.实验目的
1、熟悉C100单轴罗盘结构和工作原理；
2、熟悉C100单轴罗盘信号处理技术；
3、掌握C100单轴罗盘实验系统。
二.设备清单
每组学生拥有一套C100单轴罗盘实验系统。
上课期间由组长保管，上课期间遗失或损坏的器件须按原价赔偿。
（1）开关电源1个
（2）五金工具1套
（3）万用表1只
（4）C100电子罗盘1只
（9）《C100电子罗盘技术资料》1本
三、课堂要求
（1）课前认真预习，精心准备。
（2）在不损坏器件或愿意赔偿的情况下自由使用器件。
（3）不同小组的器件不要混用。
（4）课后整理桌面。
（5）不在课堂做任何与学习无关的事。
（6）课后认真填写实验报告。
四、注意事项
（1）轻拿轻放加实验系统，防止摔落地面；
（2）避免直接接触实验系统电路板、输入输出接口；
（3）禁止带电插拔；
（4）常见问题的处理，参见相关技术手册。
五、实验内容与步骤
1、实验系统连接
（1）连接C100单轴罗盘实验系统；
（2）接通外接开关电源；
（3）记录电子罗盘C100输出数据；
（4）数据分析。
六、实验报告内容
1、电子罗盘C100输出数据
北
东
南
西
2、数据分析；
从上面图中看出，从上往下图依次表示东西南北东约为97.0度，西约为265.5度，南为172.4度，北为9.3度
七、思考题
根据C100单轴罗盘工作原理，简述C100罗盘应用领域。
航海、自动驾驶、无人机、无线伺服控制、平台稳定、GPS组合导航、激光测距、自动控制、机器人等。
其中在航海航天领域应用最为广泛，用于提供方向信息。
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