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基于GPS的车速校准系统设计

作　者: 胡波
导　师: 张宝峰；朱均超
学　校: 天津理工大学
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: 全球定位系统测速校准多普勒频移算法
分类号: P228.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

目前国内的车速测量校准标准尚处在研究阶段,需要设计可对其它测速装置进行计量校准检定的车速校准检定标准系统。全球定位系统(Global Position System)的出现,为车辆速度的测量提供了一种全新的技术途径与实用方法。目前全球定位系统可进行高精度的车速测量,能够作为其他测速装置的校准系统。本文在研究目前测速校准发展水平的前提下,对GPS测速原理进行了细致的分析与研究,并且重点分析应用多普勒频移算法的GPS测速特点。在以上的研究基础上提出GPS测速作为其它测速装置的校准标准,并设计测速校准系统。采用AsteRx2e作为GPS信号的接收模块,通过相关车载实验,并进行数据采集,对实验结果进行采样分析,得出测速数据的更新率达到25Hz,表明测速系统的实时性良好；通过计算速度标准差,测速误差精度可达0.01m/s以内,可得出测速误差精度满足车辆校准的要求。选择基于WinCE系统的工控机触摸屏作为GPS测速数据的控制模块。在EVC平台上编写程序代码,完成数据的实时读取与显示的同时使显示界面更加美观。完成系统封装后进行相关车载实验,实验结果表明测速系统的测速误差精度与速度更新率均符合要求。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-7
目录  7-9
第一章绪论  9-14
  1.1 课题研究背景及意义  9-11
    1.1.1 研究背景  9-10
    1.1.2 课题研究意义  10
    1.1.3 简述检定与校准  10-11
  1.2 GPS测速校准  11-13
    1.2.1 GPS系统  11-12
    1.2.2 GPS系统组成  12
    1.2.3 基于GPS的车速校准原理  12-13
  1.3 本文研究的主要内容和要完成的主要工作  13-14
第二章基于GPS在线测速原理的研究分析  14-25
  2.1 GPS测速原理  14
  2.2 GPS测速算法的研究  14-20
    2.2.1 位置差测速  15
    2.2.2 多普勒频移测速  15-18
    2.2.3 载波相位中心差分求解速度  18
    2.2.4 GPS差分测速方法  18-19
    2.2.5 GPS单点测速方法  19-20
  2.3 GPS测速误差分析以及减少误差措施  20-25
    2.3.1 卫星部分误差  21-22
    2.3.2 卫星传播中误差  22-24
    2.3.3 接收机误差  24-25
第三章 GPS在线测速系统设计  25-37
  3.1 GPS信号的接收模块  25-30
    3.1.1 AsteRx2e接收机测速原理  26-27
    3.1.2 GPS接收模块通信设置  27-29
    3.1.3 数据协议解析(SBF)  29-30
  3.2 GPS控制板  30-31
  3.3 数据显示  31-33
    3.3.1 WinCE操作系统  32
    3.3.2 EVC平台  32-33
  3.4 程序设计  33-35
    3.4.1 设计原理  33-35
  3.5 GPS测速数据实时显示  35-37
    3.5.1 基于windows系统的显示  35
    3.5.2 基于WinCE系统的显示  35-36
    3.5.3 电源模块  36
    3.5.4 系统的封装  36-37
第四章测速仪实验及数据分析  37-43
  4.1 AsteRx2e接收机测速实验  37-39
    4.1.1 测速数据处理  38-39
    4.1.2 误差分析  39
  4.2 车速校准仪车载实验  39-43
    4.2.1 实验数据分析  40-41
    4.2.2 测速的不确定度评定  41-43
第五章总结与展望  43-44
  5.1 总结  43
  5.2 展望  43-44
参考文献  44-47
发表论文和科研情况说明  47-48
致谢  48

基于GPS的车速校准系统设计

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