基于GPS的车速监测系统校准方法研究
摘要
随着道路交通安全形式日趋严峻,需要建立车速安全实时监测系统计量溯源校准标准,以减少交通事故隐患。全球定位系统GPS,以其高精度测速精度可做为车速计量标准装置,可用作其他测速方法的溯源标准。课题研究的主要内容是GPS作为车速计量标准装置的量值溯源问题。
论文研究的主要内容有：
一、对当今国内外相关GPS测速的研究现状和进展进行了分析,介绍了GPS全球定位系统和GPS测速原理。
二、提出了GPS车辆速度监测校准系统设计方案,实验分别采用IQ接收机和AsteRxl接收机进行单点测速实验,通过实验采集到汽车速度信息。对采集到的车辆速度信息进行随机误差分析,得到IQ接收机测速的极限误差为0.51km/h,通过测速原理分析和实验结果得出,IQ接收机测速精度超出GPS测速计量标准要求；通过分析AsteRxl接收机测速原理和实验结果得出,其测速的极限误差为0.03km/h,满足精度要求。
三、分析了GPS接收机的测速原理和影响测速精度的因素。
四、分析了误差来源。根据国家计量技术规范JJF1059《测量不确定度评定与表示》,对GPS测速不确定度进行评定。通过评定结果得出,利用AsteRxl接收机进行测速的方法其扩展不确定度为0.12km/h,满足精度标准要求,可用作其他测速方法的溯源标准。
With the increasingly severe form of road traffic safety, need establish safety monitoring system traceability calibration standard to measure speed, in order to reduce the traffic accident hidden trouble. Global positioning system, with its high speed measusing precision can be used as the speed of metrological standard device, the method can be used in other speed traceability standard. The main content of research is GPS device speed measurement standard of traceability.
The main research contents include:
Firstly, analyze the current domestic and foreign relevant GPS speed present status and progress of research, and introduce the global positioning system (GPS) and GPS speed principle.
Secondly, put forward the GPS vehicle speed monitoring calibration system design. Experiments using IQ and AsteRxl receiver respectively for single speed experiment, get vehicle speed through the experiments. Analyze the random error of the vehicle speed from which collected information. The speed limit error of IQ receiver is 0.51 km/h.Through principle analysis and experiment, the results beyond the GPS measurement standard requirements; Throuh analyze the speed principle and experiment results, The limited speed error of AsteRxl receiver is 0.03km/h, satisfy the requirement of accuracy.
Thirdly, analyze the GPS speed principle and the influence of the speed measusing precision.
Forth, analyze the error sources. According to the national metrology specification JJF1059 "the expression of uncertainty in measurement ", evaluate the speed of GPS uncertainty. Through the evaluation results obtained, the method of AsteRxl receiver its expanded uncertainty is 0.12 km/h. The method of using GPS speed expanded uncertainty meets the expectations. The method can be used in other speed traceability.
论文研究的主要内容有：
一、对当今国内外相关GPS测速的研究现状和进展进行了分析,介绍了GPS全球定位系统和GPS测速原理。
二、提出了GPS车辆速度监测校准系统设计方案,实验分别采用IQ接收机和AsteRxl接收机进行单点测速实验,通过实验采集到汽车速度信息。对采集到的车辆速度信息进行随机误差分析,得到IQ接收机测速的极限误差为0.51km/h,通过测速原理分析和实验结果得出,IQ接收机测速精度超出GPS测速计量标准要求；通过分析AsteRxl接收机测速原理和实验结果得出,其测速的极限误差为0.03km/h,满足精度要求。
三、分析了GPS接收机的测速原理和影响测速精度的因素。
四、分析了误差来源。根据国家计量技术规范JJF1059《测量不确定度评定与表示》,对GPS测速不确定度进行评定。通过评定结果得出,利用AsteRxl接收机进行测速的方法其扩展不确定度为0.12km/h,满足精度标准要求,可用作其他测速方法的溯源标准。
With the increasingly severe form of road traffic safety, need establish safety monitoring system traceability calibration standard to measure speed, in order to reduce the traffic accident hidden trouble. Global positioning system, with its high speed measusing precision can be used as the speed of metrological standard device, the method can be used in other speed traceability standard. The main content of research is GPS device speed measurement standard of traceability.
The main research contents include:
Firstly, analyze the current domestic and foreign relevant GPS speed present status and progress of research, and introduce the global positioning system (GPS) and GPS speed principle.
Secondly, put forward the GPS vehicle speed monitoring calibration system design. Experiments using IQ and AsteRxl receiver respectively for single speed experiment, get vehicle speed through the experiments. Analyze the random error of the vehicle speed from which collected information. The speed limit error of IQ receiver is 0.51 km/h.Through principle analysis and experiment, the results beyond the GPS measurement standard requirements; Throuh analyze the speed principle and experiment results, The limited speed error of AsteRxl receiver is 0.03km/h, satisfy the requirement of accuracy.
Thirdly, analyze the GPS speed principle and the influence of the speed measusing precision.
Forth, analyze the error sources. According to the national metrology specification JJF1059 "the expression of uncertainty in measurement ", evaluate the speed of GPS uncertainty. Through the evaluation results obtained, the method of AsteRxl receiver its expanded uncertainty is 0.12 km/h. The method of using GPS speed expanded uncertainty meets the expectations. The method can be used in other speed traceability.
引文
[1]肖云,孙中苗,程广义.利用GPS多普勒观测值精确确定运动载体速度[J].武汉测绘科技大学学报,2000,25(2)：113-117.
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[11]史文中·空间数据误差处理的理论与方法[M]·北京,科学出版社,2000·
[12]李德仁,袁修孝·误差处理和可靠性理论[M]·武汉：武汉大学出版社,2002·
[13]张小红等·GPS定位技术在不同领域的应用[J]·武汉：测绘信息与工程,2001·
[14]徐绍铨等.GPS测量原理及应用[M].武汉测绘科技大学出版社,1998.
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