衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在駕考中的應(yīng)用.ppt

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衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在駕考中的應(yīng)用,內(nèi)容概要,一駕考中Align、RTK技術(shù)通訊鏈路二衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GNSS）三衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)對駕考行業(yè)哪些項目進行評判四衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在駕考行業(yè)中的優(yōu)劣勢五NovAtel產(chǎn)品與駕?？荚囅到y(tǒng),,一1.Align技術(shù),NovAtel推出ALIGN技術(shù)是為了滿足接收機在不依賴慣導(dǎo)的情況，基于GNSS定位解算，輸出方位和俯仰信息的需求。NovAtelOEM615板卡擁有測向Model，這個Model可以輸出基站與多個移動站間的距離，和兩站（Master站和Rover站）所構(gòu)成基線與真北的方向。目前OEM6系列的所有產(chǎn)品均可支持ALIGN技術(shù)，這就為用戶在選擇滿足自身應(yīng)用的硬件產(chǎn)品時提供了更大的空間。對于GPS+GLONASS雙系統(tǒng)模式，ALIGN技術(shù)能夠提供5Hz更新率的測向信息輸出。測向技術(shù)可廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，具有廣泛市場，包括駕校考試系統(tǒng)、機械控制、無人載體、海事和農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。,,一1.Align技術(shù),低成本，高精度。硬件安裝方便，操作簡單，攜帶方便。功能豐富，能夠?qū)崿F(xiàn)定位、測距、測向、測姿功能。適用范圍廣，例如駕?？荚囅到y(tǒng)、載體測姿、飛行編隊、機械控制、無人車等。兼容性強，支持NovAtel所有的OEMV和OEM6硬件平臺。,,一1.Align技術(shù),駕考行業(yè)中通常采取的安裝方式是將ALIGN主站、從站的天線和OEM615板卡都安裝在同一個載體上。為了提高主站的定位精度，可以考慮增加RTK基準(zhǔn)站。RTK基準(zhǔn)站通過無線鏈路給ALIGN的主站發(fā)送RTK差分改正數(shù)，用于提高主站相對于基準(zhǔn)站的定位精度；同時，主站為從站提供測向改正數(shù)，讓從站接收機解算相對于主站的位置、基線長、基線與真北的夾角、俯仰角等信息。以此實現(xiàn)對運動載體的航向角、俯仰角的二維姿態(tài)解算，以及高精度的相對位置解算。,一2.科目二GPS差分及定位系統(tǒng)原理,科目二考試中定位定向一般是接收機內(nèi)置兩塊NovAtel板卡，其中一塊板卡根據(jù)基準(zhǔn)站發(fā)過來的差分?jǐn)?shù)據(jù)進行RTK定位并輸出定位坐標(biāo)（我們稱為主站板卡，以下簡稱主站），主站同時把原始數(shù)據(jù)發(fā)給另一塊板卡（我們稱為從站板卡，以下簡稱從站），從站根據(jù)兩個板卡的原始數(shù)據(jù)解算出兩個天線位置的航向（方位角）和俯仰角或者橫滾角，從而輸出角度信息。航向、測姿的原理也是通過差分來實現(xiàn)，就是用兩塊板卡安置在基線的兩端并同步觀測相同的衛(wèi)星，以確定基線兩端在地球坐標(biāo)系中的相對位置或基線向量。它之所以能提高精度，就在于兩者的相關(guān)性，即通過差分技術(shù)來抵消公共誤差部分。主站按規(guī)定的時間間隔把修正信息發(fā)給從站，從站用修正信號校正自己的測量或位置解，通過求解載波相位整周模糊度，兩天線在地心地固坐標(biāo)系中的相對位置可以精確的求得，根據(jù)地心地固坐標(biāo)系到當(dāng)?shù)厮阶鴺?biāo)系的轉(zhuǎn)換關(guān)系，即可將基線矢量轉(zhuǎn)換到當(dāng)?shù)厮阶鴺?biāo)系下，那么基線的兩維姿態(tài)角就可以確定了。一般情況下航向、姿態(tài)定位定向應(yīng)用時主站輸出定位坐標(biāo)，從站輸出航向、姿態(tài)角信息。而由于主站的定位坐標(biāo)本身如果單機定位不準(zhǔn)確，需要收到其他參考站的差分?jǐn)?shù)據(jù)，所以要求主站具有動基站的功能。這樣航向、姿態(tài)定位定向型接收機就可以定出準(zhǔn)確的坐標(biāo)位置和航向、姿態(tài)角。,一2.科目三GPS差分及定位系統(tǒng)原理,科目三采用RTK實時動態(tài)差分的方法。這是一種新的常用的GPS測量方法，以前的靜態(tài)、快速靜態(tài)、動態(tài)測量都需要事后進行解算才能獲得cm級的精度，而RTK是能夠在戶外實時得到cm級定位精度的測量方法，它采用了載波相位動態(tài)實時差分方法，是GPS應(yīng)用的重大里程碑，RTK定位技術(shù)就是基于載波相位觀測值的實時動態(tài)定位技術(shù)，它能夠?qū)崟r地提供測站點在指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果，并達到cm級精度。在RTK作業(yè)模式下，基準(zhǔn)站板卡通過數(shù)據(jù)鏈將其觀測值和測站坐標(biāo)信息一起傳送給移動站NovAtel板卡。移動站NovAtel板卡不僅通過數(shù)據(jù)鏈接收來自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)，還要采集GPS觀測數(shù)據(jù)，并在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測值進行實時處理，同時給出cm級定位結(jié)果，歷時不足一秒鐘?？颇咳荚囓嚳稍诠潭c上先進行初始化后再進入動態(tài)作業(yè)，也可在動態(tài)條件下直接開機，并在動態(tài)環(huán)境下完成整周模糊度的搜索求解。在整周模糊度解算固定后，即可進行每個歷元的實時處理，只要能保持四顆以上衛(wèi)星相位觀測值的跟蹤和必要的幾何圖形，則流動站可隨時給出cm級定位結(jié)果。建議基準(zhǔn)站與移動站共視衛(wèi)星大于等于6顆。,一3.通訊鏈路,一3.通訊鏈路,指揮監(jiān)控中心,光纖連接,一3.通訊鏈路,一3.通訊鏈路,衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由三部分組成：,二衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),二衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),GNSS=,+,+,目前有超過60顆導(dǎo)航系統(tǒng)衛(wèi)星在運行...,安全性更高選擇性更強穩(wěn)定性更強新的更廣闊的市場,+,二衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),GPS組成部分：GPS的空間部分是由24顆衛(wèi)星組成（21顆工作衛(wèi)星；3顆備用衛(wèi)星），它位于距地表20200km的上空，運行周期為12h。衛(wèi)星均勻分布在6個軌道面上（每個軌道面4顆），軌道傾角為55。衛(wèi)星的分布使得在全球任何地方、任何時間都可觀測到4顆以上的衛(wèi)星，并能在衛(wèi)星中預(yù)存導(dǎo)航信息。GPS特點：全球全天候定位定位精度高觀測時間段測站間無需通視儀器操作簡便應(yīng)用廣泛,二衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),GLONASS組成部分：GLONASS星座由27顆工作星和3顆備份星組成，所以GLONASS星座共由30顆衛(wèi)星組成。27顆星均勻地分布在3個近圓形的軌道平面上，這三個軌道平面兩兩相隔120度，每個軌道面有8顆衛(wèi)星，同平面內(nèi)的衛(wèi)星之間相隔45度，軌道高度2.36萬公里，運行周期11小時15分，軌道傾角56度。GLONASS與GPS有許多不同之處一是衛(wèi)星發(fā)射頻率不同。GPS的衛(wèi)星信號采用碼分多址體制，每顆衛(wèi)星的信號頻率和調(diào)制方式相同，不同衛(wèi)星的信號靠不同的偽碼區(qū)分。而GLONASS采用頻分多址體制，衛(wèi)星靠頻率不同來區(qū)分，每組頻率的偽隨機碼相同。二是坐標(biāo)系不同。GPS使用世界大地坐標(biāo)系（WGS-84），而GLONASS使用前蘇聯(lián)地心坐標(biāo)系（PE-90）。三是時間標(biāo)準(zhǔn)不同。,二衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),Galileo組成部分：Galileo系統(tǒng)由軌道高度為23616km的30顆衛(wèi)星組成，其中27顆工作星，3顆備份星。衛(wèi)星軌道高度約2.4萬公里，位于3個傾角為56度的軌道平面內(nèi)。伽利略計劃一再推遲的原因其中有經(jīng)濟上的因素，歐洲面臨經(jīng)濟危機的問題。經(jīng)濟危機前一段時間歐洲人確實對于伽利略的投入問題產(chǎn)生了很多分歧的意見，有些起伏。另外一個伽利略計劃之所以滯后，很大一個原因還在于歐盟的政治體制，它由于多個國家之間需要長時間地磋商，這也導(dǎo)致了它進度推遲。,二衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由空間端、地面端和用戶端三部分組成?？臻g端包括5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星。地面端包括主控站、注入站和監(jiān)測站等若干個地面站。用戶端由北斗用戶終端以及與美國GPS、俄羅斯GLONASS、歐盟GALILEO等其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)兼容的終端組成。北斗系統(tǒng)建設(shè)計劃第一步：2000年建成了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航試驗系統(tǒng)，使中國成為世界上第三個擁有自主衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的國家；,第二步：建設(shè)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，2012年左右形成覆蓋亞太大部分地區(qū)的服務(wù)能力；第三步：2020年左右，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)形成全球覆蓋能力?，F(xiàn)階段，北斗系統(tǒng)還處于發(fā)射、調(diào)試、積累階段。定位精度、穩(wěn)定性方面還有較大的提升空間。,三衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)對哪些項目進行評判,科目二場地駕駛技能考試系統(tǒng)分類：場考系統(tǒng)分為以下三種類型：Ⅰ類：小型汽車、小型自動擋汽車、低速載貨汽車和殘疾人專用小型自動擋載客汽車。Ⅱ類：大型客車、牽引車、城市公交車、中型客車、大型貨車。Ⅲ類：三輪汽車、普通三輪摩托車、普通二輪摩托車、輕便摩托車。,Ⅰ類場考系統(tǒng)考試過程自動檢測、評判要求,三衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)對哪些項目進行評判,三衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)對哪些項目進行評判,科目二中Ⅰ類：小型汽車、小型自動擋汽車、低速載貨汽車和殘疾人專用小型自動擋載客汽車。19項中有17項依賴GPS進行評判,三衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)對哪些項目進行評判,Ⅱ類場考系統(tǒng)考試過程自動檢測、評判要求,三衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)對哪些項目進行評判,,三衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)對哪些項目進行評判,三衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)對哪些項目進行評判,三衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)對哪些項目進行評判,三衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)對哪些項目進行評判,科目二中Ⅱ類：大型客車、牽引車、城市公交車、中型客車、大型貨車。62項中有49項依賴GPS進行評判,三衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)對哪些項目進行評判,Ⅲ類場考系統(tǒng)考試過程自動檢測、評判要求,三衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)對哪些項目進行評判,科目二中Ⅲ類：三輪汽車、普通三輪摩托車、普通二輪摩托車、輕便摩托車。15項中有13項依賴GPS進行評判,三衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)對哪些項目進行評判,科目三道路駕駛技能考試系統(tǒng),三衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)對哪些項目進行評判,路考系統(tǒng)應(yīng)具備的計算機輔助評判考試項目,三衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)對哪些項目進行評判,三衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)對哪些項目進行評判,科目三路考駕駛技能考試系統(tǒng)44項中有13項依賴GPS進行評判,三衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)對哪些項目進行評判,四衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在駕考中的優(yōu)勢,1.相比于傳統(tǒng)駕考，GNSS的安裝、調(diào)試、后期維護時間都大大縮短。2.全自主車載GNSS設(shè)備評判，無需場地輔助設(shè)備，減少因場地設(shè)備故障及人為因素?fù)p壞引起的?？?。3.GNSS在嚴(yán)肅考試紀(jì)律和規(guī)范考場秩序方面要優(yōu)于傳統(tǒng)駕考。4.GNSS高精度定位在公平性、嚴(yán)謹(jǐn)性方面都大大提高。5.相比于傳統(tǒng)駕考，GNSS評判取消了樁桿的存在，更真實的模擬了實際道路。,GNSS容易受到外界環(huán)境影響。所以在選取測量點時應(yīng)注意1）點位視野開闊，向上15，視角范圍內(nèi)應(yīng)盡量避免有障礙物。2）盡量遠離大功率無線電發(fā)射源，間距應(yīng)不小于1km，遠離高壓輸電線路，間距應(yīng)不小于500m。3）遠離具有強烈干擾衛(wèi)星信號接收的物體，并盡量避開大面積的水域。,四衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在駕考中的劣勢,影響GNSS測量的主要因素,大氣層（特指電離層和對流層對GPS信號的延遲）電離層延遲是由于地球周圍的電離層對電磁波的折射效應(yīng)，使得GPS信號的傳播速度發(fā)生變化，這種變化稱為電離層延遲。對流層延遲指的是對于地球周圍的對流層對電磁波的折射效應(yīng)，使得GPS信號的傳播速度發(fā)生變化，這種變化稱為對流層延遲。衛(wèi)星時鐘誤差即使衛(wèi)星是非常的精密復(fù)雜，它可以計算出一些極微小的訊息信息，如原子鐘(Cesium)即是如此一個精準(zhǔn)的裝置，但是精準(zhǔn)并不代表完美，因此仍會有一些微小的誤差產(chǎn)生，即使衛(wèi)星的定位會持續(xù)的被監(jiān)控著，但并不是每一秒都處于被監(jiān)視的狀態(tài)之中，這期間一旦有微小的定位誤差或衛(wèi)星星歷的誤差產(chǎn)生，便會影響到接受器在定位計算時的準(zhǔn)確性。,影響GNSS測量的主要因素,星歷誤差（即衛(wèi)星軌道誤差）衛(wèi)星星歷誤差在進行GPS定位時，計算在某時刻GPS衛(wèi)星位置所需的衛(wèi)星軌道參數(shù)是通過各種類型的星歷提供的，但不論采用哪種類型的星歷，所計算出的衛(wèi)星位置都會與其真實位置有所差異，這就是所謂的星歷誤差。多路徑效應(yīng)（經(jīng)過其他表面反射到接收機天線中的GPS信號）多徑效應(yīng)由于接收終端周圍環(huán)境的影響，使得接收機所接收到的衛(wèi)星信號中還包含有反射和折射信號的影響，這就是所謂的多路徑效應(yīng)。例如在高樓林立的樓群中以及山脈密林中，衛(wèi)星信號收到折射或者反射的幾率相當(dāng)大。環(huán)境遮擋,五NovAtel板卡與駕?？荚囅到y(tǒng),Q：NovAtelOEM615板卡高精度位置信息對于駕校考試的優(yōu)勢？A：差分定位后1cm+1ppm的精度對于科目二必考五項中，關(guān)于倒庫不入、車身出線等考試項提供高精度定位信息；Q：NovAtelOEM615板卡高精度航向信息對于駕?？荚嚨膬?yōu)勢？A：0.2/m的測向精度配合高精度cm級定位信息更好的對相關(guān)考試項目進行評判。Q：NovAtelOEM615板卡速度信息對于駕?？荚嚨膬?yōu)勢？A：0.3m/s（1.08KM/H）的速度精度對于評判中途停車、有車速限制的考試項目提供高精度的輔助信息。Q：NovAtelOEM615板卡時間信息對于駕校考試的優(yōu)勢？A：20ns的時間精度對于科目二考試中有關(guān)時間方面的考試項目提供高精度的輔助信息，并對計時培訓(xùn)提供高精度的時間信息。,多系統(tǒng)對于駕?？荚囅到y(tǒng)的必要性,Q：為何在駕?？荚囍幸欢ㄒ腚p系統(tǒng)進行解算差分？A：GPS+GLONASS雙系統(tǒng)在惡劣的接收環(huán)境中，可以接收到更多的衛(wèi)星信息，有效地提高解算可靠性，增強了定位衛(wèi)星的可用性，也提升了板卡的性能。同時GLONASS單獨定位功能可實現(xiàn)擺脫對GPS系統(tǒng)的依賴。Q：引入北斗系統(tǒng)的可行性和必要性？A：可行性：北斗導(dǎo)航系統(tǒng)按照“三步走”的發(fā)展戰(zhàn)略穩(wěn)步推進。現(xiàn)階段北斗系統(tǒng)只能用做輔助GPS+GLONASS來進行定位、差分的解算。還不能單獨進行高精度差分，達到cm級精度。必要性：北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)作為中國自主研發(fā)、獨立運行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，建設(shè)的目標(biāo)是建成獨立自主、開放兼容、技術(shù)先進、穩(wěn)定可靠覆蓋全球的導(dǎo)航系統(tǒng)。對擺脫GPS和GLONASS系統(tǒng)的依賴起著關(guān)鍵性作用。另：NovAtelOEM615板卡現(xiàn)已經(jīng)支持GPS+GLONASS+BDS三系統(tǒng)。,考場建設(shè)地點建議,周圍應(yīng)便于安置接收設(shè)備和操作，視野開闊，視場內(nèi)障礙物的高度角不宜超過15度；遠離大功率無線電發(fā)射源（如電視臺、電臺、微波站等），其距離不小于1000m；遠離高壓輸電線和微波無線電信號傳送通道，其距離不小于500m；附近不應(yīng)有強烈反射衛(wèi)星信號的物件（如大型建筑物等）；交通方便，并有利于其他測量手段擴展和聯(lián)測；選站時應(yīng)盡可能使測站附近的小環(huán)境（地形，地貌，植被等）與周圍的大環(huán)境保持一致，以減少氣象元素的代表性誤差；注意接收機工作的環(huán)境應(yīng)遠離大功率電磁發(fā)射設(shè)備，和會對GPS工作造成干擾的1.5G頻段的微波發(fā)射設(shè)備；差分?jǐn)?shù)據(jù)鏈若采用無線數(shù)傳電臺（如3G、WIFI、電臺），還應(yīng)避免干擾電臺通訊的電磁波段的存在；全天候保證最少接收到6顆GPS+GLONASSL1/L2頻段信號。,,謝謝！,