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(xiàng)目進(jìn)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)品與駕校考試系統(tǒng),一1.Align技術(shù),NovAtel推出ALIGN技術(shù)是為了滿足接收機(jī)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(gè)Model可以輸出基站與多個(gè)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(shí)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(jī)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，例如駕校考試系統(tǒng)、載體測姿、飛行編隊(duì)、機(jī)械控制、無人車等。兼容性強(qiáng)，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(gè)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(shí)，主站為從站提供測向改正數(shù)，讓從站接收機(jī)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(shí)現(xiàn)對運(yùn)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(jī)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(jìn)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(shí)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(gè)板卡的原始數(shù)據(jù)解算出兩個(gè)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(shí)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(shí)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(shí)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(jī)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(jī)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(shí)時(shí)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(jìn)行解算才能獲得cm級的精度，而RTK是能夠在戶外實(shí)時(shí)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(shí)時(shí)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(shí)時(shí)動態(tài)定位技術(shù)，它能夠?qū)崟r(shí)地提供測站點(diǎn)在指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果，并達(dá)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(jìn)行實(shí)時(shí)處理，同時(shí)給出cm級定位結(jié)果，歷時(shí)不足一秒鐘?？颇咳荚囓嚳稍诠潭c(diǎn)上先進(jìn)行初始化后再進(jìn)入動態(tài)作業(yè)，也可在動態(tài)條件下直接開機(jī)，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(jìn)行每個(gè)歷元的實(shí)時(shí)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(shí)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(yùn)行.,安全性更高選擇性更強(qiáng)穩(wěn)定性更強(qiáng)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(yùn)行周期為12h。衛(wèi)星均勻分布在6個(gè)軌道面上（每個(gè)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(shí)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(diǎn)：全球全天候定位定位精度高觀測時(shí)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(gè)近圓形的軌道平面上，這三個(gè)軌道平面兩兩相隔120度，每個(gè)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(yùn)行周期11小時(shí)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(jī)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(shí)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(gè)傾角為56度的軌道平面內(nèi)。伽利略計(jì)劃一再推遲的原因其中有經(jīng)濟(jì)上的因素，歐洲面臨經(jīng)濟(jì)危機(jī)的問題。經(jīng)濟(jì)危機(jī)前一段時(shí)間歐洲人確實(shí)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(gè)伽利略計(jì)劃之所以滯后，很大一個(gè)原因還在于歐盟的政治體制，它由于多個(gè)國家之間需要長時(shí)間地磋商，這也導(dǎo)致了它進(jìn)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。空間端包括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(gè)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(jì)劃第一步：2000年建成了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航試驗(yàn)系統(tǒng)，使中國成為世界上第三個(gè)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。現(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(xiàng)目進(jìn)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：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。類：大型客車、牽引車、城市公交車、中型客車、大型貨車。類：三輪汽車、普通三輪摩托車、普通二輪摩托車、輕便摩托車。,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(xiàng)目進(jìn)行評判,三衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)對哪些項(xiàng)目進(jìn)行評判,科目二中類：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(xiàng)中有17項(xiàng)依賴GPS進(jìn)行評判,三衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)對哪些項(xiàng)目進(jìn)行評判,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(xiàng)目進(jìn)行評判,三衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)對哪些項(xiàng)目進(jìn)行評判,三衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)對哪些項(xiàng)目進(jìn)行評判,三衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)對哪些項(xiàng)目進(jìn)行評判,三衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)對哪些項(xiàng)目進(jìn)行評判,科目二中類：大型客車、牽引車、城市公交車、中型客車、大型貨車。62項(xiàng)中有49項(xiàng)依賴GPS進(jìn)行評判,三衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)對哪些項(xiàng)目進(jìn)行評判,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(xiàng)目進(jìn)行評判,科目二中類：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(xiàng)中有13項(xiàng)依賴GPS進(jìn)行評判,三衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)對哪些項(xiàng)目進(jìn)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(xiàng)目進(jìn)行評判,路考系統(tǒng)應(yīng)具備的計(jì)算機(jī)輔助評判考試項(xiàng)目,三衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)對哪些項(xiàng)目進(jìn)行評判,三衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)對哪些項(xiàng)目進(jìn)行評判,科目三路考駕駛技能考試系統(tǒng)44項(xiàng)中有13項(xiàng)依賴GPS進(jìn)行評判,三衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)對哪些項(xiàng)目進(jìn)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(hù)時(shí)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?？肌?.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(shí)的模擬了實(shí)際道路。,GNSS容易受到外界環(huán)境影響。所以在選取測量點(diǎn)時(shí)應(yīng)注意1）點(diǎn)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(yuǎn)離大功率無線電發(fā)射源，間距應(yīng)不小于1km，遠(yuǎn)離高壓輸電線路，間距應(yīng)不小于500m。3）遠(yuǎn)離具有強(qiáng)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(shí)鐘誤差即使衛(wèi)星是非常的精密復(fù)雜，它可以計(jì)算出一些極微小的訊息信息，如原子鐘(Cesium)即是如此一個(gè)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(jì)算時(shí)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(jìn)行GPS定位時(shí)，計(jì)算在某時(shí)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(jì)算出的衛(wèi)星位置都會與其真實(shí)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(jī)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(jī)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板卡與駕校考試系統(tǒng),Q：NovAtelOEM615板卡高精度位置信息對于駕?？荚嚨膬?yōu)勢？A：差分定位后1cm+1ppm的精度對于科目二必考五項(xiàng)中，關(guān)于倒庫不入、車身出線等考試項(xiàng)提供高精度定位信息；Q：NovAtelOEM615板卡高精度航向信息對于駕校考試的優(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(xiàng)目進(jìn)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(xiàng)目提供高精度的輔助信息。Q：NovAtelOEM615板卡時(shí)間信息對于駕?？荚嚨膬?yōu)勢？A：20ns的時(shí)間精度對于科目二考試中有關(guān)時(shí)間方面的考試項(xiàng)目提供高精度的輔助信息，并對計(jì)時(shí)培訓(xùn)提供高精度的時(shí)間信息。,多系統(tǒng)對于駕?？荚囅到y(tǒng)的必要性,Q：為何在駕校考試中一定要引入雙系統(tǒng)進(jìn)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(qiáng)了定位衛(wèi)星的可用性，也提升了板卡的性能。同時(shí)GLONASS單獨(dú)定位功能可實(shí)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(jìn)。現(xiàn)階段北斗系統(tǒng)只能用做輔助GPS+GLONASS來進(jìn)行定位、差分的解算。還不能單獨(dú)進(jìn)行高精度差分，達(dá)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(dú)立運(yùn)行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，建設(shè)的目標(biāo)是建成獨(dú)立自主、開放兼容、技術(shù)先進(jìn)、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(diǎn)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(yuǎn)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(yuǎn)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(qiáng)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(kuò)展和聯(lián)測；選站時(shí)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(jī)工作的環(huán)境應(yīng)遠(yuǎn)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！,