亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        導(dǎo)航型GPS接收機校準中數(shù)據(jù)處理方法的研究

        2015-06-09 06:39:35趙東升于志善李維軍
        計量技術(shù) 2015年10期
        關(guān)鍵詞:直角坐標接收機數(shù)據(jù)處理

        張 健 趙東升 于志善 李維軍

        (山東省計量科學(xué)研究院,濟南 250014)

        ?

        導(dǎo)航型GPS接收機校準中數(shù)據(jù)處理方法的研究

        張 健 趙東升 于志善 李維軍

        (山東省計量科學(xué)研究院,濟南 250014)

        對導(dǎo)航型GPS接收機校準中定位誤差數(shù)據(jù)處理的方法進行了研究。提出了“坐標轉(zhuǎn)換工具法”、“Excel表格法”、“軟件編程法”和“大地坐標法”共4種方法來實現(xiàn)坐標轉(zhuǎn)換和定位誤差的計算。這些方法適用于不同的工作場合,對于導(dǎo)航型GPS接收機的校準和測量工作具有重要意義。

        導(dǎo)航型GPS接收機;定位誤差;大地坐標;坐標轉(zhuǎn)換

        0 引言

        導(dǎo)航型GPS接收機是能夠在動態(tài)條件下提供實時定位并具有導(dǎo)航功能的GPS接收機[1],近年來,在我國得到了蓬勃發(fā)展,尤其在特種車輛、長途客車等領(lǐng)域,以及在通信、石油、資源勘探、考古、探險、旅游等領(lǐng)域得到了較廣泛的應(yīng)用。

        導(dǎo)航型GPS接收機的主要功能包括位置定位、路徑導(dǎo)航和提供速度信息等;另外,在軟件系統(tǒng)的支持下,接收機在實現(xiàn)車輛調(diào)度、車輛管理、緊急救援、防盜報警等方面都發(fā)揮了重要作用。接收機導(dǎo)航功能是以位置定位為基礎(chǔ)的,位置定位準確與否直接決定著其導(dǎo)航功能的可靠性。例如,一臺導(dǎo)航型GPS接收機的定位誤差超過20m,那么,由于定位誤差較大會導(dǎo)致其不能為用戶提供準確的導(dǎo)航信息,甚至出現(xiàn)錯誤的導(dǎo)航而誤導(dǎo)用戶。因此,對于導(dǎo)航型GPS接收機定位準確度的校準已變得越來越重要。

        1 定位誤差的校準

        目前,導(dǎo)航型GPS接收機定位誤差的校準應(yīng)在GPS接收機校準場上進行,可采用觀測墩法和地面控制點法兩種方式。

        1.1 觀測墩法

        對于手持型以及攜帶方便、易于拆裝的導(dǎo)航型GPS接收機,可采用“觀測墩法”進行校準,校準時可直接將接收機安置在觀測墩的強制對中裝置上。校準方法如下:

        1.1.1 接收機設(shè)置

        由于GPS校準場采用國際通用坐標系——WGS-84坐標,因此,開機后首先對接收機的坐標系統(tǒng)進行設(shè)置,將坐標系設(shè)置為WGS-84坐標,坐標格式采用“度/分/秒”格式。

        1.1.2 數(shù)據(jù)采集

        將接收機正確安置在觀測墩的強制對中裝置上,每隔30s采集一組坐標數(shù)據(jù),應(yīng)包括經(jīng)緯度坐標和高程。通常,每臺接收機至少需要校準兩個點,每個校準點需采集10組數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集可根據(jù)接收機的功能采取自動記錄或手工記錄的方式。比如,采集的一組坐標數(shù)據(jù):

        緯度:36°38′29.7″;經(jīng)度:117°02′28.5″;高程:105.185m。

        1.2 地面控制點法

        對于不易拆裝的導(dǎo)航型GPS接收機,比如,出租車、長途客運、特種車輛、以及小型汽車上的嵌入式GPS接收機,可采用地面控制點法進行校準。方法如下:

        1.2.1 建立地面控制點

        首先建立地面控制點,可采用地面控制點與GPS校準場聯(lián)測的方法獲取控制點坐標。用高精度測地型GPS接收機進行長時間靜態(tài)觀測,經(jīng)高精度數(shù)據(jù)處理軟件進行數(shù)據(jù)后處理后,獲得控制點的空間直角坐標。

        為了得到高精度的地面控制點坐標,數(shù)據(jù)處理時采用“坐標平移”的方法進行。比如,GPS校準場標準點W001的WGS-84空間直角坐標為(X0,Y0,Z0),假設(shè)地面控制點K001的坐標為(X,Y,Z),由靜態(tài)觀測數(shù)據(jù)后處理中得到的W001點到K001點的坐標增量為ΔX,ΔY,ΔZ,則地面控制點K001的空間直角坐標(X,Y,Z)為:

        (1)

        另外,還可通過坐標轉(zhuǎn)換獲得控制點K001的大地坐標(B,L,H)。

        1.2.2 數(shù)據(jù)采集

        獲得控制點坐標后,對于GPS接收機的校準,只需將車輛開到地面控制點上,使GPS接收機或天線在控制點的垂直方向上,量取GPS接收機到控制點的高度,精確到mm。當接收到4顆以上衛(wèi)星信號時,每隔30s采集一組GPS坐標值,共記錄10組數(shù)據(jù)即可。

        2 定位誤差的數(shù)據(jù)處理

        導(dǎo)航型GPS接收機通常給出的是WGS-84大地坐標,即經(jīng)緯度坐標。而定位誤差的計算通常采用空間直角坐標進行,因此,進行坐標轉(zhuǎn)換獲取空間直角坐標是數(shù)據(jù)處理的關(guān)鍵。在數(shù)據(jù)處理中,應(yīng)首先將大地坐標轉(zhuǎn)換為空間直角坐標后才能進行定位誤差的計算。

        2.1 坐標轉(zhuǎn)換工具法

        坐標轉(zhuǎn)換可以采用GPS接收機隨機軟件的坐標轉(zhuǎn)換工具進行,將所測的WGS84大地坐標轉(zhuǎn)換為空間直角坐標。例如,對一組大地坐標值進行轉(zhuǎn)換:

        1)原坐標為WGS-84大地坐標,緯度B:36°38′29.74628″;經(jīng)度L:117°02′28.5204″;高程H:105.185m。

        2)轉(zhuǎn)換為WGS-84空間直角坐標,X=-2329495.174m;Y=4563764.967m;Z=3785616.663m。見圖1所示。

        圖1 采用GPS軟件坐標轉(zhuǎn)換工具

        坐標轉(zhuǎn)換后,即可采用空間直角坐標(X,Y,Z)進行接收機定位誤差的計算,定位誤差δ的計算式為:

        (2)

        其中,X0和Y0是觀測點的標準坐標值。

        2.2 Excel表格法

        也可采用Excel表格法來實現(xiàn)從大地坐標到空間直角坐標的坐標轉(zhuǎn)換。

        根據(jù)大地測量學(xué)原理,任一地面點T在地球坐標系中的坐標,可表示為空間直角坐標(X,Y,Z)或大地坐標(B,L,H)。兩種坐標的換算關(guān)系為[3]:

        (3)

        式中,N為橢球的卯酉曲率半徑,e為橢球的第一偏心率。若a、b分別表示所取橢球的長半徑和短半徑,則有

        Excel表格法是將坐標轉(zhuǎn)換的算法和公式通過Excel中的函數(shù)運算來實現(xiàn),并可直接獲得接收機的定位誤差。見圖2。

        圖2 Excel表格法

        在坐標轉(zhuǎn)換中,緯度B和經(jīng)度L應(yīng)采用弧度單位。定位誤差和定位重復(fù)性精度的計算均采用10組坐標觀測值進行,定位誤差計算式為:

        (4)

        定位重復(fù)性計算式為:

        (5)

        其中,X0和Y0是觀測點的標準坐標值。

        2.3 軟件編程法

        對于兩種坐標之間的轉(zhuǎn)換還可以通過軟件編程法來實現(xiàn)。

        采用微軟的Visual Studio.net 2003和SQL Server 2000作為開發(fā)工具,并采用Web程序開發(fā)技術(shù)ASP.NET和Web Service服務(wù)完成了“導(dǎo)航型GPS接收機檢定管理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)”的開發(fā)。系統(tǒng)基于Internet網(wǎng)和B/S(Browser/Server的簡稱)結(jié)構(gòu),采用了工作流技術(shù)控制導(dǎo)航型GPS接收機校準的全過程。軟件編程法具有如下優(yōu)點:

        2.3.1 軟件自動實現(xiàn)坐標轉(zhuǎn)換和定位誤差計算

        軟件系統(tǒng)自動實現(xiàn)WGS-84GPS坐標數(shù)據(jù)從大地坐標到空間直角坐標的轉(zhuǎn)換和定位誤差的計算,大大提高了數(shù)據(jù)處理的準確度和校準工作效率。

        2.3.2 軟件編程實現(xiàn)了原始記錄和證書的自動處理

        系統(tǒng)建立了導(dǎo)航型GPS接收機的基礎(chǔ)信息庫,實現(xiàn)了接收機的委托登記,原始記錄和證書的自動生成,接收機校準和核驗的電子簽名,以及綜合信息查詢等功能。

        軟件編程提高了對導(dǎo)航型GPS接收機的校準能力、檢測水平和工作效率,同時實現(xiàn)了對儀器和用戶的信息化管理,對于加強管理、提高服務(wù)能力和服務(wù)水平具有積極意義。

        2.4 大地坐標法

        對于導(dǎo)航型GPS接收機,還可以采用大地坐標法來近似計算位置定位誤差。

        2.4.1 經(jīng)度與距離的關(guān)系

        根據(jù)大地測量學(xué)原理,地球是一個兩極稍扁,赤道略鼓的不規(guī)則球體,可近似為橢球體。按WGS-84大地坐標系的規(guī)定,地球橢球的長半徑a=6378137m[2],地球赤道周長:L=pd=2pa=40075016.6856m。因此,在赤道上經(jīng)度180°所對應(yīng)的弧長為L/2=20037508.3428m。由此計算得到,在赤道上經(jīng)度1″近似于實際距離30.922m。即,1″≈30.922m。

        2.4.2 緯度與距離的關(guān)系

        根據(jù)WGS-84大地坐標系的規(guī)定,地球橢球的短半徑b=6356752.3142m。通過地球南北兩極的周長:L=pd=2pb=39940652.7420m,所以,緯度90°所對應(yīng)的弧長為L/2=9985163.1855m。由此計算得到,緯度1″近似于實際距離30.8184m。即,1″≈30.8184m。

        同理,對于地球上經(jīng)緯度1°,代表的實際距離近似為:經(jīng)度1°≈111.319km(赤道),緯度1°≈110.946km。

        因此,在接收機的校準和測量中,可以通過大地坐標的經(jīng)緯度誤差來近似計算出接收機的定位誤差。

        3 結(jié)論

        導(dǎo)航型GPS接收機的定位誤差可采用“觀測墩法”和“地面控制點法”進行校準,將校準觀測值實現(xiàn)從“大地坐標”到“空間直角坐標”的轉(zhuǎn)換是接收機定位誤差數(shù)據(jù)處理的關(guān)鍵。文中提出了“坐標轉(zhuǎn)換工具法”、“Excel表格法”、“軟件編程法”均使這一問題得到解決;另外,“大地坐標法”可以根據(jù)接收機的經(jīng)緯度坐標誤差近似計算出實際定位誤差。這些方法對于GPS接收機的校準和測量應(yīng)用都具有重要意義。

        [1] GB/T 19391—2003《全球定位系統(tǒng)(GPS)術(shù)語及定義》[S]

        [2] JJF 1118—2004《全球定位系統(tǒng)(GPS)接收機(測地型和導(dǎo)航型)校準規(guī)范》[S]

        [3] 周忠謨,易杰軍,周琪.GPS衛(wèi)星測量原理與應(yīng)用[M].北京:測繪出版社,2002

        [4] 張健,張惠.GPS接收機檢定中數(shù)據(jù)后處理關(guān)鍵問題研究[J].計量技術(shù),2010(4)

        [5] 張健,曹瑞基.美國天寶GPS接收機檢定中常見問題分析及對策[J].儀器儀表標準化與計量,2009(5)

        10.3969/j.issn.1000-0771.2015.10.17

        猜你喜歡
        直角坐標接收機數(shù)據(jù)處理
        從平面直角坐標系到解析幾何
        深入學(xué)習(xí)“平面直角坐標系”
        認知診斷缺失數(shù)據(jù)處理方法的比較:零替換、多重插補與極大似然估計法*
        ILWT-EEMD數(shù)據(jù)處理的ELM滾動軸承故障診斷
        深刻理解平面直角坐標系
        一種用于調(diào)幅接收機AGC的設(shè)計與實現(xiàn)
        一種面向ADS-B的RNSS/RDSS雙模接收機設(shè)計
        電子制作(2018年19期)2018-11-14 02:36:40
        認識“平面直角坐標系”
        數(shù)字接收機故障維修與維護
        電子制作(2016年1期)2016-11-07 08:42:41
        基于多接收機的圓周SAR欺騙干擾方法
        亚洲都市校园激情另类| 亚洲女同一区二区| 亚洲色丰满少妇高潮18p| 在线人妻无码一区二区| 国产肥熟女视频一区二区三区| 在线视频色系中文字幕| 少妇厨房愉情理伦bd在线观看| 久久精品国产99国产精2020丨 | 日本老熟妇乱| 精品国内自产拍在线视频| 亚洲av乱码一区二区三区观影| 日本一区二区不卡精品| 免费拍拍拍网站| 人妻少妇不满足中文字幕| 亚洲自偷自拍另类第一页 | 国产自拍一区二区三区| 久久久久久久亚洲av无码| 国产大学生粉嫩无套流白浆| 日韩国产精品一本一区馆/在线| 久久国产精品国语对白| 精品国偷自产在线视频九色| 人人做人人妻人人精| 亚洲亚洲亚洲亚洲亚洲天堂| 久久精品国产亚洲av性瑜伽| 在线 | 一区二区三区四区| 国产免费资源| 中文字幕视频一区二区| 亚洲欧美日韩综合一区二区| 日韩精品人妻系列无码专区免费| 日本一本草久国产欧美日韩| 亚洲国产天堂久久综合网| 欧美乱妇高清无乱码在线观看| 四虎成人在线| 91亚洲夫妻视频网站| 92午夜少妇极品福利无码电影| aaaaa级少妇高潮大片免费看 | 无码人妻一区二区三区免费看| 永久免费观看的毛片手机视频| 国产高潮精品一区二区三区av| 亚洲中文字幕人妻久久| 国产成人无码一区二区在线观看|