动态测量模式论文

动态测量模式论文（共7篇）

动态测量模式论文 篇1

随着测量技术的不断发展, 大地测量手段也随之不断改进, 获得数据的种类与数量也随之增多, 其更新的速度也相应的加快。传统的空间数据模型只适合于数据结构层次上的共享, 而且没有统一的数据格式, 不适合于语义共享的同时也不方便于机器的识别。为了解决这一矛盾, 统一数据格式, 本文引入XML语言 (GML本质上是基于可扩展标记语言XML的, XML是方便网络传输的标记语言) 。这是一种为文档交换所设计, 以一种开放的、自我描述方式定义数据结构, XML语言的应用为网络空间数据的动态共享提供了可能。

1 数据动态模型结构及其作用 (X M L Schema)

其实, 大地测量数据模式的动态建立的目的就是为了实现数据资源的共享。因此, 它的建模工作程序就可以分为以下几个步骤:首先是收集各地的地理数据, 然后通过数据建模, 将这些数据信息进行处理, 统一格式, 最后存储到数据库中, 为广大用户提供数据源服务。在这个过程中, 数据的动态建模就成为关键性的一步。我们一般采用XML语言来进行建模, 它的结构及其作用如下。

1.1 XML Schema结构

元素和属性是创建XML文档的主要构建材料。元素通过使用element元素实现。在XSDL中, 属性实现的方法是使用at-tribute元素。XML Schema可以把XML文档中的元素和属性声明为特定的类型, 准许解析器检验文档的内容和结构。XML Schema定义了两种主要的数据类型:预定义简单类型和复杂类型, 以及提供组合器来控制结构。一是简单类型。原子类型具有不可分割的值;列表类型的值为用空白符隔开的原子值列表;联合类型的值可以是原子值, 也可是列表值。二是复杂类型。复杂类型的内容类型有4种:简单类型、纯元素类型、混合类型和空类型。三是利用组合器控制结构。模式组允许把子元素声明或引用组合起来, 从而构建更有意义的内容模型。模式组共有3种:all、choice、sequence。

1.2 XML Schema的作用

Schema文档就是用来验证XML文档的正确性, 用来判断实例是否符合模式中所描述的所有约束。涉及到检查实例中所有的元素和属性。Schema主要作用如下:约束数据和数据结构;保证XML文档中出现的元素和属性都是模式规定的词汇表;确保一致性;为元素和属性添加默认值和固定值;扩充实例。

2 大地测量数据动态模式的建立

为了实现数据共享与服务, 我们有必要将各单位的局部模式进行归一化, 动态建立全局的大地测量数据模式, 实现某种程度的资源共享和数据交换。本文提出使用XML Schema技术进行模式建立, 总的过程是局部定义—数据集成—全局模式。

2.1 大地测量数据的局部定义

大地测量数据的XML Schema模式的建立采用先局部后全局的方法。这样的步骤安排主要是为了便于数据的更新与扩展。在实际操作中, 我们应用网络等多种途径将局部的数据进行定义, 形成全局性模式, 为了避免多个数据之间的矛盾, 在引入时, 我们可以人为的加入自定义, 命名空间加以区别。局部模式建立的原则:一是根据各自专业性质建立局部的数据模式及约束, 可以定义各局部模式的名域空间;二是同一名域空间或不存在名域空间的各模块间可以存在包含关系, 不同名域空间可以引用, 对于已定义的可以重新定义 (以上操作不允许循环) 。根据以上原则建立的模式, 保证了模式的有效性, 减少了冗余工作量, 更有利于模式的维护。

2.2 大地测量数据的归一化

为了使大地测量数据全局模式具有相对稳定性, 避免因其他资源定义的引入而产生的程序更改, 消除这种不安全的隐患, 本文给出了数据的归一算法。根据“逻辑集中分布存储”的数据组织模式, 由于各节点的共享数据库系统和全局数据库系统在信息共享平台建设中都是新建系统, 需所存储的数据是按规范制作的标准数据集, 它的数据结构和元数据是统一的, 所以只要在规划时选用支持分布式处理的大型数据库系统就可以了。

按照本文的数据组织模式, 各节点内部系统中数据将要通数据加工处理制作成标准的数据集后, 采集到本地局部共享数据库中。为了简化集成的难度与工作量, 数据集成可采用单向数据抽取方式, 即只把局部共享数据库需要的数据定时或动态地从各应用系统中提取出来, 然后存放在本地局部共享数据库中, 而不考虑分支机构内部各应用系统之间的有机集成。为了让用户能以一种一致的方式进行数据集成, 我们采用元数据来管理所有数据, 只要按照元数据的格式, 增加一类元数据, 系统便根据元数据, 自动管理添加的资料。将元数据内容用XML模式来定义, 首先将元数据抽象为一种独立于语法、中性的模型 (使用UML模型) , 这种模型可以与XML语法绑定, 然后按照转换规则形成XML模式。

2.3 大地测量数据的全局模式

当定义了局部大地测量数据模式并给出了集成化 (归一化) 的方法以后, 就可以得到作为大地网模式的全局大地测量数据模式。根据数据共享规范, 我们将采用可扩展置标语言XML建立元数据。以完现两大功能:一是在本地系统中提取本地局部共享数据库系统所需的数据表、视图或平面文件并把它们转换成XML文件;二是把XML转换成SQL文件, 并插人到本地局部共享数据库中。本次程序就是通过这些URI找到所有用到的局部模式文件, 进行集成化 (归一化) 处理, 归一到本地机的最终全局模式, 完成空间上的统一。当局部模式更改时, 只需要对相应组件进行更新, 而不需要修改整个模式文件。这样的方式易于维护, 有利于保持模式的实时更新。如果更新全局模式, 只需重新给定接口URI及相关元素, 重新进行归一化即可, 程序自动完成, 不需要更改内部结构, 完成时间上的统一。而归一化后的结果即为最终的大地测量数据全局模式。

3 结语

本文对大地测量数据实现共享服务而涉及到的相关信息技术进行了深人研究, 提出了“局部—归一化—全局”的数据组织模式, 并采用分布式数据库技术、XML的WEB服务技术和信息安全技术分别解决了跨地区跨部门数据的共享、异构信息系统集成和数据共享安全等难点问题。通过动态建模, 我们可以直接从结果中得到大地测量数据的层次结构、元素及类型定义, 达到了建模的目的。

参考文献

[1]吕志平.大地测量数据共享环境与数据标准的研究[D].武汉:武汉大学, 2001.

[2]唐颖哲, 杨元喜, 宋小勇.2000国家GPS大地控制网数据处理方法与结果[J].大地测量与地球动力学, 2003.

[2]吕志平, 刘波.大地测量信息系统[M].北京.解放军出版社, 1998.

动态测量模式论文 篇2

一、国外雷达散射截面动态测试技术研究发展现状及趋势

目前许多国家都建立有目标RCS的动态测试场, 比较有名的主要有:

1) 美国海军研究实验室 (NRL) 。位于马里兰州的chesapeak海湾的NRL能为飞机提供高标准的RCS测量, 频率覆盖1、3、5和9GHz, 其中在5GHz和9GHz上, 对四种极化 (右圆、左圆、平行、垂直) 可以同时发射和接收同极化和正交极化回波, 在1GHz和3GHz, 可以发射和接收平行和垂直两种极化的同极化回波。系统的测量雷达由光学跟踪仪引导, 测量前需要对雷达预热, 以使雷达在飞机RCS动态测量过程中保持同样的灵敏度。

接收系统采用跟踪波门来隔离目标回波, 通过使用AGC, 系统的线性动态范围由40d B可扩展到105d B, 在动态测量中随时记录RF和IF衰减器的工作状态, 以备后面的数据分析之用。数据记录系统记录回波的每个脉冲。

雷达的定标采用气球悬挂RCS标准金属球的方法, 在每次测量前和测量后分别进行一次, 这一过程非常重要, 并且到目前还未发现有可替代的过程, 通过将目标的回波与金属球回波进行比较, 即可在不考虑雷达各个参数精确数据的情况下而最终得到目标RCS的精确结果。

2) 美国爱德华空军基地。位于美国加里伏尼亚州, 在基地内隶属于NASA的AMES dryden飞行研究设备, 可提供飞机RCS随视向角变化的精确数据, 使用的雷达为相距380m放置的两部精密雷达AN/FPS-16和AN/MPS-19C, 对于空中目标的RCS均值测量精度为±1d B。在测量前, 需要对雷达进行仔细的调整和校准。

此系统的数据记录按三种方式分别进行, 目标空中的姿态数据由机载记录系统记录, 雷达的回波数据由每个雷达的IF信号电平得到, 相对于每部雷达的目标位置由两部雷达记录, 在飞行前, 保证三个系统的时间同步, 飞行结束后, 将三个数据进行合并, 得到飞机RCS测量的全部待分析数据。

雷达的定标采用0.25m2标准金属球在飞行结束的同时进行, 保证雷达对金属球和目标的灵敏度相同。

3) 美国纽约州的Griffiss空军基地。在Griffiss, Rome空军发展中心 (RADC) 有一套精密的设备——精密天线测量系统 (PAMS) , 由Actron工业公司提供, 此系统的跟踪雷达为AN/FPS-16。

PAMS系统可在频率0.1GHz到18GHz下按任意极化的CW、AM、FM或脉冲模式进行操作, 可同时在任意线极化或圆激化下的12个频率上进行测量和数据记录。

目标的空中姿态如方位、横滚、俯仰由机载系统记录, 这些数据与地面雷达得到的目标方位、俯仰数据融合后得到目标受电磁波照射的姿态参数。

由于PAMS和AN/FPS-16雷达相距一段距离, 所以需要确保飞机的飞行距离足够远, 以减小双站角对单站RCS结果带来的影响。

PAMS系统性能优越, 并且有很大的扩展能力, 目前主要用来测量飞机的RCS及机体RCS分布等, 其主要特点有:精确的校准系统、自动数据处理、特别宽的频率范围以及极化的多样性等。

4) 法国的CEV。CEV (Centre d’Essais en Vol) 位于法国的Bretigny, 是法国的几个飞行研究机构之一, 可进行飞机RCS的动态测量, 同时确定飞机相对于雷达波束的姿态, 测量雷达有两部, 分别为Brahms 1和Brahms2, Brahms 1可在8-12GHz和12-18GHz两个频带上同时进行测量, Brahms2雷达的工作频段为D、E和G。

Brahms 1雷达发射和接收天线分置, 每个天线下安装有电视镜头和一双筒瞄准望远镜, 操作人员利用此望远镜来跟踪目标, 系统记录两个信息, 一是来自目标的回波信号, 一是目标相对于雷达的姿态信息, 姿态信息由电视系统记录, 并在记录的数据上打入时间标志。

以上是国外RCS动态测量的发展现状。目前国外RCS动态测量技术已发展到相当成熟的阶段, 测量误差可小于1d B, 而且正向更高的测试精度和更完善的测试功能发展。

二、国内雷达散射截面动态测试技术研究发展现状及趋势

我国RCS动态测量研究已有近40年历史, 任务的主要承担单位有试飞院、20基地等;试飞院拥有L、S、C、X、Ku、Ka波段宽带成像目标特性测量雷达, 能够测量各类空中目标的RCS、多普勒、极化、角闪烁等特性, 代表着我国RCS动态测量研究的最高水平。由试飞院编写并已正式颁布的《GJB 6180飞机雷达散射特性的动态测试方法》, 代表着我国RCS动态测量技术已发展成熟。

随着雷达技术的发展, 我国RCS动态测量技术已经实现了对空中目标的宽带成像测量, 未来将努力在数据的深入分析与集成应用方面取得突破。我国RCS动态测量技术发展将向着更高的测试精度、更强的测试能力、深入的数据分析、快捷的集成应用、更低的测试成本、完善的数据管理这几方向发展。

摘要：维修成本是民机使用过程中的一项重要开销, 针对民机进行全寿命维修, 并对所产生的成本进行周期性控制分析, 这种成本控制方式早已经在国际航空领域中广泛应用。这种成本控制方式中加入了经济分析的元素, 是一种优良的设计决策工具, 能够为民机制造商提供一项重要的数据参考。本文通过对飞机维修成本的深入系统的研究, 阐述了成本管理的意义, 对全寿命成本管理关键点的分析, 并提出相关建议。

动态测量模式论文 篇3

GPS RTK技术系统用户主要包括三个部分:基准站、流动站和数据链。其作业原理是:基准站接收机架设在已知或未知坐标的参考点上, 连续接收所有可视GPS卫星信号, 基准站将测站点坐标、伪距观测值、载波相位观测值、卫星跟踪状态和接收机工作状态等通过无线数据链发送给流动站, 流动站先进行初始化, 完成整周未知数的搜索求解后, 进入动态作业。流动站在接收来自基准站的数据时, 同步观测采集GPS卫星载波相位数据, 通过系统内差分处理求解载波相位整周模糊度, 根据基准站和流动站的相关性, 得出流动站的平面坐标x, y和高程h。

2 RTK作业时需注意的问题

求解平面转换参数, 至少要联测三个已知平面坐标点, 求解高程转换参数则需要联测四个已知高程点, 联测的所有已知点应分布均匀, 且能覆盖整个测区。为了提高WGS-84坐标系与当地坐标系数学模型的拟合程度, 进而提高待测点的精度, 通常要联测尽可能多的已知点。转换参数的求得通常有两种方法:一是充分利用已有的GPS控制网资料, 将多个已知点的WGS-84坐标与相应的当地坐标输入电子手簿中, 利用内置软件, 经平差解算出转换参数;二是将基准站架设在已知点或未知点上, 流动站依次测量各已知点的WGS-84坐标, 再将各已知点所对应的当地坐标系的平面坐标和高程输入手簿中进行点校正, 剔除校正残差比较大的已知点, 从而解算出两坐标系之间的转换参数。

在作业时, 基准站一般要选择在周围没有遮挡的开阔地方, 以使基准站能够接收到尽可能多的GPS卫星信号;考虑到电磁波干扰及湖面、水面及建筑物等带来的多路径效应, 基准站要远离无线电发射源、高压线及水面;为了增大基准站无线电有效的发射距离, 要尽可能把基准站选在地势较高的地方, 并架设稳定牢固, 观测期间不能有轻微晃动, 以免影响测量精度。

3 RTK动态测量技术在水利工程测量中的应用

3.1 RTK平面控制测量

3.1.1 深圳市龙岗区大鹏半岛月亮湾海堤工程地形RTK测量

在现状东部海堤指大鹏半岛片区137.7km海岸线上的分散海堤中, 采用RTK技术来代替常规一级导线测量。本次基准站设置在测区中部的测量控制点上, 周围环境符合基准站的架设条件, 与已知点的距离在2.0~3.5千米之间。联测三个C级、四个D级GPS点 (三等水准点) , 解算出两坐标系之间的转换参数, 水平残差最大为±2.1厘米, 垂直残差最大为±0.7厘米。为了提高待测点的观测精度, 将GPS天线用对中器对中已知点, 观测时间大于60秒, 采用不同的时间段进行两次观测取平均值;机内精度指标预设为点位中误差±1.5厘米, 高程中误差±2.0厘米;观测中, 取平面和高程中误差均小于±1.0厘米时进行记录。

通过比较相同点两次RTK观测值坐标, 可以看出, 相同点两次RTK观测值坐标较差最大值为±2.4厘米, 最小值为0.1厘米。考虑到两次观测采用了同一基准站, 观测条件基本相同, 可以将其视为同精度双观测值的情况, 进而求得观测值中误差和平均值中误差。从误差可以看出, RTK技术能满足《水利水电工程测量规范》中最弱点的点位中误差 (相对于起算点) 不大于±5厘米的要求。

3.1.2 民治河综合整治工程RTK测量

在民治河综合整治工程施工图阶段对初设阶段1:500地形图进行修测, 对新增测量范围进行1:500地形图补测工程中, 因带状地形较长且靠近特区, 附近可用的GPS控制点很少, 如果采用常规控制测量方法无法满足甲方对工期的要求, 故使用RTK技术进行了控制加密。本次测量分别取D级GPS点01AI958、01AI959和为基准站, 进行了两次测量, 并对相同RTK点的两个观测坐标进行了比较, 其中坐标较差值最大为±3.0厘米, 最小为±0.2厘米, 坐标较差值的中误差为±2.4厘米。

随后我们使用2″级全站仪对部分RTK控制点进行了角度和边长 (按照二级导线精度) 的检测, 并对检测结果进行了统计。RTK观测值与全站仪观测值反算夹角和边长比较, 夹角差值中误差为±5.4″, 边长差值中误差为±4.2毫米/米。边长差值最大为+6毫米/米, 边长差值相对误差最大为1/57712, 以上均满足《水利水电工程测量规范》中对二级导线的要求。

3.2 RTK高程测量

在东江引水獭湖支线扩建工程中, 我们采用常规手段对RTK控制点进行了四等水准测量。平差后, 每公里高差中误差为±4.2毫米, 最弱点高程中误差为±6.5毫米。同时我们也利用RTK技术对相同点进行了高程测量, 并对上述两种技术所测成果进行了比较。

四等水准测量与RTK高程观测值比较, 高程较差最大为-3.6厘米, 最小为-0.1厘米, 高程较差中误差为±2.4厘米。

如果四等水准网高程中误差取±2.0厘米, RTK高程测量的中误差采用其预设精度±2.0厘米, 则利用误差传播定律可以得到高程较差理论中误差为±2.8厘米, 高程较差允许限差为±5.6厘米。可见求得的高程较差中误差小于高程较差理论中误差。

为了进一步验证RTK点高程的精度, 抽取部分测点分别用RTK高程和四等水准高程反算出相邻两点间高差, 并作了对比。

RTK观测高差与四等水准观测高差的比较, 高差较差平均值为-0.97厘米。根据实际经验, 由RTK测量的高程计算出的相邻高差受相邻点间的距离影响较小, 高差精度主要与四等水准测段长度有关。利用高差较差参照不同精度双观测值情况计算出高差较差单位 (每公里) 中误差为±1.9厘米。计算证明, RTK高程测量能够满足《水利水电工程测量规范》对四等水准网的精度要求。

4 结论

RTK在控制测量以及施工放样中有着广泛的运用, 比传统的测量仪器的测量, 它有着省时省工且精度高等特点, 但其在碎部测量中的应用还是有一定的限制。在进行测量时, 主要注意事项是基准站选择要在比较中心、位置空旷开阔的至高点上, 且周围无磁场的影响, 这样流动站接收的信号好。并把观测成果与首级控制成果进行整体平差, 这样动态观测经平差后的精度就较高。

4.1 RTK测量技术能够满足水利工程测量中对一二级导线和四等水准测量的 (技术) 要求。

由于RTK技术不同于常规的控制测量, 不可能完全用常规控制测量的技术标准来衡量, 尤其是在边长较短的相邻点表现比较明显。RTK技术的测量误差分布均匀、相互独立, 不存在误差积累, 精度可靠度较高。

4.2 RTK测量技术能够实时地提供测量成果, 不需要像常规控制测量

那样分级布网, 可以大大减少生产成本, 减轻测量员的劳动强度, 提高测量速度和企业效益。

4.3 测量误差与流动站至基准站的距离成正比, 因此解求坐标转换参数时所采用的已知点应分布均匀, 覆盖整个测区, 水平、垂直残差宜在3.

5厘米以下 (山区及重力异常地区另论) 。基准站尽可能设置在符合观测条件的已知点上, 这对高程测量尤为重要。

4.4 测量过程中, 尽可能地检测一定数量的测区内和相邻的控制点,

以发现异常情况, 并剔除原控制网内的粗差点, 便于做好与已有地形图或工程项目的接边工作。

4.5 测量时需采用一些方法来提高测量精度。

如延长测量时间、使用对中器、选择最佳观测时段、增加观测次数或改变基准站等。同精度两次测量值的较差取3厘米以下为宜。

参考文献

[1]全球定位系统实时动态测量 (RTK) 技术规范.

列车动态重量平衡测量设备简述 篇4

随着国内动车组运用量的不断提高, 传统的车辆重量平衡测量设备难以满足需要, 该型动态测量设备可以做到动车组整列不解编、不停车的重量平衡测量, 具有极高的试验效率, 且具有少维护、高精度、低造价等特点。

2 基本结构和工作原理

列车动态重量平衡测量设备是一种满足适应动车组检修过程中对轮重进行检测的设备, 分为检测平台和操作平台, 由机械承载部分、高精度传感器总成、高速数据采集模块、数据处理判别软件和标定设备五大模块及附属结构组成。总体结构分别如图所示, 其中, 接线盒以下部分除标定设备属于检测平台, 以上部分属于操作平台。轮重仪的基础称重平台, 采用铁路轨道结构基础的短轨结构型式设计。检测时计算机采集所测转向架四个车轮施加到两侧短轨式传感器的压力, 分别测出每个车轮载荷、再根据采集到的波形和轨迹, 利用相应计算方法, 计算出轮重、轴重、转向架重、整车重、以及轮重差等数据。并将数据储存到终端数据库, 轮重控制系统可对终端数据库中的信息进行处理, 完成阶段统计、制表、打印、超限报警等功能, 并可通过动车基地信息化管理系统接口上传数据。维修人员可根据检测数据, 对车辆的偏载情况直接进行纠偏调整。

轮重仪检测平台轨道结构要求保持原轨道的强度和平顺度, 并且作为长期稳定工作的检测设备, 需保持检测平台所在轨道结构的长期稳定性, 以保证测量数据可靠。因此, 轮重仪在检测平台采用刚性轨道结构。

为了安装时不受限制, 动静态传感器设计适合于各种刚性轨道结构, 但这并不意味着传感器总成可以随意安装, 需在原刚性轨道结构的基础上做进一步的设计, 在轨道结构按照传感器总成格式设计完毕后, 相对传感器总成就是透明的。现有动静态轮重仪轨道结构有整体道床和轨道桥两种。

刚性轨道结构的长度及平整度对列车重量偏移影响很大, 且线路的平直误差对列车前后车辆的重量转移及轮重检测精度造成极大的影响。经过试验确定, 单辆车静态轮重检测仪的刚性轨道结构不能低于一节车的长度, 考虑作业方便最好安放在室内;整列动态轮重检测仪刚性轨道结构长度不低于3节车长度, 考虑作业方便应将其放放置于维修库门口, 其轨面高度差及方向差应在1mm之内, 轨距符合技规。

刚性轨道结构里应预埋用来安装传感器总成的传感器总成安装平台, 其是加强钢筋编织成一定强度的花梁, 它不但能大大方便传感器的安装和横向及纵向调整, 还能增强传感器总成及轨道的纵向强度。

3 传感器总成

在设计中把一定长度的轨道用等长度的传感器代替。采用高精度的传感器, 用剪力测量的方法, 测取轮对对钢轨的垂向力, 并采取全桥式的检测电路和补偿电路;采集完整连续电信号。

动态检测平台工作中检测每个动车转向架4个车轮的轮重, 使用了由4只专用动态传感器。通过动态传感器的长度和位置的设计, 保证兼容目前路内使用的所有动车转向架。整列动态检测平台适合各种型号动车组动态称重。

传感器总成由测力部件和固定构造两部分组成。固定构造用来固定传感器总成, 与传感器总成安装平台由高强度螺栓硬性连接。传感器总成测力部件呈“工”字型, 测力单元以中线为对称轴分布在下部两侧, 如图1所示。

动车轮重检测仪要精确地测量轮重, 最合理的方法是每个车轮都有独立的测量区, 如采用梁结构就必须有限位机构, 不但调试复杂而且容易造成测量误差。短轨传感器就是把传感器总成设计成一个短轨结构, 其顶部结构与钢轨完全一致, 列车可以安全通过, 同时短轨传感器可以有效长度内准确测得轮载信号。从图中可以看到轮载在传感器总成全长的范围内部都能测到轮载。此传感器总成是直接安装, 不需要任何限位机构, 结构简单、安装方便, 也避免由限位装置产生的误差。在传感器的具体设计中, 必须从弹性体的受力区设计中和信号桥路设计中巧妙的布置, 使其消除垂直力以外的其它力干扰, 如水平力。水平力使列车运行时轨道经常发生的, 本传感器总成采用左右串联的方法组桥, 使水平力产生的信号相互抵消。纵向力也是经常出现的, 甚至在列车没有通过时也会产生轨道的纵向力, 本传感器组成垂直力信号 (轮载) 也因采用主拉主压应变相互抵消的方法, 免受纵向力的干扰。可见, 传感器总成采用了一系列的措施, 避免了水平力、纵向力等其它力的干扰, 能直接安装载安装平台上。

4 数据采集模块和软件

数据采集模块包括信号放大电路、滤波电路、模数变换器及可编程接口电路, 其将模拟信号放大并经滤波器预处理, 变成带限信号, 再经A/D转换成为数字信号, 最后送入数字计算机完成信号处理。

数据采集模块均采用4通道, 根据检测区传感器总成的个数不同, 分布的数目也不相同。动态轮重检测仪检测区只有4支动态传感器, 数据采集模块仅需一块就能满足应用。

数据处理判别软件根据使用方式不同分为检测程序和结果查询程序, 前者在采集数据、处理数据、显示数据的时候应用, 后者则是查询数据、打印数据和录入信息时使用。

5 标定设备

为了让轮重仪长期稳定可靠地工作, 需要每隔一定时间 (一年) 对轮重仪进行一次标定。因为被检测的是轮对重量, 一个点状或线状工装很难构成稳定结构, 无法直接用砝码进行校验, 使用专用校准装置对轮重检测仪进行校准。

静态轮重仪采用0.01%高精度标准测力仪进行标定;动态轮重仪标定设备, 采用踏面有突起的车轮及万能转向轴的专用标定车, 其左右前后各车轮重量分配始终保持稳定。

静态标定时, 先在传感器总成边上预留的标定工装孔上安装好标定支架。然后把下托扣在传感器上, 分别把下盘、对比仪及上盘 (已用定位栓固定) 放在其上, 并对位;放上加力顶、受力盘, 用支架螺栓紧固;标定时根据计划手动压液压泵压把加压, 直到对比仪达读数到预定重量值;操作台显示界面自动将对比仪的数据同传感器测量出来的结果进行对比, 待数据稳定后为一个标定结果。取不同值均反复几次, 便能通过求平均值得的出标定参数, 修改后, 即完成静态轮重仪的标定。

动态轮重仪标定专用设备是误差精度在1‰之内的标定砝码车来动态标定动态传感器。用标定砝码车在每台动态轮重仪检测平台上往返检测数次, 取各次检测结果的平均值, 修改传感器静态参数, 完成对动态轮重仪的动态标定。动态轮重仪自身的误差精度在1‰之内。

至此, 完成了对动态轮重仪的动态标定。

摘要：本文简单介绍了列车动态重量平衡测量设备的主要功能、机械结构、电气结构、工作原理和校准等。

关键词：列车,重量,设备

参考文献

[1]郁有文.传感器原理及工程应用[M].西安:西安电子科技大学出版社, 2001.

GPS动态测量精度检测及分析 篇5

GPS技术是一种新兴的测量技术,随着科学技术的进步,GPS测量技术以其高精度、全天候的特点迅速被应用于大量工程实践。除了能够完成高精度静态测量之外,GPS还可以应用于动态测量中。随着GPS动态测量应用的日益广泛,对其动态测量性能做出评定也显得非常重要。目前,对于 GPS动态精度检测开展的相关研究并不系统,检测方法还较为缺乏。本文设计了一种基于旋转平台的检测系统,通过精密伺服驱动模拟不同动态条件,在此基础上完成对GPS接收机的相关动态检测,为GPS动态测量应用提供有益的参考。

1 GPS动态测量技术概述

GPS用于动态测量的主要技术手段是RTK技术,动态测量过程中,基站实时将得到的改正数通过电台发送至流动站,流动站利用基站改正数实时修正测量结果,同时,利用基站和流动站的测量数据也可以进行事后差分处理。除了能够完成绝对坐标测量之外,利用GPS动态测量技术还可以实现动态相对测量。目前GPS用于动态测量的精度有了较大提高,载波相位差分可使实时定位精度达到厘米级,在一些特定情况下,甚至可达到毫米、亚毫米级[1]。新一代接收机在动态测量的采样频率上也有突破,可实现20Hz以上的动态测量。随着新的GPS卫星的升空以及伽利略、北斗等导航系统的建成,优良卫星构型和观测量的增加使得利用卫星导航系统进行动态测量的精度会得到更大提高。同时,针对测量过程中GPS信号易受到遮挡的局限,可以通过组合导航的方式来解决。

2 基于旋转平台的动态检测系统

2.1 检测系统原理

本文中动态测量精度检测是基于自行设计的动态精度检测平台来完成的,如图1所示,该检测平台的基本原理是计算机通过运动控制卡控制伺服电机驱动机械负载进动,负载上加工了天线安装孔(左右两臂安装孔分别为A、B),天线安装于负载之后便可完成圆周运动,当电机的转速足够稳定且天线相位中心旋转半径已知时,天线将完成匀速圆周运动。同时,在负载运动的圆形轨迹旁安装光电位置传感器,将传感器所决定的位置作为参考位置,如果可以得到天线经过参考位置的时间信息,就能利用天线相位中心稳定的运行轨迹推算动态运行过程中任意时刻的位置,将推算得到的结果作为高精度的动态测量标准与GPS动态测量结果进行比较即可对其动态测量性能做出评价。

检测系统设计过程中关键技术及其解决方案包括以下四个方面。

(1)稳定的电机驱动系统。

选用了富士伺服电机+运动控制卡+减速器的驱动控制方案,通过1∶10的减速器减速之后,该电机可以实现最高500rad/min的转速。

(2)精密机械结构装置。

设计了高精度机械装置,在电机负载上加工了GPS天线及接收机安装螺孔,负载侧面可以固定用于触发光电位置传感器的金属挡片。

(3)精确计时系统。

采用计算机计时与自行开发的微秒级计时器相结合,适用于不同动态条件,最高计时精度可达微秒级。

(4)高精度动态参考位置基准。

在机械支撑臂上对称安装三台光电位置传感器,通过传感器实现动态条件下的高精度位置基准。

2.2 检测系统精度分析

(1)水平方向精度

对检测系统的精度根据不同的动态条件来进行分析,从系统的组成部件和设备情况来看,主要考虑的精度因素,包括计时设备的精度、电机驱动的精度、回转半径的精度、传感器动态参考位置精度以及测量设备进行静态标定时的精度。动态条件下使用单片机计时器可以忽略计时设备的时延,回转半径的加工精度取保守加工精度值0.5mm,电机转速的精度在不同的搭载设备情况下可以通过测试获取,除此之外,GPS静态位置标定的精度取长时间组网观测精度2mm,传感器动态位置精度则在已知动态条件下可以计算得到。通过实验对各子项误差分别进行了测试,得到该系统动态检测的精度分析结果如表1所示。

除了能够完成表1所示的动态绝对测量精度检测之外,系统还可以完成两台接收机双动态相对测量精度检测,检测精度只跟A位置和B位置的水平距离精度有关,根据前面分析可知,A、B位置的水平相对位置精度跟机械加工精度相关,可以保守地取其精度为0.5mm。

(2)高程方向精度

检测系统的高程方向精度可以通过倾角传感器来测定,利用传感器对转臂在运行一周过程中的倾角进行检测,得到的高程误差优于0.1mm,此精度远高于GPS的测量精度,因此可以认为系统在高程方向上具有很高的精度。

(3)速度检测精度

从系统的设备组成原理可以看出,旋转平台是通过精密伺服驱动实现的,因此检测系统除了完成位置检测之外,还可以完成一定精度条件下的速度检测。系统的速度检测精度跟电机的转速精度相关,不同动态条件下的速度检测精度如表2所示。

3 GPS动态检测实验及分析

由于实验条件所限,本文中GPS动态测试没有对RTK动态测量进行精度检测,主要针对两台诺瓦泰DL-4 plus 双频GPS 接收机的部分动态相对测量性能进行了实验,测试及数据处理条件如表3所示。为便于描述,下文叙述中接收机安装位置均是指天线安装位置。

3.1 GPS动态差分坐标测量检测

将两台接收机中1号接收机作为主站放置于固定点位,2号接收机作为流动站放置于平台上B位置,利用电机驱动接收机运动。对接收机采集的数据做事后差分解算可得2号接收机的动态测量坐标,将接收机测得坐标与检测系统的动态标准坐标进行比较可得到接收机在不同动态条件下的坐标测量误差。基于目前实验条件下两台接收机无法组网完成高精度的GPS静态标定的考虑,本文中只提出这种检测方案而并未开展检测实验。

3.2 GPS动态差分相对测量检测

动态差分相对测量实验时,将两台接收机中1号接收机放置于固定点位,2号接收机放置于检测平台上的B位置,首先在静态条件下进行同步测量,然后利用电机以不同的速度驱动接收机完成动态测量(如图2所示)。为了避免接收机在动态运动中的失锁现象,启动接收机待接收信号稳定之后(PDOP值<2.0)再驱动电机进动。测量结束后对两台接收机数据进行差分解算,理论上,2号接收机测得的数据应当位于理论回转半径500mm的圆上,由于动态测量误差的存在,测得的圆轨迹与理论圆之间存在一定差异,通过对两种圆差异进行分析可对该条件下动态测量精度进行评定,不同条件的实验方案如表4所示。

(1)方案1条件下的实验结果

该条件下结果主要包括测量点位分布、水平方向和高程方向测量结果,其中水平方向测量结果为测量点到中心点距离(中心点为测量点位平均位置),测量结果如图3~图5所示。

(2)方案2条件下实验结果

该条件下测量轨迹如图6所示,基于最小二乘原则对GPS在圆周上的动态测量数据进行拟合,拟合得到标准圆半径为499.8mm。根据拟合得到的圆能够计算测量值的水平径向误差,由于检测平台在高程方向上的精度很高,因此理论上高程测量值应相等。水平方向径向误差与高程方向测量值如图7、图8所示。

(3)方案3条件下实验结果

该条件下测量轨迹如图9所示,同样基于最小二乘原则对GPS动态测量数据进行拟合,通过拟合得到标准圆半径为499.9mm。水平方向和高程方向测量结果如图10、图11所示。

(4)方案4条件下实验结果

从数据处理软件的解算结果来看,3.14m/s条件下出现了较多的质量较差的点,测量的轨迹如图12所示。拟合得到的圆半径为539.2mm,半径的拟合值出现了厘米级误差,根据拟合结果计算得到水平方向和高程方向测量值如图13、图14所示。

方案5(6.28m/s)条件下,从解算软件的结果来看,解算结果只得到了非常有限的数据,数据量远远小于理论测量数据,通过查看数据对应历元可知,所得的测量数据主要是电机加减速过程中速度较低条件下的数据。方案6(9.42m/s)条件下解算得到的数据更少,接收机出现了失锁现象。不同方案条件下实验结果统计如表5所示。

从表中数据结果来看,低动态条件下拟合得到的圆半径与标准圆半径500mm非常接近,这也验证了检测平台转臂较高的加工精度。对于该型号接收机来说,事后差分模式处理条件下,静态与低动态条件(0.314m/s以下)水平和高程方向上测量结果差异均很小,水平方向的标准差在5mm以内,高程方向上的误差与水平方向相比较大,这与GPS测量原理相符。对于动态速度高于3.14m/s的条件,GPS接收机测量性能不理想,解算得到的数据质量较差,旋转速度高于6.18m/s时,接收机出现失锁现象。

3.3 GPS双动态相对测量检测

GPS双动态测量时,将1号、2号接收机分别固定于检测平台的A位置和B位置,在不同动态条件下利用电机驱动接收机进动(如图15所示),对获取的数据进行双动态解算,得到两接收机之间的相对位置测量数据,将此数据与已知的A、B位置之间的距离(1000mm)进行比较,从而得到动态测量误差。不同条件下的实验方案如表6所示,两接收机之间的相对距离测量结果如图16、图17所示。

从两种方案测得的数据来看,不同动态条件下的双动态相对测量中,不仅出现了2~3mm的系统误差,还存在7~10mm的标准差,总的来说,双动态测量存在厘米级的测量误差。与前面的测量类似,从数据解算软件结果来看,3.14m/s条件下解算得到的数据质量较差, 6.28m/s、9.42m/s条件下接收机仍然出现了失锁现象,说明该型号接收机在高动态圆周运动条件下的测量性能相对较差。

4 结论

对于GPS的动态测量精度,目前仅有一些设备生产厂家进行过以验证为目的的简单性能测试,还缺乏系统的检测手段。本文在GPS动态精度检测方面进行了尝试,基于自行设计的检测平台完成了对GPS接收机的两种动态检测,GPS动态差分相对测量条件下,静态与低动态条件(0.314m/s以下)水平和高程方向上测量误差差异均较小,水平方向测量标准差在5mm以内,高程方向的误差接近1cm。不同动态条件下的双动态相对测量中,不仅出现了2~3mm的系统误差,还存在7~10mm的标准差,动态较高条件下接收机出现了失锁现象。由于实验中接收机完成的是圆周运动,因此得到的结果跟直线运动状态下可能存在一些差异。此外,鉴于实验条件所限,文章并未对GPS动态绝对测量以及速度测量精度进行检测,在下一步工作中,可以开展这方面的研究工作,以期对GPS动态测量性能做出更为全面的评定。

参考文献

[1]徐进军,张民伟,何长虹.几种动态测量传感器综述[J].测绘信息与工程,2005,30(2).

[2]Elliott D.Kaplan著,邱致和,王万义译.GPS原理与应用[M].北京:电子工业出版社,2002.

[3]周忠谟,易杰军,周琪.GPS卫星测量原理与应用[M].北京:测绘出版社,1992.

[4]许其凤.空间大地测量学[M].北京:解放军出版社,2001.

[5]丛爽,李泽湘.实用运动控制技术[M].北京:电子工业出版社,2006.

[6]郁有文.传感器原理及工程应用[M].西安:西安电子科技大学出版社,2000.

[7]刘宝廷,程树康.步进电动机及其驱动控制系统[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,1997.

[8]温熙森,陈循,徐永成,陶利民.机械系统建模与动态分析[M].北京:科学出版社,2004.

[9]何海波.高精度GPS动态测量及质量控制[D].郑州:解放军信息工程大学,2002.

气垫床动态气压测量方法的研究 篇6

1 气垫床压强检测存在的问题

气垫床通常由气泵的出气口通过皮管与床垫连接,气泵控制器及检测传感器安装在气泵内部。如图1所示。

由于结构的关系,气压检测口的采样位置只能在气泵上。这样检测出来的压强值只是气泵口的压强。充气时气泵产生的强大压力将空气压入床体,同时也压向传感器,所以气泵口压强大于床体实际气压。当床体气压增大时,气泵口压强才慢慢接近床体实际气压,在理想状态下只有在床体压强等于马达输出最大压强时,气泵口压强才等于床体压强。同样放气时也因为放气口在气泵上,与检测口接近,放气口与外界大气相通,所以放气口气压远小于床体实际气压。在检测床体实际气压时,受内外气压的影响给我们测量带来很多麻烦。

2 常用的检测控制方法及弊端

因为结构原因,压力传感器位于气泵上。我们很难检测出床垫实际的压强,如果想要准确的控制床垫压强,气泵必须运用相应的技术方法来实现。目前通常采用以下两种方式来实现:

1)床垫和气泵之间用两条软管连接。床垫与传感器单独相连,保证传感器上的采样压强为床体实际压强。如图2所示。

利用这种方法压力传感器能准确地检测出床体的压强,使气泵精确的运作。但却增加了床垫生产成本,床垫与气泵的连接也更加复杂。

2)先设定大概的修正量,气泵多次动作,使床垫实际压强值接近所需要的压强值。控制流程图如图3所示。

当需要将床垫的压强充到X时我们可以先预设一个修正量Z。大致判断出当气泵马达开启时,压力传感器检测出的压强值Y与床体真正的压强值的差。然后开启马达充气,过程中一直判断压强值Y(这个气压值受气泵影响不等于床体实际值)。当压强值Y>=X+Z时气泵停止充气,传感器检测床体实际值,判断其是否达到想要充到的压强值X。如果没有,加上修正量Z继续充气。当Y>=X+Z时停止充气并判断床体气压实际值……。反复运行直到床体气压实际值接近所需的床垫的压强。

利用这种方式能控制床垫的压强接近所需的压强值。但是控制过程需要气泵充充停停反复运作过程烦琐、耗费时间且机械易损耗。

3 利用线性插值法误差修正测量床垫实际压力

在单片机智能化测控系统中,传感器及检测电路的输出和输入特性是非线性的,这使得在较大范围的动态检测中存在很大的误差。在系统中我们常利用计算机软件进行非线性补偿。

在我们的气垫床充放气过程中,因传感器采样口在气泵上,所测量的动态采样值和床体的实际值存在很大的误差。我们也可以认为床体压强(输入)和传感器检测值(输出)特性是非线性的,所以通过计算机软件进行非线性补偿,可以检测出气垫床充放气过程中床体中的实际压强。软件补偿的方式可以通过将补偿程序固化在EPROM中、补偿差数存储在EEPROM中,使得在外部环境发生变化后,用户可以自行调整恢复精确度。在这里我们采用了非常方便的线性插值法。

3.1 线性插值法原理

图4是实验证明的“床体压强”与“传感器检测值”关系近似曲线图。根据曲线图我们可以通过传感器检测到的某一值x求出床体压强y。但是其关系式y=f(t)并不是简单的方程。图5中为使问题简单化,把压强值曲线分成若干段,然后把相邻两分段点用直线连接起来。用此直线代替相应的各段曲线,即可求出x所对应的y值。例x在(xi,xi+1)之间,则其对应的逼近值为:斜率Ki=(Yi+1-Yi)/(Xi+1-Xi),Y=Yi+Ki(X-Xi)。只要n取的足够大,即可获得良好的精度。

3.2 线性插值的实现

在单片机控制电路中,我们用以下两步来实现线性插值。

第一步用实验法测出传感器检测值和床体压强变化曲线。如我们将曲线分成n段,当在i段时,气泵停止工作,传感器检测出的压强为床体实际压强Yi,气泵运作时,传感器检测出的值为受气泵工作影响的传感器检测值Xi。气泵工作一段时间床内压强增大,气泵停止运作并测出Yi+1和Xi+1。n段以后将所测数据存入EEROM中,也可以将斜率Ki=(Yi+1-Yi)/(Xi+1-Xi)存入EEROM中。

第二步在气泵工作中用比较法查找出传感器检测值X所在的区间,取出Xi、Yi和斜率Ki。计算出床体实际压强Y=Yi+Ki(X-Xi)。

4 结束语

单片机软件原本用于处理硬件检测电路的非线性补偿,减少测量误差的方法,同样可以用来处理气垫床等因结构原因造成的检测误差。

摘要：气垫床在生活中应用越来越多,尤其在医疗领域中有广泛的应用。但由于受气泵和放气口的影响,测量床体动态压强比较困难。利用测量误差修正补偿方法测量床体压强,是一种测量气垫床动态压强的合适方法。

关键词：单片机,气压检测,气垫床

参考文献

[1]胡向东.传感器与检测技术[M].北京:机械工业出版社,2009.

[2]李朝青.单片机原理及接口技术[M].北京:北京航空航天大学出版社,1994.

GPS动态测量实用技术初探 篇7

差分G PS定位技术的出现和发展, 使G PS的SA政策影响、电离层效应、对流层效应等公共误差, 被不同程度的抵消, 定位精度大幅度提高, 从百米级提高到米级, 从而大大推动了G PS动态定位的应用。上世纪90年代, 交通部在我国沿海地区建立了无线电指向标/差分全球定位系统, 简称R B N/DG PS。为该地区提供差分G PS24小时服务。这是一组以原有的无线电指向标为基础, 同时发布差分G PS信号的服务系统。它以数据传输率200bps发送差分G PS改正数, 可使用户在300km海域内接收差分信号, 得到5～10m的定位精度。这无疑对我国船舶导航、海洋渔业、海洋测绘、海上石油开发及海上定位等工程起着重要作用。

本文将论述高精度动态定位中的若干实用技术问题。

1 关于定位精度讨论

影响差分G PS动态定位精度最严重的两个问题是电文发送速率和电离层效应。

1.1 电文发送速率

差分G PS信号中, T y pe1是差分G PS基准站发送的主要电文, 内容是一帧差分G PS改正数, 它包括观测到的全部卫星的伪距改正数及其变化率。除此之外还有T y pe9电文。T y pe9与T y pe1的格式和作用完全相同, 所不同的是它只包括部分卫星, 一般只包括3颗卫星的改正数。这样, T y pe9电文长度比T y pe1短, 适用于低波特率远距离传送的差分站, 例如我国建立的R B N/DG PS站就发送T y pe9电文。而绝大多数高波特率的差分站发送T y pe1。

在基准站所观测到的卫星数目不同, 所使用的发送波特率不同, 则传送数据所需要的时间也不同。T y pe9所用的时间要比T y pe1短些。

在高精度动态定位中, 用户接收机处于运动状态, 为保证动态测量的实时性, 要求在尽可能短的时间内传递给用户。例如, 要保证动态精度为1.5m, 则必须要求在0.5s之内传完改正数, 最低波特率要求到1200bps才可以。若采用200bps传送数据, 需要3～4s传完一组数据, 如果最低船速为10kn (5m/s) , 从传送数据开始到一组数据结束, 船已经运动了15～20m。在计算位置时, 所应用的差分改正数是前5s发送的伪距改正数和伪距变化率推算的, 这将引起较大的动态定位误差。由此看出, 要保证高精度动态定位, 必须采用尽可能高的波特率。而相位差分则采用了9600bps的波特率, 否则很难达到高精度实时动态定位。

1.2 电离层效应

现在所建立的差分G PS基准站采用的是单频C/A码G PS接收机, 靠基准站与用户接收机之间的相关性来减弱电离层效应。它限制了差分G P S作用距离和定位精度。这是由于离基准站距离越远, 电离层效应的相关性变弱, 利用差分技术就难以全部消除掉的缘故。

当用户离基准站的距离增加时, 特别是电离层效应引起的误差将急骤增大, 大大限制了定位精度。在G PS广播星历中, 使用了由B ent提出的8个系数的电离层模型。这是一种电子浓度经验的简化形式, 它利用几种平均太阳波动情况下的值, 每十天修正一次广播系数。由于每天的电子浓度偏离的月平均值变化较大, 所以这种模型只能消除总时延的50﹪。为进一步消除电离层效应, 要求出入日期、时间、发射和接收位置、卫星仰角和高度的变化率、频率、太阳波动和太阳黑子数, 才能计算出发射机上空的垂直电子含量、垂直电子密度随高度的分布以及沿卫星和地面之间路径的电子浓度。即使这样复杂的计算, 也只能在中纬度地区预测出电离层效应延迟为75﹪～80﹪的精度。这就是说, 在DG PS中, 用户离基准站越远, 定位误差越大, 所以在厂商的广告中都注明, 同一仪器在不同的距离下, 定位精度不同, 最大可以相差5倍。要彻底消除电离层影响, 只能应用双频接收机。

综上所述, 要实现高精度动态定位, 例如优于1米, 必须应用高波特率的数据链并限定在30～40km范围内, 否则很难达到高精度的实时定位。我国建立的R B N/DG PS系统明确规定:“用户所选用的DG PS技术指标和用户与基准站距离的相关性直接影响定位精度。通常情况下, 在距离基准站300km的海域以内, 米级导航型接收机的定位误差优于10km (2dms) , 亚米级接收机定位误差优于5km (2dms) ”。

2 相位差分测量

伪距差分是差分G PS定位技术中应用最广的方法。为提高伪距差分改正数的精度大多采用相位平滑技术, 使定位精度达到1.5米。伪距差分定位精度之所以不能再提高, 主要是由伪距测量技术所决定的。伪距测量技术是测量卫星信号发射时刻到用户接收时刻之间的时间差, 并乘以光速加以确定。因为卫星钟和用户钟之间存在偏差, 所以称为伪距。根据伪距的定义可知, 如果要得到30米误差的伪距, 时间测量精度要达到100ns。

载波相位测量是钟变化率离散的积分量。由于卫星钟变化率和用户钟变化率不同, 同时用户接收到的频率存在着多普勒频移, 所以接收到的钟变化率和用户钟变化率也不同。此变化率的整数是两个钟整周模糊度的差值, 相当于待定的积分常数。多普勒频率与卫星到用户之间相对径向速度成正比, 此速度大大低于光速。这说明在测量时对时间测量要求达到的精度大大降低。例如, 卫星多普勒频率变化率最大为5000H z, 时间测量精度同样为100ns, 引起的测量误差仅为0.0005周。对L 1而言, 距离误差仅为0.1mm。一般伪距测量时间精度为1μs, 对载波相位测量引入的误差只有1mm。

由于载波相位测量的特点, 其在高精度动态定位中被广泛使用。

载波相位差分又分为相位差分和准相位差分。前者与静态测量相同, 它实时将一个站的载波相位传送给另一站, 共同求解出基线分量。这其中存在着实时求解相位模糊度的关键问题, 但这种差分技术定位精度能达到厘米级。后者是由基准站发送伪距和相位改正数, 使用户和利用相位改正数进行点位计算, 这种方法可达到分米级。下面是两者的特点。

(1) 相位差分发送的是整个相位原始观测量, 其相位值范围为±8388608, 而准相位差分发送的是相位改变数, 其值范围为±32768。两者相比, 数据的动态范围前者较后者大三个数量级以上。无疑, 这样高的动态范围对设备提出了非常高的要求。

(2) 相位改变数的数据长度较短。这一优点导致改正数变化率非常缓慢, 由于延迟引起的改变数误差也就不大, 对基准站和用户接收机的时间同步要求也不高, 不要求计算改正数的时间与利用改正数的时间严格一致。同时, 由于时间测量不要求一致, 对数据的延迟和数据链可靠性的要求也可以放松。因为数据变化率缓慢, 允许用户在失效前应用这些数据。

(3) 可以用于发送速率较低的情况, 例如1200bps, 因改变数动态范围小, 低发送率并不影响定位精度。要保证50cm定位精度, 可以向前一分钟预推算出改正数及其变化率, 并每分钟发送一次改正数及其变化率的新值。但SA政策会严重降低向前预推的精度, 而相位差分发送速率最小为9600 bps。

(4) 相位差分要求用户应用基准站相位原始观测值及精度位置, 这样才能计算出用户的精确位置, 因此要求计算机速度快、容量大。而相位改正数不要求计算卫星到用户的距离, 只要求计算由大气折射差值引起的基准站位置变化, 而电离层和对流层效应的影响已经包括在发送电文中, 大大减少了数据处理的时间和复杂性。

(5) 相位改变数要求用户站与基准站具有整体性和一致性, 即基准站上的全部计算机必须与用户站上的计算完全兼容。例如, 基准站计算出卫星到该站的精确距离, 用户站也要同样的计算。当干扰进入计算机网络时, 故障分析、故障发生地点的判断都将十分困难。

综上所述, 发送相位改正数的准载波相位差分G PS具有伪距差分的可靠性和相位差分相接近的精度, 是一种实用的高精度动态定位技术。SY-118型G PS测量仪采用了准载波相位差分技术, 使动态测量精度从1.5m提高到0.5m左右, 为水运工程测量中的静态定位提供良好的服务。

参考文献

[1]王广运, 郭秉义, 李洪涛.差分G PS定位技术与应用.电子工业出版社.1996.

[2]王广运, 李洪涛.准载波相位差分G PS测量.青岛:中国电子协会导航学会论文集.1997.

[3]RTCM Recommended Standards for Differential NAVSTAR G PS Service, Ver2.1Jan.1994.

[4]中华人民共和国交通部.交安监发〈1997〉413号.关于沿海5个无线电指向标/差分全球定位系统台站开放使用的通告.1997.

[5]宋如轼.SY-118型工程测量全功能G PS卫星定位系统通过部级鉴定.港工技术.No.4, 1995.