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高精度里程仪测速精度研究

作　者: 王耀金
导　师: 冯培德
学　校: 西北工业大学
专　业: 导航、制导与控制
关键词: 车辆导航里程仪刻度因子温度模型标定精度
分类号: U463.71
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 295次
引　用: 5次
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内容摘要

近年来地地导弹发射车、增程火炮、指挥车、侦察车等地面战车对定位／定向的精度要求不断提高，同时还越来越强调缩短准备时间和降低成本。采用零速校正的典型惯导系统很难同时满足所有上述要求，而GPS等卫星定位手段在自主性和抗干扰能力等方面又不尽人意，因此传统的航位推算又重新受到青睐。航位推算系统不存在因陀螺漂移引起的随时间增长的定位误差，很适合其运动受地面约束的车辆导航使用，该系统精度主要取决于高精度里程仪的测速精度和惯性测量系统所提供的航向／俯仰角精度。本论文的目的是探讨高分辨率里程仪所能提供的测速精度。高分辨率里程仪的分辨率可达1.5mm／脉冲，测量噪声也能达到优于±6个脉冲的水平，但其刻度因子相对精度受轮胎温度、充气压力以及表面磨损等因素的影响，只能达到0.5％左右，这成为制约里程仪定位精度的主要因素。为探讨高精度里程仪测速的潜力，本论文尝试利用DGPS数据来标定里程仪刻度因子，特别是通过车胎温度场的测试和里程仪刻度因子温度模型的建立，使里程仪的刻度因子标定精度可提高一个数量级。经补偿后(2000秒以后至3600秒)选若干直线段来评价里程的测定精度，结果表明里程仪与DGPS的测距差仅0.4m(1σ)。本论文还简要讨论了车辆加、减速对里程仪刻度因子测量的影响以及车体在运行中出现打滑和空转等引起里程仪定位误差的判断和处理方法。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-5
目录  5-7
第一章绪论  7-13
  1.1 引言  7
  1.2 车载导航的发展  7-8
  1.3 地面车载定位定向系统的需求状况  8-9
  1.4 现有系统存在的问题  9
  1.5 采用航位推算(DR)的优、缺点分析  9-11
  1.6 论文的主要工作  11
  1.7 论文的安排  11-13
第二章高精度里程仪测速精度潜力挖掘  13-26
  2.1 里程仪的工作原理  13-16
    2.1.1 里程仪简介  13
    2.1.2 里程仪特性分析  13-14
    2.1.3 里程仪光电编码器  14-15
    2.1.4 光电里程仪的输出信号  15-16
  2.2 里程仪数据采集电路  16-19
    2.2.1 硬件结构  16-17
    2.2.2 数据采集软件  17-19
  2.3 里程仪刻度因子标定  19-23
    2.3.1 DGPS的工作原理  20-21
    2.3.2 DGPS输出数据的重构  21-22
    2.3.3 DGPS输出数据的采样频率  22-23
  2.4 刻度因子标定影响要素分析  23-25
    2.4.1 里程仪安装方式  23-24
    2.4.2 温度对里程仪刻度因子影响初步分析  24-25
  2.5 本章小结  25-26
第三章温度无线遥测系统设计和温度模型研究  26-44
  3.1 引言  26
  3.2 轮胎温度场的理论分析  26-28
    3.2.1 过程轮胎温度变化分析  26-27
    3.2.2 轮胎稳态滚动时的温度场研究  27-28
  3.3 轮胎温升的影响因素  28
  3.4 温度的测量  28-30
    3.4.1 实测法  28-29
    3.4.2 数学物理方法  29
    3.4.3 多路温度双向无线遥测方法  29-30
  3.5 多路温度双向无线遥测系统设计  30-36
    3.5.1 总体设计  30-32
    3.5.2 系统硬件设计  32-35
    3.5.3 系统软件设计  35-36
  3.6 温度模型研究分析  36-42
  3.7 里程仪50ms距离数据的重构  42-43
  3.8 本章小结  43-44
第四章里程仪刻度因子温度模型  44-59
  4.1 引言  44
  4.2 基于最小二乘建立的双系数温度模型  44-50
    4.2.1 最小二乘原理  44
    4.2.2 温度模型初值选取  44-47
    4.2.3 双系数温度模型验证  47-50
  4.3 轮胎温度刻度因子模型  50-54
  4.4 胎内气体温度刻度因子模型  54-57
  4.5 本章小结  57-59
第五章加、减速的影响与车辆打滑、侧滑判断分析  59-66
  5.1 引言  59
  5.2 加、减速的影响  59-64
    5.2.1 加、减速对温度影响  59-61
    5.2.2 加，减速时刻度因子变化规律  61-64
  5.3 车辆打滑、侧滑判断分析  64-65
  5.4 本章小结  65-66
第六章总结和展望  66-68
  6.1 结论  66
  6.2 展望  66-68
致谢  68-69
参考文献  69-71
作者在攻读硕士学位期间发表的论文  71-72

高精度里程仪测速精度研究

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