RTK GPS定位技术在驾驶员道路考试中的应用技术

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随着社会的进步,汽车的数量不断增加,汽车已经成为普通人的交通工具。越来越多的人参与驾驶员培训并准备驾驶执照。为了使驾驶员培训标准化,有必要开发一种车辆。自动评估系统,可以对驾驶员的驾驶技能和安全意识进行科学和标准化的测试。

现在,驾驶员在取得驾驶执照前必须通过实际道路驾驶技能考试(三门考试),也就是说,驾驶员必须在试验过程中驾驶试验车在3~5km的实际道路上完成准备,开始,直行,改变车道。通过十字路口,通过人行横道线,学校区,通过公交车站,汽车,超车,侧停车,掉头,夜间驾驶和综合评估,共14个测试项目,需要测试车相对到道路边缘线,道路中间线路,交叉口停车线,车道分界线以及直线行驶和U形转弯等测试项目之间的距离是合格的。

本文开发的驾驶员实际道路驾驶技术自动测试系统采用RTK  GPS定位技术,可以动态定位和测量试车在实际道路上的位置。精度可达到'cm'水平,这是非常好的。它满足了车辆定位和测距系统的高精度要求。

1 载波相位实时动态差分技术(RTK)定位原理

RTK  GPS定位技术用于动态定位测试车辆在道路上的位置。该系统由三部分组成:基站,移动台(测试车辆)和通信单元。基站通常放置在测试道路附近的建筑物上或路边的杆上。移动台安装在测试车辆上,通信单元用于实现基站和移动台之间的数据通信,如图2所示。基站实时接收GPS卫星信号。伪距的载波相位观测如公式(1)所示,观测以广播的形式发送;移动台(车)实时接收GPS卫星信号,其伪距载波参见相位方程(2)进行相位观测,并接收基站发送的载波相位数据,计算组间差值。伪距观察方程如公式(3)所示,厘米级汽车定位坐标通过计算得到。

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其中:Nir,o,Nip,o是全方位模糊数; Ni  r,Nip是从初始时期开始到观察到的时期的累积相位数; Φi r,Φip是测量相位的小数部分,λ是载波波长,L1载波波长是19cm,L2载波波长是24cm。

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图1 原理组成

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其中:Δ-ρ是相同观察时期的残差之和。

当使用RTK  GPS定位技术精确测量检查位置时,全周期模糊数的正确解是获得高精度试验车位置的必要条件。求解全圆模糊数采用整数最小二乘理论,即首先用最小二乘法得到浮点解,然后用整数下的快速搜索算法得到全周期模糊数。约束条件,最后得到固定解。在该道路测试系统的开发中,为了实现驱动过程中的实时定位,采用组合波宽车道加工技术求解全圆模糊数。在工作中使用双频GPS接收器,并且使用传统的码载波相位差测量。获得整周的模糊度的近似估计,然后平滑伪距噪声和多径效应,减少整个周数的搜索次数,最后通过两个波长的线性组合(车道宽度)根据双频信号。您可以获得宽车道的车道宽度。

GPS的两个载波信号:f1=1  575.42  MHz,波长λ1=19cm; f2=1  227.60MHz,波长λ2=24cm,宽通道波长λ 宽度为86cm ,由公式(4)通道宽度计算。

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宽通道的波长是单频波长的4倍。通过使用宽车道很容易在估计范围内找到车道宽度的整圆模糊数,然后使用f1和宽车道参数之间的线性关系来找到f1和整周。模糊数。该方法解决了速度快,一般只需几秒到十几秒即可快速求解整周的模糊数。在这种道路测试系统中,当汽车被树木,建筑物,桥梁和山脉等障碍物驱动时,会出现“循环跳跃”错误,导致定位精度不佳。在汽车驶出障碍物的受影响区域后,在不到10秒的时间内,可以消除“循环滑动”错误并恢复到精确定位。

RTK 当GPS定位系统工作时,基站需要实时地将观察到的载波相位信息发送到测试车辆上的移动台。为了确保车辆定位信息的高精度,要求数据传输的错误率小于10-7。差分信息的更新时间不高于10s,这对基站和测试车辆之间的无线通信单元提出了更高的要求。

在开发道路自动化测试系统时,使用符合IEEE  802.11a/b/g协议要求的无线基站端和无线客户端设备(AP)来形成控制中心(基站)和试验车(移动台)。实现音视频和数据通信的无线局域网将基站观测到的载波信息发送给移动台,满足RTK  GPS定位系统中数据链通信的要求;通信单元也可以利用中国联通,中国电信提供的3G业务平台建立,形成虚拟专用网(VPN)。 123

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