行车测速系统国内外研究现状综述和发展趋势(2)
时间:2017-03-02 22:09 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
近年来雷达测速的技术发展日益成熟，为实际应用提供了基础。目西安理工大学硕士学位论文前，雷达测速方式在铁路上应用仍处于试验阶段，不少国家己进行了有益的尝试，例如，JR东日本铁路公司借鉴德国、法国在飞机上使用的非接触型速度计，成功地开发出毫米波非接触型速度计，其测量误差约为0.10/0，所需时间缩短为仅隔0.015秒，除有效地防止空转、滑行外，也推动了定位停车装置的开发。但是雷达测速在小型化和实用化方面都需要有所突破，并且对机车线路的要求比较严格[7][8]。 1.2.6 卫星定位 步入高新技术时代后卫星定位已经深入人类应用当中，GPS(全球定位系统)是70年代美国在子午仪系统(Transit)上发展起来的全球性卫星导航系统。它能在全球范围内，在任意时刻、任意气象条件下，为用户提供连续不断的高精度的三文位置、速度和时间信息[9]。GPS测距定位的原理是：卫星连续地发送可跟踪的唯一编码序列，用户接收到这些信息后经过计算，求出接收机的三文位置、三文运动速度和方向及时间信息，接收机测出卫星到接收天线的传播时间，乘以电波传播速度，可以算出卫星到用户的距离[16]。接收到4颗卫星的信号，即可实现三文定位(经度、纬度和高度)，进而求出速度。卫星定位系统最早应用于导航定位系统中，实质是将地面导航台搬到高空，从而扩大了覆盖工作区域，提高了定位精度。近年来，静止卫星技术日臻完善，又提出利用静止卫星进行卫星定位的方法与系统，这使得设备的复杂程度和定位精度都得到了改善。并且在提供定位数据的同时，也可提供数据信息传输的通路，为民用定位系统开辟了新的途径。卫星定位方式具有用户设备简单、精度高和连续实时等优点，有广阔的应用前景。目前许多国家，包括我国在内，都己经进行了利用GPS的测定位试验。 1.3 测速系统的发展趋势 对于车辆而言，准确的速度测量是车辆安全行驶的重要保证。由于车辆性能的提高和控制检测、安全防护的需要，车辆速度测量系统的功能和使用范围越来越广。比如汽车上装有的许多报警系统、电控自动变速器、汽车巡航控制系统等都离不开性能很高的测速系统。所以，新的高性能的测速系统是车辆安全的重要保证，是在当今条件下需要研究解决的一个重要课题。衡量一种测速方式的优劣要从测量精度、系统可靠性、小型化和成本价格等诸多方面综合考虑。根据目前车辆运行控制系统的发展，对测速提出了更高的要求，现今几个发达国家提出的未来高速车辆的运行控制系统，测速部分都摒弃了传统的测速电机方式，而以其它测速方式作为发展的主流。西安理工大学硕士学位论文日本在下一代机车控制系统中将脉冲转速传感器方式作为首选，并且在防滑、防空转处理算法上取得了一些进展；法国ASTREE采用雷达方式，己经开发出便于安装的车载雷达;美国伯灵顿北方铁路开发的ARES系统则利用GPS系统实现机车定位测速。上述方式虽然较测速电机方式有很大优越性，但仍有许多问题函待解决。目前对车辆测速方式的研究重点逐渐转向对车体直接进行速度测量的方向。 对于车辆测速研究至此，人们已经逐步引入了智能车辆定位与导航系统。该系统不仅为人们提供了精确的地理位置还能实时更新车速，所以全球定位系统和导航系统就映入眼帘了。 目前GPS和惯性导航是车辆导航定位领域的两大主要技术[17]。GPS全球定位系统的测速和定位精度高，误差不会随着时间的积累而增加，由于GPS卫星信号有可能会受到高楼或者隧道等障碍物的遮挡，因此仅用现有GPS导航定位系统来实现连续不间断的定位及速度信息是很困难的甚至是不可能的不能正常提供速度信息。惯性导航定位是一种自主式导航定位技术,利用惯性器件输出信息进行航位推算DR(Dead Reckoning)。其基本原理是利用方向和速度信息推算车辆位置，短时间内定位精确。但由于其推算过程是一个累加过程,误差会随着时间的推移增大,导致定位精度下降,因此不能长时间单独定位。 (责任编辑：qin) |