臺灣博碩士論文加值系統

本論文是利用全球定位系統(GPS)載波相位差分法進行動態相對定位，在本文中使用快速二次差分定位與三次差分定位兩種方法，也就是同時使用兩個接收機，當兩靠近的接收機都收到某一顆衛星的訊息時，訊號行經路徑應相當，所以對流層與電離層的誤差也相當，利用差分將兩個誤差消掉，因為誤差量在差分時已被消除所以利用這種方法定位可精準到公分級，可應用姿態判定或精密量測。
有了這種精準的定位方法，吾人可將其應用於量測載具行進的位移，再與已知的直流馬達輸入電壓代入套裝軟體作鑑別以得出整個載具的轉移函數，由得出的系統動態吾人可更進一步計算整組載具的物理參數，以及對載具做動態控制達成無人駕駛的目的。

In this thesis, GPS-based carrier phase difference method is used to perform the kinematic relative positioning, including fast double difference method and triple difference method. That means to use two receivers at the same time. When two nearby receivers both receive the messages from same satellite, the signal travel path should be nearly the same. The error produced by ionospheric effects and tropospheric effects will also similar. By differencing the measurements, common error can be eliminated and precise position can be obtained.
With this accurate positioning method, vehicle dynamics can be measured in real time. Using the moving data and the known input voltage of the dc motor, the vehicle dynamics model can be identified. Vehicle motion control can be achieved using the identified model as a result.

誌謝..............................................i
摘要.............................................ii
目錄............................................ iv
圖目錄 .......................................... vi
表目錄 ........................................ viii
第一章 緒論 ........................................... 1
1.1 前言 ............................................ 1
1.2 文獻回顧 ........................................ 2
1.3 內容簡介 ........................................ 3
第二章 全球定位系統 ................................... 4
2.1 系統概述 ........................................ 4
2.1.1 太空部份 .................................... 4
2.1.2 控制部份 .................................... 6
2.1.3 使用者部份 .................................. 7
2.2 時間與空間系統 .................................. 8
2.2.1 時間系統 .................................... 8
2.2.1 空間系統 .................................... 9
2.2.3 座標轉換 .................................... 10
2.3 GPS衛星信號 .................................... 11
2.3.1 訊息結構與內容 .............................. 12
2.3.2 求解衛星時錶偏差量 .......................... 13
2.3.3 求解衛星位置 ................................ 14
2.4 衛星定位原理 ................................... 18
2.4.1 電碼虛擬距離觀測量 .......................... 18
2.4.2 載波相位觀測量 .............................. 20
2.4.3 定位原理 .................................... 21
第三章 GPS載波相位相對定位 ........................... 24
3.1 原理概述 ....................................... 24
3.1.1 載波相位定位遭遇的問題 ..................... 25
3.2 載波相位線性組合 ............................... 26
3.2.1 一次差分相觀測量 ........................... 26
3.1.2 二次差分相觀測量 ........................... 28
3.2.3 三次差分相觀測量 ........................... 30
3.3 相對位置向量之求解 ............................. 32
3.3.1 三次差分定位法 ............................. 32
3.3.2 快速二次差分定位法 ......................... 34
3.3.3 選擇4顆衛星的方法 ......................... 36
第四章 單自由度系統識別 .............................. 38
4.1 引言 ........................................... 38
4.2 模型車系統估測 ................................. 38
4.3 ARX 模型 .....................…................ 42
4.4 最小平方法 ............……..................... 43
4.5 討論 .......................... ................ 44
第五章 實驗系統 ...................................... 45
5.1 前言 .......................... ................ 45
5.2 硬體設備 .......................... ............ 45
5.3 實現載波相位定位法 ............................. 50
5.4 使用無線數據機作資料傳送 ....................... 54
第六章 實驗結果與分析 ................................ 59
6.1 靜態測試 ....................................... 59
6.2 動態相對定位 ................................... 62
6.3 離線載具系統鑑別 ............................... 74
第七章 結論 .......................................... 80
7.1 建議與討論 ..................................... 81
7.2 未來與展望 ..................................... 81
參考文獻 ............................................... 83
作者簡介 ............................................... 86

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