跳到主要內容

臺灣博碩士論文加值系統

(3.236.84.188) 您好!臺灣時間:2021/08/06 12:43
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果 :::

詳目顯示

我願授權國圖
: 
twitterline
研究生:崔正昌
研究生(外文):CHANG-CHENG TSUI
論文名稱:車輛與船舶即時監測與導航系統之研究
論文名稱(外文):Real-Time Monitoring & Navigation System for Mobiles and Vehicles
指導教授:薛文証
指導教授(外文):Wen- Jeng Hsueh
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣大學
系所名稱:造船及海洋工程學研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2000
畢業學年度:88
語文別:中文
論文頁數:84
中文關鍵詞:GPS監測
外文關鍵詞:GPS
相關次數:
  • 被引用被引用:3
  • 點閱點閱:79
  • 評分評分:
  • 下載下載:0
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
全球定位系統以為測量及導航之應用打開了新的一頁,預估到2001年前,全球衛星定位系統,可轉為世界各國主要的導航設備,只要搭配各種資料庫的使用,全球衛星定位系統將無所不在。於 GPS 單點定位仍包含多項誤差源尚未消除,其只能有數十公尺甚至更差的定位精度, 這並無法滿足汽車或船隻定位的基本需求, 因此在本文中是採用定位精度較高的動態差分技術,即時性 DGPS (Differential GPS)動態差分定位法,由主站廣播定位誤差的修正量給移動站,以使之獲得精度較高的即時性定位資訊,並建立一地面監測系統,將移動站收到的資料經由無線數據傳輸,將GPS收到資料即時傳送到監測站做即時監看與應用,特別是目前國內各主要汽車製造廠商,紛紛將汽車導航系統列為主要的配備,只要搭配電子地圖的使用,將可作為汽車導航與行車追蹤等。此外,在公共安全的應用上,特別是盜採砂石、地殼變動的監測等,也都可以使用監測系統。
Global Position System (GPS) has opened a new page on the application of measurement and navigation. We predict here that GPS will be used as the main navigation system in most countries by the year of 2001.As long as cooperating with different databases, GPS would be omnipresent. Because there are still many error sources in the single poin t position of GPS, the position accuracy is only meters or even worse. And it does not reach the basic needs of the vehicle or ship position. Here in this thesis we use the technique called Differential GPS (DGPS) with higher position accuracy. Differential GPS (DGPS) is worked by broadcasting the error amount from the main point to the moving point. With this technique, we can get the real-time position information with higher accuracy. So we can build a land monitoring system, the monitoring point can receive the real-time information also received by the moving point from the GPS by the radio-transmission. Thus the monitoring point can do the instantaneous monitoring or other application with the real-time information it receives. Especially now an increasing number of vehicle manufacturing companies here in Taiwan introduce GPS into their product as the main fitting. If only cooperating with the electric map, it can be used on the vehicle navigation and procession tracing. Besides, the monitoring system can also be used on public safety issues, especially on the monitoring of illegal sandstone mining and diastrophism.
摘要‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧i
ABSTRACT‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ii
目錄‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧iii
圖目錄‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧vii
表目錄‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧X
第一章序論‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧1
1.1 前言‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧1
1.2 內容簡介‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧3
第二章全球定位系統‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧4
2.1 GPS的緣起及其發‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧4
2.2 系統架構‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧7
2.2.1 太空部份‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧8
2.2.2 地面追蹤控制部份‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧12
2.2.3 使用者部份‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧14
2.3 時間與空間系統‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧15
2.3.1 時間系統‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧15
2.3.2 空間系統‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧16
2.4 衛星訊息‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧17
2.4.1 訊號結構‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧17
2.4.2 PRN碼‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧18
2.4.3 訊息架構與內容‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧19
2.5 影響GPS的誤差‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧20
2.5.1 偏差‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧21
2.5.2 誤差‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧24
第三章定位參數與數學模式 ‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧27
3.1 前言‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧27
3.2 定位參數與數學模式‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧27
3.2.1 參數結構‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧27
3.2.2 軌道參數預估‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧28
3.2.3 軌道參數之概述‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧29
3.2.4 衛星軌道座標之計算‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧31
3.3 定位原理式‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧33
3.4 虛擬距離測量‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧34
3.4.1 PRN碼虛擬距離‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧35
3.4.2 載波相位虛擬距離‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧36
3.5 差分相對定位‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧38
3.5.1 相對定位‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧38
3.5.2 PRN相對定位‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧39
3.5.3 單基站差分GPS (SRDGPS)‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧44
3.5.4 數學模式‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧47
3.5.5 系統架構‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧48
第四章監測系統‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧50
4.1 系統架構‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧50
4.2 無線電系統‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧51
4.3 操作界面‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧54
4.4 系統應用‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧56
第五章實驗‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧57
5.1 實驗儀器‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧57
5.2 實驗配置與步驟‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧59
5.2.1 顯示界面‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧60
5.2.2 車輛實驗配置與方式‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧62
5.2.3 船舶實驗配置與方式‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧65
5.3 實驗結果‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧68
5.3.1 DGPS靜點測試‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧68
5.3.2 車輛動態測試‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧70
5.3.3 船舶動態測試‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧80
第六章結論‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧82
6.1 結論 ‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧82
6.2 所遇問題與解決對策驗結果‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧82
6.3 未來展望‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧83
參考文獻
附錄
圖目錄
圖1:GPS系統架構‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧8
圖2:GPS衛星‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧9
圖3:GPS衛星分布‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧10
圖4:控制部份彼此關係‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧13
圖5:時間系統偏差‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧16
圖6:WGS-84座標‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧16
圖7:衛星訊息‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧19
圖8:資料結構‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧28
圖9:衛星定位幾何關係圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧34
圖10:電碼格式相關性之示意圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧35
圖11:時錶偏差量關係‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧36
圖12:GPS相對定位‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧39
圖13:上鍊式基站與移動站之衛星接收情形與數據傳輸‧41
圖14:下鍊式基站與移動站之衛星接收情形與數據傳輸‧42
圖15:座標差分示意圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧44
圖16:距離差分示意圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧45
圖17:監測系統示意圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧51
圖18:監測圖形界面‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧54
圖19:TNC-22M數據機‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧57
圖20:M733A雙頻車載機‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧58
圖21:GPS接收機‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧59
圖22:實驗用監測圖形界面‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧60
圖23:車輛實驗架構圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧62
圖24:車輛實驗之主站設備‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧63
圖25:車輛實驗之移動站‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧64
圖26:船舶實驗架構圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧66
圖27:主站GPS接收機設置圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧66
圖28:與參考點lat 之距離‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧68
圖29:與參考點lon之距離‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧68
圖30:與參考點的距離‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧69
圖31: DGPS靜點實驗之觀測界面圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧69
圖32:台大校園圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧70
圖33:移動站第一圈‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧71
圖34: 觀測站第一圈‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧72
圖35:觀測站第三圈‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧73
圖36:觀測站之資料圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧74
圖37:移動站軌跡‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧74
圖38:移動站動態誤差‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧75
圖39:建國高架四周地圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧76
圖40:近距至遠距實驗圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧77
圖41:內湖區地圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧78
圖42:遠距實驗圖(自動繪製街道) ‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧79
圖43:實船測試區域‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧80
圖44:右迴旋測試軌跡‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧81
圖45:左迴旋測試軌跡‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧81
表目錄
表1:載波與調制碼之關係表‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧18
表2:GPS量測主要誤差‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧20
表3:衛星軌道偏差量與解決對策‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧21
表4:電離層延遲偏差量與解決對策‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧23
表5:對流層延遲偏差量與解決對策‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧24
表6:碼距離與載波相位的分辨誤差‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧25
表7:衛星軌道參數表‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧30
表8:即時性與後處理之比較‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧41
[1]R.L. Eaaton, “The Navigation Technology Program”.
inGlobal Positioning System. D.C.Vol.1, 15-20(1980),
(reprinted by the US Inst . Of Navigation , Washington ).
[2]L.C. Bagley , and Lamons , J.W. NASTAR joint program office
and a status report on the GPS program , Procs . 6th Int .
Geodetic Symp . On Satellite Positioning , Columbus , Ohio ,
17-20 March , 1992 .
[3]B . Hofmann-Wellenhof , H . Lichtenegger and J . Collins ,
Global Positioning System -Theory and Practice , Springer-
Verlag Wien New York ,1992.
[4]Seeber , G. Satellite Geodesy : Foundations , Methods, and
Applications , Walter de Gruyter & Co . Berlin ,
Germany ,1992 .
[5]曾清涼,儲慶美編著,“GPS衛星測量原理與應用”,成功大學衛星資
訊研究中心,1999年。
[6]U.S. DoD Positioning /Navigation Excutive Committee , Global
Positioning System (GPS) Standard Positioning Service (SPS)
Signal Specification , U.S. Assistant Secretary of Defense,
December 8 ,1993.
[7]Milliken , R.J. & Zoller ,C.J. Principle of Operation of
NAVSTAR and System Characteristics. In Global Positioning
System . Papers Public in Navigation , reprinted by the US
inst , Of Navigation ,Washington D.C. Vol.1 3-14 ,1994.
[8]Abidin , H.Z. Some aspects of on-the-fly ambiguity
resolution .Proceeding of the Sixth International Geodectic
Symposium on Satellite Positioning ,660-669,1993.
[9]許耀文,曾清涼,GPS差分導航定位法精度分析,第十屆測量學術及應
用研討會論文集,中正理工學院,桃園.
[10]E. G. “Overiew of Differentail Gps Methods”NAVIGATION,
Journal of the Institute of Navigation,pp89-100,1988.
[11]P. Loomis, G. Kremer, and J. Reynolds , “Correction
Algorithms for Differenrial GPS Reference Station”
NAVIGATION, Journal of the Institute of Navigation ,Vol36,
No2, Summer1989,pp.179-193.
[12]J. Hunter, W. Kosmalski and P. Truong , “Vehicle
Navigation Using Differential GPS”, IEEE, Postion Location
And Navigation System, pp.392-398,1990.
[13]“Oncore User’s Guide”,Motorola ,1994。
[14]柯永澤、李台生、楊國誠、李耀輝、高聖龍,“船速與船舶軌跡測量
之即時差分式全球衛星定位系統”,國立海洋大學造船系,1994。
[15]王廣傳、郭乘義、李洪滔“差分GPS定位技術與應用”電子工業,
1996年。
[16]蔡明志編著,“Turbo C 進階”, 松崗圖書,1994年。
[17]明志譯,“Turbo C Buidle” ,松崗圖書,1998年。
[18]伍道棟,“Turbo C繪圖程式設計精華”,儒林圖書,1990年。
[19]楊玄周、楊玄彰“Turbo C 通訊程式設計-技巧與實務”波全資訊,
1994年。
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top