城市交通诱导系统浮动车GPS数据预处理研究

发布时间：2017-05-03 08:01

  本文关键词：城市交通诱导系统浮动车GPS数据预处理研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着我国城市化进程加快和社会经济迅速发展,私家车、出租车等各类交通工具的数量迅速增多。大量增加的各类交通工具在为城市居民提供便捷的同时,也带来了交通拥堵、交通事故频发的问题。交通问题现已经成为经济社会发展中的主要问题之一。城市交通诱导系统是依托电子、通信、计算机和网络现代技术建立的安全、高效、环保和舒适的智能化的综合城市交通运输系统,其研究旨在充分利用交通设施和交通诱导系统的智能处理,结合当前交通路况信息,引导交通流合理分布,最大限度的改变城市交通拥堵的现状。随着地理信息技术和卫星定位技术的快速发展,基于浮动车的GPS(Global Positioning System,全球定位系统)道路信息采集技术作为ITS(Intelligent Transportation System,智能交通系统)判别道路实时交通状况的重要依据和城市交通诱导的数据基础,在改善交通状况和提高路网运力方面发挥着越来越重要的作用。针对浮动车GPS在复杂城市环境中采集交通数据可能出现的各种问题,本文的要研究内容如下:(1)提出对传统的灰色钟差预测模型进行优化。钟差预测模型在复杂城市环境中GPS接收机定位信息解算方面具有广泛的应用。目前比较常用的GPS卫星钟差预测方法主要有以下几种,如利用二阶多项式模型、高阶多项式模型或线性模型对卫星钟差进行预测,但上述方法都有其局限性。本文采集了不同时段的GPS卫星钟差资料,将样本资料取不同的采样间隔,利用灰色模型和二次多项式模型分别对卫星钟差进行预测,并将不同指数下灰色模型的钟差预测精度与IGS(International GPS Service,国际GPS服务)精密钟差数据对比验证,证明本文提出的改进后的灰色模型与指数恒定的传统灰色模型相比,所获得的GPS卫星钟差预测结果具有更高的精度。(2)本文针对复杂城市环境下的载波相位定位问题,通过使用多个历元的数据构建方程,提出一种新的整周模糊度定义方法,实验结果证明新的整周模糊度重新定义法能够在浮动车GPS接收机仅有三颗可用卫星且周跳发生时实现快速、准确的定位。(3)通过对浮动车GPS采集到的数据进行分析发现主要有四个问题对ITS数据的精度造成影响:出租车司机驾驶汽车在一个区域徘徊很长一段时间;出租车停车等客;GPS接收机数据出现漂移误差;GPS接收机数据出现跳点误差。实验证明经过数据预处理后的浮动车GPS数据能够更好地反映浮动车的实时运行状况。
【关键词】：GPS 钟差预测模型改进 周跳 噪声数据处理
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U495
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-16
• 1.1 选题背景和意义9-11
• 1.2 国内外研究现状11-14
• 1.2.1 接收机钟差预测11-12
• 1.2.2 载波相位周跳探测12-13
• 1.2.3 复杂环境下GPS接收机定位13-14
• 1.3 主要研究工作内容14-16
• 2 GPS定位基本原理与误差分析16-23
• 2.1 GPS定位基本原理16-17
• 2.2 GPS数据误差来源分析17-21
• 2.2.1 卫星钟的钟差18
• 2.2.2 卫星星历误差18
• 2.2.3 地球自转影响18-19
• 2.2.4 电离层折射影响19
• 2.2.5 对流层折射影响19-20
• 2.2.6 接收机钟差20-21
• 2.2.7 多路径效应的影响21
• 2.2.8 接收机天线的相位中心位置误差21
• 2.3 IGS精密星历数据21-22
• 2.4 小结22-23
• 3 改进的灰色钟差预测模型研究23-35
• 3.1 钟差预测问题的研究23
• 3.2 常用卫星钟差预测方法及其局限性23-25
• 3.2.1 常用卫星钟差预测方法23-24
• 3.2.2 二次多项式预测卫星钟差24-25
• 3.3 灰色模型及其改进形式25-29
• 3.3.1 灰色模型26-27
• 3.3.2 灰色模型在GPS卫星钟差预测中的局限性27-29
• 3.3.3 改进的灰色模型29
• 3.4 仿真实验29-34
• 3.4.1 二次多项式与灰色模型预测精度分析29-30
• 3.4.2 不同取样间隔卫星钟差预测精度分析30-33
• 3.4.3 灰色模型指数与预测精度的关系33-34
• 3.5 结论34-35
• 4 GPS周跳数据恢复方法研究35-42
• 4.1 GPS周跳现象说明35
• 4.2 整周模糊度重新定义法修复周跳35-39
• 4.2.1 载波相位差分定位原理35-37
• 4.2.2 差分GPS数学模型37-39
• 4.3 仿真实验39-41
• 4.4 小结41-42
• 5 浮动车GPS噪声数据过滤42-50
• 5.1 浮动车GPS异常数据说明42
• 5.2 浮动车GPS数据分析42-43
• 5.3 浮动车GPS噪声数据分析及处理43-47
• 5.4 实验结果及分析47-49
• 5.5 小结49-50
• 结论50-51
• 致谢51-52
• 参考文献52-54
• 攻读学位期间的研究成果54

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 陈瑞琼;刘娅;李孝辉;;卫星导航系统中对流层改正模型分析[J];测绘通报;2015年03期

2 李传龙;苏晓东;;基于高次差与多项式拟合的周跳探测方法研究[J];哈尔滨商业大学学报(自然科学版);2015年01期

3 李金龙;杨元喜;徐君毅;何海波;郭海荣;;基于伪距相位组合实时探测与修复GNSS三频非差观测数据周跳[J];测绘学报;2011年06期

4 赵思浩;陆明泉;冯振明;;一种应用于GPS/低成本INS组合导航的自适应滤波算法[J];清华大学学报(自然科学版);2011年08期

5 彭晓刚;吕志平;王新山;;实时GPS姿态测量中整周模糊度的快速解算方法[J];海洋测绘;2011年02期

6 周静一;李晔;;基于浮动车技术的杭州市出租汽车运行特征分析[J];科技信息;2011年03期

7 张成军;许其凤;李作虎;;对伪距/相位组合量探测与修复周跳算法的改进[J];测绘学报;2009年05期

8 方荣新;施闯;魏娜;赵齐乐;;GPS数据质量控制中实时周跳探测研究[J];武汉大学学报(信息科学版);2009年09期

9 宋成;王飞雪;庄钊文;;基于遗忘因子最小二乘的GPS接收机钟差预测算法研究[J];测绘科学;2008年S3期

10 王爱生;欧吉坤;;周跳在高阶差分中的时序特征及精确估计[J];大地测量与地球动力学;2008年05期

  本文关键词：城市交通诱导系统浮动车GPS数据预处理研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：342600