用于路基连续压实的BDS/GPS高精度定位系统设计与实现
发布时间：2021-04-19 09:51
针对当前路基连续压实系统存在的车道定位不准确,压路机碾压遍数仍靠人工计数,终端显示设备使用定制系统不具跨平台性,显示设备大多依靠有线连接等问题,研究并设计了一种利用BDS/GPS高精度定位的路基连续压实系统。首先研究了MW组合法和伪距/载波相位组合法,并将其应用于周跳探测与修复、整周模糊度的确定工作中。其次通过研究多种差分改正数算法并根据各算法特点,使用一种改进的最优三角形内插法用于虚拟站差分改正数生成的工作中。再次通过研究几种坐标系以及这些坐标系之间的转换方法,给出了从接收机输出坐标到施工现场坐标的完整转换过程。接着根据压路机行驶轨迹特点以及高精度定位结果,使用一种自动计算压路机碾压遍数的方法。然后深入研究硬件模块的设计与集成、不同硬件设备上的软件工作流程、GPRS和蓝牙传输数据过程以及运行状态转换过程,设计了一套私有数据传输协议并制作出能应用于实际操作的产品实物。随后为了实现系统终端显示的跨平台性,研究了用于支持浏览器蓝牙功能的Web Bluetooth API以及所有主流平台都支持的浏览器Web App来开发终端显示程序,结合主流Web App设计架构,设计出了满足基本功能使用的...
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题研究背景
1.1.1 GNSS系统介绍
1.1.2 路基连续压实系统介绍
1.2 国内外研究现状
1.2.1 GNSS的国内外研究现状
1.2.2 路基连续压实系统的国内外研究现状
1.3 主要研究内容及章节安排
1.3.1 主要研究内容
1.3.2 章节安排
2 GNSS系统概述
2.1 GNSS定位原理概述
2.1.1 GNSS定位基本原理
2.1.2 GNSS基本观测量
2.2 GNSS误差分析及数学模型
2.2.1 误差来源分析
2.2.2 观测模型
2.3 GNSS时空基准
2.3.1 GPS时空基准
2.3.2 BDS时空基准
2.3.3 GPS与 BDS时空基准统一
3 关键算法研究与实现
3.1 卫星定位数据处理
3.1.1 卫星选择
3.1.2 周跳探测与修复
3.1.3 整周模糊度固定
3.2 虚拟站差分改正数生成算法
3.2.1 条件平差法
3.2.2 线性组合法
3.2.3 最优三角形内插法
3.2.4 改进最优三角形法
3.3 高精度定位过程总结
3.4 压路机碾压轨迹算法
3.4.1 任意基准站方法
3.4.2 施工平面坐标系建立方法
3.4.3 压路机碾压遍数计算方法
4 移动站基准站硬件设计
4.1 硬件总体设计
4.2 功能模块设计
4.2.1 电源模块设计
4.2.2 主控数据处理模块设计
4.2.3 GNSS数据接收模块设计
4.2.4 232串口通讯模块电路设计
4.2.5 GPRS通讯模块设计
4.2.6 蓝牙通讯模块设计
4.2.7 LED显示模块设计
4.2.8 传感器采样模块设计
4.3 机械结构及接口设计
5 系统软件设计
5.1 软件总体设计
5.2 系统工作逻辑组成
5.2.1 子功能模块
5.2.2 移动站
5.2.3 基准站
5.2.4 数据中心
5.3 数据传输协议研究与设计
5.3.1 BINEX协议
5.3.2 RINEX协议
5.3.3 NMEA-0183 协议
5.3.4 RTCM SC104 协议
5.3.5 GPRS数据传输私有协议
5.3.6 蓝牙数据传输私有协议
6 终端数据可视化
6.1 Web Bluetooth API
6.1.1 Web Bluetooth API概述
6.1.2 Web Bluetooth API应用
6.2 Web App设计
6.2.1 Web App概述
6.2.2 Web App架构设计
6.2.3 Web App工作逻辑
6.3 显示界面操作
7 性能测试与分析
7.1 静态定位测试
7.1.1 测试指标
7.1.2 实验测试方法
7.1.3 结果分析
7.2 动态定位测试
7.2.1 测试指标
7.2.2 实验测试方法
7.2.3 结果分析
8 总结与展望
8.1 工作总结
8.2 展望
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]公路工程路面施工技术要点分析[J]. 苏晓东. 工程建设与设计. 2018(22)
[2]北斗三号试验卫星对短基线RTK定位性能影响分析[J]. 刘金海,张睿,涂锐,黄小东,张鹏飞,卢晓春. 导航定位学报. 2018(04)
[3]北斗导航系统应用前景初探[J]. 张永丽,陈卫东,孟婷婷. 价值工程. 2018(36)
[4]连续压实技术在高铁路基质量检测中的应用[J]. 赵志强,张瑜,张玉宝. 山东工业技术. 2018(24)
[5]国内外卫星应用产业发展现状及趋势[J]. 郝雅楠,刘中道,祝彬. 国防科技工业. 2018(11)
[6]北斗卫星导航技术在公路工程建设中的应用解析[J]. 苏晋东. 山西建筑. 2018(32)
[7]全球导航定位系统GNSS的技术与应用[J]. 何在勇. 科学技术创新. 2018(28)
[8]美国新一代导航系统发展现状与启示[J]. 张新征,张力,李宏伟. 卫星应用. 2018(09)
[9]公路路面智能压实监控系统在云湛高速公路沥青路面施工中的应用[J]. 曾庆成. 公路交通技术. 2018(04)
[10]“北斗”卫星导航系统的概述与应用[J]. 李阳,董涛. 国防科技. 2018(03)
硕士论文
[1]英国脱欧背景下欧盟防务建设的前景[D]. 张微微.上海外国语大学 2018
[2]路基施工振动压实智能化检测系统及应用研究[D]. 陈镇金.长沙理工大学 2017
[3]基于物联网的沥青路面压实质量监控信息系统研究[D]. 赵素素.长安大学 2017
[4]车载式压实度实时检测仪的研究与实现[D]. 李晔.东南大学 2017
[5]基于GPS技术的压路机压实过程实时监控技术研究[D]. 张军.重庆交通大学 2017
[6]连续压实技术在高铁路基中的应用研究[D]. 赵卫卫.长春工程学院 2017
[7]GNSS通用导航信号处理平台设计与实现[D]. 李枞.哈尔滨工程大学 2016
[8]道路施工过程智能监控系统的研究与实现[D]. 赵子豪.长安大学 2016
[9]智能压实卫星数据可视化处理[D]. 王永龙.北华航天工业学院 2015
[10]GPS技术在振动压路机压实实时监控系统中的应用研究[D]. 丁伟峰.重庆交通大学 2015
本文编号：3147323
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题研究背景
1.1.1 GNSS系统介绍
1.1.2 路基连续压实系统介绍
1.2 国内外研究现状
1.2.1 GNSS的国内外研究现状
1.2.2 路基连续压实系统的国内外研究现状
1.3 主要研究内容及章节安排
1.3.1 主要研究内容
1.3.2 章节安排
2 GNSS系统概述
2.1 GNSS定位原理概述
2.1.1 GNSS定位基本原理
2.1.2 GNSS基本观测量
2.2 GNSS误差分析及数学模型
2.2.1 误差来源分析
2.2.2 观测模型
2.3 GNSS时空基准
2.3.1 GPS时空基准
2.3.2 BDS时空基准
2.3.3 GPS与 BDS时空基准统一
3 关键算法研究与实现
3.1 卫星定位数据处理
3.1.1 卫星选择
3.1.2 周跳探测与修复
3.1.3 整周模糊度固定
3.2 虚拟站差分改正数生成算法
3.2.1 条件平差法
3.2.2 线性组合法
3.2.3 最优三角形内插法
3.2.4 改进最优三角形法
3.3 高精度定位过程总结
3.4 压路机碾压轨迹算法
3.4.1 任意基准站方法
3.4.2 施工平面坐标系建立方法
3.4.3 压路机碾压遍数计算方法
4 移动站基准站硬件设计
4.1 硬件总体设计
4.2 功能模块设计
4.2.1 电源模块设计
4.2.2 主控数据处理模块设计
4.2.3 GNSS数据接收模块设计
4.2.4 232串口通讯模块电路设计
4.2.5 GPRS通讯模块设计
4.2.6 蓝牙通讯模块设计
4.2.7 LED显示模块设计
4.2.8 传感器采样模块设计
4.3 机械结构及接口设计
5 系统软件设计
5.1 软件总体设计
5.2 系统工作逻辑组成
5.2.1 子功能模块
5.2.2 移动站
5.2.3 基准站
5.2.4 数据中心
5.3 数据传输协议研究与设计
5.3.1 BINEX协议
5.3.2 RINEX协议
5.3.3 NMEA-0183 协议
5.3.4 RTCM SC104 协议
5.3.5 GPRS数据传输私有协议
5.3.6 蓝牙数据传输私有协议
6 终端数据可视化
6.1 Web Bluetooth API
6.1.1 Web Bluetooth API概述
6.1.2 Web Bluetooth API应用
6.2 Web App设计
6.2.1 Web App概述
6.2.2 Web App架构设计
6.2.3 Web App工作逻辑
6.3 显示界面操作
7 性能测试与分析
7.1 静态定位测试
7.1.1 测试指标
7.1.2 实验测试方法
7.1.3 结果分析
7.2 动态定位测试
7.2.1 测试指标
7.2.2 实验测试方法
7.2.3 结果分析
8 总结与展望
8.1 工作总结
8.2 展望
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]公路工程路面施工技术要点分析[J]. 苏晓东. 工程建设与设计. 2018(22)
[2]北斗三号试验卫星对短基线RTK定位性能影响分析[J]. 刘金海,张睿,涂锐,黄小东,张鹏飞,卢晓春. 导航定位学报. 2018(04)
[3]北斗导航系统应用前景初探[J]. 张永丽,陈卫东,孟婷婷. 价值工程. 2018(36)
[4]连续压实技术在高铁路基质量检测中的应用[J]. 赵志强,张瑜,张玉宝. 山东工业技术. 2018(24)
[5]国内外卫星应用产业发展现状及趋势[J]. 郝雅楠,刘中道,祝彬. 国防科技工业. 2018(11)
[6]北斗卫星导航技术在公路工程建设中的应用解析[J]. 苏晋东. 山西建筑. 2018(32)
[7]全球导航定位系统GNSS的技术与应用[J]. 何在勇. 科学技术创新. 2018(28)
[8]美国新一代导航系统发展现状与启示[J]. 张新征,张力,李宏伟. 卫星应用. 2018(09)
[9]公路路面智能压实监控系统在云湛高速公路沥青路面施工中的应用[J]. 曾庆成. 公路交通技术. 2018(04)
[10]“北斗”卫星导航系统的概述与应用[J]. 李阳,董涛. 国防科技. 2018(03)
硕士论文
[1]英国脱欧背景下欧盟防务建设的前景[D]. 张微微.上海外国语大学 2018
[2]路基施工振动压实智能化检测系统及应用研究[D]. 陈镇金.长沙理工大学 2017
[3]基于物联网的沥青路面压实质量监控信息系统研究[D]. 赵素素.长安大学 2017
[4]车载式压实度实时检测仪的研究与实现[D]. 李晔.东南大学 2017
[5]基于GPS技术的压路机压实过程实时监控技术研究[D]. 张军.重庆交通大学 2017
[6]连续压实技术在高铁路基中的应用研究[D]. 赵卫卫.长春工程学院 2017
[7]GNSS通用导航信号处理平台设计与实现[D]. 李枞.哈尔滨工程大学 2016
[8]道路施工过程智能监控系统的研究与实现[D]. 赵子豪.长安大学 2016
[9]智能压实卫星数据可视化处理[D]. 王永龙.北华航天工业学院 2015
[10]GPS技术在振动压路机压实实时监控系统中的应用研究[D]. 丁伟峰.重庆交通大学 2015
本文编号：3147323
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