车载GPS测向仪的应用及故障分析.pdf

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1、2010年第2期2010年6月山东乞雾第30卷总第122期车载GPS测向仪的应用及故障分析崔晓飞1，郭海涛2马传成2(1．山东省气象信息中心，济南250031；2．山东省气象局大气探测技术保障中心，济南250031)摘要：对车载GPS测向仪的组成、功能及其在移动雷达中的应用进行了介绍；针对车载GPS测向仪在使用时出现方位角不显示或显示不正确的情况，介绍如何提取车载GPS测向仪的基数据，通过对不同环境下获取的基数据进行分析，结合影响GPS卫-星信号接收的各种因素，初步判定VECTORSensorPRO车载GPS测向仪出现方位角不显示或显示不正确

2、的原因，并对车载GPS测向仪的使用提出了建议。关键词：车载GPS测向仪；数据提取；数据分析中图分类号：TN96文献标识码：B文章编号：1005-0582(2010)02-0044--03引言随着GPS的不断普及，GPS测向作为一个全新的领域摆在了世人的面前。同时，GPS测向仪以其全天候、高精度、高更新率、无需校准、价格便宜等特点替代了电子罗盘、磁罗盘、经纬仪等传统的测向设备。GPS测向仪应用于移动天线、车辆、船舶、飞机导航、雷达天线定向、系统集成等，能够提供静态或动态平台精确的实时航向、俯仰以及位置和速度等信息⋯。1车载GPS测向仪介绍山东省

3、气象局移动雷达车使用的车载GPS测向仪是加拿大CSIWireless公司最新推出的GPS测向产品VECTORSensorPRO。该产品不仅能够实现定位，同时还能实现测向，并且能够接收在中国沿海附近国家交通部免费发播的信标信号，可明显改善GPS的定位精度。该产品主要由GPS接收终端和两个CDA一3RTK天线组成，其中天线从功能上分为主天线和副天线。该车载GPS测向仪用于测向时，初始化时间为5分钟左右，接收到6颗卫星以上(含)且不失锁、PDOP(位置精度因子)小于2时，方位的精度可达到标称的精度指标，当基线长(两个天线间的直线距离)为2m时，方位

4、测量精度小于0．10；并且定位测向的精度将会保持一致，一旦接收卫星小于5颗，测向将需要重新初始化。因此，该车载GPS测向仪适用于开阔地带(如海上、空中、草原、沙漠等地)。另外，天线位于的载体的转角速率不能大于250／s，否则，将不能得到标称的精度指标【2】。2车载GPS测向仪的应用山东省气象局移动雷达车安装车载GPS测向仪后，不仅可以实时确定移动雷达车的三维位置和速度，更重要的是可以确定地极北的方向，收稿日期：2009．10—28作者简介：崔晓飞(1983一)。男，山东德州人，硕士，助理工程师，主要从事网络运行保障工作．·44．便于精确地进行

5、雷达回波分析。车载GPS测向仪的两个天线安装在移动雷达车顶对角线上的两端，主天线在雷达车右前端，副天线在左后端，距离为2m，车载GPS测向仪终端软件默认显示的方位角是GPS天线基线与地极北之间的夹角(北_东_南_西)。由于雷达系统默认天线北是车正后方向，所以基线指向与雷达系统默认天线正北方向偏东31．5。，在测向仪终端软件中设置修正角度(一31．5。)后，其显示的方位角就是雷达天线与地极北之间的夹角(北一东_÷南一西)。在移动雷达使用过程中，无论雷达车停放在任何方位，只要通过车载GPS测向仪测出方位角，在雷达终端软件中进行方位角度修正后，雷达

6、回波地图就与实际地理位置相符了，继而可以确定雷达回波的真实位置。车载GPS测向仪工作正常时，在终端软件中点击“GPS”后进入GPS界面(图1)，在Pos'n菜单中显示出当前位置的经纬度、方位角等信息：图1终端软件GPS界面Lat显示的数据表示当前位置的纬度；Lon显示的数据表示当前位置的经度；Heading显示的数据表示当前位置雷达系统默认北与地极北之间的夹角(修正角度后)；其它略。3故障分析3．1故障现象移动雷达在山东省气象局大院进行演练测试时，车载GPS测向仪经常出现方位角不显示或显示不正确、时断时续的情况。经设备供应商对GPS测向仪的接

7、收机、天线等进行检查，并未发现异常，所以对GPS测向仪的工作数据进行检查。3．2数据提取及含义分析在终端软件中点击“LOGS”后，在NMEA菜单下对$GPGGA和$HEHDT数据进行频率为1HZ的保存，保存的数据文件格式为文本文件。提取数据时，需要GPS测向仪运行至少20分钟以上，以便对提取的数据进行比较。提取的数据如下：$GPGGA，014504．00，3641．41890，N，11658．49697，E，1，10，0．9，55．9，M，一5．5，M，，珠4ESHEHDT,85．0．T木12在$GPGGA数据中包含经纬度等信息，在$HEHD

8、T数据中包含方位角等信息，部分数据含义见表1t21：表1$GPGGA与$HEHDT数据含义·45·3．3数据分析通过对车载GPS测向仪提取的$GPGGA与$HEHD