進階搜尋


 
系統識別號 U0026-0812200914134007
論文名稱(中文) 應用低價GPS接收儀求垂直加速度
論文名稱(英文) Using a Low-Cost GPS Receiver to Estimate Vertical Acceleration
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 航空太空工程學系專班
系所名稱(英) Department of Aeronautics & Astronautics (on the job class)
學年度 96
學期 2
出版年 97
研究生(中文) 張牧群
研究生(英文) Mu-chung Chang
電子信箱 p4792102@mail.ncku.edu.tw
學號 P4792102
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 61頁
口試委員 口試委員-翁錦堂
口試委員-詹劭勳
指導教授-何慶雄
中文關鍵字 全球衛星定位系統  地球重力加速度  斜坡實驗  垂直加速度 
英文關鍵字 Vertical Acceleration  Low-Cost  GPS 
學科別分類
中文摘要 全球衛星定位系統(GPS)目前已廣泛地運用於導航及測量的領域之中,雖然一般民用受限於公尺級的精確度,但隨著多年發展,越來越低價的接收儀器,並配合使用相關輔助方法(差分修正法及載波相位平滑化法等等),已可獲得公分等級之精確度,由此可見,GPS的應用範圍可更進一步的推廣。
本研究之目的即為使用較低價、易於取得之簡易型GPS接收儀器,證明普通的導航接收器亦可確實提昇其精確度;精心設計由一輛玩具車自一斜坡上滑下之多合一實驗,探討分析作用其上之數種力(包含磨擦力),進而量測出因地球重力所產生玩具車之加速度值。
由實驗結果可顯示出GPS運用在地球重力場的量測方面之高度潛力,實驗中透過cycle-slip篩檢衛星資料、差分修正法以及載波相位平滑化法處理資料後,即可求得被測物體之垂直加速度,證實了即使僅用低價位單頻之GPS 導航接收儀器,亦可達到10 公分/秒2等級精確度之要求。
英文摘要 The Global Positioning System (GPS) has already been widely applied to the navigation and surveying areas at present time. Even though the general accuracy is limited to the level of meters, as a result of many years research development, the more low-cost receivers coped with the auxiliary methods (e.g. differential Global Positioning System (DGPS) and phase smoothing techniques, etc.) can achieve the centimeter accuracy. As a result, The GPS applications can be expanded into more areas.
The main purpose of this study is to initiate an application of a low-cost and simple GPS receiver to prove that the accuracy level of a common navigation receiver can be improved. The studied application is to measure the acceleration due to the Earth gravity. In accomplish that, this research started with the design of a slope sliding with a toy car. The forces (including friction force) acting on the car were carefully analyzed. Several experiments were conducted.
The results show that the potential of GPS application to measure Earth gravity is high. This research proves that even with a low-cost single-frequency GPS navigation receiver, an accuracy of 10 centimeters/sec2 can be achieved. The experiment design and the data processing with cycle-slip detection, DGPS, and phase smoothing techniques have been proved to be capable of sensing vertical acceleration.
論文目次 論文摘要 I
ABSTRACT II
誌 謝 III
目 錄 IV
表目錄 VII
圖目錄 VIII
第一章 導 論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機與方法 1
1.3 論文架構 3
第二章 系統模式介紹 4
2.1 全球定位系統(GPS)之測量模式 4
2.2 差分定位(DGPS)原理 7
2.3 最小平方法(LEAST-SQUARES METHOD) 8
2.4 載波相位平滑化(SMOOTH) 9
2.5 等加速度運動方程式、牛頓第二運動定律及摩擦力 9
第三章 實驗設備與設計 11
3.1 實驗儀器 11
3.2 實驗方法與設計 11
3.2.1實驗流程及資料處理方法 11
3.2.2 誤差測試 13
3.3 資料處理 15
3.4 程式處理流程圖 17
3.4 程式處理流程圖 17
第四章 實驗結果與分析 18
4.1 初步測試 18
4.2 實際測試 19
4.3 實際測試結果分析 21
4.3.1 實驗條件一 21
4.3.2 實驗條件二 23
4.3.3 實驗條件三 27
4.3.4 實驗條件四 29
4.3.5 實驗結果綜合分析 33
第五章 結論與建議 35
5.1 結論 35
5.2 建議 36
參考文獻 [1] Alan Giambattista,Betty McCarthy Richardson, Robert C. Richardson原著 ; 胡裕民等譯:” 物理學”,台北, (2004-2005)。
[2] F. W. Sears, M. W. Zemansky, H. D. Young 原著 ; 曹培熙, 駱劍秋, 黃衍佑譯:” 大學物理學”,台北(1986)。
[3] 許耀文:”GPS差分導航定位法精度分析”,國立成功大學航空測量研究所碩士論文,台南,P3~P49(1990)。
[4] 賀光鵬:”GPS預測軌道對於相對定位的影響”,國立成功大學航空太空工程研究所碩士論文,台南,P6~P11 (1998)。
[5] 曾清涼、儲慶美:”GPS衛星測量原理及應用 第二版”,國立成功大學衛星資訊研究中心,台南,第四章~第七章(1999)。
[6] 黃恭程:”快速GPS追蹤網解算集集大地震之地表變化”, 國立成功大學航空太空工程研究所碩士論文,台南,P4~P6(2002)。
[7] 張旻楓:”對於飛行於龍王颱風中之無人載具Aerosonde Mark-III的氣動力分析”, 國立成功大學航空太空工程研究所碩士論文(2006)。
[8] 楊聿銘:”利用GPS建立自動航空照相”, 國立成功大學航空太空工程研究所碩士論文,台南,P4~P7(2002)。
[9] 蔣宏仁:”DGPS輔助慣性導航分散式濾波之設計及驗證”,國立成功大學航空太空工程學系碩士論文,台南,P3~P12(1997)。
論文全文使用權限
  • 同意授權校內瀏覽/列印電子全文服務,於2008-07-07起公開。
  • 同意授權校外瀏覽/列印電子全文服務,於2008-07-07起公開。


  • 如您有疑問,請聯絡圖書館
    聯絡電話:(06)2757575#65773
    聯絡E-mail:etds@email.ncku.edu.tw