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[自动化] 船舶自动化系统网络的三大通讯协议地位来源

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发表于 2012-11-27 23:08 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国浙江湖州
船舶网络自动化技术在中国已经发展了若干年,因为行业技术产品制造集成使用习惯和船东对产品选用的要求,在中国几乎所有船舶设计制造企业,所采用的船舶自动化网络系统基本上是CANBUS ,PROFIBUS两者为主,此外在电站自动化信号处理方面大多数采用MODBUS通讯协议进行通讯。而与无线导航行业操作等有关的设备通讯不属于自动化网络技术,是纯粹的通讯专业技术,也就是所说的通讯导航专业产品就目前看来大多遵循NEMA0183进行通讯数据处理。
之所以采用这里所说的这些通讯协议方式与行业技术产品发展密切相关。CANBUS通讯最早发端于德国大众汽车集团公司。PROFIBUS则是基于德国西门子公司提出的自动化网络通讯要求。MODBUS则是最早的法国莫迪康公司提出。虽然基于企业产品的通讯协议是由个别的企业所提出,但在历史发展过程中受到了行业内大多数企业的认可,这有利于客户选用不同企业的产品进行系统集成而又完成所期望的数据处理,而不受制于某单一产品厂家的限制;而对产品制造企业采用达成共识的网络协议产品则有利于良性竞争和本行业的技术提高发展。在船舶自动化行业,CANBUS通讯方式能够大行其道处于事实上的垄断之一的地位与船舶行业最优秀的自动化企业集团挪威康斯伯格在全球内的产品推广应用密不可分,几乎康斯伯格所有的自动化产品网络都遵循CANBUS通讯协议。而PROFIBUS 通讯能够在船舶行业大行其道处于一种垄断地位,与船舶设备的自动控制全球范围内ABB西门子产品的大范围推广使用处于优势地位所决定的。MODBUS通讯协议作为事实上的船舶电站通讯协议的绝对地位除了其研发者莫迪康和现在的母公司施耐德在发配电行业的优势地位密切相关,同时不能忽视的一点是作为世界范围内主要消防报警自动化系统的产品制造商其消防报警网络产品也都支持MODBUS通讯方式。换言之,作为船舶自动化网络系统中,MODBUS通讯方式几乎是所有电站自动控制数据通讯和消防报警网络系统。
就自动化网络系统产品基本构成来看,基于CANBUS 通讯方式的产品如康斯伯格的控制计算机产品本质上属于PC-BASED产品类,而作为支持以PROFIBUS通讯协议方式进行通讯的控制计算机产品则是PLC,无论是ABB还是西门子产品。电站自动化本身数据量处理也不是很大以及消防报警系统本身数据处理的实时要求和数据的简易性,所以采用MODBUS通讯无疑是合适的。历史发展和产品及通讯协议本身的特点决定了在船舶行业此处所说的三大通讯协议必将长期存在发展下去,未来能不能出现一个单一的专门适用于船舶本身的自动化网络通讯协议则有待于技术和产品本身的发展。
实际上如果考虑到军船对其自身的自动化网络系统数据通讯的特点和要求,未来发展出一种适合本国技术要求的协议及产品是完全必要的。


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龙船学院
发表于 2012-11-28 08:00 | 显示全部楼层 来自: 中国江苏扬州
只有掌握自己的核心技术,才能不求于人
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发表于 2012-11-28 08:09 | 显示全部楼层 来自: 中国福建福州
本人见过的canbus和modbus较多,profibus较少。尤其是与第三方设备通信,基本会使用Modbus
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发表于 2012-11-28 14:48 | 显示全部楼层 来自: 中国浙江舟山
profibus要掏钱啊,
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发表于 2012-11-28 15:02 | 显示全部楼层 来自: 中国浙江舟山
MODBUS通讯无疑是合适的.
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 楼主| 发表于 2012-11-28 20:55 | 显示全部楼层 来自: 中国浙江嘉兴
孤单的瓶子 发表于 2012-11-28 08:09
本人见过的canbus和modbus较多,profibus较少。尤其是与第三方设备通信,基本会使用Modbus

事实上要看全部船舶自动化系统网络系统所采用的产品是基于ABB,西门子还是其它的。如果是ABB,西门子产品较多,当然是PROFIBUS。当然如果采用的这品是基于这两大集团,但并没有采用通讯网路进行数据传输处理,则另当别论。
粗略的估计CANBUS占据网络的一位,PROFIBUS 则是屈居第二位。同时,大规模采用罗克韦尔公司产品进行船舶自动化网络构架的系统(----国内很少)是基于罗克韦尔公司自动产品的DEVICE NET通讯,也属于现场总线技术,但区别于PROFIBUS总线技术。
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 楼主| 发表于 2012-11-28 21:24 | 显示全部楼层 来自: 中国浙江嘉兴
hilly811026 发表于 2012-11-28 14:48
profibus要掏钱啊,

由单一的自动化系统变为自动化网络当然需要花钱,但只要花的值就可以,不值得花则就不必去找麻烦。但自动化网络对于规模化设备控制而言是无法逃避的事实。如果设备系统的自动化控制还是停留在单一非通讯系统的控制层次上,则这是二十年前的主流。
采用自动化通讯网络系统进行数据处理是技术发展的必然同时也是大量设备控制和性能控制方面的要求,这个当然不是简单几句话就说的清楚的问题。
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 楼主| 发表于 2012-11-28 21:27 | 显示全部楼层 来自: 中国浙江嘉兴
whlinjiwu 发表于 2012-11-28 15:02
MODBUS通讯无疑是合适的.

这倒有些过,作为现场总线技术的一种,MODBUS较之其它通讯方式存在较为明显的弱点从侧面上告诉大家为什么其不占有优势地位,反而是前两者。
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 楼主| 发表于 2012-11-28 21:30 | 显示全部楼层 来自: 中国浙江嘉兴
要点在于,采用自动网络技术带来便利的同时,其副作用也同时出现。就网络自动化系统而言安全可靠性比什么都重要,而一般的数据传输所涉及的速率,抗干扰程度,数据保密性等等是最常见和可预见的安全问题,但随着自动化技术本身的发展和与其它网络系统的整合,网络病毒是必须要考虑和解决的问题。尤其对于军事用途的船用自动化网络系统其问题的重要性更加突出。截止目前,在公开的消息范围内,至少我本人还没有听说过船用自动化网络系统因网络病毒而发生瘫痪而发生致命性打击的案例。但而根据前几年国内外海洋以为的自动化网络领域所发生的事件来看,网络病毒已经对自动化网络领域进行渗透其危害性当然也是致命的。从本年度自动化网络信息安全会议上所了解的情况来看,我国已经有不少企业机构单位已经在自动化网络安全领域做了大量研究和探索,但都是与船舶海洋没有关系的领域。据本次会议有关技术专家介绍,美国某些单位机构为了达到自身的某些目的,专门针对西门子公司自动化网络产品搞有关的网络病毒方面的技术研究,这对我国来说,大量西门子自动化网络产品在海洋有关的工程项目中采用,无疑在不远的未来面临着安全威胁。虽然自动化网络系统相对而言有一定的封闭性,而且不同厂家产品具有通讯协议对话功能但区别还是巨大的特点,但对中国的船舶行业而言,到目前为止还没有任何一种属于自己的自主产权内容的船用自动化网络通讯技术或标准,这是船舶自动化技术的一个严重短板。
结合国内技术的发展和未来自动化网络技术所面临的安全性考虑,我国必须重视并行动起来集中有关机构和技术要素积极探索研发适合自有知识产权的船用自动化网络技术协议标准是完全必要的!
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 楼主| 发表于 2012-11-28 21:36 | 显示全部楼层 来自: 中国浙江嘉兴
以上所说关于自动化网络的安全问题不管涉及是民用领域还是军用领域都是针对一般的船用设备控制自动化网络系统,在此说明,不考虑军船之类的非船用设备自动化网络系统的安全要素,免得引起误解。对于军船的其它有关设备的自动化网络其实与专门的通讯导航网络系统关系更加密切!
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发表于 2012-11-29 10:24 | 显示全部楼层 来自: 中国上海
对于普通货船,Modbus完全够用,价格低廉,也比较大众化。
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 楼主| 发表于 2012-11-29 19:43 | 显示全部楼层 来自: 中国浙江湖州
二冲程柴油机 发表于 2012-11-29 10:24
对于普通货船,Modbus完全够用,价格低廉,也比较大众化。

的确越小越适合,但过小了其实就不必采用自动化网络进行数据处理了。O(∩_∩)O~
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 楼主| 发表于 2012-11-29 19:45 | 显示全部楼层 来自: 中国浙江湖州
关于NEMA-0183协议

美国国家海洋电子协会(Na-tionalMarineElectronicsAssociation)为统一海洋导航规范而制定的标准,该格式标准已经成为国际通用的一种格式,协议的内容在兼容NMEA-0180和NMEA-0182的基础上,增加了GPS、测深仪、罗经方位系统等多种设备接口和通讯协议定义,同时还允许一些特定厂商对其设备通信自定协议(例,Garmin GPS,Deso 20等)。

以GPS的GPRMC语句为:

  $GPRMC,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,<10>,<11>,<12>*hh<CR><LF>

  其中GP表示该语句是GPS定位系统的,RMC表示该语句输出的是GPS定位信息,后面是数据体。最后校验码*hh是用做校验的数据。在通常使用时,它并不是必须的,但是当周围环境中有较强的电磁干扰时,则推荐使用。hh代表了“$”和“*”的所有字符的按位异或值(不包括这两个字符)。个别厂商自己定义语句格式以“$P”开头,其后是3个字符的厂家ID识别号,后接自定义的数据体。

NMEA-0183格式数据串的所有数据都采用SASCII文本字符表示,数据传输以“$”开头,后面是语句头。语句头由五个字母组成,分两部分,前两个字母表示“系统ID”,即表示该语句是属于何种系统或设备,后三个字母表示“语句ID”,表示该语句是关于何方面的数据。语句头后是数据体,包含不同的数据体字段,语句末尾为校验码(可选),以回车换行符<CR><LF>结束,也就是ACSII字符“回车”(十六进制的0D)和“换行”(十六进制的0A)。每行语句最多包含82个字符(包括回车换行符和$”符号)。数据字段以逗号分隔识别,空字段保留逗号。
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 楼主| 发表于 2012-11-29 19:50 | 显示全部楼层 来自: 中国浙江湖州
NMEA0183标准语句(GPS常用语句)
$GPGGA
例:$GPGGA,092204.999,4250.5589,S,14718.5084,E,1,04,24.4,19.7,M,,,,0000*1F
字段0:$GPGGA,语句ID,表明该语句为Global Positioning System Fix Data(GGA)GPS定位信息
字段1:UTC 时间,hhmmss.sss,时分秒格式
字段2:纬度ddmm.mmmm,度分格式(前导位数不足则补0)
字段3:纬度N(北纬)或S(南纬)
字段4:经度dddmm.mmmm,度分格式(前导位数不足则补0)
字段5:经度E(东经)或W(西经)
字段6:GPS状态,0=未定位,1=非差分定位,2=差分定位,3=无效PPS,6=正在估算
字段7:正在使用的卫星数量(00 - 12)(前导位数不足则补0)
字段8:HDOP水平精度因子(0.5 - 99.9)
字段9:海拔高度(-9999.9 - 99999.9)
字段10:地球椭球面相对大地水准面的高度
字段11:差分时间(从最近一次接收到差分信号开始的秒数,如果不是差分定位将为空)
字段12:差分站ID号0000 - 1023(前导位数不足则补0,如果不是差分定位将为空)
字段13:校验值

$GPGLL
例:$GPGLL,4250.5589,S,14718.5084,E,092204.999,A*2D
字段0:$GPGLL,语句ID,表明该语句为Geographic Position(GLL)地理定位信息
字段1:纬度ddmm.mmmm,度分格式(前导位数不足则补0)
字段2:纬度N(北纬)或S(南纬)
字段3:经度dddmm.mmmm,度分格式(前导位数不足则补0)
字段4:经度E(东经)或W(西经)
字段5:UTC时间,hhmmss.sss格式
字段6:状态,A=定位,V=未定位
字段7:校验值

$GPGSA
例:$GPGSA,A,3,01,20,19,13,,,,,,,,,40.4,24.4,32.2*0A
字段0:$GPGSA,语句ID,表明该语句为GPS DOP and Active Satellites(GSA)当前卫星信息
字段1:定位模式,A=自动2D/3D,M=手动2D/3D
字段2:定位类型,1=未定位,2=2D定位,3=3D定位
字段3:PRN码(伪随机噪声码),第1信道正在使用的卫星PRN码编号(00)(前导位数不足则补0)
字段4:PRN码(伪随机噪声码),第2信道正在使用的卫星PRN码编号(00)(前导位数不足则补0)
字段5:PRN码(伪随机噪声码),第3信道正在使用的卫星PRN码编号(00)(前导位数不足则补0)
字段6:PRN码(伪随机噪声码),第4信道正在使用的卫星PRN码编号(00)(前导位数不足则补0)
字段7:PRN码(伪随机噪声码),第5信道正在使用的卫星PRN码编号(00)(前导位数不足则补0)
字段8:PRN码(伪随机噪声码),第6信道正在使用的卫星PRN码编号(00)(前导位数不足则补0)
字段9:PRN码(伪随机噪声码),第7信道正在使用的卫星PRN码编号(00)(前导位数不足则补0)
字段10:PRN码(伪随机噪声码),第8信道正在使用的卫星PRN码编号(00)(前导位数不足则补0)
字段11:PRN码(伪随机噪声码),第9信道正在使用的卫星PRN码编号(00)(前导位数不足则补0)
字段12:PRN码(伪随机噪声码),第10信道正在使用的卫星PRN码编号(00)(前导位数不足则补0)
字段13:PRN码(伪随机噪声码),第11信道正在使用的卫星PRN码编号(00)(前导位数不足则补0)
字段14:PRN码(伪随机噪声码),第12信道正在使用的卫星PRN码编号(00)(前导位数不足则补0)
字段15:PDOP综合位置精度因子(0.5 - 99.9)
字段16:HDOP水平精度因子(0.5 - 99.9)
字段17:VDOP垂直精度因子(0.5 - 99.9)
字段18:校验值

$GPGSV
例:$GPGSV,3,1,10,20,78,331,45,01,59,235,47,22,41,069,,13,32,252,45*70
字段0:$GPGSV,语句ID,表明该语句为GPS Satellites in View(GSV)可见卫星信息
字段1:本次GSV语句的总数目(1 - 3)
字段2:本条GSV语句是本次GSV语句的第几条(1 - 3)
字段3:当前可见卫星总数(00 - 12)(前导位数不足则补0)
字段4:PRN 码(伪随机噪声码)(01 - 32)(前导位数不足则补0)
字段5:卫星仰角(00 - 90)度(前导位数不足则补0)
字段6:卫星方位角(00 - 359)度(前导位数不足则补0)
字段7:信噪比(00-99)dbHz
字段8:PRN 码(伪随机噪声码)(01 - 32)(前导位数不足则补0)
字段9:卫星仰角(00 - 90)度(前导位数不足则补0)
字段10:卫星方位角(00 - 359)度(前导位数不足则补0)
字段11:信噪比(00-99)dbHz
字段12:PRN 码(伪随机噪声码)(01 - 32)(前导位数不足则补0)
字段13:卫星仰角(00 - 90)度(前导位数不足则补0)
字段14:卫星方位角(00 - 359)度(前导位数不足则补0)
字段15:信噪比(00-99)dbHz
字段16:校验值


$GPRMC
例:$GPRMC,024813.640,A,3158.4608,N,11848.3737,E,10.05,324.27,150706,,,A*50
字段0:$GPRMC,语句ID,表明该语句为Recommended Minimum Specific GPS/TRANSIT Data(RMC)推荐最小定位信息
字段1:UTC时间,hhmmss.sss格式
字段2:状态,A=定位,V=未定位
字段3:纬度ddmm.mmmm,度分格式(前导位数不足则补0)
字段4:纬度N(北纬)或S(南纬)
字段5:经度dddmm.mmmm,度分格式(前导位数不足则补0)
字段6:经度E(东经)或W(西经)
字段7:速度,节,Knots
字段8:方位角,度
字段9:UTC日期,DDMMYY格式
字段10:磁偏角,(000 - 180)度(前导位数不足则补0)
字段11:磁偏角方向,E=东W=西
字段16:校验值

$GPVTG
例:$GPVTG,89.68,T,,M,0.00,N,0.0,K*5F
字段0:$GPVTG,语句ID,表明该语句为Track Made Good and Ground Speed(VTG)地面速度信息
字段1:运动角度,000 - 359,(前导位数不足则补0)
字段2:T=真北参照系
字段3:运动角度,000 - 359,(前导位数不足则补0)
字段4:M=磁北参照系
字段5:水平运动速度(0.00)(前导位数不足则补0)
字段6:N=节,Knots
字段7:水平运动速度(0.00)(前导位数不足则补0)
字段8:K=公里/时,km/h
字段9:校验值

Data and time (ZDA) 时间和日期信息
$GPZDA,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>*hh<CR><LF>
<1> UTC时间,hhmmss(时分秒)格式
<2> UTC日期,日
<3> UTC日期,月
<4> UTC日期,年<5>时区

Datum (DTM) 大地坐标系信息
$GPDTM,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>*hh<CR><LF>
<1>本地坐标系代码 W84
<2>坐标系子代码 空
<3>纬度偏移量
<4>纬度半球N(北半球)或S(南半球)
<5>经度偏移量
<6>经度半球E(东经)或W(西经)
<7>高度偏移量
<8>坐标系代码 W84
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 楼主| 发表于 2012-11-29 19:50 | 显示全部楼层 来自: 中国浙江湖州
GARMIN定义的语句
1、 Estimated Error Information(PGRME)估计误差信息
$PGRME,<1>,M,<2>,M,<3>,M*hh<CR><LF>
<1> HPE(水平估计误差),0.0~999.9米
<2> VPE(垂直估计误差),0.0~999.9米
<3> EPE(位置估计误差),0.0~999.9米
2、 GPS Fix Data Sentence(PGRMF)GPS定位信息
$PGRMF,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,<10>,<11>,<12>,<13>,<14>,<15>*hh<CR><LF

>
<1> GPS周数(0~1023)
<2> GPS秒数(0~604799)
<3> UTC日期,ddmmyy(日月年)格式
<4> UTC时间,hhmmss(时分秒)格式
<5> GPS跳秒数
<6> 纬度ddmm.mmmm(度分)格式(前面的0也将被传输)
<7> 纬度半球N(北半球)或S(南半球)
<8> 经度dddmm.mmmm(度分)格式(前面的0也将被传输)
<9> 经度半球E(东经)或W(西经)
<10> 模式,M=手动,A=自动
<11> 定位类型,0=没有定位,1=2D定位,2=3D定位
<12> 地面速率(0~1851公里/小时)
<13> 地面航向(000~359度,以真北为参考基准)
<14> PDOP位置精度因子(0~9,四舍五入取整)
<15> TDOP时间精度因子(0~9,四舍五入取整)
3、 Map Datum(PGRMM)坐标系统信息
$PGRMM,<1>*hh<CR><LF>
<1> 当前使用的坐标系名称(数据长度可变,如“WGS 84”)
注:该信息在与MapSource进行实时连接的时候使用。
4、 Sensor Status Information(PGRMT)工作状态信息
$PGRMT,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>*hh<CR><LF>
<1> 产品型号和软件版本(数据长度可变,如“GPS 15L/15H VER 2.05”)
<2> ROM校验测试,P=通过,F=失败
<3> 接收机不连续故障,P=通过,F=失败
<4> 存储的数据,R=保持,L=丢失
<5> 时钟的信息,R=保持,L=丢失
<6> 振荡器不连续漂移,P=通过,F=检测到过度漂移
<7> 数据不连续采集,C=正在采集,如果没有采集则为空
<8> GPS接收机温度,单位为摄氏度
<9> GPS接收机配置数据,R=保持,L=丢失
注:本语句每分钟发送一次,与所选择的波特率无关。
5、 3D velocity Information(PGRMV)三维速度信息
$PGRMV,<1>,<2>,<3>*hh<CR><LF>
<1> 东向速度,514.4~514.4米/秒
<2> 北向速度,514.4~514.4米/秒
<3> 上向速度,999.9~9999.9米/秒
6、 DGPS Beacon Information(PGRMB)信标差分信息
$PGRMB,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,K,<6>,<7>,<8>*hh<CR><LF>
<1> 信标站频率(0.0,283.5~325.0kHz,间隔为0.5kHz)
<2> 信标比特率(0,25,50,100或200bps)
<3> SNR信标信号信噪比(0~31)
<4> 信标数据质量(0~100)
<5> 与信标站的距离,单位为公里
<6> 信标接收机的通讯状态,0=检查接线,1=无信号,2=正在调谐,3=正在接收,4=正在扫描
<7> 差分源,R=RTCM,W=WAAS,N=非差分定位
<8> 差分状态,A=自动,W=仅为WAAS,R=仅为RTCM,N=不接收差分信号
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 楼主| 发表于 2012-11-29 19:51 | 显示全部楼层 来自: 中国浙江湖州
TEXT文本格式说明:

    区域描述:              长度:    注释:
   ----------------------- ------- ------------------------
   句头起始符              1       始终为 '@'
   ----------------------- ------- ------------------------
  /年                      2       UTC年的最后两位数字
| ----------------------- ------- ------------------------
| 月                      2       UTC月, "01".."12"
T | ----------------------- ------- ------------------------
i | 日                      2       UTC日, "01".."31"
m | ----------------------- ------- ------------------------
e | 时                      2       UTC时, "00".."23"
| ----------------------- ------- ------------------------
| 分                      2       UTC分, "00".."59"
| ----------------------- ------- ------------------------
  \秒                      2       UTC秒, "00".."59"
   ----------------------- ------- ------------------------
  /纬度半球                1       'N' 或 'S'
| ----------------------- ------- ------------------------
| 纬度坐标                7       WGS84坐标系统,坐标格式ddmmmmm,
|                                 在第4位数字后省略了一个小数点。
| ----------------------- ------- ------------------------
| 经度半球                1       'E' 或 'W'
| ----------------------- ------- ------------------------
| 经度坐标                8       WGS84坐标系统,坐标格式dddmmmmm,
P |                                 在第5位数字后省略了一个小数点。
o | ----------------------- ------- ------------------------
s | 定位状态                1       'd' 2维差分定位
i |                                 'D' 3维差分定位
t |                                 'g' 2维定位
i |                                 'G' 3维定位
o |                                 'S' 模拟状态
n |                                 '_' 无效
| ----------------------- ------- ------------------------
| 水平定位误差            3       单位为“米”
| ----------------------- ------- ------------------------
| 高度符号                1       '+' 或 '-'
| ----------------------- ------- ------------------------
  \高度                    5       海拔高,单位为“米”
   ----------------------- ------- ------------------------
  /东/西 速度方向          1       'E' 或 'W'
| ----------------------- ------- ------------------------
| 东/西速度               4       单位是“米/秒”,在第三位后省略了一个小数点,
|                                 ("1234" = 123.4 m/s)
V | ----------------------- ------- ------------------------
e | 南/北 速度方向          1       'S' 或 'N'
l |
o | ----------------------- ------- ------------------------
c | 南/北 速度              4       单位是“米/秒”,在第三位后省略了一个小数点,
i |                                 ("1234" = 123.4 m/s)
t | ----------------------- ------- ------------------------
y | 垂直速度方向            1       'U' (上) 或 'D' (下)
| ----------------------- ------- ------------------------
| 垂直速度                4       单位是“米/秒”,在第二位后省略了一个小数点,
  \                                ("1234" = 12.34 m/s)
   ----------------------- ------- ------------------------
   句尾结束符              2        回车, '0x0D', 和换行'0x0A'

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 楼主| 发表于 2012-11-29 19:52 | 显示全部楼层 来自: 中国浙江湖州
实际使用中在软件中需要实现的常用功能

在目前手持项目中,正常的定位或导航系统,基本主要完成如下的功能:

读取当前坐标
使用报文:Recommended Minimum Specific GPS/TRANSIT Data(RMC)推荐定位信息

读取速度
使用报文:Track Made Good and Ground Speed(VTG)地面速度信息

读取方向
使用报文:Track Made Good and Ground Speed(VTG)地面速度信息
--注:速度和方向的计算这块,有一点需要注意,就是GPS接收机并非简单的将两次坐标相减进行计算,而是采用的多普勒效应进行处理,所以在实际应用中, 速度和方向的计算会稍后一点延迟,因为信号是1秒接收一次,而且方向的计算还要根据前几秒的方向进行加权平均。

读取卫星数及状态
使用报文:GPS Satellites in View(GSV)可见卫星信息
          GPS DOP and Active Satellites(GSA)当前卫星信息



GPS的误差


有很多种因素会影响到GPS的准确率,以下是一个GPS误差引入简表:
卫星时钟误差:0-1.5米
卫星轨道误差:1-5米
电离层引入的误差:0-30米
大气层引入的误差:0-30米
接收机本身的噪音:0-10米
多路反射:0-1米
总定位误差:大约28米

上述的简表,并不表示一定会存在这么大的误差,这是给出的最好及最差的范围,当然最好情况不能同时发生,最差的情况也不能同时发生。
实际在卫星的导航电文中,已经包含了大气层的修正参数,能够消除50%到70%的误差,而且这两年出的GPS的误差大致范围是10米或以内。
在现有情况下,民用级单台GPS接收机要想达到1m以内的精度是不可能实现的,原因除GPS本身精度外,还包括地图、定位点测绘、嵌入式设备的运行速度 等,所以过度追求定位精度对于民用产品来说已无实际的意义。

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 楼主| 发表于 2012-11-29 19:52 | 显示全部楼层 来自: 中国浙江湖州
GPS的漂移


漂移是GPS导航时需要处理的问题之一,漂移主要有两个方面,第一,速度过快,以至于GPS的响应时间短于当前运行速度,出现漂移;第二,在高大建筑密集 或天气情况不好的地方,因为GPS信号经过多次的折、反射,造成信号误差,出现漂移。

解决GPS漂移主要从两方面入手:
一、主系统的设计主要减少在近距离内对GPS信号的干扰。
二、软件处理。软件处理主要集中在导航软件处完成,导航软件会将坐标定位在道路之内,如果GPS接收到的信号超出道路的半径范围将自动过滤这个数据,并根 据上次的速度及方向推算出当前点的位置。

对于静态漂移,也有建议做软件判断:
1.检测到的状态为静止时,强制速度为0;
2.速度为0时,强制方向为0;
3.数据中的速度值为0时,就不去更新地图上的经纬度;
4.通过比较上次定位数据的经纬度差的绝对值(同时包括时间)再来判定是否有慢速移动;

另外有些GPS模块(UBLOX)可设置静止模式、行走模式、汽车模式、海上模式、飞行模式,通过设置这些参数来解决漂移问题。

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发表于 2013-3-7 15:57 | 显示全部楼层 来自: 中国广东江门
顶一个,支持LZ
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发表于 2013-3-7 18:43 | 显示全部楼层 来自: 巴基斯坦
此贴怎么没加精?
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