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研究生: 鄭瑞府
Cheng, Jui-Fu
論文名稱: 方位推估法應用於雙胴遙控載具之定位誤差分析
Positioning Error Analysis of RCV by Using Dead Reckoning System
指導教授: 顏沛華
Yen, Pei-Hua
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 水利及海洋工程學系
Department of Hydraulic & Ocean Engineering
論文出版年: 2005
畢業學年度: 93
語文別: 中文
論文頁數: 102
中文關鍵詞: 水庫淤砂誤差分析遙控載具方位推估法
外文關鍵詞: GPS, RCV, Error analysis, DR
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  •   水庫淤砂問題在面積狹小之台灣日趨嚴重,為延長水庫壽命,對水庫淤砂之研究實刻不容緩!本研究前身係發展一自動導航之遙控載具充當測量平台。載具發展重點在於吃水深淺、航行平穩、轉向迅速與爾後之擴充性,以即時動態衛星定位(RTK GPS)當作載具之定位及導引系統,發展出一可拆卸式、無人遙控之雙胴水面測量平台。
      鑒於現今GPS定位測量不僅突破傳統測量在通視及時間上的限制,而且施測速度快、使用方便,可滿足各種等級的測量需求,故GPS導航為理想之自動化導控作業方式,但是GPS仍有遮蔽的問題。因此本研究加入輔助之DR定位系統藉以彌補GPS無法定位、導航之問題。DR為一類似INS的方法,本研究係利用陀螺儀及流速儀獲得方向及位移數據來推導定位資訊。DR之好處是自主性高,不受地形、天候影響,短時間精密度高。但是感測儀器本身具有漂移誤差及時間的累積誤差,故本研究即以坐標轉換方式,利用GPS即時定位資料適時加以修正,顯示搭載GPS定位及DR輔助定位系統之遙控載具足以勝任自動化無人導控之水庫現場調查作業。

      Sedimentation in reservoirs is tending to be serious situation and have been paid much attention in Taiwan for its limited territory! For engaged in reservoir silt sand investigate this research predecessor department develop a remote control vehicle serve as a measuring platform. This research plans to develop a RCV which can be disassembled and combined with parts and set up instruments on its platform to carry out surveying task. The developing focal points of this RCV are shallow draught, smooth navigation, rapid turning and widely expansion function. RTK GPS positioning, and a twin hull catamaran are the mainly framework of this RCV.
     Seeing that measurement for the GPS positioning not merely breaks through the traditional restriction on visibility and time of measurement now, And survey quickly, easy to use, can meet the measurement demands of different grades. It is the ideal automation that GPS navigates to measure, but GPS stills have mask effect. So this research joins auxiliary DR navigation system In order to remedy the question that GPS can't navigate. DR is a kind of method similar to INS, this research department utilizes the gyroscope and flowmeter obtain the direction and displacement data to derive the positioning coordinate. The advantage of DR is that autonomous, free of topography , weather, precision is good within short time. But the error and accumulation error of time that measuring instrument itself drifts about, So this research changes the way with the Coordinate Transformation, utilize GPS real-time data to revise in good time immediately, show that RCV which carries the GPS and DR auxiliary navigation system warrants nobody automatic and leads fieldsurvey of reservoir.

    摘 要-------------------------------------------I ABSTRACT-----------------------------------------Ⅲ 目 錄-------------------------------------------V 表目錄-------------------------------------------VII 圖目錄-------------------------------------------VIII 照片目錄-----------------------------------------IX 第一章 緒 論-------------------------------------1 1-1 前言-----------------------------------------1 1-2 研究動機與方向-------------------------------2 1-3 相關文獻回顧---------------------------------3 1-4 論文組織-------------------------------------5 第二章 雙胴遙控載具與導控系統簡介----------------7 2-1 雙胴遙控載具介紹-----------------------------7 2-2 載具定位方式---------------------------------9 2-3 載具導控系統---------------------------------16 第三章 GPS與DR之誤差分析-------------------------19 3-1 GPS之誤差-----------------------------------19 3-2 方位推估法(Dead Reckoning)-------------------26 3-3 方位推估法(DR)之誤差-------------------------27 3-4 DR與GPS定位坐標之轉換-----------------------29 第四章 實驗系統架構與實驗設備--------------------31 4-1 硬體架構-------------------------------------31 4-2 應用儀器設備---------------------------------32 4-3 流速儀應用-----------------------------------38 4-4 載具導控系統整合-----------------------------39 4-5 遙控載具驅動機構-----------------------------40 第五章 實驗過程結果與討論------------------------45 5-1 南化水庫簡述---------------------------------45 5-2 實驗方法與步驟-------------------------------47 5-3 實驗結果與討論-------------------------------52 第六章 結論與建議-------------------------------70 6-1 結 論----------------------------------------70 6-2 建 議----------------------------------------73 參考文獻-----------------------------------------74 附錄---------------------------------------------79

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