结合惯性测量元件IMU与全球定位系统GPS估算船-水土保持学系.PPT

相關係數 濾波方法 罩窗寬度 相關係數 None 1 0.58 Median 3 0.34 Gaussian 6 0.84 Gaussian 5.25 0.88 Gaussian 5 0.85 Gaussian 4 0.79 Cosine arch 4 0.85 Cosine arch 3 0.75 Boxcar 2 0.64 Boxcar 3 0.64 * 0514c 0517a * 0519a 0520b * 0514c 0515a 0515b 0516a 0516b 0517a 0517b GPS 2 1 2 1 ? 1 1 IMU 5.5 5 5.3 5.2 ? 5.1 4.6 相關係數 0.880 0.822 0.888 0.878 ? 0.744 0.772 ? 0518a 0518b 0519a 0519b 0520a 0520b 0521a GPS 1 ? 1 1 1 6 3 IMU 4.9 ? 5 4.8 5.1 6.7 6.3 相關係數 0.869 ? 0.885 0.827 0.871 0865 0.931 * * * * 如圖所示，當p點運動時，運動速度v在平行圈的方向要加上地球自轉角速度ω(當航線由西向東行時)，運動速度v在子午圈分量則產生一附加的離心加速度，因此測得的重力值偏小。E?tv?s效應會影響重力值的量測，固必須將其去除。 * 藉由上式計算出之重力結果，仍須再次進行濾波，消除誤差，而後進行精度比對。 * 船載重力之成果有三種方式可以驗證： 外在精度可由重力儀實測所得重力及EGM08所得之重力比較得之。 內在精度可由航線的交叉區域進行比對。 * EGM08是近來由美國NGA(National Geospatial-intelligence Agency)重力場研發小組在2008年4月發布發佈的官方版高階地球重力場模型。 該模型的球諧展開階數達到了2159，且提供擴展到2190階的參數；目的是通過在WGS84坐標系下解算地球水準面的起伏。該模型採用了GRACE衛星追蹤數據、衛星測高數據和地面重力數據等,使得該模型無論在精度還是在解析度方面均取得了巨大的進步。 * 0514c 0519a * 0514c 0519a * 慣性量測元件(Inertial Measurement Unit , IMU)可獲得載體的位置、速度、姿態角、重力等資訊。但受限於硬體設備的精度，其定位誤差會隨著時間增長而增大。 由於船隻需於近岸潮間帶作業，潮位的高低影響船隻行駛安全也會增加誤差。 * 洛磯山脈空載imu 0514c * 洛磯山脈空載imu 0519a * 參考文獻 邱俊榮(2002)。INS/GPS空載重力測量之研究—以直接求差法估計重力，國立成功大學測量及空間資訊學系碩士論文，台南市。 黃金維(2012)。100年度臺灣本島近岸船載重力測量作業期末報告，內政部國土測繪中心，台中市。 翟邦和(2012)。以GPS決定船姿態角改善船載海面高，國立交通大學土木工程學系碩士論文，新竹市。 董緒榮、張守信、華仲春：GPS/INS組合導航定位及其應用，國防科技大學出版社，長沙，1998。 Glennie, C. and K.P. Schwarz (1999). A comparison and analysis of airborne gravimetry results from two strapdown inertial/DGPS systems, Journal of Geodesy, 73, pp. 311-321. Harlan, R. (1968). E?tv?s corrections for airborne gravimetry, Journal of Geophysical Research, 73, pp. 4675-4679. Hsu, S.K., C.S.Liu, C.T. Shyu, S.Y. Liu, J.C. Sibuet, S. Lallemand, C. Wang,and D. Reed (1998). New gravity and magnetic anomaly maps in the Taiwan-Luzon region and their preliminary interpretation, Terrestrial, Atmospheric and Oceanic Sciences, 9, pp.509-532. Jekeli, C. (1997). GPS phase accelerations for moving-base vector gravimetry, Journal of Geodesy, 71, pp. 630-639. Jeke