早期的网络数据测量可以分为全网测量技术、区域测量技术和采样测量技术。网络数据测量技术出现在网络初期，主要使用网页爬虫来对网络进行全网数据抓取 这种将产生大量的开销。区域测量技术则针对网络特定划分的子范围进行数据采集。在网络的数据测量研究中，爬虫系统的设计是基础，采样算法是研究的重点，而点击流模型则是从 ISP 角度的一种全新的测量方法。对于多个参数的测量 ,一般采用直接测量法进行,所用仪器较多,测量数据手工记录,事后数据处理人工操作, 既费时又费力, 易出现人为因素造成的错测、漏测判等现象 ,难以保证测量数据质量, 影响了科研、生产任务的顺利进行。
数据测量与采集系统的设计
概述
GPS全球定位系统是一种全球性、全天候,且具有连续三维定位和导航能力的系统,是当前最先进的精密卫星导航系统。然而在航空载体上单独使用GPS导航受到输出频率低的限制。惯性导航系统INS(InertialNavigationSystem)具有能够不依赖外界信息、完全独立自主地提供多种较高精度的导航参数的优点,但它提供的导航参数误差随着时间而积累,不适合长时间的单独导航。可见,GPS和INS具有优势互补的特点[2]。以适当的方法将两者结合起来成为一个组合导航系统,可以提高系统的整体手导航精度及导航性能。当前,GPS与INS相结合已成为导航控制的重要发展方向。本文以GPS/INS组合导航系统为核心,利用差分技术,完成了动态姿态数据测量与采集系统的设计,实现高动态、高精度的姿态测量和定位。设备造价低,操作简单及使用灵活,具有较高实用价值。
1系统方案设计
1.1系统工作原理
由于GPS的精密定位服务只局限于美国指定的军方用户和政府部门,普通用户只能使用定位精度相对较低的标准定位服务,为了提高GPS的定位精度,考虑使用差分定位技术,当前,现成的差分GPS设备可直接进行差分定位,但多数设备都是从国外进口,价格昂贵,维修服务困难。考虑到成本及造价的问题,系统将当前使用最为广泛的伪距差分方法应用到系统中,实现了高精度的定位。
伪距差分方法工作原理是由差分GPS基准站发送伪距改正数,由用户站接收并对其测量结果进行改正,消除如星历误差、电离层误差、对流层误差等系统中的共有误差,以获得精确的定位结果[4]。实现时,要求基准站与用户站同时观测到的卫星数大于或等于4颗(实现完全定位)。本系统主要用于试验时精确测量试验设备运动载体的姿态,通过差分GPS修正,可以长时间提供稳定、可靠、满足精度要求的动态姿态数据,同时提供速度数据、位置数据、秒脉冲信号及其他导航信息。同时,由于差分GPS的引入为地面监视试验状态和指挥调度提供保障。
1.2系统组成及功能
系统主要由地面基准站和机载移动站组成。地面基准站主要完成以5s的频率向机载设备发送差分修正信息;实时记录地面GPS基站的定位信息;记录机载移动站的GPS定位信息以及移动站GPS/INS测量的姿态信息和试验设备的工作信息;以图形和数字方式实时显示移动站载体的位置和姿态;对地面设备进行参数装订和系统设置,实时监控地面设备和机载设备的工作状态,实时显示测量的载机的空间位置和姿态数据,实时记录试验数据,试验结束后进行数据处理分析;打印试验数据、图形、曲线及分析结果。其组成为:(1)GPS接收机;(2)数传电台及功放设备;(3)电源模块;(4)控制计算机(基准站主控计算机);(5)打印机等。
机载移动站主要完成实时测量飞机的高精度三维姿态基准数据、位置数据、速度数据及其它导航信息并利用数据记录器进行记录和存储;将测得的飞机姿态、位置和速度等数据实时地向机上试验设备传输;将测得的飞机数据与试验设备工作数据实时地向地面基准站设备传输;利用移动站辅助计算机完成对机载姿态精密测量装置和受试设备进行参数装订、系统设置、初始化,下载机载记录器中记录的数据,对设备功能检查。其组成为:
(1)GPS/INS组合导航接收机;
(2)数传电台及功放设备;
(3)机载数据记录器;
(4)控制计算机;
(5)四路串口扩展卡;
(6)移动站辅助计算机;
(7)电源模块。
地面基准站和机载移动站之间的通信利用数传电台及其辅助设备来完成。电台采用收发异频的方式传输,上行数据采用f1频率,下行数据采用f2频率。差分数据(上行数据)每秒传输的数据量和飞机位置、速度、姿态数据(下行数据)每秒传输的数据量的总和远远低于信道的传输容量,因此采用这种收发异频的传输方式可以实现数据的上行、下行传输,完成数据的通信。
2系统硬件模块设计
