Оптимальное планирование навигационного эксперимента для мониторинга автомобильных дорог

• Автор: Кунц, Роберт Иоахимович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 146 с. : ил

Введение

Глава 1. Определение траектории движения объекта

1.1. Мониторинг автомобильных дорог

1.2. Постановка задачи восстановления траектории.

1.3. Системы спутниковой навигации.

1.3.1. Структура системы V .

1.3.2. Принципы определения координат в системе

1.3.3. Точность определения координат в системе

1.3.4. Закон распределения ошибок в .

1.3.5.овышение точности определения координат

1.4. Принципы проектирования плана и продольного профиля автомобильных дорог

1.4.1. План автомобильных дорог
1.4.2. Продольный профиль автомобильной дороги.
1.4.3. Общие требования к плану и продольному профилю автомобильной дороги.
1.5. Структура вектора параметров модели состояний.
Глава 2. Планирование навигационного эксперимента.
2.1. Математическая модель задачи определения траектории.
2.2. Навигационный эксперимент. Оптимальное планирование
навигационного эксперимента
2.3. Квадратурные функционалы в евклидовом пространстве
2.4. Теоремы о критериях оптимальности планов эксперимента для параметров координатных преобразований.
2.4.1. оптимальность суперпозиции параллельного переноса и
преобразования подобия.
т 2.4.2. оптимальность суперпозиции параллельного переноса и
поворота.
2.4.3. оптимальность суперпозиции параллельного переноса, преобразования подобия и поворота.
2.4.4. оптимальность суперпозиции параллельного переноса и аффинного сжатия
2.4.5. оптимальность суперпозиции параллельного переноса, поворота и аффинного сжатия.
2.4.6. оптимальность суперпозиции параллельного переноса и произвольного двумерного аффинного преобразования.
2.4.7. оптимапьность суперпозиции параллельного переноса и произвольного трехмерного аффинного преобразования
2.5. Планирование эксперимента для нелинейных одномерных регрессионных моделей.
2.6. Аоптимальность суперпозиции параллельного переноса, преобразования подобия и поворота.
2.7. Еоптимапьность суперпозиции параллельного переноса, преобразования подобия и поворот
2.8. Определение оптимального объема выборки.
2.8.1. Асимптотическая оптимальность
2.8.2. Минимизация совокупных потерь
Глава 3. Определение геометрических параметров автомобильных дорог
3.1. Геометрические параметры, подлежащие определению при паспортизации и диагностике автомобильных дорог.
3.2. Геометрические параметры автомобильных дорог, определяемые с помощью приборов спутниковой навигации
3.3. Модель задачи определения геометрических параметров автомобильной дороги
3.4. Аппроксимация клотоиды кривой второго порядка.
3.5. Алгоритм определения параметров кривых, составляющих геометрическую модель автомобильной дороги
.

3.5.1. Алгоритм сегментации трассы
3.5.2. Алгоритм определения параметров сегментов
3.5.3. Определение геометрических параметров трассы
3.6. Планирование навигационного эксперимента при определении параметров автомобильных дорог.
Глава 4. Описание разработанного программного обеспечения.
4.1. Программа Линейный график
4.1.1. Линейный график автомобильной дороги.
4.2.2. Менеджер формата.
4.2.3. Графический редактор.
4.2.4. Подсистема Интерполяция
4.2.5. Подсистема Геометрия.
4.2.6. Подсистема обмена данными
4.2.6. Подсистема обмена данными
4.2. Программный комплекс Геометрия ПДЛ СГУС
4.2.1. Монитор
4.2.2. Программа постобработки
Заключение
Список литературных источников


Лаборатория КП4МП оснащена гироскопами для определения геометрических параметров дороги и дополнительно может быть оснащена спутниковым приемником. Дооснащение лаборатории системой спутниковой навигации является опциональным, существенно увеличивающим ее стоимость. Основным инструментом расчета геометрических параметров попрежнему являются гироскопы. При этом определение параметров кривых выполняется по углу поворота трассы. Учитывая реальные условия движения, не всегда можно выдержать заданное направление движения без угловых отклонений от оси дороги, поэтому радиусы кривых в плане определяются с недостаточной точностью. Следует отметить, что среднеквадратичная ошибка измерения координат в м, влечет за собой существенные ошибки в измерении геометрических характеристик автодороги без применения специального математического аппарата, улучшающего точность расчета параметров. В то же время ссылки на какиелибо специальные методики решающие указанную проблему отсутствуют 3,4. В нашей стране разработкой программных и аппаратных средств диагностики занимаются крупные научноисследовательские коллективы, такие как, например, РосдорНИИ, СоюздорНИИ, Саратовский ГНГ1Ц РОСДОРТЕХ и другие. Кроме того, исследования в этом направлении проводят и относительно небольшие предприятия такие, как НПО Регион, ЛИЦ Мосавтодора, ИД ИНДОР. Начиная с середины х годов, для определения геометрии автодорог все чаше прибегают к использованию систем спутниковой навигации. При этом методы определения геометрических параметров остаются, как правило, неизменными 2. Это влечет за собой нецелесообразные затраты при получении, определении, обработке и хранении больших объемов координатной информации, в отсутствии механизмов определения количества измерений, достаточного для получения необходимой точности при определении геометрии автодороги. Основным механизмом повышения точности определения геометрических параметров, как правило, выступают аппаратные методы и фильтрация полученных массивов координат. Другие ресурсы для повышения точности используются редко или не применяются совсем. Технологии минимизации объема необходимых координатных измерений в настоящее время в публикациях фактически не встречаются. Большая часть информации представленной о программном и аппаратном обеспечении 3, 4, 5, 6, 7 носит рекламный характер и не может быть использована для анализа научной проработанности указанного вопроса. Более детально вопрос об определении траекторий движения затронут в работах по морской и космической навигации 8, 9, , , , . В этой отрасли методы планирования эксперимента активно используются среди прочих ресурсов повышения точности и достоверности данных. В тоже время открытые публикации по космической навигации носят характер информационных сообщений о достигнутых результатах, в то время как основная информация является либо закрытой, либо неопубликованной , , , , , , , . Публикации по морской навигации и по использованию систем глобального позиционирования для задач дорожной отрасли носят рекламный характер, научные публикации о технологиях и методах используемых в указанных отраслях практически отсутствуют. В научной литературе вопросы, связанные с планированием эксперимента для определения параметров кривых в евклидовом пространстве, освещают лишь очень узкие аспекты рассматриваемой проблемы . На основании вышеизложенного . В настоящее время существует целый класс теоретических и практических задач, которые условно можно назвать задачами определения траектории движения. Обычно траекторией называют кривую, описываемую какойлибо одной точкой движущегося тела в пространстве. Однако, для определения полного спектра всех кинематических и геометрических характеристик движения термин траектория следует рассматривать в более широком смысле. Каждым трем пространственным координатам траектории следует приписать как минимум временную координату, а для некоторых задач необходимо добавить вектор сопутствующих физических параметров, таких как, например, давление, температура и т.