周志春/福建省計量科學研究院

0 引言

汽車行駛記錄儀檢定裝置是以GPS速度傳感器為測速單元，可以對汽車行駛記錄儀進行實車測試和模擬測試的測試儀器。我國自2015年3月起實施了GB/T 21861-2014《機動車安全技術檢驗項目和方法》，該標準規(guī)定公路客車、旅游客車、危險貨物運輸車、專用校車等應安裝符合規(guī)定的汽車行駛記錄儀[1-2]。全國大部分機動車檢測機構都已按要求購置汽車行駛記錄儀檢定裝置，用于對車輛行駛記錄儀各參數進行檢定。

對于機動車行駛記錄儀檢定裝置，國家無現行有效的檢定規(guī)程或校準規(guī)范，國家及各省計量校準機構對機動車行駛記錄儀檢定裝置的校準方法各不相同[2]。本文提出一種用衛(wèi)星信號模擬器對汽車行駛記錄儀檢定裝置定位、速度、里程參數的校準方法[3-4]。

1 工作原理及主要測試參數

汽車行駛記錄儀檢定裝置（圖1）配備的高精度衛(wèi)星定位模塊能夠對被檢行駛記錄儀的位置、速度和里程進行檢定。檢定時，將汽車行駛記錄儀檢定裝置和被檢行駛記錄儀安裝在同一車輛上，實車測試，同步記錄兩臺儀器的位置、速度和里程，分析測量結果，兩者的差值作為檢定結果。同時，檢定裝置還可以通過計算特征系數，模擬脈沖信號對行駛記錄儀的脈沖速度和里程進行模擬檢定。本文提出一種衛(wèi)星信號模擬器法（圖2）對汽車行駛記錄儀檢定裝置的定位、速度和里程進行校準，保證其量值準確可靠。

（1）定位：汽車行駛記錄儀檢定裝置所在地理位置的經度、緯度和海拔高度等信息[5-6]。

（2）速度：汽車行駛記錄儀檢定裝置所記錄的車輛行駛速度。

（3）里程：汽車行駛記錄儀檢定裝置所記錄的車輛行駛距離。

圖1 汽車行駛記錄儀檢定裝置

圖2 衛(wèi)星信號模擬器

2 校準方法

將被校行駛記錄儀檢定裝置開機，將信號模擬器信號輸出端連接至行駛記錄儀檢定裝置的天線接口（也可以用無線信號發(fā)射器進行信號發(fā)射），將含有標準位置、速度和里程的衛(wèi)星信號通過信號模擬器輸出，被行駛記錄儀檢定裝置接收，從而完成被校裝置的校準[7]。

標準衛(wèi)星信號用衛(wèi)星信號模擬軟件進行模擬，本次試驗的衛(wèi)星信號持續(xù)時間為394s，含30km/h、50 km/h、70 km/h、90 km/h 和 120 km/h 五個速度段，總里程為5 km，前150 s靜止狀態(tài)的位置坐標為（B：25.935 601°，L：119.209 592°）。速度曲線見圖3。

0～150s， 速度為0 km/h， 設置 150 s 的靜止狀態(tài)是為了保證檢定裝置有足夠的時間準確定位；150～156 s，速度從0 km/h升至 30 km/h；156～186 s，維持速度 30 km/h勻速行駛；186～188.25 s，速度從30 km/h上升至 50 km/h；188.25～220.65 s，維持速度 50 km/h 勻速行駛； 220.65～223.65 s，速度從50 km/h 上升至 70 km/h；223.65～254.51 s，維持速度70 km/h 勻速行駛；254.51～256.76 s，速度從 70 km/h上升至 90 km/h；256.76～304.76 s，維持速度 90 km/h勻速行駛；304.76～306.47 s，速度從 90 km/h 上升至120 km/h；306.47～366.47 s，維持速度 120 km/h 勻速行駛；366.47～394 s，速度從 120 km/h 降為 0 km/h。校準過程中，分別記錄汽車行駛記錄儀檢定裝置的位置、速度、里程值。

圖3 速度曲線

2.1 定位誤差校準

定位誤差也稱定位精度，是指定位模塊所確定的地理位置與實際位置的偏差[6]。 標準衛(wèi)星信號前150 s模擬的是靜止狀態(tài)，此時的位置信息（B0，L0）作為標準位置數據，被校裝置顯示的位置（Bi，Li）為實測定位數據。按地球參考橢球的半徑計算近似定位誤差（也可以將大地坐標轉化成空間直角坐標，按嚴密公式計算定位誤差）：

式中：δ——定位誤差，m；

ΔB——實測緯度值與標準緯度值之差，（''）；

ΔL——實測經度值與標準經度值之差，（''）

2.2 速度誤差檢定

記錄行駛記錄儀檢定裝置在模擬標準速度為30 km/h、50 km/h、70 km/h、90 km/h 和 120 km/h 時的實測速度。按式（2）計算速度差值作為校準結果。

式中：Δv——速度誤差，km/h；

vi——實測速度，km/h；

v0——標準速度，km/h

2.3 里程誤差檢定

記錄汽車行駛記錄儀檢定裝置的全程行駛距離，按式（3）計算標準里程與實測里程的差值作為里程誤差檢定結果。

式中：Δs——里程誤差，km；

si——實測里程，km；

s0——標準里程，km。

3 實例分析

用信號模擬軟件模擬一組衛(wèi)星信號，用LabSat-I型衛(wèi)星信號模擬器對信號進行回放，對一款型號為SG-821C的汽車行駛記錄儀檢定裝置進行校準，經分析速度誤差校準結果的不確定度可達U= 0.3 km/h，可滿足檢定裝置的校準要求[8]。校準結果如表1所示。

表1 校準項目和校準結果

4 結語

用衛(wèi)星信號模擬器對行駛記錄儀檢定裝置的校準相比于用非接觸式光學速度傳感器通過實車路測，可大大提高效率，節(jié)約成本，減少實車路測的局限性。通過實例分析，驗證了校準方法可行且效率較高，能夠滿足汽車行駛記錄儀檢定裝置的校準。但其中還存在一定的問題，比如信號模擬器的溯源問題。因為信號模擬器校準證書給出的是頻率、諧波抑制和非諧波抑制等計量參數，而與定位、速度和里程如何進行換算，從而保證溯源鏈條的完整性這一問題尚待解決。