在車輛測(cè)試與性能評(píng)估領(lǐng)域，0.1 km/h的精度差距可能意味著不同的技術(shù)等級(jí)

在現(xiàn)代汽車工業(yè)研發(fā)與測(cè)試領(lǐng)域，精度和可靠性是衡量車輛性能的關(guān)鍵指標(biāo)。日本小野測(cè)器（ONO SOKKI）推出的系列GPS速度儀，通過(guò)融合多衛(wèi)星系統(tǒng)定位與慣性測(cè)量單元補(bǔ)償 技術(shù)，為車輛測(cè)試提供了的高精度速度測(cè)量解決方案。

這些精密儀器不僅能測(cè)量基本的速度與距離參數(shù)，還能提供橫向速度、側(cè)滑角、車輛姿態(tài)角等豐富數(shù)據(jù)，滿足從基礎(chǔ)研發(fā)到專業(yè)認(rèn)證測(cè)試的各種需求。

01 測(cè)量原理：多普勒效應(yīng)與IMU補(bǔ)償?shù)娜诤?/h2>

小野測(cè)器GPS速度儀的核心技術(shù)基于GPS信號(hào)的多普勒效應(yīng)。當(dāng)GPS衛(wèi)星與地面接收器之間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，接收到的信號(hào)頻率會(huì)發(fā)生變化——衛(wèi)星接近時(shí)頻率增高，遠(yuǎn)離時(shí)頻率降低。

通過(guò)精確測(cè)量這種頻率偏移，設(shè)備可以計(jì)算出接收器的運(yùn)動(dòng)速度。

在實(shí)際應(yīng)用中，僅依靠單一衛(wèi)星的信號(hào)是不夠的。小野測(cè)器的高精度速度測(cè)量需要同時(shí)接收至少4顆GPS衛(wèi)星的信號(hào)，通過(guò)解算復(fù)雜的方程組，得出移動(dòng)物體的三維速度矢量。

其水平方向的速度測(cè)量精度在2σ情況下可達(dá)0.03 m/s（約0.1 km/h），遠(yuǎn)超傳統(tǒng)基于位置差分計(jì)算速度的方法。

然而，單純依賴衛(wèi)星信號(hào)存在天然缺陷。在城市峽谷、隧道或林蔭道路等環(huán)境中，衛(wèi)星信號(hào)容易受到遮擋而中斷或精度下降。

為解決這一問(wèn)題，小野測(cè)器引入了IMU（慣性測(cè)量單元）補(bǔ)償技術(shù)，通過(guò)3軸加速度計(jì)和3軸陀螺儀，在衛(wèi)星信號(hào)不佳時(shí)提供連續(xù)的速度測(cè)量。

IMU與GPS的融合方式堪稱技術(shù)上的互補(bǔ)——GPS提供長(zhǎng)期高精度基準(zhǔn)，抑制IMU誤差累積。

而IMU則在短時(shí)間內(nèi)提供高頻率、連續(xù)的速度數(shù)據(jù)，當(dāng)衛(wèi)星信號(hào)短暫丟失時(shí)，系統(tǒng)依然能夠保持測(cè)量的連續(xù)性。

02 產(chǎn)品系列：全面覆蓋不同測(cè)試需求

小野測(cè)器GPS速度儀產(chǎn)品線豐富，為不同應(yīng)用場(chǎng)景和精度要求提供了多種解決方案。

LC-7700：基礎(chǔ)型GPS車速儀

LC-7700是一款利用GPS原理的車速儀，能高精度測(cè)量車輛速度和行駛距離。它采用100Hz的實(shí)時(shí)測(cè)量，適合從低速試驗(yàn)到加減速試驗(yàn)的廣范圍試驗(yàn)類型。

該設(shè)備速度測(cè)量范圍為0.3-500.0km/h，精度達(dá)到±0.1km/h以內(nèi)（在測(cè)量距離300m以上、速度30km/h以上、捕捉到8個(gè)衛(wèi)星以上時(shí))。

緊湊的設(shè)計(jì)使其方便在汽車中放置，是基礎(chǔ)車速測(cè)試的理想選擇。

LC-8310：高靈敏度GNSS速度儀

LC-8310是小野測(cè)器的高靈敏度速度儀，支持GPS與GLONASS雙衛(wèi)星系統(tǒng)，提高了信號(hào)接收的穩(wěn)定性和可靠性。

該設(shè)備體積為170×120×41mm，重量?jī)H約0.75kg，輕巧的設(shè)計(jì)使其甚至可以安裝在摩托車和工程車輛上使用。

LC-8310的測(cè)量精度為速度±0.2km/h，距離±0.2%，標(biāo)準(zhǔn)配置4通道模擬信號(hào)輸入，1通道脈沖輸入，64通道CAN數(shù)據(jù)輸入，可滿足各種測(cè)量需要。

LC-8220：矢量速度測(cè)量專家

LC-8220是一款專業(yè)級(jí)GPS矢量速度儀，不僅能測(cè)量常規(guī)的水平速度，還能提供直行速度、橫向速度和側(cè)滑角等高級(jí)參數(shù)。

該設(shè)備更新頻率達(dá)100Hz，直進(jìn)速度測(cè)量范圍-500.0-500.0km/h，參考精度±0.2km/h；橫向速度測(cè)量范圍-20.0-20.0m/s，參考精度±0.08m/s。

LC-8220標(biāo)配IMU（慣性測(cè)量單元），支持CAN總線數(shù)據(jù)輸入輸出，可同時(shí)測(cè)量超過(guò)30種參數(shù)，是車輛動(dòng)力學(xué)測(cè)試和高級(jí)研發(fā)的理想工具。

03 技術(shù)特點(diǎn)：精度與可靠性的保障

小野測(cè)器GPS速度儀融合了多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)，確保在復(fù)雜測(cè)試環(huán)境中仍能提供可靠數(shù)據(jù)。

多衛(wèi)星系統(tǒng)支持是現(xiàn)代GPS速度儀的重要特征。新一代產(chǎn)品如LC-8310和LC-8220不僅支持GPS，還兼容GLONASS衛(wèi)星系統(tǒng)，大大提高了可用衛(wèi)星數(shù)量，在困難環(huán)境下也能保持穩(wěn)定跟蹤。

高速更新頻率是保證數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性的關(guān)鍵。小野測(cè)器GPS速度儀的更新頻率達(dá)到100Hz，比傳統(tǒng)GPS接收器高出一個(gè)數(shù)量級(jí)，能夠捕獲車輛動(dòng)態(tài)特性的細(xì)微變化。

部分型號(hào)甚至提供500Hz的IMU模擬信號(hào)輸出選配功能，滿足高性能測(cè)試需求。

多通道數(shù)據(jù)接口設(shè)計(jì)使設(shè)備能輕松集成到各種測(cè)試系統(tǒng)中。LC-8310標(biāo)準(zhǔn)配置4通道模擬輸入、1通道脈沖輸入和64通道CAN輸入，可以同步記錄車輛多種傳感器數(shù)據(jù)。

無(wú)線數(shù)據(jù)通信功能是LC-8310系列的另一大亮點(diǎn)，通過(guò)選配的無(wú)線通信單元，測(cè)試車輛與基站之間可以實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)，最多支持63臺(tái)設(shè)備同時(shí)通信，特別適用于多車協(xié)同測(cè)試場(chǎng)景。

04 應(yīng)用場(chǎng)景：從研發(fā)到認(rèn)證的全流程覆蓋

小野測(cè)器GPS速度儀在汽車測(cè)試領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，覆蓋了從基礎(chǔ)性能測(cè)試到高級(jí)動(dòng)力學(xué)研究的多個(gè)方面。

加速與制動(dòng)測(cè)試是GPS速度儀最基本的應(yīng)用場(chǎng)景。設(shè)備提供的100Hz高速更新和±0.1km/h精度，可以準(zhǔn)確測(cè)量車輛的加速性能和制動(dòng)距離。

LC-8310系列甚至內(nèi)置了起步加速、行駛加速、制動(dòng)試驗(yàn)（MFDD）、制動(dòng)試驗(yàn)（ABS）等多種測(cè)試模式，無(wú)需外部設(shè)備即可完成標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試。

油耗排放測(cè)試是另一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域。配合相關(guān)選配軟件，小野GPS速度儀可以按照WLTP等全球統(tǒng)一的汽車油耗測(cè)試規(guī)程進(jìn)行測(cè)試，為車輛認(rèn)證提供可靠數(shù)據(jù)。

車輛動(dòng)力學(xué)測(cè)試是LC-8220等型號(hào)的專長(zhǎng)。通過(guò)測(cè)量橫向速度、側(cè)滑角和車輛姿態(tài)角等參數(shù)，研究人員可以深入分析車輛的操縱穩(wěn)定性和極限性能。

這些數(shù)據(jù)對(duì)車輛底盤調(diào)校和電子穩(wěn)定系統(tǒng)的開發(fā)至關(guān)重要。

通過(guò)噪聲測(cè)試是LC-8310配合專用軟件的特色應(yīng)用。通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)通信，將車輛行駛速度實(shí)時(shí)傳輸給基站的聲音測(cè)量系統(tǒng)。

實(shí)現(xiàn)車速與噪聲數(shù)據(jù)的精確同步，滿足法規(guī)測(cè)試要求。

小野測(cè)器GPS速度儀憑借其精準(zhǔn)的測(cè)量和穩(wěn)定的性能，已成為現(xiàn)代車輛測(cè)試領(lǐng)域的工具。從簡(jiǎn)單的速度距離測(cè)量，到復(fù)雜的車輛動(dòng)力學(xué)分析。

這些設(shè)備通過(guò)多衛(wèi)星信號(hào)與慣性導(dǎo)航的深度融合，推動(dòng)著汽車技術(shù)不斷向前發(fā)展。在汽車產(chǎn)業(yè)向電動(dòng)化、智能化邁進(jìn)的今天，高精度測(cè)試設(shè)備的重要性將愈發(fā)凸顯。

參考資料：本文技術(shù)參數(shù)及原理主要引自小野測(cè)器資料，包括LC-7700、LC-8310、LC-8220產(chǎn)品規(guī)格說(shuō)明及LC-8000系列工作原理說(shuō)明。