一种汽车行驶记录仪检定装置校准方法

周志春/福建省计量科学研究院

0 引言

汽车行驶记录仪检定装置是以GPS速度传感器为测速单元，可以对汽车行驶记录仪进行实车测试和模拟测试的测试仪器。我国自2015年3月起实施了GB/T 21861-2014《机动车安全技术检验项目和方法》，该标准规定公路客车、旅游客车、危险货物运输车、专用校车等应安装符合规定的汽车行驶记录仪[1-2]。全国大部分机动车检测机构都已按要求购置汽车行驶记录仪检定装置，用于对车辆行驶记录仪各参数进行检定。

对于机动车行驶记录仪检定装置，国家无现行有效的检定规程或校准规范，国家及各省计量校准机构对机动车行驶记录仪检定装置的校准方法各不相同[2]。本文提出一种用卫星信号模拟器对汽车行驶记录仪检定装置定位、速度、里程参数的校准方法[3-4]。

1 工作原理及主要测试参数

汽车行驶记录仪检定装置（图1）配备的高精度卫星定位模块能够对被检行驶记录仪的位置、速度和里程进行检定。检定时，将汽车行驶记录仪检定装置和被检行驶记录仪安装在同一车辆上，实车测试，同步记录两台仪器的位置、速度和里程，分析测量结果，两者的差值作为检定结果。同时，检定装置还可以通过计算特征系数，模拟脉冲信号对行驶记录仪的脉冲速度和里程进行模拟检定。本文提出一种卫星信号模拟器法（图2）对汽车行驶记录仪检定装置的定位、速度和里程进行校准，保证其量值准确可靠。

（1）定位：汽车行驶记录仪检定装置所在地理位置的经度、纬度和海拔高度等信息[5-6]。

（2）速度：汽车行驶记录仪检定装置所记录的车辆行驶速度。

（3）里程：汽车行驶记录仪检定装置所记录的车辆行驶距离。

图1 汽车行驶记录仪检定装置

图2 卫星信号模拟器

2 校准方法

将被校行驶记录仪检定装置开机，将信号模拟器信号输出端连接至行驶记录仪检定装置的天线接口（也可以用无线信号发射器进行信号发射），将含有标准位置、速度和里程的卫星信号通过信号模拟器输出，被行驶记录仪检定装置接收，从而完成被校装置的校准[7]。

标准卫星信号用卫星信号模拟软件进行模拟，本次试验的卫星信号持续时间为394s，含30km/h、50 km/h、70 km/h、90 km/h 和 120 km/h 五个速度段，总里程为5 km，前150 s静止状态的位置坐标为（B：25.935 601°，L：119.209 592°）。速度曲线见图3。

0～150s， 速度为0 km/h， 设置 150 s 的静止状态是为了保证检定装置有足够的时间准确定位；150～156 s，速度从0 km/h升至 30 km/h；156～186 s，维持速度 30 km/h匀速行驶；186～188.25 s，速度从30 km/h上升至 50 km/h；188.25～220.65 s，维持速度 50 km/h 匀速行驶； 220.65～223.65 s，速度从50 km/h 上升至 70 km/h；223.65～254.51 s，维持速度70 km/h 匀速行驶；254.51～256.76 s，速度从 70 km/h上升至 90 km/h；256.76～304.76 s，维持速度 90 km/h匀速行驶；304.76～306.47 s，速度从 90 km/h 上升至120 km/h；306.47～366.47 s，维持速度 120 km/h 匀速行驶；366.47～394 s，速度从 120 km/h 降为 0 km/h。校准过程中，分别记录汽车行驶记录仪检定装置的位置、速度、里程值。

图3 速度曲线

2.1 定位误差校准

定位误差也称定位精度，是指定位模块所确定的地理位置与实际位置的偏差[6]。 标准卫星信号前150 s模拟的是静止状态，此时的位置信息（B0，L0）作为标准位置数据，被校装置显示的位置（Bi，Li）为实测定位数据。按地球参考椭球的半径计算近似定位误差（也可以将大地坐标转化成空间直角坐标，按严密公式计算定位误差）：

式中：δ——定位误差，m；

ΔB——实测纬度值与标准纬度值之差，（''）；

ΔL——实测经度值与标准经度值之差，（''）

2.2 速度误差检定

记录行驶记录仪检定装置在模拟标准速度为30 km/h、50 km/h、70 km/h、90 km/h 和 120 km/h 时的实测速度。按式（2）计算速度差值作为校准结果。

式中：Δv——速度误差，km/h；

vi——实测速度，km/h；

v0——标准速度，km/h

2.3 里程误差检定

记录汽车行驶记录仪检定装置的全程行驶距离，按式（3）计算标准里程与实测里程的差值作为里程误差检定结果。

式中：Δs——里程误差，km；

si——实测里程，km；

s0——标准里程，km。

3 实例分析

用信号模拟软件模拟一组卫星信号，用LabSat-I型卫星信号模拟器对信号进行回放，对一款型号为SG-821C的汽车行驶记录仪检定装置进行校准，经分析速度误差校准结果的不确定度可达U= 0.3 km/h，可满足检定装置的校准要求[8]。校准结果如表1所示。

表1 校准项目和校准结果

4 结语

用卫星信号模拟器对行驶记录仪检定装置的校准相比于用非接触式光学速度传感器通过实车路测，可大大提高效率，节约成本，减少实车路测的局限性。通过实例分析，验证了校准方法可行且效率较高，能够满足汽车行驶记录仪检定装置的校准。但其中还存在一定的问题，比如信号模拟器的溯源问题。因为信号模拟器校准证书给出的是频率、谐波抑制和非谐波抑制等计量参数，而与定位、速度和里程如何进行换算，从而保证溯源链条的完整性这一问题尚待解决。