北斗导航RAIM技术在列车定位的应用研究

全球卫星导航系统的定位完好性监测直接关系到列车的运行安全,由于可见卫星数目不足会导致列车无法准确定位,采用接收机自主完好性监测技术RAIM(Receiver Autonomous Integrity Monitoring)能够对短时期内卫星空间几何分布进行预测,并检测出卫星故障,有效提高列车运行安全。本文针对列车运行过程中的特殊性,定义沿股道方向的水平保护级别ATPL(Along Track Protect Level),并与传统的水平保护级别HPL(Horizontal Protect Level)进行比较,分别用试验数据与青藏铁路实测数据进行验证,ATPL预测值在5.8~15m之间,而HPL预测值在9~35m之间,ATPL算法误差相对较小,能够满足中低密度铁路的完好性检测要求。在卫星故障检测中,本文利用卡方检验的方法确定检验阈值,经过青藏线数据验证,检验统计量均在检验阈值以下,位置精度因子值小于4.05,定位结果较好,表明本文所研究的RAIM技术可以有效提高列车定位结果的可靠性。     

基于北斗导航的列车定位技术研究

北斗卫星已逐步具备应用于列车定位的能力,为北斗卫星导航在铁路系统中的应用发展提供重要契机。将北斗卫星导航系统应用到列车定位系统,不仅能提高定位精度,而且能降低成本,也是列车运行控制系统安全性与可靠性的有力保障,对于列车定位系统的研究具有深远意义。与四大卫星导航系统进行比较,根据列车定位技术的分类,归纳各自特点和研究方向,最后指出基于北斗导航的列车定位技术下一步的重点工作。     

基于北斗卫星导航系统的列车安全定位保障方法

针对目前列车运行控制系统发展规划,尤其是正在飞速发展的基于通信的列车控制在列车定位安全性和精确性方面的需求,基于我国自主开发并建设的北斗卫星导航系统,提出并实现以北斗卫星导航系统为核心,并结合多模定位与多传感器定位测量方式组合融合的列车安全定位方法,介绍其系统架构设计,对涉及的关键技术进行说明.     

地图辅助北斗/惯导组合的列车轨道占用估计方法

卫星导航在铁路运输系统众多基于位置的应用服务中具有广阔的应用前景,我国自主建设的北斗卫星导航系统已正式开始提供区域服务,为卫星导航在铁路系统中的应用发展提供了重要契机。在采用卫星导航实现列车定位的过程中,列车轨道占用状态的估计识别是列车位置描述的重要内容和定位正确性必要前提,本文结合高速列车追踪接近预警系统这一应用背景,根据系统功能及性能的实际需求,提出一种基于地图辅助北斗/惯导组合的列车轨道占用估计方法,该方法利用地图辅助信息对北斗/惯导融合所需系统模型进行约束,并采用交互多模型估计策略将列车组合定位过程与轨道占用状态估计进行结合,有效实现了轨道占用识别的实时性和自主性。论文采用实际现场测试数据对所提出的轨道占用估计方法进行了验证,并通过与GPS模式的比较探讨了我国北斗卫星导航系统在铁路系统应用中的可行性和实际性能。     

高铁隧道内基于北斗卫星的导航定位延伸系统硏究

为了满足高速铁路隧道内的列车定位需求,提出了高铁隧道内基于卫星导航的定位延伸技术。采用中国自行研制、安全可控的全球卫星定位北斗卫星导航系统(BDS),利用现有设施、设备、漏缆、交换机,增加卫星导航接收机、再生卫星信号源等设备,将隧道外北斗卫星导航定位信息二次处理后.实时同步到隧道内信号发射设备上,实现隧道内卫星导航信号全覆盖,连续实时定位、不失锁,保障移动终端卫星接收机正常连续工作,为高铁运营、实时监控提供全方位支撑。     

高铁隧道内基于北斗卫星的导航定位延伸系统研究

为了满足高速铁路隧道内的列车定位需求,提出了高铁隧道内基于卫星导航的定位延伸技术。采用中国自行研制、安全可控的全球卫星定位北斗卫星导航系统(BDS),利用现有设施、设备、漏缆、交换机,增加卫星导航接收机、再生卫星信号源等设备,将隧道外北斗卫星导航定位信息二次处理后,实时同步到隧道内信号发射设备上,实现隧道内卫星导航信号全覆盖,连续实时定位、不失锁,保障移动终端卫星接收机正常连续工作,为高铁运营、实时监控提供全方位支撑。     

基于北斗卫星载波相位平滑伪距的列车定位方法

随着我国北斗卫星导航系统的建设,北斗卫星已逐步具备应用于列车定位的能力。列车在铁路线上存在轨道占用区分的需求,北斗民用伪距定位对并行股道占用情况难以精确定位识别。采用北斗实时载波相位定位精度高,但需近距离基准站的差分信号和模糊度解算,不利于大范围内的实时应用。因此,本文结合北斗卫星伪距的无模糊度和载波相位的高精度特点,提出一种基于北斗载波相位平滑伪距的列车定位方法。该方法首先利用北斗组合相位伪距法探测与修复载波数据周跳,并采用修复后的载波相位数据平滑伪距。文中推导北斗载波相位平滑伪距的原理,分析不同平滑方法的特性和对应的噪声检验公式。采用实测数据计算两种平滑方式得到的结果表明:本文提出的方法能够有效快速探测与修复周跳,平滑伪距精度优于0.2m,满足北斗导航系统在铁路列车定位中的精度要求。     

北斗卫星导航系统在地铁的应用探讨

目前卫星导航技术在我国交通领域的应用已较为普遍,但较多依靠国外技术,在安全性上存在隐患。北斗卫星导航系统是根据我国国情需要研发的具有定位及双向通信能力的卫星导航技术,经过十几年的不断发展已进入成熟阶段。将北斗卫星导航系统应用到地铁的列车定位、通信时钟等系统中,不仅能够提高定位精度与系统能力,更是对城市轨道交通系统安全性与可靠性的有力保障,对于现代交通运输体系建设具有深远意义。     

北斗星基增强系统列车定位应用研究

从北斗卫星导航系统发展的新趋势出发,结合卫星导航系统在我国现有铁路系统的应用现状,模拟选取北京至拉萨铁路沿线20个测量参考点,进行定位精度的仿真测试;验证了北斗星基增强系统在列车定位应用的可行性,进而提出了将北斗星基增强系统应用于铁路系统,为星基增强系统在我国铁路系统中的应用提供了可行性方案。     

基于北斗卫星导航的铁路货物追踪系统研究与设计

介绍北斗卫星导航系统的概况以及铁路在引入北斗卫星导航系统方面所做的相关实验,设计了更高精度的基于北斗卫星导航的货物追踪系统。通过研究既有的列车确报系统、列车调度系统的数据结构及系统间的逻辑关系,使用J2EE技术及Apache CXF技术设计、开发了系统间的接口,最终实现了根据用户输入的车号获得货物的经纬度坐标并在铁路地理信息平台展示。对于实现铁路货物实时高精度地追踪具有一定的参考意义。     

一种基于轨道约束特性的地图匹配算法

目前利用北斗卫星来定位运动载体已成为国内的研究热点。对于铁路车辆来说,必须考虑定位的可靠性、可用性与安全性。除了使用北斗卫星定位之外,还必须结合其他定位手段,组成多源定位系统。本文将铁路列车的运行特性与地图匹配算法相结合,提出了一种具有轨道约束特性的地图匹配算法,通过算法仿真与现场试验证明了该算法的可行性。     

基于北斗卫星导航的悬挂式单轨列车定位技术研究

结合对轨道交通现有成熟列车定位技术的分析,探讨了基于北斗卫星导航的定位技术在悬挂式单轨交通中应用的可行性,提出了一种采用北斗卫星导航技术实现悬挂式单轨列车定位的方法;针对卫星导航信号在城市高大建筑密集区和山区衰落问题,提出采用北斗信号覆盖增强方案,实现无卫星信号环境下的卫星导航信号连续覆盖。     

简讯

▲北斗卫星导航系统应用技术交流会在京召开由中国铁道学会自动化委员会举办的"北斗卫星导航系统应用技术交流会",于2012年12月1日在京召开。来自中国卫星导航定位应用管理中心、铁道部信息办、运输局电务部、铁路局、设计院、铁科院、北京交大、设备提供商等单位的80余人参加了会议。中国卫星导航定位应用管理中心的专家就我国北斗卫星导航系统的发展、建设的重要性及今后的应用方向做了主题报告,部信息办、     

列车卫星定位故障影响分析与检测方法研究

基于全球导航卫星系统的列车定位是铁路多种新型列控系统应用的关键支撑.为了满足特定铁路应用对安全性、可靠性的实际需求,分析了卫星定位可能存在的故障对列车定位性能的影响;基于完好性概念对列车卫星定位故障特征空间进行了划分;在此基础上研究了列车卫星定位单元故障检测方法.结合青藏铁路实际现场数据以及故障注入手段,对提出的故障检...     

基于北斗-陀螺仪组合定位的轨道占用判别方法研究

自主定位是CTCS-4级列控系统对列车定位的要求。在车站内的平行股道区段,轨道占用判别是列控系统获取列车位置信息的重要环节,而现有判别方法尚未满足CTCS-4级列控系统需要。本文使用北斗卫星导航系统与微机械陀螺仪组合定位的技术进行列车定位,重点研究其中的列车轨道占用判别方法。该方法应用模式识别,对从卫星定位系统及惯性传感器获得的列车运行状态进行实时分析,判别当前轨道占用。实验表明,该方法响应时间小于3s,对样本数据判别结果与实际相符,能够很好的辅助列车获取位置信息。     

高速列车定位技术与组合定位系统研究

针对高速列车定位问题,比较分析多种定位技术的优缺点.对单一定位技术均存在一定局限性的问题,讨论基于多传感器信息融合的列车定位系统、基于GPS/INS/MM组合定位系统的工作原理,分析不同组合方式下定位的优缺点.在此基础上,针对我国高铁发展状况,为满足速度在300 km/h以上高铁列车对定位技术的要求,提出基于北斗卫星导航系统的组合定位控制系统结构,并对其性能进行分析.     

北斗铁路列车卫星定位与辅助预警系统

引入北斗导航卫星技术,提出北斗铁路列车卫星定位与辅助预警系统,对列车进行准确定位,并根据铁路运行列车的运行位置进行相邻列车间距预警计算。当相邻列车间的距离达到预警条件时,提示司机和调度人员注意行车安全,防止列车追尾事故的发生。     

基于卫星导航系统的列车控制

目前正在进行的基于卫星导航系统的铁路列车控制的试验表明：不断降低成本和改进性能的卫星导航系统具有提高运输能力和改善安全性的特点，并且能够节省大量的道旁信号设备。在世界范围内，干线铁路正在采用以通信为基础的列车控制（英文名缩写CBTC），以此取代常规的信号，从而增加了运输能力，改进了性能，降低了道旁设备的安装和维护的成本。     

“北斗”卫星导航系统在铁路行业中的应用

总结"北斗"卫星导航系统的特点,并与目前应用普遍的GPS进行比较,考虑依赖GPS进行导航定位存在风险可能性,提出卫星导航走向应以"北斗"导航定位系统为主,并与GPS系统相结合,提高系统导航的精度及可靠性。最后对"北斗"卫星导航系统在铁路行业中应用的可行性进行讨论。     

基于RTK-GPS/INS的列车组合定位方法研究

在铁路运输当中,单纯的卫星定位或惯性定位均无法提供更高的精度。因此,提出一种高精度的RTK-GPS和惯性平台相组合的定位导航系统,系统主要包括卫星接收基站、传感器输入部分、状态检测部分、数据融合部分和定位数据输出部分。在整体系统中,数据融合部分采用卡尔曼;传感器输入部分采用结合无损变换的粒子群算法改进的自适应RLS滤波;利用组合导航过程,对数据融合误差纠正方程进行学习,在卫星失锁情况中,利用学习结果持续对惯性测量单元滤波后的数据进行校正。对提出的数据融合算法和组合导航系统进行半实物验证和实物测试,结果表明:在有复杂干扰的列车运行环境中,在该算法和系统的配合下,可以基本满足较高精度的列车实时定位,在工程中具有一定的适应性和实际应用价值。