基于简化鲁棒UKF的GNSS/INS紧组合列车定位方法

针对GNSS/INS组合列车定位中的信息融合非线性与传感器量测故障问题，为满足复杂多变列车运行场景下列车定位精度与鲁棒性的需求，提出一种基于简化鲁棒UKF的GNSS/INS紧组合列车定位优化方法。综合标准KF的时间更新与标准UKF的量测更新来构建简化UKF,在保证GNSS/INS紧组合列车定位精度的同时改善定位解算实时性。在简化UKF滤波框架内，引入故障检测与自适应调整因子构建简化鲁棒UKF,可以快速检测传感器量测故障导致的系统故障，并对故障历元的量测噪声协方差进行自适应调整降低滤波增益，使得滤波算法具有较强的鲁棒性。采用京沈高铁实测数据与故障仿真数据进行算法定位性能验证与评估，结果表明：基于简化UKF的GNSS/INS紧组合定位算法水平定位精度为2.686 5 m,与传统EKF滤波模型下的紧组合与松组合方法相比定位精度分别提高5.6%和15.0%。此外，提出的简化鲁棒UKF方法可以快速有效检测到不同类型的传感器量测故障，且大幅抑制传感器量测故障，优化复杂运行场景下的列车定位精度与鲁棒性。     

BDS-3精密单点定位在铁路勘测中的应用研究

为研究第三代北斗卫星导航系统（BDS-3,BeiDou Navigation Satellite System-3）精密单点定位技术（PPP,Precise Point Positioning）在铁路勘测应用中的可行性，文章推导了BDS-3任意双频非差非组合PPP通用函数模型，并采用该模型对BDS-3卫星B1I、B3I、B1C和B2a信号形成的5种双频组合进行PPP解算和性能分析，利用某铁路观测数据，对BDS-3进行PPP解算。结果表明，所有观测时段内可见卫星数约为7～11颗，空间位置精度因子（PDOP,Position Dilution of Precision）值约为2.0，可见卫星数较多，且空间几何分布良好；在静态和仿动态解算模式下，在水平和高程方向均可实现厘米级的定位精度。该研究可为BDS-3精密单点定位技术在铁路勘察中的应用提供参考。     

LSSVM增强的受限环境列车定位精度优化方法

GNSS/INS是目前较为理想的定位组合方式,但在GNSS信号较长时间缺失的情况下INS的定位误差会逐渐发散.为解决此问题提出一种针对卫星信号受限环境的LSSVM增强列车组合定位方法,并在青藏铁路线应用试验.试验结果表明:LSSVM增强列车组合定位方法能够有效提高组合导航系统在GNSS信号缺失情况下的定位精度,且相比于...     

基于iBeacon的站内定位导航系统设计研究

通过研究国内外室内定位技术应用现状,分析在铁路车站内基于iBeacon实现定位、导航,构建站内导航系统的可行性。提出了基于iBeacon的指纹匹配定位算法,采用面向服务的架构体系,融合多源系统异构数据,提出并设计了站内导航系统总体架构、逻辑架构及网络架构。设计了站内导航系统的功能,满足了旅客在站内对位置服务的需求及对站内外导航接续服务需求。利用大数据分析及数据挖掘技术为铁路车站工作人员提供了站内商业智能分析。通过系统的建设能够解决旅客在站内“迷路”的难题,提升旅客出行体验,改善客运服务质量,降低客运服务成本。     

列车组合定位系统定位精度评估方法研究

为定量、准确地评估列车组合定位系统的定位精度,研究了基于高精度参考系统的列车组合定位系统定位精度评估方法,提出实时和后处理定位精度评估策略。选取高精度SPAN-FSAS(Synchronized Position AttitudeNavigation-FSAS)组合导航系统为参考系统,计算瞬时定位误差评估列车组合定位系统的实时定位精度。选取IE(Inertial Explorer)紧耦合和RTKLIB动态模式解算的高精度定位结果为参考,计算多个定位精度评估参数,综合评估列车组合定位系统的后处理定位精度。以环行铁道试验线的实测数据为基础,验证了所提方法可以直观、定量地观测到列车组合定位系统的瞬时定位精度和后处理定位精度。     

基于简易IMU的低成本列车定位系统研究

针对我国当前列车定位技术中存在的不足,并结合列车定位的使用环境和实际需要,忽略列车的海拔高度、天向速度和部分姿态角信息,对传统惯性导航系统进行了简化设计,提出了一种低成本的简易惯性测量装置(简易IMU)。文中仅采用一个单自由度陀螺仪和两个加速度计作为惯性测量器件,构成简易IMU,通过导航解算获得列车的即时速度和位置,从而实现列车的导航定位。文中设计了该简易IMU的系统结构,并经详细推导获得其导航定位解算方法。仿真结果表明,该简易IMU能够全天候地对列车进行连续可靠的自主导航定位,导航信息全面且定位精度较高,并显著地降低系统的成本、复杂性和计算量,为解决现有列车定位技术中存在的问题,进行了有益的尝试。     

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。     

基于组合定位的现代有轨电车雷达防撞系统设计

现代有轨电车作为一种新型公共交通工具,因半独立路权的运营方式使其与其他社会车辆相撞的事故近年来频频发生,有轨电车防撞系统成为保障现代有轨电车安全运营的重要设备。在分析比较传统防撞系统的方式方法后,根据现代有轨电车实际运营环境特征,结合卫星导航与无线射频识别技术,提出一种基于扩展卡尔曼滤波和目标跟踪算法的低成本组合定位雷达防撞系统。测试结果表明,该防撞系统在结合组合定位模块数据后可有效判断列车当前行驶的危险区域范围,降低单一雷达防撞系统的误报警率,及时发出报警信息,提高防撞系统的准确性和稳定性,更好的保障有轨电车运行安全。     

北斗RTK在铁路勘测中应用研究及精度分析

研究试验BDS、GPS、BDS+GPS三种RTK测量模式下水平和高程精度情况,分析不同定位模式间坐标较差,比较测量结果与已知点间的坐标较差。研究结果表明,BDS RTK定位精度与GPS RTK基本相当,满足铁路测量规范的要求;BDS和GPS组合RTK定位在山区、林区和城区作业环境困难地区较单系统定位更具优越性。     

Thales和OSCP合作开发光学惯性技术

正Thales(泰雷兹)和蒙特利尔的技术初创公司OSCP(One Silicon Chip Photonics)目前正在开发一种基于光学惯性技术的自主列车定位设备。在ENCQOR(Evolution of Networked Services Through a Corridor in Quebec and Ontario for Research and Innovation)5G计划的支持下,该研究的目的是"在5G无线技术领域促进创新的CanadaQuebec-Ontario合作伙伴关系",Thales/OSCP旨在在自动列车平台上测试高性能光学惯性传感器系统。其目标是开发可部署在城市和干线铁路环境中的半自动和自动车辆中的传感和导航功能。     

基于RTK的敞车装载集装箱中心定位方案

通过阐述铁路敞车装载集装箱偏载问题,在分析该问题研究现状的基础上,提出运全球导航卫星系统加以解决。为了提高定位精度,引入实时动态载波相位差分技术(RTK),探讨基于该技术的敞车装载集装箱中心定位设计方案,经过试验证明该方案的可行性,并且将精度控制在30mm以内,有效解决敞车装载集装箱偏载问题。     

基于DGPS的组合定位系统研究与设计

本文介绍一种基于DGPS、地面仿真平台和应答器定位的组合定位技术,该技术提高了DGPS的定位精度.提出一种里程平滑算法,改善了DGPS在不利环境条件下的应用,现场试验证明该组合定位系统能够提高列车定位的精度、连续性与可靠性.     

基于灰色理论的列车组合定位轮径校准方法研究

多传感器组合定位是实现低成本、高精度列车定位的有效方法.本文针对列车车轮磨损导致轮径减小从而影响组合定位系统里程计定位精度的问题,分析列车组合定位系统里程计定位的误差特性,给出利用GPS、惯性定位传感器辅助轮径校准方法,并结合灰色预测理论,提出一种基于灰色理论的轮径校准方法.该方法通过"更新-预测-更新"的过程,在一定...     

一种基于GPS/DR/MM组合的列车定位方法研究

针对我国铁路列车定位精度低和实时性差的问题,阐述一种基于GPS/DR/MM组合的列车定位系统框架,同时利用离散平稳小波变换和Kalman组合滤波的方式对列车定位数据进行处理。通过引入离散平稳小波变换,弥补Kalman滤波的非线性差以及需要建立精确系统数学模型的缺点,从而减小定位数据的状态估计偏差。通过GPS/DR/MM的组合定位方法,引入负反馈调节机制,不断修正DR的累积误差,提高列车定位的精度,保证及时、准确、可靠地获取列车的位置信息。通过实验验证,该方法能够满足列车连续和高精度定位要求,对实际工程应用具有一定的参考价值。     

铁路工务应急定位与导航服务系统

为解决铁路应急管理中地理位置信息的不兼容，实现对事故地点的定位与导航，研究了一维坐标系向二维坐标系的转换算法，阐述了里程点坐标换算的计算方法和实现过程，在此基础上，设计了一套基于移动终端的铁路工务应急定位与导航服务系统，借助百度地图接口，系统以Java作为主要开发语言，选用Android Studio作为集成开发环境，以京沪线部分数据为例，按功能设计进行开发，实现了定位与导航。对于应急管理中救援，具有重要意义。     

RFID技术的定位改进算法在铁路隧道人员定位中的应用

本文介绍无线射频识别技术(RFID)的基本原理,重点阐述基于RFID的LANDMARC定位算法的原理与过程。在此基础上,综合考虑铁路隧道内折射、反射、多径效应等因素对场强的影响,分析LANDMARC定位算法的不足,将此算法进行改进,提出自适应LANDMARC k-邻居算法,结合RF Code公司的硬件系统,将其应用到铁路隧道人员定位系统中。实验证明改进的算法具有更高的定位精度:定位精度在1m以内的标签占70%,比原来算法的60%提高10%;93%的标签定位误差小于1.5m,且最大误差控制在2.5m以内。对提高隧道内人员的安全管理水平具有重要意义。     

北斗卫星导航定位技术在我国铁路应用探讨

介绍国内外卫星导航定位技术的现状及发展趋势,提出基于北斗二代卫星系统在我国铁路导航定位方面的主要应用领域,分析应用研究的关键技术,阐述主要技术方案、技术路线和解决途径.     

GPS-ZigBee组合定位在现代有轨电车定位中的应用

目前,现代有轨电车定位主要采用GPS(全球定位系统)定位方式,在某些特殊地区其定位精度会受到影响,提出GPS-ZigBee(紫蜂协议)组合定位的方式定位来解决这一问题。并且提出使用联邦卡尔曼滤波器对GPS定位数据和ZigBee定位数据进行滤波融洽,提高GPS-ZigBee定位组合的定位精度。结果表明,经过融合滤波,GPS-ZigBee组合定位在提高现代有轨电车定位精度方面,比较原有的定位系统更具优越性,使现代有轨电车定位系统的定位精度得到有效改善。     

RFID技术在列车高精度定位中的应用

在CBTC(基于通信的列车控制)系统中,列车定位的精确性是保证列车安全高效运行的前提,而基于RFID(radio frequency identification,无线射频识别)的列车定位技术,是提供高精度列车定位的技术条件。从电子标签、读写器、系统高层3方面对RFID技术工作原理进行阐述,并介绍基于不同设计标准的RFID铁路应答器的技术指标及工作原理;分析影响列车定位精度的列车位置不确定性产生的3种因素(测速误差、轮径误差和应答器校正误差),提出通过RFID铁路应答器消除列车位置不确定性,提高列车精确定位的方法,并通过实测数据,验证RFID技术高精度定位的可行性,即在不同行车速度下,RFID技术均能准确完成列车定位,RFID应答器响应时间均在0.2 s以内,实际定位误差均未超过测量值的2%,可以满足轨道交通中低速CBTC列车辅助定位的需求。     

隐蔽空间下超宽带TDOA定位算法研究

针对隧道等隐蔽空间环境复杂,干扰严重,最小二乘位置解算方法定位精度低的情况,研究一种结合最小二乘(Least Square,LS)位置求解方法的BP(Back Propagation)神经网络定位算法。首先基于超宽带(Ultra Wide Band,UWB)系统到达时间差(Time Difference Of Arrival,TDOA)利用最小二乘法进行位置解算,然后根据解算得到的初始位置进行TDOA测量值修正,BP神经网络基于修正后的TDOA对LS定位结果进行优化。仿真结果表明,该方法可以有效克服非视距误差影响,定位精度大幅提高,且在不同误差环境下具有一定通用性。