基于扩频技术的列车定位

论述了基于扩频技术的列车定位原理,在此基础上,提出扩频无线电列车定位系统的初步框架,并将它与其它CBTC列车定位方法作了比较。     

直接序列扩频通信中扩频码捕获系统的研究

围绕扩频通信中的关键技术-扩频码的捕获展开讨论．针对直接序列扩频通信中的同步速度问题。研究了扩频码的捕获原理；通过状态分析，利用编码序列相位转移图，研究了扩频码的捕获过程；论述了虚警产生的原因、虚警概率和虚警对同步捕获速度的影响．在此基础上，提出了一种带有辅助电路的扩频码捕获系统，该系统可大大降低非相关状态下输入门限检测器的等效噪声电压，从而降低虚警概率，缩短捕获时间，提高通信效率．     

基于m序列扩频码的研究

以Gold码偶位码为基础给出了m序列偶位码的含义,又提出了m序列奇数位码和双偶码的概念,并分析了它们的相关特性,得出了相对于Gold码相关特性没有明显降低而序列数量却有所增加的一组新的码序列集合。     

高速铁路列车定位技术的研究

给出了高速铁路列车定位技术的一般概念,阐述了高速铁路中常用的列车定位技术。最终提出了一种崭新的列车定位模型,综合利用基于卫星的列车定位技术和基于查询／应答器的定位技术,大量减少了地面的查询／应答器,并对这些定位技术进行了比较。     

直接序列扩频通信中扩频码捕获系统的研究

围绕扩频通信中的关键技术-扩频码的捕获展开讨论.针对直接序列扩频通信中的同步速度问题,研究了扩频码的捕获原理;通过状态分析,利用编码序列相位转移图,研究了扩频码的捕获过程;论述了虚警产生的原因、虚警概率和虚警对同步捕获速度的影响.在此基础上,提出了一种带有辅助电路的扩频码捕获系统,该系统可大大降低非相关状态下输入门限检测器的等效噪声电压,从而降低虚警概率,缩短捕获时间,提高通信效率.     

基于单片机和FPGA的简易数字电视接收机

为满足开发数字电视接收机简便快速的应用需求,建立了一种基于单片机和FPGA为核心的通用的数字电视接收系统。该系统包含了供电单元、调谐振荡电路、解调电路、单片机控制电路、FPGA数据转换单元、PC控制单元等。测试表明:该系统各项功能完善、工作正常,且成本低廉、通用性强、升级方便,具有较强的推广应用价值。     

基于GNSS/INS的列车定位风险评估方法

全球卫星导航系统（global?navigation?satellite?system,GNSS）应用于列车运行控制系统位置服务时,需对其进行风险评估,以确保其满足安全相关的需求. 为此,首先建立一种基于卫星导航系统与惯导系统（inertial?navigation system,INS）融合的列车定位单元结构,通过分析传感器融合数据对故障进行检测及识别,并计算水平保护距离,结合水平位置误差、水平告警门限、告警时间等指标参数,对列车定位单元的工作状态进行识别;其次在此基础上分析由危险状态生成的风险事件,并计算列车定位单元危险侧失效率及故障概率;最后结合现场试验数据对所提出的风险评估方法进行测试验证. 验证结果表明:若误警率、漏检率均为1 × 10?7/h,水平告警门限为20 m,定位单元在相对开阔环境下的故障率为9.14 × 10?7/h,受限环境下的故障率为1.52 × 10?4/h;若运行线路对风险指标参数需求降低,则误警率、漏检率及水平告警门限也会增大,受限环境下的定位单元故障率也随之降低,在误警率、漏检率均为1 × 10?5/h,水平告警门限为100 m时,计算获得的受限环境下定位单元故障率为0. 因此,在对定位单元进行风险评估时需考虑不同线路对指标参数的需求.      

基于RFID技术的列车精确定位系统设计与试验

通过对目前列车定位技术的优缺点分析对比,提出将RFID技术运用于列车定位,同时用C语言开发了RFID（Radio frequency technology）列车定位控制系统,并在模拟实验台上对其进行了试验.试验表明：RFID技术能够独立完成列车的定位,高速阅读器识别电子标签并从中读取信息的速度为20 ms左右,满足高速铁路运输.试验中RFID技术定位精度为5 cm,可以直接定位区分复线中列车所在线路以及道岔处位置.无线射频技术具有一定的抗干扰能力,能适应多沙土和多雨水的恶劣自然环境,同时可以检测列车脱节问题.     

CBTC下的列车定位不确定性影响因素分析

CBTC技术的实现依赖于高精度的列车定位。为了满足CBTC系统的高精度定位要求,必须分析清楚影响城市轨道交通列车定位的因素以及各种因素之间的相互关系。因此,首先分析了CBTC系统实现列车定位的原理和硬件设备。然后,采用故障树分析方法详细分析了影响列车定位精度的因素,并建立了相应的故障树模型。最后,通过故障树分析方法确定影响列车定位的因素,为以后研究并建立列车定位不确定性的数学模型打好基础。     

基于道岔曲线信息的列车定位方法研究

在安全苛求的现代列车控制系统中,列车的实时定位是一个十分重要的环节. 传统的基于里程计的列车定位方法只能提供列车行驶的里程信息,在具有多条平行股道的铁路车站,传统的列车定位方法无法解决轨道占用识别的问题. 本文根据列车在铁路线路上运行的特点,提出了基于道岔曲线信息的列车定位方法,该方法利用GPS及惯性传感器辅助提取列车在道岔处的速度、加速度、角速度等运行特征,得到列车在道岔处的转弯半径、曲率变化及运行方向,并通过与车载地图数据库进行比较,实现准确的轨道占用识别及列车定位. 文中给出了采用传感器获取运行特征的方法以及实现道岔信息匹配的流程. 现场测试结果表明,在当前试验条件下,该方法已具备较强的轨道占用识别能力,能够在一定程度上提高列车定位的性能.     

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在安全苛求的现代列车控制系统中,列车的实时定位是一个十分重要的环节. 传统的基于里程计的列车定位方法只能提供列车行驶的里程信息,在具有多条平行股道的铁路车站,传统的列车定位方法无法解决轨道占用识别的问题. 本文根据列车在铁路线路上运行的特点,提出了基于道岔曲线信息的列车定位方法,该方法利用GPS及惯性传感器辅助提取列车在道岔处的速度、加速度、角速度等运行特征,得到列车在道岔处的转弯半径、曲率变化及运行方向,并通过与车载地图数据库进行比较,实现准确的轨道占用识别及列车定位. 文中给出了采用传感器获取运行特征的方法以及实现道岔信息匹配的流程. 现场测试结果表明,在当前试验条件下,该方法已具备较强的轨道占用识别能力,能够在一定程度上提高列车定位的性能.     

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基于北斗导航系统实现列车定位具有显著的性能及成本效益.为确保其符合特定应用需求,需要对定位完好性进行有效监测.立足于对常规接收机自主完好性监测方法进行有效辅助,本文提出一种应用于北斗列车定位的接收机自主完好性监测可用性预测方法.该方法利用北斗导航系统历书信息,结合列车运行计划实施完好性监测离线计算,预先对实际行车过程中可能的完好性状况进行估计,为列车在途定位完好性监测计算提供先验信息,确保定位结果满足应用需求.采用现场试验数据验证了本文所提出方法的预测能力,在基于卫星导航的列车控制等系统领域具有重要的应用价值.     

列车轮群激励的频谱

本文提出：由于列车的运行，线路在通过列车轮群周期性力作用下的强迫振动，因而，线路振动是不可避免的。通过对列车车轮群激励的频谱分析，指出它们主要集中在数十赫芝以内，对线路自振动频率较低的下部结构物特别有害，在设计高速铁路线路和旧线提速改造时对它们的破坏作用应予以重视。     

AR自编码扩频通信系统的研究

在自编码扩频通信原理的基础上,介绍了利用自回归(Auto-Regressive,AR)滤波的方法从信源序列中提取扩频码的AR自编码扩频系统,并对该系统的误码性能和多址通信能力进行了理论分析和仿真.结果表明,AR自编码扩频系统改善了普通自编码扩频系统的误码性能,提高了系统的多址能力,为自编码扩频通信的实际应用提供了可选的方案.     

AR自编码扩频通信系统的研究

在自编码扩频通信原理的基础上,介绍了利用自回归(Auto-Regressive,AR)滤波的方法从信源序列中提取扩频码的AR自编码扩频系统,并对该系统的误码性能和多址通信能力进行了理论分析和仿真.结果表明,AR自编码扩频系统改善了普通自编码扩频系统的误码性能,提高了系统的多址能力,为自编码扩频通信的实际应用提供了可选的方案.     

GPS软件接收机高精度定位和测速的研究与实现

:在GPS软件接收机架构下,基于MATLAB软件平台.分析了捕获和跟踪方法.提出了一种仅利用采样数据计算伪距,并实现较高定位精度的方法.不直接测量某个历元的多普勒频移.而是测量在某一时间间隔内的多普勒频移之间的多普勒计数,实现高精度的测速.利用实际采集的GPS中频信号,通过仿真实验,实现了高精度定位和测速功能.实验结果表明,利用实际采集得到的GPS中频数据,在EGPS软件接收机架构下,完成GPS全部基带信号处理以及定位和测速等,完整实现了一个接收机的功能.