引入卫星导航系统的虚拟应答器中列车定位方案适应性研究

随着新型列车运行控制技术及系统的快速发展，基于卫星导航的列车运行状态自主感知已成为下一代列车运行控制系统的重要发展方向。虚拟应答器是将全球导航卫星系统引入列车运行控制系统的有效途径，卫星定位因易于受到信号观测条件限制导致性能约束，无法直接满足虚拟应答器的应用需求。针对虚拟应答器中卫星定位的应用模式进行适应性分析，总结出不同线路及运行条件下虚拟应答器卫星定位方案的设计与应用建议。首先，介绍引入卫星定位的虚拟应答器的运行机理；其次，给出基于自适应交互多模型的虚拟应答器捕获原理；然后，对卫星定位独立定位、卫星定位/惯性导航系统松耦合定位、卫星定位/惯性导航系统紧耦合定位3种典型方案的核心思路、系统架构、计算流程进行设计与分析；最后，采用现场数据及仿真测试，对3种卫星定位方案的定位性能、计算效率、用于实施虚拟应答器捕获的时空精度特征进行评估与对比。研究结果表明：卫星定位/惯性导航系统紧耦合定位方案的综合效益更优。对引入卫星导航系统的虚拟应答器中列车定位方案的适应性进行了分析，所得结果能够为虚拟应答器结构与逻辑方案的设计提供参考，为新型列车运行控制系统的优化设计与设备研制提供有效支持。