隨著軌道交通信息化水平的不斷提高,鐵路作為其重要組成部分,提高列車的運行控制等級成為不可阻擋的趨勢。在列車運行控制系統(tǒng)中,實時獲取列車的定位信息是保障列車運行安全的關(guān)鍵,定位的精確性和實時性是列車定位系統(tǒng)的基本要求。地圖匹配作為對列車定位誤差的軟件修正方法,將之加入列車定位系統(tǒng)中,用以降低組合定位技術(shù)中存在的定位誤差,從而提高列車的定位精度,對保障列車安全運行具有重要意義。（1）本文在分析了現(xiàn)有的列車定位地圖匹配算法基礎(chǔ)上,針對單一地圖匹配算法存在匹配誤差大,以及算法復(fù)雜導(dǎo)致的匹配實時性低等問題,提出了一種基于點到點與點到線的混合地圖匹配算法,該算法綜合點到點與點到線地圖匹配算法的優(yōu)點,在降低單一地圖匹配算法匹配誤差的基礎(chǔ)上提高匹配算法的實時性。（2）針對北斗衛(wèi)星信號被遮擋時列車定位接收機存在較大測量誤差的問題,設(shè)計了基于混合地圖匹配算法的BDS/ODO列車組合定位方法。在衛(wèi)星信號受到干擾的地區(qū),首先使用曲線插值算法補充軌道電子地圖數(shù)據(jù);然后通過擴展卡爾曼濾波器對組合定位獲取的列車定位數(shù)據(jù)進行濾波處理,以此降低定位傳感器的測量誤差;最后,將濾波后的定位數(shù)據(jù)通過混合地圖匹配算法的計算匹配... 

【文章來源】：大連交通大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１軌道電路走位原理??Ｆｉｇ．?１．１?Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｏｆ?ｔｒａｃｋ?ｃｉｒｃｕｉｔ?ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ??（２）?ＯＤ（），利用里程計測得列車的運行速度，進而得到列車的位移

??第二章列車定位相關(guān)理論???的地球靜止軌道；３顆衛(wèi)星處在地球同步軌道（接近３５８００千米高）、保持５５度傾角［４２］。??這種專為亞太地區(qū)服務(wù)的衛(wèi)星軌道配置，作為４顆衛(wèi)星就可實現(xiàn)定位的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)來??說，在３５顆衛(wèi)星全部組網(wǎng)成功后，幾乎可以保證亞太地區(qū)１２顆衛(wèi)星可見，大幅度提高??該區(qū)域內(nèi)定位精度。相對于ＧＰＳ定位的１５ｍ標(biāo)準(zhǔn)精度，北斗的１０ｍ定位精度更具有優(yōu)??勢。圖２．２為ＧＰＳ衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)與ＢＤＳ北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)示意圖。??■■??圖１２ＧＰＳ與ＢＤＳ示意圖??Ｆｉｇ?２．２?ＧＰＳ?ａｎｄ?ＢＤＳ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ??２．２組合定位技術(shù)??２．２．１慣性導(dǎo)航系統(tǒng)??考慮到衛(wèi)星定位存在盲區(qū)，列車組合定位技術(shù)因其利用各個定位方式的優(yōu)勢互補成??為列車實際定位時的最佳選擇。其中，慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（Ｉｎｅ／ｔｉａｌ?Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ?Ｓｙｓｔｅｍ，以下??簡稱ＩＮＳ），是作為對衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)盲區(qū)的補充，本質(zhì)是｜據(jù)慣性測量的方法將測量元??件（陀螺儀和加速度計）安裝在運動載體上的一種自主式導(dǎo)航系統(tǒng)４３１。根據(jù)構(gòu)建方式的??不同，可以將丨ＮＳ分為平臺式和捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（ＳＩＮＳ）兩種。其中，陀螺儀??和加速度計用來測量載體的角速度和加速度信息。平臺式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)是將陀螺儀和加??速度計安裝在慣性平臺上，利用平臺來模擬導(dǎo)航坐標(biāo)系并用上述慣性器件直接測量出坐??標(biāo)軸方向上的運動參量，然后根據(jù)測得的數(shù)據(jù)解算得出該坐標(biāo)軸上的運動參量。ＳＩＮＳ??不需要穩(wěn)定的平臺，將慣性器件直接安裝在載體上，從而使系統(tǒng)體積更孝重量更輕、??成本更低。??ＩＮＳ的基本原理［４５１：由載體上安裝的三個方向的加速度計測得

??導(dǎo)航系統(tǒng)則可以解決衛(wèi)星信號較差以及衛(wèi)星信號盲區(qū)的列車定位問題。因此，根據(jù)不同??的情況選擇合適的組合方案，可以提高列車定位的精度和可靠性。按照組合的層次，可??以將衛(wèi)星導(dǎo)航和慣性導(dǎo)航組合定位分成三種：松耦合、緊耦合和深耦合。??其中，松耦介的基本原理是將ＩＮＳ傳感器和衛(wèi)星接收機獲取的速度和位置進行比??較，將得到的差值作為濾波輸入｜４７１，然后再將濾波后的差值作為慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的校正值，??最后將濾波器輸出作為組合定位系統(tǒng)的輸出，從而提高定位的精度｜４８，４９１。其原理圖如下??圖２．３所示。??￣ＺＺＺＩＺＩＩＺ?▼???ＩＮＳ傳感器?一？?ＩＮＳ導(dǎo)航計算???組合輸出??列車位置速度（Ｘ｝——？濾波器■?Ｉ?？??衛(wèi)星極吹一＞?衛(wèi)星信號計算???；???反饋校正???圖２．３松耦合定位原理圖??Ｆｉｇ．?２．３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｌｏｏｓｅ－ｃｏｕｐｌｉｎｇ?ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ??緊耦合的基本原理是將衛(wèi)星接收機測得的偽距值和偽距率值與ＩＮＳ計算輸出的對??應(yīng)位置、速度估計值進行比較，然后將得到的差值作為濾波器的輸入，用濾波后的誤差??估計值對ＩＮＳ導(dǎo)航計算進行誤差修正，提高ＩＮＳ的定位精度。由于不需要計算得到衛(wèi)星??獨立導(dǎo)航的解，且能對接收機的測距誤差建立相應(yīng)的模型，所以一般情況下緊耦合方式??比松耦合方式有著更高的定位精度。??組合導(dǎo)航系統(tǒng)的數(shù)據(jù)融合是采用信息融合技術(shù)將不同定位技術(shù)的數(shù)據(jù)進行處理，進??而提高組合定位的精度。對于動態(tài)非線性系統(tǒng)的問題，當(dāng)下國內(nèi)外提出的融合算法有：??濾波理論方面主要有擴展卡爾曼濾波（ＥＫＦ）、無跡卡爾曼濾波［５

【參考文獻】：
期刊論文
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