發(fā)布時間：2021-07-15 21:05

　　精確列車定位是列車行駛安全的重要保障,隨著衛(wèi)星定位系統(tǒng)的發(fā)展,國內外先后開展了對下一代列控系統(tǒng)（Next Generation Train Control System,NGTC）的研究,基于衛(wèi)星的列車定位手段成為主流。衛(wèi)星信號在傳播過程中易受環(huán)境遮擋,鐵路沿線環(huán)境復雜多變,不同程度的遮擋導致衛(wèi)星定位精度發(fā)生變化,嚴重時甚至會導致定位功能失效。因此,對鐵路不同環(huán)境場景下衛(wèi)星定位可用性進行評估與預測對保證列車行駛安全有重要意義。本文提出鐵路場景下衛(wèi)星定位可用性評估及預測方法,該方法首先基于層次聚類算法對鐵路沿線場景進行分類,量化重構各場景下的環(huán)境遮擋,并評估不同場景下的衛(wèi)星定位可用性。然后根據衛(wèi)星歷書和環(huán)境遮擋信息預測出各場景下可見衛(wèi)星分布,結合Xgboost模型和可見衛(wèi)星分布的預測結果對不同場景下衛(wèi)星定位可用性進行預測。本文主要工作內容如下:（1）調研了衛(wèi)星定位系統(tǒng)和基于衛(wèi)星的列車定位可用性評估研究現狀。在對前人研究總結的基礎上,歸納了鐵路場景衛(wèi)星定位可用性評估指標:SIS可用性、HDOP可用性、沿軌道精度可用性和垂直軌道精度可用性。根據上述四項指標得到衛(wèi)星定位可用性,并將其分為可用、... 

【文章來源】：北京交通大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：119 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１?ＰＴＣ系統(tǒng)結構??Ｆｉｇｕｒｅ?１－１?ＰＴＣ?ｓｙｓｔｅｍ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??為了解決鐵路干線與城市軌道交通之間的列控系統(tǒng)軟硬件不兼容、互換困難??

其中，將可用性分為了空間信號可用性（ＳＩＳ可用性）和服務可用性，服務可??用性又分為ＰＤＯＰ可用性和精度可用性Ｍ。四個版本的ＧＰＳ?ＳＰＳ?ＰＳ指標體系演變??過程如圖１－３所示。??１９９３年?＞＞?１９９５?年?２００１?年?＞?＞?２００８?年??＾??（＼?１?，７?Ｐｉ?廣ｒ?、廣「——］、??覆蓋性?一＾?１？覆蓋性?一Ｉ——？星座管理?一＾￣＾？覆蓋性??｜?！?１?Ｉ，?，１?１｜?！?，｜??Ｉ?Ｉ?丨丨?服務可用性丨丨空間信號■性能??Ｉ?服務可用性?一｜?＾?服務可用性?一＾——＾?｜?ＰＤＯＰ可用性｜?｜?精度ＨＩ?｜??｜?Ｉ?｜?｜?｜?｜定位服務可用完好性?Ｉ?｜??！?１?Ｉ?ｉ?ｉ?＿－￣ｖａｒ｜—＾續(xù)性?ｉ??服務可靠性?一＾?ｋ?服務可靠性?——＾服務可靠性?｜—ＳＩ河雖—｜??｜?！?！?｜｜?＇ａＶ－?－?ｉ??ｉ?ｉ?ｉ?Ｉ?ｙ?ｊ?位授時性能１??！?！?＇Ｉ＾＾＾ｉ｜?ｉ｜￣￣ｓｓ￣￣ｊ?ｉ??ｉ?１?ｉ?ｉ?／１?ｉ?＾?ｉ?ｉ??Ｉ?￣測距域精度￣?Ｉ?Ｉ?ｓｉｓ精度?ｒ?｜?Ｉ?＂???ｉ???１?Ｉ?ＺＺ＝ＩＺＺＺ：?Ｉ?｜?￣?精?Ｉ?定位精度?Ｉ?１??定位／授時?一｜?１＜－｜定位授時精度卜ｊ——ｊｎ？｜定位授時精度卜￣ｊｎ？度丨獅髓｜?Ｉ??圖１－２ＧＰＧＳＰＳＰＳ演變過程??Ｆｉｇｕｒｅ?１－２?ＧＰＳ?ＳＰＳ?ＰＳ?ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ??ＧＰＳ?ＳＰＳ?ＰＳ第四版將空間信號（ＳＩＳ）可用性定義為：播發(fā)可跟蹤、健康的??ＳＰＳ?ＳＩＳ衛(wèi)星占星座軌位的概率

??ＢＬＫｏｖａｃｈ在對精度、完好性、連續(xù)性和可用性等概念的研宄基礎上提出了兩??種關系模型［１４］。一種是球殼模型，如圖１－４所示；另一種是金字塔模型，如圖１－５??覆蓋性?????｜？服務空域?一＂＊??：：??１??圖１－４衛(wèi)星導航系統(tǒng)性能指標：球殼模型??Ｆｉｇｕｒｅ?１－４?Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ?ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ?ｓｙｓｔｅｍ?ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ?ｍｅａｓｕｒｅ：?ｓｈｅｌｌ?ｍｏｄｅｌ??７??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]層次聚類的方法及應用[J]. 姜子林.  電子技術與軟件工程. 2018(01)
[2]經典聚類方法綜述[J]. 張津源,張德賢.  福建電腦. 2017(07)
[3]國務院 《“十三五”現代綜合交通運輸體系發(fā)展規(guī)劃》印發(fā)[J].   中國信息化. 2017(03)
[4]GPS空間信號可用性評估算法[J]. 王爾申,張晴,雷虹,龐濤,曲萍萍.  電光與控制. 2017(02)
[5]北斗列車定位RAIM可用性預測方法研究[J]. 劉江,蔡伯根,王劍.  交通運輸系統(tǒng)工程與信息. 2016(04)
[6]下一代列控系統(tǒng)技術方案探討[J]. 程劍鋒,田青,趙顯瓊,孫帝.  中國鐵路. 2014(12)
[7]基于衛(wèi)星導航系統(tǒng)的列車定位技術現狀與發(fā)展[J]. 劉江,蔡伯根,王劍.  中南大學學報(自然科學版). 2014(11)
[8]基于Markov過程的導航系統(tǒng)星座可用性分析[J]. 侯洪濤,謝菲,張旺勛,王維平,黃叢山.  系統(tǒng)工程與電子技術. 2014(04)
[9]基于RAMS理念的信號系統(tǒng)評估[J]. 李婷.  鐵路通信信號工程技術. 2014(01)
[10]GPS/GLONASS/GALILEO組合導航DOP值及可用性分析[J]. 胡自全,何秀鳳,劉志平,桑文剛.  全球定位系統(tǒng). 2012(05)

博士論文
[1]面向全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)的多層可用性分析方法研究[D]. 侯洪濤.國防科學技術大學 2015
[2]北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)性能評估理論與試驗驗證[D]. 胡志剛.武漢大學 2013
[3]衛(wèi)星導航系統(tǒng)性能監(jiān)測及評估方法研究[D]. 李作虎.解放軍信息工程大學 2012
[4]基于GNSS的列車定位方法研究[D]. 王劍.北京交通大學 2007

碩士論文
[1]基于GNSS的列車定位單元精度測試方法研究[D]. 劉玄.北京交通大學 2017
[2]基于Xgboost方法的實體零售業(yè)銷售額預測研究[D]. 葉倩怡.南昌大學 2016
[3]基于GNSS的列車定位單元設計及其可靠性和安全性指標分析[D]. 肖杰.北京交通大學 2014
[4]基于計算機視覺的列車衛(wèi)星定位選星預處理方法研究[D]. 李卓鍇.北京交通大學 2008
[5]衛(wèi)星導航系統(tǒng)服務段性能仿真的研究與實現[D]. 張曉紅.國防科學技術大學 2007



本文編號：3286464