隨著高速列車速度的不斷提升,鐵路運營部門對列車安全運行的要求也相應的提高。列車定位是列控系統(tǒng)控制列車運行、保障行車安全、提升鐵路運輸效率的關鍵技術,然而傳統(tǒng)的列車定位方式過于依賴地面軌旁設備,已經(jīng)不能滿足未來列控系統(tǒng)對定位的需求。因此,本文結合下一代列控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢及相應的定位需求,提出了基于全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)(GNSS)、航位推算(DR)和LTE-R的列車組合定位方法,并以提高列車組合定位的精度和可靠性為目標,對相關信息融合算法進行了研究。首先,論文對列車組合定位系統(tǒng)的結構及定位流程進行了說明,并對GNSS和DR的定位原理及誤差模型進行了研究。根據(jù)鐵路沿線LTE-R通信基站分布特點,給出了基于信號到達時間差(TDOA)測量值和軌道線路信息實現(xiàn)列車無線定位的方法及相應的列車位置解算過程。其次,在研究組合定位信息融合方法的過程中,針對列車在加速、減速、轉彎等運動狀態(tài)變換過程中存在定位精度較低、穩(wěn)定性差的問題,研究了基于交互式多模型的信息融合算法,即交互式多模型容積卡爾曼濾波(IMM-CKF)。同時,為了提高列車組合定位的容錯能力,將交互式多模型算法與聯(lián)邦濾波結合,研究了基于聯(lián)邦交互式多模...

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 列車組合定位國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國內研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.3 研究現(xiàn)狀總結
    1.3 論文研究內容及結構
第2章 GNSS/DR/LTE-R列車組合定位系統(tǒng)
    2.1 GNSS定位
        2.1.1 GNSS信號觀測量
        2.1.2 GNSS定位誤差分析
        2.1.3 GNSS定位原理
    2.2 DR定位
        2.2.1 DR定位原理
        2.2.2 DR傳感器誤差分析
    2.3 LTE-R定位
        2.3.1 無線定位方法概述
        2.3.2 基于LTE-R的列車定位原理
        2.3.3 LTE-R定位誤差分析
    2.4 組合定位系統(tǒng)結構
    2.5 列車組合定位的信息融合
        2.5.1 信息融合結構
        2.5.2 信息融合過程
    2.6 本章小結
第3章 列車組合定位信息融合算法
    3.1 基礎信息融合算法
        3.1.1 信息融合算法分析
        3.1.2 容積卡爾曼濾波
    3.2 交互式多模型算法
        3.2.1 IMM算法原理及流程
        3.2.2 IMM的模型集設計
        3.2.3 基于IMM的組合定位系統(tǒng)建模
    3.3 聯(lián)邦交互式多模型算法
        3.3.1 聯(lián)邦濾波器原理
        3.3.2 信息融合模式
        3.3.3 聯(lián)邦IMM算法流程
    3.4 列車組合定位的聯(lián)邦濾波器設計
        3.4.1 聯(lián)邦濾波器結構
        3.4.2 故障檢測與系統(tǒng)重構
        3.4.3 子濾波器系統(tǒng)模型
    3.5 本章小結
第4章 列車組合定位仿真設計與實現(xiàn)
    4.1 仿真系統(tǒng)設計
        4.1.1 仿真系統(tǒng)總體架構
        4.1.2 仿真系統(tǒng)界面
        4.1.3 仿真系統(tǒng)功能
    4.2 主要功能模塊實現(xiàn)
        4.2.1 列車運動仿真模塊
        4.2.2 GNSS仿真模塊
        4.2.3 DR仿真模塊
        4.2.4 LTE-R仿真模塊
        4.2.5 信息融合模塊
    4.3 本章小結
第5章 信息融合算法驗證
    5.1 交互式多模型算法驗證
    5.2 不同定位方式誤差比較
    5.3 基于聯(lián)邦濾波的列車組合定位容錯驗證
        5.3.1 基于聯(lián)邦濾波的定位誤差分析
        5.3.2 GNSS故障時的容錯驗證
        5.3.3 LTE-R故障時的容錯驗證
    5.4 本章小結
總結與展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及研究成果



本文編號：3968984