[发明专利]铁路机车精确定位系统

权利要求书

1.一种铁路机车精确定位系统，包括地面监控中心主机、地面网络系统服务器、地面通信服务器、地面卫星差分基准站、地面有线通信网络、车—地无线通信网络、机车位置定位装置、地面微机管理终端、铁路站场微机联锁数据通信机和精确的铁路轨道电子地图，所述地面监控中心主机通过通信接口分别与所述地面网络系统服务器、所述地面通信服务器、所述地面卫星差分基准站、所述铁路站场微机联锁数据通信机连接；所述地面网络系统服务器，其作用在于运行机车精确定位系统管理软件，完成机车精确定位系统的所有数据解算，并支撑机车精确定位系统不间断运行；所述地面通信服务器，其作用在于完成机车精确定位系统中所有数据的有线网络通信传输、无线网络通信传输的数据连接和管理；所述地面卫星差分基准站，安装于地面且地势相对较高、配置外置卫星天线并与系统服务器相连接，其作用在于利用已知精确三维坐标的差分，计算出机车伪距修正量或位置修正量，再将这个修正量实时发送给机车位置定位装置，以对机车定位精度数据进行修正；所述铁路站场微机联锁数据通信机，用于完成对站场微机联锁系统数据进行单向接收后，转发至地面监控中心主机，其作用在于解决微机联锁数据的反向隔离、单向获取并转发；所述的机车位置定位装置，安装于机车车载端，用于接收卫星定位数据、基准站差分数据、机车速度脉冲和机车方向信息的一种专用设备，该装置通过对卫星数据、差分数据、机车速度和方向的动态推演，输出机车的精确位置信息；所述地面微机管理终端，是指通过有线或无线方式，连接于机车精确定位系统中，用于系统管理人员完成对机车精确定位系统的综合管理。

2.根据权利要求1所述的铁路机车精确定位系统，其特征在于：所述通信接口为如下几种方式：RS-232、RS-485、通用网络接口，可支持PSTN、ISDN以及LAN各种联网环境、具有USB2.0超高速数据接口，连接地面中心服务器与系统中设备的数据传输。

3.根据权利要求1所述的铁路机车精确定位系统，其特征在于：所述有线通信网络是由用户终端、交换系统、传输系统等通信设备通过通信线缆连接所组成的实体结构，可通过网络接入Internet或专用网络；所述车—地无线通信网络是主流应用的无线网络，分为通过公众移动通信网实现的无线网络（如4G，3G或GPRS）和无线局域网（WiFi）两种方式，车—地无线网可借助移动网络接入Internet的无线上网，在网络覆盖的任何一个地方都可以通过网络终端实现对铁路机车的远程跟踪。

4.根据权利要求1所述的铁路机车精确定位系统，其特征在于：

（1）通过安装在机车上的机车精确位置定位装置和安装在地面的卫星差分基准站获得卫星数据，完成机车实时位置的动态差分定位；

（2）通过安装在机车上的机车精确位置定位装置，完成在系统无法接收到卫星数据或所接收到的卫星数据不能满足精度要求时，采用动态推演技术完成机车位置的动态计算，并获得任意时刻的机车的精确位置信息；

（3）通过车—地无线通信网络，实时将机车的精确位置数据信息传输给地面网络系统服务器；

（4）通过地面网络系统服务器，实时地将机车动态位置数据映射至精确的铁路轨道电子地图，再现机车在铁路线路上的精确定位效果。

5.根据权利要求1所述的铁路机车精确定位系统，其特征在于：

（1）机车位置定位数据与实际位置的误差，当机车在站场区域作业时，定位数据通过卫星差分基准站的数据较正时，机车在精确铁路轨道电子地图上所映射出对应位置精度小于20cm；

（2）机车位置定位数据与实际位置的误差，当机车在无可用卫星定位数据时，通过机车运行动态推演算法，解算出机车在精确铁路轨道电子地图上所映射出对应位置精度小于1m；

（3）通过精确的轨道电子地图制作，实现铁路机车在地图区域任意时刻、任意位置的无间断精确定位，实时再现机车在铁路线路上的精确定位效果。

6.根据权利要求1所述的铁路机车精确定位系统的实现方式，包括以下步骤：

步骤1：通过地面监控主机获取卫星差分基准站数据，通过微机联锁通信机获取站场微机联锁系统数据，通过无线网络系统获取机车位置定位数据；

步骤2：系统获取到的差分数据、微机联锁数据和机车位置数据信息存储到网络服务器上，并通过数据通信接口转发到网络系统的其它微机管理终端；

步骤3：系统服务器在收到卫星差分基准站数据、站场微机联锁系统数据和机车位置定位数据后，通过专用解算软件解算出机车在铁路轨道电子地图上的精确位置和运行状态；

步骤4：通过网络微机管理终端，实现机车精确定位、安全监控、数据回放、轨迹追踪和调度管理。