[发明专利]基于RTK-GPS/INS列车组合定位方法

说明书

本发明公开了一种基于RTK‑GPS/INS列车组合定位方法，包括：获取卫星信息和IMU信息；通过评估卫星状态选取输出的卫星信息，得到卫星输出信号；对所述IMU信息基于PU‑RLS算法进行滤波处理，从而得到滤波后的IMU信息；将所述卫星输出信号和所述滤波后的IMU信息进行数据融合。采用了PU‑RLS算法滤波；PU‑RLS算法在有复杂干扰的列车运行环境中，可较高精度的实时定位列车的位置，从而达到抗干扰并提高定位精度的目的。

技术领域

本发明涉及列车定位领域，具体地，涉及一种基于RTK-GPS/INS列车组合定位方法。

背景技术

列车定位是列车运行控制系统的重要组成部分，快速、精确地获得列车的位置信息，是列车安全运行和管理的重要保障。我国列车运输提出的CTCS-4级列控系统的要求目标是：列车须通过自主定位获得位置信息，须大量减少传统、陈旧的轨旁设备，以此在提高铁路运输效率的同时，并减少铁路建设维护的成本。同时，铁道网络不断密集化，因此给列车定位精度提出了更高的要求。

目前,很多列车采用了全球定位系统(Global Position System,GPS),GPS能够实现高精度快速定位,但是，在铁路网密集化之后，单纯的GPS定位精度总是在5-10m之间，我国的相邻两个轨道之间的宽度为3m，因此在并行线路中依然不能满足列车的定位精度要求，基于卫星差分定位的系统能够进一步提高列车的定位精度，适合我国国情，采用卫星差分基准站设计和校准技术是提高列车定位的主要技术手段；然而，鉴于卫星定位依然不是自主式定位，它的动态性能一般，而且容易发生信号遮挡和干扰等问题，因而需要自主导航系统来提高这项技术。具有MEMS传感器的惯性导航系统(INS)不仅为这个问题提供节省成本的解决方案，而且实际证明了非常有效，该系统具有自主式、隐蔽性导航，工作环境不受介质限制，能提供丰富的导航信息，能连续提供多种导航参数(位置、速度、姿态、航向等)的输出信息以及导航数据输出率高等优点；但是，INS也存在其固有缺陷，如定位误差随时间积累，初始对准时间长，难以长时间独立工作。因此，从根本上型惯性测量单元(IMU)与差分GPS组合的导航定位系统具有广阔的应用前景。

对于上述的这两部分传感器，采用单纯的数据融合，在一般情况下都可以获得较好的效果，然而考虑到列车运行当中的复杂环境，在卫星失锁的情况下，还是不能对INS的信息输出进行指导性修正，所以在这种情况下定位效果依然很差。对于IMU部分，国内外也不断提出了各种滤波算法，常见的处理方法有Kalman滤波、各种改进的Kalman滤波、小波阈值去噪、最小均方自适应滤波等等；但是，这些标准算法或滤波方法均有一定的缺陷，因此也就导致了自适应差、应对复杂环境滤波效果一般的问题，这也严重影响了惯性平台的定位效果，进一步会影响定位系统中的定位结果。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种基于RTK-GPS/INS列车组合定位方法，以实现至少部分的解决现有技术中存在的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于RTK-GPS/INS列车组合定位方法，包括：

获取卫星信息和IMU信息；

通过评估卫星状态选取输出的卫星信息，得到卫星输出信号；

对所述IMU信息基于PU-RLS算法进行滤波处理，从而得到滤波后的IMU信息；

将所述卫星输出信号和所述滤波后的IMU信息进行数据融合。

优选的，所述将所述卫星输出信号和所述滤波后的IMU信息进行数据融合，包括：

对数据融合误差纠正方程进行学习，得到学习结果；

在卫星失锁情况下，利用所述学习结果持续对滤波后的IMU信息进行校正。

优选的，所述PU-RLS算法包括：