[发明专利]列车定位方法

权利要求书

1.一种列车定位方法，其特征在于，包括：

获取传感器实时数据，所述传感器实时数据，包括惯性传感器数据和卫星数据；

基于所述惯性传感器数据获取惯导数据，所述惯导数据，包括列车的姿态、位置和速度信息；

判断卫星信号状态；

如卫星信号缺失，则引入约束条件对所述惯导数据进行修正，获得修正后的列车位置和速度信息；

所述引入约束条件对所述惯导数据进行修正，包括：

假设非线性不等式约束条件为：c(x_k)≤0，c是一个已知的非线性状态约束函数，x_k为获得的状态估计值；

在所述非线性不等式约束条件下使用最大似然法则对所述惯导数据进行修正；

所述使用最大似然法则对所述惯导数据进行修正，为：

根据贝叶斯理论，得到状态转移概率：

令为滤波误差函数，将上式视为一个目标函数，则可以把约束问题转换为带约束的优化问题，优化函数为：

其中，表示高斯分布，n为状态维数，Y_k为前k个时刻的量测值，为k时刻系统估计值，P_k|k为k时刻滤波误差协方差。

2.根据权利要求1所述的列车定位方法，其特征在于，

所述惯性传感器数据，包括三轴角速率和三轴加速度；

所述卫星数据，包括经度、纬度、高度、东向速度、北向速度和天向速度。

3.根据权利要求2所述的列车定位方法，其特征在于，所述判断卫星信号状态步骤之后；

如卫星信号良好，则将卫星数据与所述惯导数据融合，获得列车的位置和速度信息。

4.根据权利要求3所述的列车定位方法，其特征在于，所述将卫星数据与所述惯导数据进行融合，为：

使用扩展卡尔曼滤波将卫星数据与所述惯导数据融合。

5.根据权利要求4所述的列车定位方法，其特征在于，所述将卫星数据与所述惯导数据进行融合，包括：

将选取的经纬度误差、东向速度误差、北向速度误差、姿态角误差、加速度计零偏和陀螺常值漂移组成状态量；

基于状态量、加速度计随机噪声和陀螺仪随机噪声建立状态方程；

基于状态方程建立观测模型。

6.根据权利要求1所述的列车定位方法，其特征在于，对所述优化函数求解采用序列二次规划算法。

7.根据权利要求1所述的列车定位方法，其特征在于，所述如卫星信号缺失，则引入约束条件对所述惯导数据进行修正，包括：

在列车遇到弯道时，使用轨道曲线约束信息对所述惯导数据进行修正。

8.根据权利要求7所述的列车定位方法，其特征在于，所述使用轨道曲线约束信息对所述惯导数据进行修正，包括：

将弯道的曲线段分为第一缓和曲线，圆曲线和第二缓和曲线；

并为第一缓和曲线，圆曲线和第二缓和曲线在统一的切线坐标系中建立数学模型；

第一缓和曲线的数学模型：

圆曲线的数学模型：

第二缓和曲线的数学模型：

其中，L为相对于起点的弧长，m为切线加长，A为回旋系数，p为切线内移，T为切线长，J为曲线全长，l₀是缓和曲线长，X和Y分别为切线坐标系的坐标，R为半径，I为转向角，g(x)为非线性函数。