[发明专利]列车定位方法

说明书

本发明公开了一种列车定位方法，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。在卫星信号缺失的情况下，通过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。达从解决了现有列车定位技术在卫星信号缺失情况下定位精度严重下降的问题。

技术领域

本发明涉及惯性导航领域，具体地，涉及一种列车定位方法。

背景技术

列车定位是列车控制系统的重要组成部分，以往常用的列车定位技术有里程计、应答器、轨道电路等。但是随着列车控制系统对于列车定位性能的要求不断增加，以往用的定位设备都存在一定的缺点，例如铺设大量轨道电路等轨旁设备需要较高的成本以及定期的维护，惯性传感器则存在定位误差随时间积累的问题，所以为了满足目前对列车定位性能的要求，使用不同定位设备进行定位并进行融合处理。目前最为广泛使用的定位方法是将惯性导航系统和卫星导航系统融合的定位方式。

但是基于INS/GPS的定位方法仍存在一定的问题，卫星导航系统虽然能够提供全天候高精度定位信息，但是卫星信号容易受到干扰而导致系统定位性能下降。惯性导航系统能够提供短期高精度定位结果，但是其存在结果误差随时间不断积累的问题。基于INS/GPS的组合定位系统对GPS信号的依赖过大，在卫星信号受到干扰时，INS误差随时间不断增大，列车定位系统的精度就会很大程度地降低。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种列车定位方法，以解决现有列车定位技术在卫星信号缺失情况下定位精度严重下降的问题。

为实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案是：

一种列车定位方法，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。

作为本发明实施例的一种具体实现方式，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。

作为本发明实施例的一种具体实现方式，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。

作为本发明实施例的一种具体实现方式，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。

作为本发明实施例的一种具体实现方式，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。

作为本发明实施例的一种具体实现方式，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；