[发明专利]一种列车卫星定位局域完好性监测方法及系统

摘要

本发明公开一种列车卫星定位局域完好性监测方法及系统，该方法包括：采集目标列车的轨道线路地理空间信息和列车运行计划信息；对目标列车运行过程进行划分，得到时空局域网格；在目标列车运行过程中实时采集卫星定位观测性能信息，计算各时空局域网格的卫星定位局域观测模型；对各模型参数进行集成，构建卫星定位观测模型参数集；利用列车在运行过程中实时接收卫星定位观测数据，提取所在时空局域网格的模型参数，计算在线、离线的定位误差水平保护级；判断完好性监测的可用性状态，在可用条件下实施卫星定位观测集的故障检测与识别，实时对列车卫星定位观测集进行重构，实施定位解算。本发明可实现对实际列车运行中卫星信号观测条件不确定性的有效适应。

主权项

1.一种列车卫星定位局域完好性监测方法，其特征在于，包括：/nS1、采集目标列车的轨道线路地理空间信息和列车运行计划信息；/nS2、根据目标列车的轨道线路地理空间信息和列车运行计划信息，结合目标列车运行过程对应的线路区域与始发终到时段，对目标列车运行过程进行空间、时间尺度上的局域划分，得到多个时空局域网格；/nS3、在目标列车运行过程中实时采集卫星定位观测性能信息，并根据卫星定位观测性能信息计算各时空局域网格的卫星定位局域观测模型；/nS4、对各时空局域网格的卫星定位局域观测模型的模型参数进行集成，构建卫星定位观测模型参数集的离线数据库；/nS5、利用与目标列车运行计划相同的列车在运行过程中实时接收卫星定位观测数据，从离线数据库中提取所在时空局域网格的模型参数，分别计算在线、离线的定位误差水平保护级；/nS6、根据在线、离线的定位误差水平保护级及告警门限判断完好性监测的可用性状态，在可用条件下实施卫星定位观测集的故障检测与识别，依据故障检测与识别的结果实时对列车卫星定位观测集进行重构，实施定位解算；/n其中，步骤S2包括如下子步骤：/nS2.1、对目标列车的轨道线路在空间范围进行局域划分：根据列车运行计划信息确定线路始端和终端，提取相应的轨道线路空间信息以实施空间局域划分，其中，采用的划分方法根据轨道线路空间信息类型分为两类：/n按一维线路里程等间隔划分：根据始端、终端绝对里程S_F、S_E，计算线路区段总里程为S＝|S_E-S_F|，按照等里程间隔L进行空间划分，将目标线路划分为个等里程间隔的局域空间区段，每个局域区段记作u_i，其中，符号表示向上取整数，则每个局域区段的边界点记为P_i、P_i+1；/n按二维平面区域等面积划分：对目标线路所属区域范围在二维平面投影空间上采用网格面积A进行等积离散网格化，确保所划分网格中轨道线路的连续性，将线路经过的网格标记为特征网格，对轨道线路在网格边界的二维坐标进行里程投影转化，确定各局域区段u_i的边界点P_i、P_i+1；/n两类空间局域划分方法中的里程间隔L和网格面积A的选择采用同一原则；/nS2.2、对目标列车的列车运行计划在时间尺度进行局域划分：/n根据时刻表提供的列车始发和终到计划时分，基于匀速模型：列车运行速度为V＝|S_E-S_F|/(T_E-T_F)，其中T_F、T_E别为计划的始发、终到时分，为各个局域区段的边界P_i赋予基本计划时刻t_i，从而获得局域区段u_i的基本计划时段[t_i，t_i+1]，其持续时长为Y_i^b＝t_i+1-t_i；/n在基本计划时段上叠加时间延展量t_c，得到每个局域区段u_i对应的计划延展时段[t_i-t_c，t_i+1+t_c]，其持续时长为Y_i＝t_i+1-t_i+2×t_c；/n根据卫星轨迹的时间相关性，采用等时间间隔R对局域区段u_i对应的计划延展时段进行平均划分，可以构成个等时间间隔的局域时间区段，每个局域时段记作/nS2.3、对目标列车运行过程进行空间、时间尺度上的局域划分，形成多个时空局域网格，每个网格对应局域区段u_i以及与之相关联的局域时段y_i，j。/n