基于北斗卫星列控定位技术的京沈高铁试验方案

主要介绍基于北斗卫星列控定位技术的京沈试验方案,包括京沈试验的必要性、试验段概况、试验目的、试验内容、试验环境架构及测试方法等内容,并给出现阶段京沈试验的初步总结情况。

中国高铁列控定位技术及对北斗卫星定位应用需求

简要介绍目前高速铁路基于定位的各类应用服务,重点阐述既有高铁列控系统的列车定位技术原理,对基于北斗卫星定位应用的下一代列控系统提出应考虑的卫星定位服务质量评价模型和相应的应用保障需求,为卫星定位行业在铁路列控应用方面提供需求发展方向。

基于IMU标定补偿的列车组合定位优化方法

GNSS/INS组合方式是下一代列控系统定位技术的发展趋势,但由于惯导系统累计误差较大,使得列车处于卫星信号失锁环境下定位性能降低。为解决这个问题,针对微机械惯性测量单元IMU确定性误差的3个主要误差项:非正交误差、零偏误差、刻度因数,建立加速度计和陀螺仪的误差模型,在此基础上详细推导标定原理并提出标定方案。将误差补偿结果应用于京沈高速铁路试验现场并由试验结果分析可知:该方法能有效提高IMU的测量精度,相较于补偿前测量误差降低80%以上;补偿之后的惯导系统在40s时间内的导航速度误差小于1m/s,位置误差在10m之内,满足定位需求,具有实际意义的工程应用价值。

基于PPP-GPS/IMU紧组合的列车定位方法

在列车运行控制系统中,列车定位在保障列车安全间隔、生成控制速度曲线、指示列车运行状态方面起到重要的作用。PPP-GPS/IMU紧组合不仅能够提供列车连续的高精度定位,还能减少轨旁设备的修建和维护费用。基于PPP误差模型和拓展卡尔曼滤波构建PPP-GPS/IMU紧组合框架,选择精度更高的精密星历产品替代广播星历,综合分析影响定位精度的误差源并进行模型构建与校正,获得更高精度的卫星数据和原始观测量。在滤波估计中以单差的消除电离层组合载波相位和伪距率作为观测量,结合精密单点定位理论,研究PPP-GPS/IMU紧组合列车定位方法,得到连续定位测速结果。采用青藏线列车真实数据进行定位结果评估与分析,结果表明:PPP-GPS/IMU紧组合的水平位置RMS为1.20 m,相比单PPP-GPS和PPP-GPS/IMU松组合的定位结果分别增加了23.3%和19.5%。可见,PPP-GPS/IMU紧组合的定位性能相对于传统定位方式更加优越。