[發明專利]利用直放站的鐵路定位系統及其定位方法

有效

• 申請號: 201810314183.2
• 申請日: 2018-04-10
• 公開（公告）號: CN108363087B
• 公開（公告）日: 2023-09-26
• 發明（設計）人: 本杰明.K.許;龍建標;姚艷婷
• 申請（專利權）人: 廈門信同信息技術有限公司
• 主分類號: G01S19/50
• 分類號: G01S19/50;G01S19/46;G01S5/02;G01S5/06;G01S5/00
• 代理公司: 福州市京華專利代理事務所(普通合伙) 35212
• 代理人: 林云嬌

1.一種基于直放站的鐵路定位系統的鐵路定位方法，其特征在于：所述鐵路定位系統，包括一直放站，所述直放站包括一近端機和復數個遠端機，復數個所述遠端機沿列車的軌道布置；所述近端機內設有一第一光口、一數據處理中心和一計算模塊，每個所述遠端機內設有一第二光口、一天線、一數據處理器和一定位芯片，所述數據處理中心分別與計算模塊及第一光口連接，所述第一光口連接至第二光口，所述數據處理器分別與第二光口、定位芯片及天線連接；

所述定位芯片的型號為VK1612Z2M3L；

所述直放站為光纖直放站，所述近端機與遠端機之間通過第一光口和第二光口進行光纖連接；

所述鐵路定位方法具體包括如下步驟：

步驟1、每個遠端機在裝機時通過定位芯片獲取自身遠端機的位置信息，發送給對應遠端機的數據處理器，遠端機之后每次發送的信息都包含位置信息；

步驟2、列車在行駛過程中發送列車信息，發送的列車信息中包含時間信息，不同遠端機經各自的天線接收該列車信息，并傳輸至各自的數據處理器；

步驟3、不同遠端機的數據處理器將自身遠端機的位置信息和接收到的列車信息經各自的第二光口傳輸至近端機，所述近端機的第一光口接收遠端機發送的數據并傳輸至數據處理中心；

步驟4、所述數據處理中心接收到遠端機發送的數據，從數據中剝離出遠端機的位置信息和列車的時間信息后，并選取其中兩遠端機對應的位置信息和列車的時間信息發送到所述計算模塊；

步驟5、所述計算模塊根據已知參數和列車的時間信息計算出列車信息到達兩遠端機的時間差，再根據時間差、已知參數、列車的時間信息和兩遠端機對應的位置信息，計算出列車在發送列車信息時刻的位置；

所述步驟5具體為：

該已知參數包括有：信號傳播速度V，其一遠端機1到近端機的距離D1，另一遠端機2到近端機的距離D2；兩個遠端機之間的距離S，列車發出信息的時刻a，列車經由遠端機1發送的信息到達近端機的時刻a+t1，列車經由遠端機2發送的信息到達近端機的時刻a+t2，兩個遠端機的位置信息；

根據信號傳播速度V、其一遠端機1到近端機的距離D1以及另一遠端機2到近端機的距離D2，計算出遠端機1發送的信息到達近端機的用時T1=D1/V和遠端機2發送的信息到達近端機的用時T2=D2/V；

再根據時刻a、時刻a+t1、時刻a+t2、遠端機1發送的信息到達近端機的用時T1和遠端機2發送的信息到達近端機的用時T2，計算出列車發送的信息到達遠端機1的用時和列車發送的信息到達遠端機2的用時的時間差t=|(a+t1-T1)-(a+t2-T2)|=|(t1-T1)-(t2-T2)|，所以列車到遠端機1的距離和列車到遠端機2的距離的差s=t*V；

假設t1t2，則列車離遠端機1的距離s1=S/2-s，列車離遠端機2的距離s2=S/2+s，又因為兩個遠端機的位置信息都是已知的，因此根據s1、s2和兩個遠端機的位置信息得出列車在a時刻的位置。

2.如權利要求1所述的一種鐵路定位方法，其特征在于：所述步驟5之后還包括：

步驟6、所述列車在行駛過程中發送列車信息，發送的列車信息中包含時間信息，不同遠端機經各自的天線接收該列車信息，并傳輸至各自的數據處理器；

步驟7、不同遠端機的數據處理器將自身遠端機的位置信息和接收到的列車信息經各自的第二光口傳輸至近端機，所述近端機的第一光口接收遠端機發送的數據并傳輸至數據處理中心；

步驟8、所述數據處理中心接收到遠端機發送的數據，從數據中剝離出遠端機的位置信息和列車的時間信息，同時計算列車信息到達近端機時的信號強度后，并選取其中兩遠端機對應的位置信息、列車的時間信息和信號強度信息發送到所述計算模塊；

步驟9、所述計算模塊根據已知參數和該信號強度信息計算出列車信息到達兩遠端機的信號強度差，再根據信號強度差、已知參數、列車的時間信息和兩遠端機對應的位置信息，計算出列車在發送列車信息時刻的位置。

3.如權利要求2所述的一種鐵路定位方法，其特征在于：所述步驟9具體為：

該已知參數包括有：信號強度衰減程度隨距離的變化M，其一遠端機1到近端機的距離D1，另一遠端機2到近端機的距離D2；兩個遠端機之間的距離S，列車發出信息的時刻a，兩個遠端機的位置信息；

根據信號強度衰減程度隨距離的變化M、其一遠端機1到近端機的距離D1以及另一遠端機2到近端機的距離D2，計算出遠端機1發送的信息到達近端機時的信號強度損耗m1=M(D1)和遠端機2發送的信息到達近端機時的信號強度損耗m2=M(D2)；

再計算列車經由遠端機1發送的信息到達近端機時的信號強度a1，列車經由遠端機2發送的信息到達近端機時的信號強度a2，根據信號強度a1、信號強度a2、遠端機1發送的信息到達近端機時的信號強度損耗m1和遠端機2發送的信息到達近端機時的信號強度損耗m2，計算出列車發送的信息到達遠端機1時的信號強度和列車發送的信息到達遠端機2時的信號強度的差ms=|(m1+a2)-(m2+a2)|，所以列車到遠端機1的距離和列車到遠端機2的距離的差s=M^-1(ms)；

假設t1t2，則列車離遠端機1的距離s1=S/2-s，列車離遠端機2的距離s2=S/2+s，又因為兩個遠端機的位置信息都是已知的，因此根據s1、s2和兩個遠端機的位置信息得出列車在a時刻的位置。