[發明專利]一種基于衛星的列車車載測速定位系統及方法

在審

• 申請號: 201911382340.4
• 申請日: 2019-12-28
• 公開（公告）號: CN111071304A
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 崔洪州;陽揚;葉浩;蔣耀東;王兆耀
• 申請（專利權）人: 卡斯柯信號有限公司
• 主分類號: B61L25/02
• 分類號: B61L25/02
• 代理公司: 上?？剖⒅R產權代理有限公司 31225
• 代理人: 應小波

1.一種基于衛星的列車車載測速定位系統，其特征在于，該系統包括：衛星定位接收機、輪速傳感器和車載主機，所述的衛星定位接收機負責接收空中的衛星信號，進行差分修正并輸出速度及位置信息；所述的輪速傳感器安裝在車輛的行走軸上，負責測量車輪的轉動角度，并且通過周期性采樣獲得車輪旋轉角速度，再通過車輪直徑換算得到車輛行駛速度；所述的車載主機負責接收衛星定位接收機和輪速傳感器的數據并進行處理，最后輸出測速定位結果。

2.根據權利要求1所述的一種基于衛星的列車車載測速定位系統，其特征在于，所述的車載主機包括：

所述的衛星信號健康度判斷模塊，用于對接收到的衛星定位信息進行健康判斷，確定是否能夠用于列車定位及應用于何種定位情形；

所述的衛星定位位置映射模塊，用于將衛星定位坐標映射為車載系統一維定位坐標；

所述的輪徑校準模塊，用于判斷列車的輪徑輸入值與實測值是否一致，如果差異較大，則進行修正，使用測量值更新輪徑值；

所述的卡爾曼濾波模塊，用于將衛星定位輸出的位置及輪軸速度傳感器輸出的位置進行融合，輸出融合定位結果。

3.根據權利要求2所述的一種基于衛星的列車車載測速定位系統，其特征在于，所述的衛星定位坐標采用Block+Abs的形式。

4.一種采用權利要求2所述的基于衛星的列車車載測速定位系統的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟1、列車初始定位過程；

步驟2、列車定位更新過程。

5.根據權利要求4所述的一種采用基于衛星的列車車載測速定位系統的方法，其特征在于，所述的步驟1具體包括以下步驟：

步驟1.1、當列車駛入衛星信號強度大于設定值的區域時，GNSS定位接收機接收衛星信號，建立差分修正服務，當衛星信號健康度判斷正常時，獲得衛星定位信息；

步驟1.2、車載主機在線路地圖中檢索，確定列車處于某一個行駛區間，確定列車的初始位置；

步驟1.3、獲取列車所在區間的方向定義，根據衛星定位信息確定列車的方位角，進而判斷列車行駛的方向；

步驟1.4、根據列車天線位置及車頭車尾配置，計算車頭車尾的位置，如果能夠計算出來則利用卡爾曼濾波模塊，將衛星定位輸出的位置及輪軸速度傳感器輸出的位置進行融合，輸出融合定位結果；

步驟1.5、完成列車定位過程，開始周期性更新列車位置。

6.根據權利要求4所述的一種采用基于衛星的列車車載測速定位系統的方法，其特征在于，所述的步驟2具體包括以下步驟：

步驟2.1、如果列車行駛過程中遇到衛星信號強度低于設定閾值，并無法實現定位時，則使用上次列車定位位置，加上輪速傳感器測量的速度積分，進行位置更新；

步驟2.2、當列車行駛過道岔，車載主機根據衛星定位確定列車行走在哪條線路上；

步驟2.3、當列車到達線路終點，并且換端進行折返時，相應的調換車頭車尾位置，更換上下行方向；

步驟2.4、當列車行經上下行倒換點時，列車根據行駛方向和線路地圖數據，自動切換上下行方向；

步驟2.5、線路電子地圖中預置輪徑校準區間，當列車行經輪徑校準區間時，自動進行輪徑校準計算；

步驟2.6、根據以上步驟，實時動態更新列車的位置和速度。

7.根據權利要求6所述的一種采用基于衛星的列車車載測速定位系統的方法，其特征在于，所述的步驟2.2中確定線路的具體內容包括：當列車駛過道岔設定距離后，根據衛星定位結果，判斷定位結果更接近哪條線路，則認為列車在該線路上行駛，如果道岔處于持續無法定位，則采用其它方式獲取的行車信息，或者是按照默認道岔線路行走。

8.根據權利要求6所述的一種采用基于衛星的列車車載測速定位系統的方法，其特征在于，所述的步驟2.5中的校準區間為衛星在差分模式下精確測量的軌道區域，該區域起終點有GNSS坐標約束，計算結果和儲存的輪徑結果進行比較，當輪徑差異大于設定值時則更新輪徑值。