[發(fā)明專利]一種基于衛(wèi)星的列車定位裝置和方法

在審

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• 申請日: 2021-08-09
• 公開（公告）號: CN113619650A
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發(fā)明（設計）人: 曹德寧;徐先良;陳俊;張軍濤;張旭;孫建東;王寧;朱賀田
• 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: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 應小波

本發(fā)明涉及一種基于衛(wèi)星的列車定位裝置與方法，該裝置包括依次連接的衛(wèi)星天線(1)、衛(wèi)星數據處理模塊(2)、列車定位處理單元(4)和速度傳感器(3)；所述的衛(wèi)星天線(1)采用抗干擾的衛(wèi)星天線，所述列車定位處理單元(4)用于接收衛(wèi)星數據處理模塊(2)和速度傳感器(3)提供的信息并進行定位計算。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有抗干擾性強，精確性高優(yōu)點。

技術領域

本發(fā)明涉及列車定位領域，尤其是涉及一種基于衛(wèi)星的列車定位裝置和方法。

背景技術

傳統(tǒng)的列控車載定位設計中普遍采用車輪速度傳感器、雷達和加速度等外部設備實現(xiàn)列車運行速度和走行距離的計算。同時，地面通過設置信標設備，車載設置讀取器實現(xiàn)列車走行距離的校正；或者通過人工對標的方式進行人工校正。

隨著衛(wèi)星導航系統(tǒng)的技術發(fā)展，同時疊加項目成本的約束需求及簡化外部傳感器維護的需求，基于衛(wèi)星的自主定位技術逐漸引入到了鐵路列控系統(tǒng)中。

基于衛(wèi)星定位，一方面，雖然星歷和衛(wèi)星鐘誤差、電離層和對流層延遲的增量帶來的相關危害，可以通過增強網絡和多頻接收機來減輕，多徑仍然代表了一種在鐵路電磁環(huán)境的主要危險源。另一方面，隨著5G等通信技術的發(fā)展，來自無線通信系統(tǒng)的非故意的干擾會逐漸增加。同時，也不排除故意的干擾和網絡攻擊。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術存在的缺陷而提供一種抗干擾的基于衛(wèi)星的列車定位裝置和方法，實現(xiàn)列車的定位。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案來實現(xiàn)：

根據本發(fā)明的第一方面，提供了一種基于衛(wèi)星的列車定位裝置，該裝置包括依次連接的衛(wèi)星天線、衛(wèi)星數據處理模塊、列車定位處理單元和速度傳感器；所述的衛(wèi)星天線采用抗干擾的衛(wèi)星天線，所述列車定位處理單元用于接收衛(wèi)星數據處理模塊和速度傳感器提供的信息并進行定位計算。

作為優(yōu)選的技術方案，所述衛(wèi)星天線包括天線陣和寬帶抗干擾模塊。

作為優(yōu)選的技術方案，所述天線陣用于接收BDS、GPS或GLONASS的帶內信號。

作為優(yōu)選的技術方案，所述寬帶抗干擾模塊為采用多陣元抗干擾體制的BDS、GPS和GLONASS三模模塊。

作為優(yōu)選的技術方案，所述衛(wèi)星數據處理模塊為具有消除測窄帶、突發(fā)式、欺騙式類型的干擾的衛(wèi)星數據處理模塊，用于完成BDS、GPS或GLONASS衛(wèi)星定位。

作為優(yōu)選的技術方案，所述衛(wèi)星數據處理模塊獲取導航信息并通過數據接口輸出至列車定位處理單元。

作為優(yōu)選的技術方案，所述衛(wèi)星數據處理模塊包括基帶芯片，用于對頻點信號進行捕獲跟蹤、解調和PVT解算。

作為優(yōu)選的技術方案，所述速度傳感器為車輪速度傳感器。

作為優(yōu)選的技術方案，所述車輪速度傳感器安裝在機車輪對的軸端。

根據本發(fā)明的第二方面，提供了一種用于所述基于衛(wèi)星的列車定位裝置的方法，該方法包括以下步驟：

步驟1：衛(wèi)星信號的抗干擾處理，具體包括：所述衛(wèi)星天線的天線陣接收BDS、GPS或GLONASS的帶內信號，所述衛(wèi)星天線的寬帶抗干擾模塊用于對抗不同方向多種形式的干擾；

步驟2：導航處理解算，具體包括：所述衛(wèi)星數據處理模塊的基帶芯片對頻點信號進行捕獲跟蹤、解調和PVT解算，同時檢測并消除窄帶、突發(fā)式和欺騙式類型干擾，獲取導航信息；并將導航信息輸出給列車定位處理單元；

步驟3：地圖匹配，具體包括：所述列車定位處理單元接收衛(wèi)星導航信息，結合電子地圖使用匹配算法計算列車在軌道上的位置；

步驟4：速度脈沖測量，具體包括：獲取由車輪速度傳感器產生的速度脈沖信息并提供給列車定位處理單元；