基于RTK-GPS/INS的列车组合定位方法研究
发布时间：2021-11-03 08:48
在铁路运输当中,单纯的卫星定位或惯性定位均无法提供更高的精度。因此,提出一种高精度的RTK-GPS和惯性平台相组合的定位导航系统,系统主要包括卫星接收基站、传感器输入部分、状态检测部分、数据融合部分和定位数据输出部分。在整体系统中,数据融合部分采用卡尔曼;传感器输入部分采用结合无损变换的粒子群算法改进的自适应RLS滤波;利用组合导航过程,对数据融合误差纠正方程进行学习,在卫星失锁情况中,利用学习结果持续对惯性测量单元滤波后的数据进行校正。对提出的数据融合算法和组合导航系统进行半实物验证和实物测试,结果表明:在有复杂干扰的列车运行环境中,在该算法和系统的配合下,可以基本满足较高精度的列车实时定位,在工程中具有一定的适应性和实际应用价值。
【文章来源】：铁道学报. 2020,42(10)北大核心EICSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
图1 粒子群优化λ流程
列车组合定位系统主要介绍其中的组合测量系统,该系统平台结构见图2。该套组合测量系统主要包括:GPS基准站,用于做出载波相位差分信息,在实际铁路运行中可以考虑广域多基准站模式;车载GNSS接收机,用于接受车载GPS信号,并做差分处理;IMU惯性测量平台,作为无源测量端,用于输出惯性测量信息。其中,GNSS接收机和卫星基准站均采用GNSS卫星信号接收板卡,而惯性传感器则采用的是低成本高可靠性的9轴MEMS传感器。在实际的列车组合定位系统设计过程中,可以根据自身实际需求,采用不同传感器、加入系统参考部分,依据不同策略形成多种不同的列车组合定位系统,最后根据测量结果进行评估之后再做出实际设计。GNSS接收机在经过状态监测之后,和IMU测量单元输出的信息汇总在中央处理单元当中,通过信息融合板卡进行数据融合,最后输出到车载定位计算机当中显示。
列车组合定位系统从功能角度包括了卫星信息输出部分、惯性平台信息输出部分、卫星状态监测部分以及数据融合部分。列车组合定位系统流程见图3。卫星信息输出部分。主要在接收基准站信号后输出实时差分信号,或是通过自身车载卫星信号接收天线输出单点定位结果。
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种快速高精度GPS组合定位方法研究[J]. 王迪,陈光武,杨厅. 铁道学报. 2017(02)
[2]一类区间多目标粒子群优化算法[J]. 章恩泽,吴益飞,陈庆伟. 控制与决策. 2014(12)
[3]基于矢量跟踪的GPS/INS深耦合列车自主定位算法研究[J]. 严细辉,蔡伯根,宁滨,上官伟. 铁道学报. 2014(01)
[4]一种惯性测量与距离组合的定位修正方法研究[J]. 任春华,陈灿,王满喜,路永乐,黎蕾蕾. 仪器仪表学报. 2013(11)
[5]基于最小分辨率的MEMS陀螺漂移抑制方法研究[J]. 翁海诠,任春华,张敬栋,杨佳蒙,赵巧宏. 仪器仪表学报. 2011(10)
[6]Integrity assurance of GNSS-based train integrated positioning system[J]. LIU Jiang 1,2 , TANG Tao 1* , GAI BaiGen 2 , WANG Jian 1,2 & CHEN DeWang 1 1 State Key Laboratory of Rail Traffic Control and Safety, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, China; 2 School of Electronic and Information Engineering, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, China. Science China（Technological Sciences）. 2011(07)
[7]现代铁路列车跟踪与定位技术的研究[J]. 张源,张洪宇. 铁路计算机应用. 2011(04)
[8]低成本列车组合定位系统容错算法设计[J]. 刘江,蔡伯根,唐涛,王剑,上官伟. 铁道学报. 2011(01)
[9]利用伪距差分法进行GPS测速[J]. 吴富梅,肖云. 武汉大学学报(信息科学版). 2010(09)
[10]基于二乘二取二的全电子计算机联锁系统[J]. 陈光武,范多旺,魏宗寿,方亚非. 中国铁道科学. 2010(04)
本文编号：3473393
【文章来源】：铁道学报. 2020,42(10)北大核心EICSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
图1 粒子群优化λ流程
列车组合定位系统主要介绍其中的组合测量系统,该系统平台结构见图2。该套组合测量系统主要包括:GPS基准站,用于做出载波相位差分信息,在实际铁路运行中可以考虑广域多基准站模式;车载GNSS接收机,用于接受车载GPS信号,并做差分处理;IMU惯性测量平台,作为无源测量端,用于输出惯性测量信息。其中,GNSS接收机和卫星基准站均采用GNSS卫星信号接收板卡,而惯性传感器则采用的是低成本高可靠性的9轴MEMS传感器。在实际的列车组合定位系统设计过程中,可以根据自身实际需求,采用不同传感器、加入系统参考部分,依据不同策略形成多种不同的列车组合定位系统,最后根据测量结果进行评估之后再做出实际设计。GNSS接收机在经过状态监测之后,和IMU测量单元输出的信息汇总在中央处理单元当中,通过信息融合板卡进行数据融合,最后输出到车载定位计算机当中显示。
列车组合定位系统从功能角度包括了卫星信息输出部分、惯性平台信息输出部分、卫星状态监测部分以及数据融合部分。列车组合定位系统流程见图3。卫星信息输出部分。主要在接收基准站信号后输出实时差分信号,或是通过自身车载卫星信号接收天线输出单点定位结果。
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种快速高精度GPS组合定位方法研究[J]. 王迪,陈光武,杨厅. 铁道学报. 2017(02)
[2]一类区间多目标粒子群优化算法[J]. 章恩泽,吴益飞,陈庆伟. 控制与决策. 2014(12)
[3]基于矢量跟踪的GPS/INS深耦合列车自主定位算法研究[J]. 严细辉,蔡伯根,宁滨,上官伟. 铁道学报. 2014(01)
[4]一种惯性测量与距离组合的定位修正方法研究[J]. 任春华,陈灿,王满喜,路永乐,黎蕾蕾. 仪器仪表学报. 2013(11)
[5]基于最小分辨率的MEMS陀螺漂移抑制方法研究[J]. 翁海诠,任春华,张敬栋,杨佳蒙,赵巧宏. 仪器仪表学报. 2011(10)
[6]Integrity assurance of GNSS-based train integrated positioning system[J]. LIU Jiang 1,2 , TANG Tao 1* , GAI BaiGen 2 , WANG Jian 1,2 & CHEN DeWang 1 1 State Key Laboratory of Rail Traffic Control and Safety, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, China; 2 School of Electronic and Information Engineering, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, China. Science China（Technological Sciences）. 2011(07)
[7]现代铁路列车跟踪与定位技术的研究[J]. 张源,张洪宇. 铁路计算机应用. 2011(04)
[8]低成本列车组合定位系统容错算法设计[J]. 刘江,蔡伯根,唐涛,王剑,上官伟. 铁道学报. 2011(01)
[9]利用伪距差分法进行GPS测速[J]. 吴富梅,肖云. 武汉大学学报(信息科学版). 2010(09)
[10]基于二乘二取二的全电子计算机联锁系统[J]. 陈光武,范多旺,魏宗寿,方亚非. 中国铁道科学. 2010(04)
本文编号：3473393
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