一种基于北斗和多信息结合的定位与导航方法技术

本发明专利技术属于机车/轨道车作业防护或控制技术领域，特别是涉及一种基于北斗和多信息结合的定位方法，首先，车站在投入使用前，需要采集车站元素的经纬度位置，建立车站各元素的经纬度基础数据库；采用差分定位的方式，北斗差分基站结合车载北斗解析模块，获取精确的机车/轨道车所在的位置；当地面服务器接收到机车/轨道车的经纬度后，通过与采集的车站元素经纬度进行匹配处理，计算获取机车/轨道车所在车站中的区段位置。本发明专利技术提供一种基于北斗和多信息结合的定位与导航方法，利用北斗卫星差分定位技术和站场信息获取机车/轨道车的位置信息，可以提高定位的精度。

A method of positioning and navigation based on the combination of Beidou and multi information

【技术实现步骤摘要】
一种基于北斗和多信息结合的定位与导航方法
本专利技术属于机车/轨道车作业防护或控制
，特别是涉及一种基于北斗和多信息结合的定位与导航方法。
技术介绍
目前，全路运行的机车/轨道车在牵引列车时已经实现了设备控车，但在调车作业时完全靠司机人为确认地面信号并操纵机车运行。由于本务机车作业一般均在运输繁忙的车站或编组场进行，调车作业完全靠司机人为确认地面信号，不仅增加了司机的工作负担，一旦司机判断失误发生事故，会对铁路运输造成较大的影响。现有的机车/轨道车定位技术主要采用地面应答器，该方法的缺点是铺设和后期维护成本高，需要整车站覆盖。
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术提供一种基于北斗和多信息结合的定位与导航方法，利用北斗卫星差分定位技术和站场信息获取机车/轨道车的位置信息，可以提高定位的精度。为了实现上述目的，本专利技术采用以下的技术方案：本专利技术提供一种基于北斗和多信息结合的定位方法，含有以下步骤：步骤1，车站在投入使用前，需要采集车站元素的经纬度位置，建立车站各元素的经纬度基础数据库；步骤2，采用差分定位的方式，北斗差分基站结合车载北斗解析模块，获取精确的机车/轨道车所在的位置；步骤3，当地面服务器接收到机车/轨道车的经纬度后，通过与采集的车站元素经纬度进行匹配处理，计算获取机车/轨道车所在车站中的区段位置。进一步地，所述步骤1的具体实现过程如下：步骤101，生成车站地图根据用户提供的技术资料生成一张车站地图文件，并获取或者编辑各车站元素的名称、类型和编号；步骤102，生成车站元素关系根据车站元素之间的前后位置关系，使用编辑工具生成一张包含车站所有元素连接的关系网；步骤103，车站打点从车站地图导出需要打点的信号机和道岔，使用打点设备采集信号机的经纬度、道岔的中心位置经纬度，建立车站各元素的经纬度基础数据库。进一步地，所述步骤2的具体实现过程如下：步骤201，安装在北斗差分基站上的北斗接收机进行三维定位，解算出基准站的坐标，由于存在多种误差，解算出的基准站坐标与基准站的已知坐标存在误差，计算出差分数据；步骤202，差分服务器实时的接收北斗差分基站发送的差分数据；步骤203，车载北斗解析模块接收差分数据和普通精度的北斗经纬度，得到修正后已经消去基准站和用户站的共同误差的机车/轨道车坐标，解算出机车/轨道车的高精度经纬度坐标。进一步地，所述步骤3的具体实现过程如下：步骤301，区段匹配条件利用车站的经纬度基础数据库采集的经纬度数据和站场元素关系，生成与匹配点相邻的所有区段、道岔的匹配线段，线段的两端是已经采集过的经纬度坐标点；步骤302，机车/轨道车定位处理地面服务器依据机车/轨道车发送的位置信息、站场元素经纬度信息计算机车/轨道车距离最近区段差值，当计算的最近区段差值小于设定数值时，结合车站的经纬度基础数据库进行机车/轨道车与对应区段的匹配。本专利技术还提供一种基于北斗和多信息结合的导航方法，基于所述的北斗和多信息结合的定位方法，还包括以下步骤：步骤A，确定机车/轨道车所在车站中的区段位置后，结合站场和区间设备开关量状态信息来判断机车/轨道车当前的运行模式，通过判断站场区段的红光带和白光带、信号机点灯状态信息得出机车/轨道车是否需要停车等待还是允许运行及运行路线，从而为机车/轨道车进行导航；步骤B，通过基于北斗和多信息结合的定位方法结合站场区段的红、白光带信息实时判断机车/轨道车当前运行的机车/轨道车区段，从而对机车/轨道车进行跟踪。进一步地，所述步骤A具体包括以下步骤：步骤A1，机车/轨道车方向定位根据设定时间内连续收到的机车/轨道车的高精度经纬度数据，计算判断机车/轨道车所在站场图形中接近前方信号机的经纬度行别，进而计算出机车/轨道车的运行方向是上行还是下行；步骤A2，机车/轨道车导航当定位的机车/轨道车位置所在的区段和当前接收站场信息中状态显示的占用区段为同一个时，通过判断站场区段的红光带和白光带、信号机点灯状态信息得出机车/轨道车是否需要停车等待还是允许运行及运行路线，从而为机车/轨道车进行导航。进一步地，所述站场信息是从TDCS系统获取的信息，其包括区段信息、信号机点灯状态信息以及道岔的位置状态信息。进一步地，所述步骤B具体为：跟踪机车/轨道车位置，随着机车/轨道车的走行，前方锁闭状态的区段变成占用状态，通过站场区段信息显示的占用状态，判断机车/轨道车当前走行在哪个区段上，同时结合实时收到的经纬度信息对机车/轨道车位置进行再次确认，从而实时准确的对机车/轨道车位置跟踪。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：1、本专利技术利用北斗卫星定位技术替代了原有的铺设地面应答器定位机车/轨道车的位置信息，大大提高了定位精度，解决了通过地面应答器定位需改造站场导致的系统建设和后期维护成本高的问题。2、本专利技术的定位方法结合TDCS信号，可以实现机车/轨道车位置定位的相互验证，提高定位的可靠性；同时结合TDCS信号，解决车辆行走路线精确定位与跟踪，实现车辆行走路线的导航与跟踪。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例的一种基于北斗和多信息结合的定位方法的流程示意图；图2是本专利技术另一个实施例的一种基于北斗和多信息结合的定位方法的流程示意图；图3是本专利技术实施例的一种基于北斗和多信息结合的导航方法的使用界面图；图4是本专利技术另一个实施例的一种基于北斗和多信息结合的导航方法的使用界面图。具体实施方式为了便于理解，对本专利技术中出现的部分名词作以下解释说明：TDCS（TrainOperationDispatchingCommandSystem），是覆盖全路的调度指挥管理系统，能及时、准确地为全路各级调度指挥管理人员提供现代化的调度指挥管理手段和平台。差分定位(DifferentialPositioning)，是根据两台以上接收设备的观测数据来确定观测点之间的相对位置的一种方法。通过普通精度的北斗信息与差分信息结合，从而得到精准的经纬度信息。下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述：实施例一，如图1所示，一种基于北斗和多信息结合的定位方法，含有以下步骤：步骤S101，车站在投入使用前，需要采集车站元素的经纬度位置，建立车站各元素的经纬度基础数据库；步骤S102，采用差分定位的方式，北斗差分基站结合车载北斗解析模块，获取精确的机车/轨道车所在的位置；步骤S103，当地面服务器接收到机车/轨道车的经纬度后，通过与采集的车站元素经纬度进行匹配处理，计算获取机车/轨道车所在车站中的区段位置。本实施例的一种基于北斗和多信息结合的定位方法利用北斗卫星定位技术替代了原有的铺设地面应答器定位机车/轨道车的位置信息，大大提高了定位精度，解决了通过地面应答器定位需改造站场导致的系统建设和后期维护成本高的问题，同时也减轻了司机的工作负担，有效地维护了铁路运输的安全。实施例二，如图2所示，一种基于北斗和多信息结合的定位方法，含有以下步骤：步骤S201，生成车站地图，根据用户提供现有的技术资料生成一张车站本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于北斗和多信息结合的定位方法，其特征在于，含有以下步骤：步骤1，车站在投入使用前，需要采集车站元素的经纬度位置，建立车站各元素的经纬度基础数据库；步骤2，采用差分定位的方式，北斗差分基站结合车载北斗解析模块，获取精确的机车/轨道车所在的位置；步骤3，当地面服务器接收到机车/轨道车的经纬度后，通过与采集的车站元素经纬度进行匹配处理，计算获取机车/轨道车所在车站中的区段位置。

【技术特征摘要】
1.一种基于北斗和多信息结合的定位方法，其特征在于，含有以下步骤：步骤1，车站在投入使用前，需要采集车站元素的经纬度位置，建立车站各元素的经纬度基础数据库；步骤2，采用差分定位的方式，北斗差分基站结合车载北斗解析模块，获取精确的机车/轨道车所在的位置；步骤3，当地面服务器接收到机车/轨道车的经纬度后，通过与采集的车站元素经纬度进行匹配处理，计算获取机车/轨道车所在车站中的区段位置。2.根据权利要求1所述的基于北斗和多信息结合的定位方法，其特征在于，所述步骤1的具体实现过程如下：步骤101，生成车站地图根据用户提供的技术资料生成一张车站地图文件，并获取或者编辑各车站元素的名称、类型和编号；步骤102，生成车站元素关系根据车站元素之间的前后位置关系，使用编辑工具生成一张包含车站所有元素连接的关系网；步骤103，车站打点从车站地图导出需要打点的信号机和道岔，使用打点设备采集信号机的经纬度、道岔的中心位置经纬度，建立车站各元素的经纬度基础数据库。3.根据权利要求1所述的基于北斗和多信息结合的定位方法，其特征在于，所述步骤2的具体实现过程如下：步骤201，安装在北斗差分基站上的北斗接收机进行三维定位，解算出基准站的坐标，由于存在多种误差，解算出的基准站坐标与基准站的已知坐标存在误差，计算出差分数据；步骤202，差分服务器实时的接收北斗差分基站发送的差分数据；步骤203，车载北斗解析模块接收差分数据和普通精度的北斗经纬度，得到修正后已经消去基准站和用户站的共同误差的机车/轨道车坐标，解算出机车/轨道车的高精度经纬度坐标。4.根据权利要求1所述的基于北斗和多信息结合的定位方法，其特征在于，所述步骤3的具体实现过程如下：步骤301，区段匹配条件利用车站的经纬度基础数据库采集的经纬度数据和站场元素关系，生成与匹配点相邻的所有区段、道岔的匹配线段，线段的两端是已经采集过的经纬度坐标点；步骤302，机车/轨道车定位处理地面服务器依据机车/轨道车发送的位置信息、站场元素经纬度信息计...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛文辉，杨青锋，刘振中，杨坤，张良，
申请(专利权)人：河南蓝信科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41