一种基于北斗及惯性导航的组合测速定位技术制造技术

本发明专利技术公开了一种基于北斗及惯性导航的组合测速定位技术。本发明专利技术的目的本发明专利技术的目的是为了解决现有技术中的磁悬浮测速定位系统方法检测精度不够，噪声过多，无法得到精确的实时速度的问题。本发明专利技术完成了对一种应用于中高速磁悬浮的非定子齿槽依赖的实时测速和连续定位技术的研究，且应用的中高速磁悬浮的非定子齿槽依赖的实时测速和连续定位技术效果较好，对自主国产磁悬浮建设有着其重要意义，且精度具有较大的提升。

An Integrated Velocity Measurement and Location Technology Based on Beidou and Inertial Navigation

The invention discloses a combined velocity measurement and positioning technology based on Beidou and inertial navigation. The object of the present invention is to solve the problem of insufficient detection accuracy, excessive noise and inaccurate real-time speed of the magnetic levitation velocity measurement and positioning system method in the prior art. The invention completes the research of a real-time speed measurement and continuous positioning technology for non-stator slot dependence of medium and high speed magnetic levitation, and the application of the real-time speed measurement and continuous positioning technology for non-stator slot dependence of medium and high speed magnetic levitation has better effect, has important significance for the construction of self-made magnetic levitation, and has greater improvement in accuracy.

【技术实现步骤摘要】
一种基于北斗及惯性导航的组合测速定位技术
本专利技术涉及一种应用于中高速磁悬浮的非定子齿槽依赖的实时测速和连续定位技术。
技术介绍
近年来，我国轨道交通行业发展迅速，磁悬浮已经成为很多城市轨道交通的建设重点和热点之一，现有的磁浮列车测速和定位主要采取如下方法：1、感应定子磁极测速。利用感应到的定子磁极信号源，速度低时通过信号上升沿和下降沿测算速度，速度高时通过计数接收脉冲测算速度。2、感应编码器绝对定位。在轨道沿线间隔一定距离安装一个感应编码器信号源，实现对列车的绝对定位，在两个感应编码器区间则依靠累积感应长定子磁极测速的积分来实现相对定位。这些方法虽然现今应用不错但实时速度与连续位置信号对于磁浮列车的牵引控制以及运行控制都是极为重要的参数，且单一的速度和位置信号来源，难以满足系统可靠性需求；另一方面，磁悬浮系统存在车轨距离加大，电磁耦合精度降低，且运行速度较快的问题，传统的轨道电路方法难以满足高精度测量要求。故考虑现今测速定位方法提出了一种采用组合导航定位系统定位的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术中的磁悬浮测速定位系统方法检测精度不够，信号源单一，无法得到精确的实时速度的问题。本专利技术的技术方案是：根据目前应用于磁悬浮定位的方法进行分析，讨论其不足性，对其缺点进行讨论并得到新的解决方案。目前在磁浮列车上主要使用的定位方法是1)感应定子磁极测速。利用感应到的定子磁极信号源，速度低时通过信号上升沿和下降沿测算速度，速度高时通过计数接收脉冲测算速度。(2)感应编码器绝对定位。在轨道沿线间隔一定距离安装一个感应编码器信号源，实现对列车的绝对定位，在两个感应编码器区间则依靠累积感应长定子磁极测速的积分来实现相对定位。这两种方法目前来说易损耗且消费和维护成本较高，实时速度与连续位置信号对于磁浮列车的牵引控制以及运行控制都是极为重要的参数，但单一的速度和位置信号来源，难以满足系统可靠性需求；另一方面，磁悬浮系统存在车轨距离加大，电磁耦合精度降低，且运行速度较快的问题，传统的轨道电路方法难以满足高精度测量要求。利用脉宽编码式绝对定位器实现磁悬浮列车的绝对定位，优点在于磁浮列车绝对定位完全独立工作，不受外界因素干扰，能可靠，实时的获得列车位置信息，这一点具有参考意义。然而此文章中提出的方案，修正误差值不够精准，达不到高精度要求。在此基础上，提出拟采用组合导航系统进行定位测速，即北斗—惯导组合导航系统。组合导航具有高精度，高可靠性，高自动化性等优点。且数据源多样，不依靠于单一信号源，可以达到更精确的目的。传统的解决方案根据绝对定位，长定子等解决方案解决测速定位问题，然而此方法不仅耗能而且并不能保证实时的安全性，如该系统出现故障，则无法进行测速定位，极易引起不便，故本专利建议将北斗-惯导测速定位系统应用于磁悬浮测速定位中，能够提供多源处理方案，不再依靠单一信号源，具有更强的适应性与可依靠性。具体实施方式下面将结合附图说明本专利技术的具体实施方式，应当理解附图中示出和描述的实施方式仅是示例性的，意在阐述本专利技术的原理和方法，而并非限制本专利技术的范围。本专利技术所述的一种中高速磁悬浮测速定位的滤波方法。图1示出了本专利技术所述的组合导航系统的原理模型，由图我们需先搭建起速度模型，速度模型如下所示：通过对列车运行速度分析，以及对现场采样，我们可以初步搭建出磁悬浮列车运行时速度变化的模型与公式。如下列公式所示：v＝t(t＜60),(3.3.1)v＝60(60≤t＜120),(3.3.2)v＝0.33t+20(120≤t＜180),(3.3.3)v＝80,(180≤t＜240),(3.3.4)v＝280-0.833t(240≤t＜300),(3.3.5)v＝30(300≤t＜360),(3.3.6)v＝150-0.333t(360≤t＜420),(3.3.7)v＝33.33-0.056t(t＞420),(3.3.8)图2示出了所述检测方法中磁悬浮的惯导系统示意图。可以理解，图2所示的流程图仅是示意性的，其中的步骤可以省略和/或增加其他步骤。下面分析卫星导航系统的定位原理。GPS主要提供两类观测量：伪距与载波相位。其中伪距的观测方程如下所示：ρ＝r+I+T+c(δtu-δts)+O+Mρ+ερ载波相位的观测方程列举如下：其中：ρ-表示伪距观测量；-表示载波相位观测量；r-表示接收机到卫星的几何距离；I-电离层误差；T-对流层误差；δts-卫星误差；O-卫星轨道误差；M-多径误差；ε-接收机噪声；tu-接收机钟差N-载波相位中所包含的整周的模糊度图3给出了该组合导航系统进行组合定位的示意图。可根据此方案具体设计用例进行测试。本专利技术的一种磁悬浮测速定位信号滤波方法利用组合导航系统测速的优势，对中高速磁悬浮测速定位系统进行提高精度的操作，不仅保证了比较高的精确度，还保证了实时纠正性，自适应性，强跟随性。。此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本专利技术方法的操作，但是这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行完全部操作才能实现预期的结果。相反，可以通过省略某些步骤、将多个步骤合为一个步骤或者将一个步骤分解为多个步骤来实现原有的功能。附图说明图1，本专利技术所述的测速方法的原理图图2，本专利技术的惯导系统示意图图3，本专利技术的磁悬浮测速定位系统方法实现示意图。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于北斗及惯性导航的组合测速定位技术，包括：根据磁浮列车测速定位规律搭建模型；根据定位算法，进行编程；建立初始模型，引入列车运动速度模型；通过测速定位结果与以往的测速定位方法进行对比。

【技术特征摘要】
1.一种基于北斗及惯性导航的组合测速定位技术，包括：根据磁浮列车测速定位规律搭建模型；根据定位算法，进行编程；建立初始模型，引入列车运动速度模型；通过测速定位结果与以往的测速定位方法进行对比。2.根据权利要求1所述的方法，其中，使用仿真工具进行算法编写并将其模块嵌入simulink模块。3.根据权利要求1所述的方法，其中，对列车行驶进行模拟，生成一个参考二维曲线，使其作为线...

【专利技术属性】
技术研发人员：王帅，陈特放，郭帅邯，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43