自适应容错的列车组合定位方法技术

本发明专利技术提供了一种自适应容错的列车组合定位方法。该方法包括：采用基于伪距/伪距率的GNSS/INS紧组合列车组合导航定位方法解算出融合后的列车位置和速度，并计算出量测矩阵和量测噪声协方差；根据量测矩阵、量测噪声协方差和接收机实际的量测值计算出检验统计量，设定检验门限；将检验统计量与检验门限进行比较，根据比较结果确定系统是否存在故障，当判断存在小故障卫星后，通过自适应容错方法对融合后的列车位置和速度进行调整。本发明专利技术的基于伪距、伪距率的GNSS/INS紧组合导航定位方法获得连续的列车位置、速度信息，通过FDP方法进行故障检测、识别与相应处理，提高系统容错性，适用于列车实时定位和后处理位置解算分析，具有连续性强、可靠性高的特点。

Adaptive Fault Tolerant Location Method for Train Combination

The invention provides an adaptive fault-tolerant train combination positioning method. The method includes: using GNSS/INS integrated navigation positioning method based on pseudo-range/pseudo-range ratio to calculate the position and speed of the fused train, and calculating the measurement matrix and the measurement noise covariance; calculating the test statistics according to the measurement matrix, the measurement noise covariance and the actual measurement value of the receiver, setting the test threshold; and entering the test statistics and the test threshold. After judging whether there is a small fault satellite, the position and speed of the fused train are adjusted by adaptive fault-tolerant method. The GNSS/INS tightly integrated navigation positioning method based on pseudo-range and pseudo-range rate of the invention obtains continuous train position and speed information, detects, identifies and processes faults by FDP method, improves the fault tolerance of the system, and is suitable for real-time train positioning and post-processing position calculation and analysis, and has the characteristics of strong continuity and high reliability.

【技术实现步骤摘要】
自适应容错的列车组合定位方法
本专利技术涉及列车定位
，尤其涉及一种自适应容错的列车组合定位方法。
技术介绍
轨道交通是国民经济大动脉、大众化交通工具和现代城市运行的骨架，是国家关键基础设施和重要基础产业，对我国经济社会发展、民生改善和国家安全起着不可替代的全局性支撑作用。在列车的运行过程中，列车运行控制功能的实现依赖于对列车的速度、位置、速度等信息的准确获取。目前我国的高速铁路列车运行控制系统普遍采用地面应答器辅助车轮传感器实现列车位置状态的获取，利用轨道电路实现列车占用检查，这种方式系统成本大，且固定闭塞分区的设置方式也制约着列车行车密度和效率。采用卫星导航定位手段获取列车定位信息不仅可以减少轨旁设备，有效降低建设和运行成本，同时还能够提高定位精度，实现高更新率的实时连续定位。考虑到列车运行的安全性和连续性的需要，GNSS(GlobalNavigationSatelliteSystem，全球导航卫星系统)导航系统不宜作为单独的导航设备，应该与其他的导航系统组合使用。由于惯性导航系统信号短时间定位精度高，但长时间误差累积，系统稳定性较差，将GNSS与INS(InertialN本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自适应容错的列车组合定位方法，其特征在于，包括：采用基于伪距/伪距率的GNSS/INS紧组合列车组合导航定位方法解算出融合后的列车位置和速度，并计算出量测矩阵和量测噪声协方差；根据所述量测矩阵、量测噪声协方差和接收机实际的量测值计算出检验统计量，设定检验门限；将所述检验统计量与所述检验门限进行比较，根据比较结果确定系统是否存在故障，当判断存在小故障卫星后，通过自适应容错方法对所述融合后的列车位置和速度进行调整。

【技术特征摘要】
1.一种自适应容错的列车组合定位方法，其特征在于，包括：采用基于伪距/伪距率的GNSS/INS紧组合列车组合导航定位方法解算出融合后的列车位置和速度，并计算出量测矩阵和量测噪声协方差；根据所述量测矩阵、量测噪声协方差和接收机实际的量测值计算出检验统计量，设定检验门限；将所述检验统计量与所述检验门限进行比较，根据比较结果确定系统是否存在故障，当判断存在小故障卫星后，通过自适应容错方法对所述融合后的列车位置和速度进行调整。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的采用基于伪距/伪距率的GNSS/INS紧组合列车组合导航定位方法解算出融合后的列车位置和速度，并计算出量测矩阵和量测噪声协方差，包括：设定系统状态包括列车姿态误差、列车位置误差、列车速度误差、陀螺仪误差、加速度计误差、接收机钟差和钟漂，系统状态向量X(t)为：其中，(δrE，δrN，δrU)表示列车位置误差，(δvE，δvN，δvU)表示列车速度误差，表示列车姿态误差，表示陀螺仪测量的角速度误差，(εx，εy，εz)表示加速度计测量的加速度误差，dt表示卫星接收机的钟差，表示卫星接收的钟漂；将卫星的GNSS原始伪距与INS解算的伪距进行比较得到伪距差值，将卫星的GNSS原始伪距率与INS解算的伪距率进行比较得到伪距率差值，进而得到系统的量测向量Z为：其中：ρ表示GNSS原始伪距量测，表示GNSS原始伪距率量测，表示INS解算的卫星到列车的几何距离，表示INS解算的卫星到列车的几何距离变化率，n表示可见卫星数；将所述伪距差值、伪距率差值作为量测输入，通过卡尔曼滤波处理解算出融合后的列车位置和速度，系统的量测矩阵H为：其中：c表示光速；Dn×3表示从卫星到列车接收机的方向余弦矩阵，on×3表示一个n行3列的零矩阵，on×9表示一个n行9列的零矩阵，on×1表示一个n行1列的零矩阵，，In×1表示一个n行1列的单位矩阵；量测噪声的协方差为：3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的根据所述量测矩阵、量测噪声协方差和接收机实际的量测值计算出检验统计量，确定检验门限，包括：根据接收机实际的列车位置和速度的量测值...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜维，刘丹，蔡伯根，王剑，上官伟，刘江，陆德彪，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：北京,11