一种基于北斗系统的列车隧道定位方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于北斗系统的列车隧道定位方法，包括隧道出入口北斗卫星基站，隧道内通讯扩展基站，车载设备；出入口北斗基站接收卫星差分信息，信息编码后传输至隧道内通讯扩展基站上，所述通讯扩展基站包括数据接收模块、数据解码模块、信号放大模块，通讯扩展基站将编码信息转换成标准卫星信号并放大卫星信号，车载设备包括数据通讯模块、信号处理模块、惯性定位模块、地磁定位模块、北斗定位模块、数据采集模块、数据融合模块，车载设备接收通讯扩展基站位置数据并采集地磁数据、陀螺仪数据、加速度计数据；地磁数据、陀螺仪数据、加速度计数据修正北斗数据实现隧道内列车精确定位。本发明专利技术解决了现有列车在隧道内无法精确定位的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于北斗系统的列车隧道定位方法
本专利技术实施例涉及列车卫星定位
，具体涉及一种基于北斗系统的列车隧道定位方法。
技术介绍
北斗卫星导航系统(以下简称北斗系统)是着眼于国家安全和经济社会发展需要，自主建设、独立运行的卫星导航系统，是为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务的国家重要空间基础设施。随着北斗系统建设和服务能力的发展，相关产品已广泛应用于交通运输、海洋渔业、水文监测、气象预报、测绘地理信息、森林防火、通信时统、电力调度、救灾减灾、应急搜救等领域，逐步渗透到人类社会生产和人们生活的方方面面，为全球经济和社会发展注入新的活力。卫星导航系统是全球性公共资源，多系统兼容与互操作已成为发展趋势。与其他卫星导航系统共同推动全球卫星导航事业发展。目前，正在实施北斗三号系统建设。根据系统建设总体规划，2018年底，完成19颗卫星发射组网，完成基本系统建设，向全球提供服务；2020年前后，完成30颗卫星发射组网，全面建成北斗三号系统。在一些特定的环境中，受环境因素限制卫星信号接收设备无法获取多个卫星的数据，导致通过卫星定位技术获取的位置信息有很大的偏差或无法获取到位置信息，比如隧道、有多遮盖物的环境等。
技术实现思路
为此，本专利技术提供一种基于北斗系统的列车隧道定位方法，以解决现有列车在隧道内无法精确定位的问题。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：本专利技术公开了一种基于北斗系统的列车隧道定位方法，所述方法包括隧道出入口北斗卫星基站，隧道内通讯扩展基站，车载设备；所述出入口北斗基站接收卫星差分信息，信息编码后传输至隧道内通讯扩展基站上，所述通讯扩展基站包括数据接收模块、数据解码模块、信号放大模块，通讯扩展基站将编码信息转换成标准卫星信号并放大卫星信号，所述车载设备包括数据通讯模块、信号处理模块、惯性定位模块、地磁定位模块、北斗定位模块、数据采集模块、数据融合模块，车载设备接收通讯扩展基站位置数据并采集地磁数据、陀螺仪数据、加速度计数据；地磁数据、陀螺仪数据、加速度计数据修正北斗数据实现隧道内列车精确定位。进一步地，所述通讯扩展基站在隧道内等距安装，北斗卫星基站接收数据并编码传输至通讯扩展基站，通讯扩展基站根据自身的固定坐标计算出位置数据后，将数据转换成标准卫星信号。进一步地，所述惯性定位模块包括陀螺仪、加速度计。进一步地，所述惯性定位模块使用Shannon采样定理采集构建陀螺仪数据，并用建立AR辨识漂移模型，模型一般表达式为：ai：自回归系数；x(k)：AR(p)模型的输出；ω(k)：噪声序列。进一步地，所述数据融合模块使用扩展卡尔曼滤波算法将地磁数据，陀螺仪数据、加速度计数据融合。本专利技术实施例具有如下优点：本专利技术公开了一种基于北斗系统的列车隧道定位方法，通过隧道出入口北斗卫星基站，接收卫星差分数据，编码后将数据传输至通讯扩展基站，通讯扩展基站接收到数据后，解码数据，根据扩展基站的固定坐标计算出坐标数据，转换成标准卫星信号经由信号放大模块将卫星信号放大，车载设备的地磁定位模块采用TERCOM算法和ICCP算法，将采集到的地磁数据与基准数据库做比对，根据相应的准则获取最佳匹配结果。实现了对隧道内列车位置的精准定位。便于对列车的行驶轨迹及时进行跟踪，形成最佳的列车编排方案。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述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示例性的，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，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本专利技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本专利技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本专利技术所揭示的
技术实现思路
得能涵盖的范围内。图1为本专利技术实施例提供的一种基于北斗系统的列车隧道定位方法的北斗卫星基站，隧道内通讯扩展基站安装示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种基于北斗系统的列车隧道定位方法的定位流程示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种基于北斗系统的列车隧道定位方法的车载设备示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种基于北斗系统的列车隧道定位方法的隧道内通讯扩展基站示意图。具体实施方式以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例本实施例公开了一种基于北斗系统的列车隧道定位方法，包括隧道出入口北斗卫星基站，隧道内通讯扩展基站，车载设备；所述出入口北斗基站接收卫星差分信息，信息编码后传输至隧道内通讯扩展基站上，所述通讯扩展基站包括数据接收模块、数据解码模块、信号放大模块，通讯扩展基站将编码信息转换成标准卫星信号并放大卫星信号，所述车载设备包括数据通讯模块、信号处理模块、惯性定位模块、地磁定位模块、北斗定位模块、数据采集模块、数据融合模块，车载设备接收通讯扩展基站位置数据并采集地磁数据、陀螺仪数据、加速度计数据；地磁数据、陀螺仪数据、加速度计数据修正北斗数据实现隧道内列车精确定位。通讯扩展基站在隧道内等距安装，北斗卫星基站接收数据并编码传输至通讯扩展基站，通讯扩展基站根据自身的固定坐标计算出位置数据后，将数据转换成标准卫星信号。惯性定位模块包括陀螺仪、加速度计。惯性定位模块使用Shannon采样定理采集构建陀螺仪数据，并用建立AR辨识漂移模型，模型一般表达式为：ai：自回归系数；x(k)：AR(p)模型的输出；ω(k)：噪声序列。数据融合模块使用扩展卡尔曼滤波算法将地磁数据，陀螺仪数据、加速度计数据融合。隧道出入口北斗卫星基站，接收卫星差分数据，编码后将数据传输至通讯扩展基站；通讯扩展基站接收到数据后，解码数据，根据扩展基站的固定坐标计算出坐标数据，转换成标准卫星信号经由信号放大模块将卫星信号放大；车载设备的地磁定位模块采用TERCOM算法和ICCP算法，将采集到的地磁数据与基准数据库做比对，根据相应的准则获取最佳匹配结果。实现了对隧道内列车位置的精准定位。便于对列车的行驶轨迹及时进行跟踪，形成最佳的列车编排方案。虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本专利技术作了详尽的描述，但在本专利技术基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本专利技术精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本专利技术要求保护的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于北斗系统的列车隧道定位方法，其特征在于，所述方法包括隧道出入口北斗卫星基站，隧道内通讯扩展基站，车载设备；所述出入口北斗基站接收卫星差分信息，信息编码后传输至隧道内通讯扩展基站上，所述通讯扩展基站包括数据接收模块、数据解码模块、信号放大模块，通讯扩展基站将编码信息转换成标准卫星信号并放大卫星信号，所述车载设备包括数据通讯模块、信号处理模块、惯性定位模块、地磁定位模块、北斗定位模块、数据采集模块、数据融合模块，车载设备接收通讯扩展基站位置数据并采集地磁数据、陀螺仪数据、加速度计数据；地磁数据、陀螺仪数据、加速度计数据修正北斗数据实现隧道内列车精确定位。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于北斗系统的列车隧道定位方法，其特征在于，所述方法包括隧道出入口北斗卫星基站，隧道内通讯扩展基站，车载设备；所述出入口北斗基站接收卫星差分信息，信息编码后传输至隧道内通讯扩展基站上，所述通讯扩展基站包括数据接收模块、数据解码模块、信号放大模块，通讯扩展基站将编码信息转换成标准卫星信号并放大卫星信号，所述车载设备包括数据通讯模块、信号处理模块、惯性定位模块、地磁定位模块、北斗定位模块、数据采集模块、数据融合模块，车载设备接收通讯扩展基站位置数据并采集地磁数据、陀螺仪数据、加速度计数据；地磁数据、陀螺仪数据、加速度计数据修正北斗数据实现隧道内列车精确定位。


2.如权利要求1所述的一种基于北斗系统的列车隧道定位方法，其特征在于，所述通讯扩展基站在隧道内等距安装，北斗卫星基站接收...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹旭，邓晓晓，韩峰，赵国华，张涛，
申请(专利权)人：北京家梦科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11