本申请实施例提供了一种基于时延预测和补偿的列车隧道定位方法、设备及系统。该设备包括：测速器，用于获取定位对象的移动速度；信号接收器，用于获取定位信号源发送的卫星导航信息；信号模拟器，用于对获取到的卫星导航信息进行时间同步，以模拟当前作为定位信号源的列车隧道定位设备所发出的卫星导航信息；基于定位对象的移动速度以及由所模拟的卫星导航信息确定的移动位置，经时延预测及时延补偿后确定定位对象的移动轨迹；当由定位信息确定定位对象移动到下一个定位信号源的覆盖边界点时，对定位对象进行无缝的定位信号源的切换。本申请解决了目前GNSS信号模拟器所产生的卫星信号实时性差、进出隧道信号无法平滑过度的问题，提高了定位精度。提高了定位精度。提高了定位精度。
【技术实现步骤摘要】
基于时延预测和补偿的列车隧道定位方法、设备及系统
[0001]本申请涉及定位
，具体而言，本申请涉及一种基于时延预测和补偿的列车隧道定位方法、设备及系统。
技术介绍
[0002]全球卫星导航定位技术在现在社会中的交通运输、地质勘测、工业发展、人工智能、自动驾驶等方面得到了广泛应用。对于在室内、隧道、地下室等相对封闭的环境中，信号传播能力遭到严重削弱，信号质量极差，导致GNSS定位系统无法提供定位服务。
[0003]近年，为解决列车在隧道中无法准确定位的问题，有学者提出列车只用一套GNSS定位系统的前提下，在隧道中安装GNSS信号模拟器，在无GNSS信号的隧道中给列车提供定位信号。然而，虽容易实施，但是所产生的信号实时性差、定位解算的精度低以及进出隧道信号无法平滑过度，会导致接收机需要重新捕获跟踪GNSS信号。
技术实现思路
[0004]本申请实施例提供了一种基于时延预测和补偿的列车隧道定位方法、设备及系统，用于解决GNSS信号模拟器所产生的卫星信号实时性差、进出隧道信号无法平滑过度的技术问题，提高了定位精度。
[0005]根据本申请实施例的一个方面，提供了一种基于时延预测和补偿的列车隧道定位设备，所述设备包括：
[0006]测速器，用于获取定位对象的移动速度；
[0007]信号接收器，用于获取定位信号源发送的卫星导航信息；
[0008]信号模拟器，均连接于所述测速器、所述信号接收器，被配置为，包括：
[0009]对获取到的卫星导航信息进行时间同步，以模拟当前作为定位信号源的列车隧道定位设备所发出的卫星导航信息；
[0010]基于所述定位对象的移动速度以及由所模拟的卫星导航信息确定的移动位置，经时延预测及时延补偿后确定所述定位对象的移动轨迹，所述移动轨迹用于指示所述定位对象在行驶时的定位信息；
[0011]当由所述定位信息确定所述定位对象移动到下一个定位信号源的覆盖边界点时，对所述定位对象进行无缝的定位信号源的切换。
[0012]在一个可能的实现方式中，针对设于首位的列车隧道定位设备的信号接收器，用以接收指定的卫星导航系统下发的卫星导航信息；以及，
[0013]针对排序在第i位的列车隧道定位设备的信号接收器，其输入端与上一个列车隧道定位设备的信号模拟器的射频输出端相连接，用以接收来自上一个列车隧道定位设备的信号模拟器所模拟的卫星导航信息，i>1。
[0014]在一个可能的实现方式中，所述信号接收器，还用于获取上一个定位信号源发送的时钟脉冲信号；
[0015]所述信号模拟器被配置为，还包括：
[0016]所述对获取到的卫星导航信息进行时间同步，以模拟当前作为定位信号源的列车隧道定位设备所发出的卫星导航信息，具体包括：
[0017]计算系统时延；
[0018]基于所述系统时延对上一个定位信号源发送的时钟脉冲信号以及卫星导航信息进行时延补偿，以生成当前列车隧道定位设备模拟的卫星导航信息，使将所模拟的卫星导航信息发送到下一个列车隧道定位设备的信号接收器，以实现时间同步。
[0019]在一个可能的实现方式中，所述信号模拟器被配置为，还包括：
[0020]所述计算系统时延，包括：
[0021]获取系统环境参数，所述系统环境参数包含金属介电常数；
[0022]基于所述系统环境参数，计算信息在所述列车隧道定位设备之间的信道上的传输时延；
[0023]确定当前列车隧道定位设备所记录的上一个列车隧道定位设备发送数据链的周秒，以计算当前列车隧道定位设备与上一个列车隧道定位设备针对发送数据链的周秒差；
[0024]计算当前列车隧道定位设备接收数据链的比特量；
[0025]利用预设的排队模型分析比特间隙，并基于所述比特间隙及所述比特量，计算列车隧道定位设备收发完整数据的平均时耗时延；
[0026]基于所述传输时延、所述周秒差以及所述平均时耗时延，修正系统时延。
[0027]在一个可能的实现方式中，所述信号模拟器被配置为，还包括：
[0028]所述基于所述定位对象的移动速度以及由所模拟的卫星导航信息确定的移动位置，经时延预测及时延补偿后确定所述定位对象的移动轨迹，具体包括：
[0029]基于所述定位对象的移动速度以及由当前列车隧道定位设备所模拟的卫星导航信息确定的移动位置，预测所述定位对象的模拟轨迹，所述模拟轨迹用于指示所述定位对象在行驶时的模拟定位信息；
[0030]对所述模拟轨迹进行时延补偿，以确定移动轨迹。
[0031]在一个可能的实现方式中，所述信号模拟器被配置为，还包括：
[0032]所述对所述模拟轨迹进行时延补偿，以确定移动轨迹，具体包括：
[0033]计算在所述移动速度由所述测速器发送到所述信号模拟器的过程中所产生的数据链传输时延；
[0034]获取系统环境参数，并将所述系统环境参数输入到预设的激光响应时延模型，以计算测速时延；
[0035]确定在所述移动速度发送完成时对应的时刻至当前处理时刻之间的处理时延；
[0036]基于所述数据链传输时延、所述测速时延以及所述处理时延，对所述模拟定位信息进行时延补偿，以生成移动轨迹。
[0037]在一个可能的实现方式中，所述系统时延包括所述列车隧道定位设备之间的传播时延、所述信号接收器的解算时延、器件之间的通信时延以及所述信号模拟器中的数据处理时延。
[0038]根据本申请实施例的另一个方面，提供了一种基于时延预测和补偿的列车隧道定位方法，适用于上述实施例所述的基于时延预测和补偿的列车隧道定位设备，包括：
[0039]获取定位对象的移动速度以及上一个定位信号源发送的卫星导航信息；
[0040]对获取到的卫星导航信息进行时间同步，以模拟当前作为定位信号源的列车隧道定位设备所发出的卫星导航信息；
[0041]基于所述定位对象的移动速度以及由所模拟的卫星导航信息确定的移动位置，经时延预测及时延补偿后确定所述定位对象的移动轨迹，所述移动轨迹用于指示所述定位对象在行驶时的定位信息；
[0042]当由所述定位信息确定所述定位对象移动到下一个定位信号源的覆盖边界点时，对所述定位对象进行无缝的定位信号源的切换。
[0043]在一个可能的实现方式中，所述基于所述定位对象的移动速度以及由所模拟的卫星导航信息确定的移动位置，经时延预测及时延补偿后确定所述定位对象的移动轨迹，具体包括：
[0044]基于所述定位对象的移动速度以及由当前列车隧道定位设备所模拟的卫星导航信息确定的移动位置，预测所述定位对象的模拟轨迹，所述模拟轨迹用于指示所述定位对象在行驶时的模拟定位信息；
[0045]对所述模拟轨迹进行时延补偿，以确定移动轨迹。
[0046]根据本申请实施例的另一个方面，提供了一种基于时延预测和补偿的列车隧道定位装置，包括：
[0047]数据获取模块，用于获取定位对象的移本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于时延预测和补偿的列车隧道定位设备，其特征在于，所述设备包括：测速器，用于获取定位对象的移动速度；信号接收器，用于获取定位信号源发送的卫星导航信息；信号模拟器，均连接于所述测速器、所述信号接收器，被配置为，包括：对获取到的卫星导航信息进行时间同步，以模拟当前作为定位信号源的列车隧道定位设备所发出的卫星导航信息；基于所述定位对象的移动速度以及由所模拟的卫星导航信息确定的移动位置，经时延预测及时延补偿后确定所述定位对象的移动轨迹，所述移动轨迹用于指示所述定位对象在行驶时的定位信息；当由所述定位信息确定所述定位对象移动到下一个定位信号源的覆盖边界点时，对所述定位对象进行无缝的定位信号源的切换。2.根据权利要求1所述的基于时延预测和补偿的列车隧道定位设备，其特征在于，针对设于首位的列车隧道定位设备的信号接收器，用以接收指定的卫星导航系统下发的卫星导航信息；以及，针对排序在第i位的列车隧道定位设备的信号接收器，其输入端与上一个列车隧道定位设备的信号模拟器的射频输出端相连接，用以接收来自上一个列车隧道定位设备的信号模拟器所模拟的卫星导航信息，i>1。3.根据权利要求2所述的基于时延预测和补偿的列车隧道定位设备，其特征在于，所述信号接收器，还用于获取上一个定位信号源发送的时钟脉冲信号；所述信号模拟器被配置为，还包括：所述对获取到的卫星导航信息进行时间同步，以模拟当前作为定位信号源的列车隧道定位设备所发出的卫星导航信息，具体包括：计算系统时延；基于所述系统时延对上一个定位信号源发送的时钟脉冲信号以及卫星导航信息进行时延补偿，以生成当前列车隧道定位设备模拟的卫星导航信息，使将所模拟的卫星导航信息发送到下一个列车隧道定位设备的信号接收器，以实现时间同步。4.根据权利要求3所述的基于时延预测和补偿的列车隧道定位设备，其特征在于，所述信号模拟器被配置为，还包括：所述计算系统时延，包括：获取系统环境参数，所述系统环境参数包含金属介电常数；基于所述系统环境参数，计算信息在所述列车隧道定位设备之间的信道上的传输时延；确定当前列车隧道定位设备所记录的上一个列车隧道定位设备发送数据链的周秒，以计算当前列车隧道定位设备与上一个列车隧道定位设备针对发送数据链的周秒差；计算当前列车隧道定位设备接收数据链的比特量；利用预设的排队模型分析比特间隙，并基于所述比特间隙及所述比特量，计算列车隧道定位设备收发完整数据的平均时耗时延；基于所述传输时延、所述周秒差以及所述平均时耗时延，修正系统时延。5.根据权利要求1所述的基于时延预测和补偿的列车隧道定位设备，其特征在于，所述
信号模拟器被配置为，还包括：...
【专利技术属性】
技术研发人员：纪元法，易首成，韦照川，孙希延，付文涛，吴传宇，赵松克，李晶晶，李龙，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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