【技术实现步骤摘要】
一种基于高铁线性标志、卫星和里程仪的里程定位方法
本专利技术属于铁路轨道检测领域，涉及一种基于高铁线性标志、卫星和里程仪的里程定位方法。
技术介绍
在高速铁路无砟轨道建设、维护过程中，经常需要对轨道参数进行测量，根据测量结果对轨道进行调整、维护。这就需要系统提供精确的里程信息。现有的里程定位方法为卫星、里程表和人工对标方法，其中卫星定位方法多采用单点GPS，里程表分辨率多为几百脉冲/转，人工对表与操作人员的反应速度有密切关系，精度为米级，不足以定位到具体轨枕。
技术实现思路
本专利技术的所要解决的技术问题是：提供一种基于高铁线性标志、卫星和里程仪的高精度的里程定位方法。本专利技术采取的技术方案为：一种基于高铁线性标志、卫星和里程仪的里程定位方法,包含以下步骤：步骤1，里程仪数据采集与处理：在轨道车某轮轴外侧安装一高分辨率光电里程仪，里程仪按固定频率向工控机发送累计脉冲数，记录NL,i；步骤2，卫星数据采集与处理：步骤2.1，卫星数据采集：通过卫星接收机接收卫星数据，更新率不小于1Hz；步骤2.2，卫星数据良好性判断：卫星接收机按照设定频率输出ECEF坐标系下的XYZ信息，采用XYZ坐标数据计算里程；每接收一组卫星数据，判断卫星信息良好性；当卫星状况良好时，计算卫星里程增量，否则不记录；卫星状况良好判据为：卫星数NUM>n1，且位置精度强弱度PDOP<n2，其中，n1不小于4，n2不大于3；步骤2.3，卫星里程增量与对应的里程仪脉冲增量计算：i-ZG,i-1)2---(1)]]>ΔNG,i＝NL,i-NL,i-1(2)其中，(XG,i,YG,i,ZG,i)为i时刻对应的卫星定位的轨道车位置信息；ΔLG,i为i-1时刻到i时刻卫星定位的的轨道车里程增量；ΔNG,i为i-1时刻到i时刻的里程仪脉冲增量；步骤2.4，更新累积里程：其中，L1,i为i时刻的累积里程；ΔLG,m为m-1时刻到m时刻卫星定位的的轨道车里程增量；步骤3，高铁线性标志数据采集与处理：步骤3.1，高铁线性标志标号采集：通过高铁线性标志获取装置可以接收到包括横向距离DC、垂向距离HC、里程仪累计脉冲数NL,j的数据包，采用查表在线性标志数据库中得到对应的三维坐标(XC,j,YC,j,ZC,j)；步骤3.2，高铁线性标志里程增量与对应的里程仪脉冲增量：计算每相邻两个高铁线性标志点之间的距离ΔLC,j：计算对应的里程仪脉冲增量ΔNC,j：ΔNC,j＝NC,j-NC,j-1(5)步骤3.3，更新累积里程L1,j：步骤4，里程仪刻度系数实时标定：步骤4.1，基本里程仪刻度系数计算：里程仪光电编码器为N脉冲/转，车轮直径为D米，则刻度系数基础值k0为：步骤4.2，刻度系数k计算与修正：以T为一个标定时间窗口，利用高精度的卫星数据和高铁线性标志数据，对刻度系数进行标定；设在T时间间隔内有m组卫星数据有效，n组高铁线性标志数据有效，若m+n>p，其中p为不小于10的自然数，则计算并修正里程仪刻度系数；否则，令Δki＝Δki-1；刻度系数修正值计算公式如下：设：ΔL＝[ΔLG,1ΔLG,2…ΔLG,mΔLC,1ΔLC,2…ΔLC,n]T(8)ΔN＝[ΔNG,1ΔNG,2…ΔNG,mΔNC,1ΔNC,2…ΔNC,n]T(9)则：Δki＝(ΔNT·ΔN)-1·ΔNT·ΔL(10)令：k＝k0+Δki(11)步骤5，里程计算：L＝L0+k(NL-N0)(12)其中，L为当前里程，NL为当前脉冲数，L0为最近修正时刻的里程，N0为最近修正时刻的脉冲数。本专利技术具有的有益效果：本专利技术实现在正线、桥梁、隧道等多种条件的高速铁路里程定位精度优于10cm，小于轨枕铺设间距0.625m，可以将轨道故障精确定位到具体轨枕，提高工作效率。具体实施方式本专利技术在高速铁路无砟轨道故障定位中的应用，应在装有光分辨率光电里程仪、卫星接收机和高铁线性标志获取装置(专利报出号201110089812.4)的轨道车上使用。具体操作步骤如下：步骤1：里程仪数据采集与处理在轨道车某轮轴外侧安装一高分辨率光电里程仪，里程仪按固定频率向工控机发送累计脉冲数，记录NL,i。步骤2：卫星数据采集与处理步骤2.1卫星数据采集通过卫星接收机接收卫星数据，更新率不小于1Hz。步骤2.2卫星数据良好性判断卫星接收机按照设定频率输出ECEF坐标系下的XYZ信息，采用XYZ坐标数据计算里程。每接收一组卫星数据，判断卫星信息良好性。当卫星状况良好时，计算卫星里程增量；否则不记录。卫星状况良好判据为：卫星数NUM>n1，且位置精度强弱度PDOP<n2其中，n1为自然数，n2为自然数。步骤2.3卫星里程增量与对应的里程仪脉冲增量：ΔNG,i＝NL,i-NL,i-1其中，(XG,i,YG,i,ZG,i)为i时刻对应的卫星定位的轨道车位置信息；ΔLG,i为i-1时刻到i时刻卫星定位的的轨道车里程增量；ΔNG,i为i-1时刻到i时刻的里程仪脉冲增量。步骤2.4更新累积里程：其中，L1,i为i时刻的累积里程。步骤3：高铁线性标志数据采集与处理步骤3.1：高铁线性标志标号采集通过高铁线性标志获取装置可以接收到包括横向距离DC、垂向距离HC、里程仪累计脉冲数NL,j的数据包。采用查表在线性标志数据库中得到对应的三维坐标(XC,j,YC,j,ZC,j)。步骤3.2：高铁线性标志里程增量与对应的里程仪脉冲增量计算每相邻两个高铁线性标志点之间的距离：对应的里程仪脉冲增量：ΔNC,j＝NC,j-NC,j-1步骤3.3更新累积里程：步骤4：里程仪刻度系数实时标定步骤4.1：基本里程仪刻度系数计算里程仪光电编码器为N脉冲/转，车轮直径为Dm，则刻度系数基础值为：步骤4.2：刻度系数计算与修正以T为一个标定时间窗口，利用高精度的卫星数据和高铁线性标志数据，对刻度系数进行标定。设在T时间间隔内有m组卫星数据有效，n组高铁线性标志数据有效，若m+n>p(p为一自然数)，则计算并修正里程仪刻度系数；否则，令Δki＝Δki-1。刻度系数修正值计算公式如下：设：ΔL＝[ΔLG,1ΔL散散2…ΔLG,mΔLC,1ΔLC,2…Δ本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于高铁线性标志/卫星/里程仪的里程定位方法,其特征为所述方法包含以下步骤：步骤1，里程仪数据采集与处理：在轨道车某轮轴外侧安装一高分辨率光电里程仪，里程仪按固定频率向工控机发送累计脉冲数，记录NL，i；步骤2，卫星数据采集与处理：步骤2.1，卫星数据采集：通过卫星接收机接收卫星数据，更新率不小于1Hz；步骤2.2，卫星数据良好性判断：卫星接收机按照设定频率输出ECEF坐标系下的XYZ信息，采用XYZ坐标数据计算里程；每接收一组卫星数据，判断卫星信息良好性；当卫星状况良好时，计算卫星里程增量，否则不记录；卫星状况良好判据为：卫星数NUM>n1，且位置精度强弱度PDOPΔLG,i=(XG,i-XG,i-1)2+(YG,i-YG,i-1)2+(ZG,i-ZG,i-1)2---(1)ΔNG,i＝NL，i?NL，i?1????????????????????（2）其中，(XG，i，YG，i，ZG,i)为i时刻对应的卫星定位的轨道车位置信息；ΔLG,i为i?1时刻到i时刻卫星定位的的轨道车里程增量；ΔNG，i为i?1时刻到i时刻的里程仪脉冲增量；步骤2.4，更新累积里程：L1,i...
【技术特征摘要】
1.一种基于高铁线性标志、卫星和里程仪的里程定位方法,其特征为所述方法包含以下步骤：步骤1，里程仪数据采集与处理：在轨道车某轮轴外侧安装一高分辨率光电里程仪，里程仪按固定频率向工控机发送累计脉冲数，记录NL,i；步骤2，卫星数据采集与处理：步骤2.1，卫星数据采集：通过卫星接收机接收卫星数据，更新率不小于1Hz；步骤2.2，卫星数据良好性判断：卫星接收机按照设定频率输出ECEF坐标系下的XYZ信息，采用XYZ坐标数据计算里程；每接收一组卫星数据，判断卫星信息良好性；当卫星状况良好时，计算卫星里程增量，否则不记录；卫星状况良好判据为：卫星数NUM>n1，且位置精度强弱度PDOP<n2，其中，n1不小于4，n2不大于3；步骤2.3，卫星里程增量与对应的里程仪脉冲增量计算：△NG,i＝NL,i-NL,i-1(2)其中，(XG,i,YG,i,ZG,i)为i时刻对应的卫星定位的轨道车位置信息；△LG,i为i-1时刻到i时刻卫星定位的的轨道车里程增量；ΔNG,i为i-1时刻到i时刻的里程仪脉冲增量；步骤2.4，更新累积里程：其中，L1,i为i时刻的累积里程；ΔLG,m为m-1时刻到m时刻卫星定位的的轨道车里程增量；步骤3，高铁线性标志数据采集与处理：步骤3.1，高铁线性标志标号采集：通过高铁线性标志获取装置可以接收到包括横向距离DC、垂向距离HC、里程仪累计脉冲数NL,j的数据...
【专利技术属性】
技术研发人员：张金红，侯迎团，刘进，焦飞，许大川，刘小溪，
申请(专利权)人：中国航空工业第六一八研究所，
类型：发明
国别省市：
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