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铁路RAIM可用性预测系统的设计与实现
| 论文题名： | 铁路RAIM可用性预测系统的设计与实现 |
| 关键词： | 列车定位;全球卫星导航系统;卫星接收机;自主完好性检测;可用性预测 |
| 摘要： | 随着GNSS卫星导航系统的不断发展，其在高速发展的铁路领域中的应用也不断发展。使用GNSS卫星导航系统的同时也存在着易受干扰和卫星完好性的问题。使用卫星导航时的卫星信号接收机中都设置有自主完好性监测（RAIM）功能，它是针对卫星完好性问题而发展的技术。它利用GPS卫星的冗余信息，对GPS的多个导航解进行一致性检验，从而达到完好性监测的目的。RAIM预测技术是指示RAIM是否可用的一种技术。在某些情况下，比如当卫星的几何分布不好时，会出现所谓的“RAIM空洞”，即RAIM不可用，这时接收机无法自己进行完好性的监测，无法确定此时GPS卫星的状况，这将为使用GPS信号的各个系统带来安全风险。因此需要对铁路RAIM是否可用做出预测，以保障铁路系统在使用卫星导航系统时的安全性。 本文在研究RAIM在航空领域应用的基础上，根据铁路对卫星导航系统的完好性需求，针对铁路系统使用GPS卫星导航系统时存在的卫星完好性监测安全风险问题，设计并实现了应用于铁路的RAIM可用性预测系统。主要内容如下：首先，在阅读大量中外文献的基础上，从GNSS定位原理到RAIM可用性预测算法，按照因果关系，逐步介绍相关技术，使读者对RAIM可用性预测有更清晰的认识。其次，在系统的设计和实现过程中，根据系统的业务需求，对系统的网络拓扑结构和系统功能结构进行了设计。将系统的功能模块划分为数据处理模块、RAIM可用性预测模块以及RAIM可用性预测结果发布模块。其中，数据处理模块是系统的最基础的功能模块，该模块进行数据处理的相关操作，包括数据的获得、处理和存取；RAIM可用性预测模块搭载承担铁路RAIM可用性预测系统最主要的功能任务，进行RAIM可用性预测计算，以定时预测和实时预测来满足预测需要；RAIM可用性预测结果发布模块完成系统与用户的交互，获取用户提交的任务并显示预测结果。对系统功能模块分别进行设计和实现，同时设计了系统数据库。然后，在完成系统的设计与实现后，对系统进行了相关功能性测试和非功能性测试，对各个功能进行测试并对相关测试结果进行分析。系统能够通过相关测试用例，基本实现了系统在需求分析阶段的所有功能。最后，对论文工作进行了总结，并根据论文中存在的不足之处，对未来工作进行了展望。 通过对上述内容的研究，铁路RAIM可用性预测系统能够对铁路车站和铁路沿线进行RAIM可用性预测，给出RAIM可用性信息，辅助铁路调度，从而保障列车定位系统的可靠性，以保障列车运行安全。 |
| 作者： | 林高琦 |
| 专业： | 软件工程 |
| 导师： | 高海昌;郑金华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西安电子科技大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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