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基于GNSS的列车定位信息融合技术研究
| 论文题名： | 基于GNSS的列车定位信息融合技术研究 |
| 关键词： | 列车控制系统;组合定位;轨道占用判别;信息融合 |
| 摘要： | 随着我国高速铁路的快速发展，传统的列车定位方式已经无法满足当前的运营需求，同时，基于移动通信的列车控制系统迫切需要一种新型的低成本列车定位系统。随着我国北斗卫星导航系统的快速发展以及我过首条采用卫星导航系统的铁路线-青藏线的运营，卫星导航系统逐渐走入我们的视野，越来越多的人开始研究基于卫星导航系统的列车定位技术。因此，基于GNSS的列车定位技术能够提高运输效率、减少运行和维护成本，是未来列车定位技术的发展方向。 本文研究了基于GNSS的列车定位信息融合技术，分别从基于GNSS的快速高精度定位方法、基于GNSS的双差定姿列车轨道占用判别方法以及基于GNSS的列车定位信号完整性提高方法三个方面进行了相关研究。具体研究方法和创新性为: 1、提出了一种基于GNSS的快速高精度定位方法。通过引入列车运动多普勒频移来解决基于卫星导航系统的列车快速定位问题，另一方面针对卫星定位数据中断时如何与捷联惯导/航位推算系统(SINS/DR)的数据相衔接的问题，提出了基于LS-KF算法的GPS/SINS/DR列车高精度、无缝定位方法。 2、针对区间列车轨道占用判别问题。提出了一种基于GNSS双差定姿的区间列车轨道占用判别方法。建立了列车GNSS双差定姿的数学模型，在获取列车基线航向角的基础上，提出一种基于粒子滤波的风险敏感滤波算法，与此同时提出了一种支持向量机的分类算法，通过对定位数据的分类来判别轨道占用情况。最后对可见卫星数量和HDOP值对轨道占用判别的影响做了进一步研究。 3、针对基于GNSS的列车定位信号完好性问题，提出一种基于卫星轨道数据库和D-S证据理论相结合的卫星信号完好性提高方法。通过建立卫星轨道数据库进行列车前方卫星数量的预测及提高信号的完好性，通过建立基于可用卫星数目、HDOP、伪距的数学模型，采用D-S证据理论提高列车的卫星定位安全预警能力。 最后，本文通过自主研发的列车定位系统进行测试，通过仿真测试、车（汽车）载运动测试、长沙磁悬浮现场测试，证明了本文提出方法的可靠性和有效性，为基于GNSS的列车定位技术研究提供一定的参考价值。 |
| 作者： | 王迪 |
| 专业： | 控制理论与控制工程 |
| 导师： | 陈光武 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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