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列车组合定位系统信号仿真方法研究
| 论文题名： | 列车组合定位系统信号仿真方法研究 |
| 关键词： | 列车定位技术;操作系统;仿真模拟;优化运行 |
| 摘要： | 列车定位技术是保证列车安全、高速运行的关键技术之一。列车运行控制系统要求能在任何时刻、任何地方都可以确定列车的准确位置，现有的列车运行控制系统，多采用轨道电路、里程计和查询/应答器等来实现列车的实时定位，但它们存在着设备的成本高和定位的精度低等缺点。综合利用GPS和惯性传感器定位的优点构成列车组合定位系统，不仅能够保证列车的精确定位、设备成本大大降低，还能提高系统的可靠性，更好地保证列车的安全运行。 列车组合定位信号仿真系统的构建是为了满足多传感器组合的列车定位方法的测试需求，为各种信息融合算法的研究和验证提供一个易于控制、可重复试验、可复现同等场景的灵活高效的仿真环境。 本论文的研究目标是实现GPS射频信号、脉冲速度传感器信号和陀螺仪信号的仿真，并对信号仿真结果进行评价。 本论文利用GNSS模拟器仿真生成不同运动场景下的GPS射频信号。通过列车牵引计算得到列车运动模型，分析脉冲速度传感器和陀螺仪的数学模型和故障特性，建立脉冲速度传感器和陀螺仪的误差模型，从而进行传感器数据仿真，并驱动数字I/O卡进行传感器信号级仿真，输出脉冲速度传感器和陀螺仪信号。通过比较SimGEN仿真数据和传感器信号级仿真得到的仿真数据，来评价脉冲速度传感器和陀螺仪数据仿真的功能和性能。实时采集车轮伺服电机一侧的脉冲速度传感器的速度信号进行传感器运动级仿真，与传感器信号级仿真得到的脉冲速度传感器信号进行比较，证明仿真的脉冲速度传感器信号的可用性。基于上述研究成果，作者开发了一套列车组合定位信号仿真平台，将信号仿真的功能及流程集成于该平台中，该仿真平台增强了信号仿真的可操作性和仿真过程及结果的可视性。 由于仿真得到的组合定位数据的随机误差和系统误差都是可控的，仿真中所用的相关确定性模型的参数值也都是精确已知，加上仿真测试工作可多次重复的特点，使得列车组合定位信号仿真系统对于组合定位信息融合等相关算法的测试验证、列车组合定位算法的性能评估、基于多传感器信息融合的列车组合定位方案的分析论证等研究工作都具有非常重要的作用。 |
| 作者： | 王利 |
| 专业： | 交通信息工程及控制 |
| 导师： | 蔡伯根 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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