[发明专利]一种基于北斗和多信息结合的定位与导航方法

说明书

技术领域

本发明属于机车/轨道车作业防护或控制技术领域，特别是涉及一种基于北斗和多信息结合的定位与导航方法。

背景技术

目前，全路运行的机车/轨道车在牵引列车时已经实现了设备控车，但在调车作业时完全靠司机人为确认地面信号并操纵机车运行。

由于本务机车作业一般均在运输繁忙的车站或编组场进行，调车作业完全靠司机人为确认地面信号，不仅增加了司机的工作负担，一旦司机判断失误发生事故，会对铁路运输造成较大的影响。

现有的机车/轨道车定位技术主要采用地面应答器，该方法的缺点是铺设和后期维护成本高，需要整车站覆盖。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种基于北斗和多信息结合的定位与导航方法，利用北斗卫星差分定位技术和站场信息获取机车/轨道车的位置信息，可以提高定位的精度。

为了实现上述目的，本发明采用以下的技术方案：

本发明提供一种基于北斗和多信息结合的定位方法，含有以下步骤：

步骤1，车站在投入使用前，需要采集车站元素的经纬度位置，建立车站各元素的经纬度基础数据库；

步骤2，采用差分定位的方式，北斗差分基站结合车载北斗解析模块，获取精确的机车/轨道车所在的位置；

步骤3，当地面服务器接收到机车/轨道车的经纬度后，通过与采集的车站元素经纬度进行匹配处理，计算获取机车/轨道车所在车站中的区段位置。

进一步地，所述步骤1的具体实现过程如下：

步骤101，生成车站地图

根据用户提供的技术资料生成一张车站地图文件，并获取或者编辑各车站元素的名称、类型和编号；

步骤102，生成车站元素关系

根据车站元素之间的前后位置关系，使用编辑工具生成一张包含车站所有元素连接的关系网；

步骤103，车站打点

从车站地图导出需要打点的信号机和道岔，使用打点设备采集信号机的经纬度、道岔的中心位置经纬度，建立车站各元素的经纬度基础数据库。

进一步地，所述步骤2的具体实现过程如下：

步骤201，安装在北斗差分基站上的北斗接收机进行三维定位，解算出基准站的坐标，由于存在多种误差，解算出的基准站坐标与基准站的已知坐标存在误差，计算出差分数据；

步骤202，差分服务器实时的接收北斗差分基站发送的差分数据；

步骤203，车载北斗解析模块接收差分数据和普通精度的北斗经纬度，得到修正后已经消去基准站和用户站的共同误差的机车/轨道车坐标，解算出机车/轨道车的高精度经纬度坐标。

进一步地，所述步骤3的具体实现过程如下：

步骤301，区段匹配条件

利用车站的经纬度基础数据库采集的经纬度数据和站场元素关系，生成与匹配点相邻的所有区段、道岔的匹配线段，线段的两端是已经采集过的经纬度坐标点；

步骤302，机车/轨道车定位处理

地面服务器依据机车/轨道车发送的位置信息、站场元素经纬度信息计算机车/轨道车距离最近区段差值，当计算的最近区段差值小于设定数值时，结合车站的经纬度基础数据库进行机车/轨道车与对应区段的匹配。

本发明还提供一种基于北斗和多信息结合的导航方法，基于所述的北斗和多信息结合的定位方法，还包括以下步骤：

步骤A，确定机车/轨道车所在车站中的区段位置后，结合站场和区间设备开关量状态信息来判断机车/轨道车当前的运行模式，通过判断站场区段的红光带和白光带、信号机点灯状态信息得出机车/轨道车是否需要停车等待还是允许运行及运行路线，从而为机车/轨道车进行导航；

步骤B，通过基于北斗和多信息结合的定位方法结合站场区段的红、白光带信息实时判断机车/轨道车当前运行的机车/轨道车区段，从而对机车/轨道车进行跟踪。

进一步地，所述步骤A具体包括以下步骤：

步骤A1，机车/轨道车方向定位

根据设定时间内连续收到的机车/轨道车的高精度经纬度数据，计算判断机车/轨道车所在站场图形中接近前方信号机的经纬度行别，进而计算出机车/轨道车的运行方向是上行还是下行；

步骤A2，机车/轨道车导航

当定位的机车/轨道车位置所在的区段和当前接收站场信息中状态显示的占用区段为同一个时，通过判断站场区段的红光带和白光带、信号机点灯状态信息得出机车/轨道车是否需要停车等待还是允许运行及运行路线，从而为机车/轨道车进行导航。