[发明专利]用于ITCS信号系统的GPS与北斗融合定位系统及方法

说明书

本发明提供一种用于ITCS信号系统的GPS与北斗融合定位系统及方法。所述系统包括车载计算机和四路卫星导航单元；每路卫星导航单元包括卫星接收机和卫星接收天线，两台卫星接收机为同一型号，另两台卫星接收机为另一型号，每种型号的两台卫星接收机中的一台配置成仅接收北斗导航信号，另一台配置成接收北斗导航信号和GPS导航信号且接收GPS差分信息；车载计算机接收四路卫星导航单元的定位数据，按照优先级策略对定位数据进行两两一致性校验以筛选出两路目标定位数据，分别使用两路目标定位数据结合电子地图数据进行地图匹配以计算出两组卫星导航信号地图匹配位置，根据两组卫星导航信号地图匹配位置对列车进行精确定位。

技术领域

本发明涉及列车信号控制系统技术领域，特别涉及一种用于ITCS信号系统的GPS与北斗融合定位系统及方法。

背景技术

ITCS信号系统是采用卫星定位、实时连续无线车地通信技术的信号控制系统。它采用虚拟固定闭塞技术，通过车载系统实现多重目标、一次连续曲线模式的列车控制。ITCS信号系统减少了轨道电路、应答器等轨旁设备，同时也减少了轨道电路接收设备及天线、应答器接受设备及天线等车载设备的使用，降低了系统的初始投资及运行维护费用。

在青藏线运用的ITCS车载设备，使用卫星导航单元和组合导航单元接收GPS导航信息，依靠无线通信接收无线闭塞中心(RBC)发送的GPS差分信息，结合车载电子地图实时计算列车位置，实现列车的精确定位和轨道号识别。

青藏铁路是重要的战略铁路，目前在用的ITCS信号系统完全依赖GPS定位，如果GPS信号受到干扰，将对青藏铁路的运行产生不利影响，带来一定的安全风险。目前由中国自主研制的北斗卫星导航系统已完成组网，且ITCS车载设备使用的导航单元兼容北斗导航信号。但是北斗导航系统不支持当前ITCS信号系统所使用的RTM2.3差分协议，如果要对青藏线上的北斗导航信号进行差分校正，需要升级全线的无线闭塞中心(RBC)使其支持RTM3.2差分协议，存在成本较高、工期较长的现实问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于ITCS信号系统的GPS与北斗融合定位系统及方法，沿用既有ITCS的体系结构，优化车载接收机的配置方案，引入北斗导航系统，用较低的改造成本提升系统的可用性。

为了实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种用于ITCS信号系统的GPS与北斗融合定位系统，包括车载计算机和四路卫星导航单元；

每路所述卫星导航单元包括卫星接收机和卫星接收天线，其中两台卫星接收机为同一型号，另两台卫星接收机为另一型号，每种型号的两台卫星接收机中的一台配置成仅接收北斗导航信号，另一台配置成接收北斗导航信号和GPS导航信号且接收GPS差分信息；

所述车载计算机分别与四路所述卫星导航单元连接，用于接收四路所述卫星导航单元的定位数据，按照优先级策略对所述定位数据进行两两一致性校验以筛选出两路目标定位数据，分别使用所述两路目标定位数据结合电子地图数据进行地图匹配以计算出两组卫星导航信号地图匹配位置，根据所述两组卫星导航信号地图匹配位置对列车进行精确定位。

可选的，所述优先级策略包括：北斗定位优先于GPS定位；接收机异构优先于接收机同构；GPS差分定位优先于GPS+北斗单点定位。

可选的，所述用于ITCS信号系统的GPS与北斗融合定位系统还包括车载电台，与所述车载计算机连接，用于接收地面的无线闭塞中心发送的GPS差分信息，并发送给所述车载计算机，以使所述车载计算机将所述GPS差分信息发送给卫星接收机。

可选的，所述车载计算机还用于在接收到四路定位数据后，对每一路定位数据进行解析并判断可用性，如果有至少两路定位数据通过可用性判断，则根据优先级策略对所述至少两路定位数据进行一致性校验以筛选出两路目标定位数据，否则退出。

可选的，所述车载计算机判断可用性，具体是对以下消息字段进行确认：