[发明专利]列车定位优化方法、系统及轨道交通车辆

说明书

本发明公开了一种列车定位优化方法、系统及轨道交通车辆，对卫星原始观测数据进行校正处理，得到卫星校正观测数据；利用卫星校正观测数据和地面基站系统实时传输的RTK差分数据，解算得出列车位置信息。本发明克服了现有列车定位技术中对卫星原始观测数据未加处理，卫星原始观测数据直接参与列车定位解算，导致定位精度准确性较低，定位信息不可靠的问题。本发明对卫星原始观测数据进行校正处理，利用校正后的卫星观测数据进行定位解算，提高了列车定位精度、稳定性，确保了列车运行安全性。

技术领域

本发明涉及列车导航及定位技术领域，特别是一种列车定位优化方法、系统及轨道交通车辆。

背景技术

在列车运行控制系统中，准确安全可靠地获取列车的位置信息是列车安全运行的关键所在。基于通信的列车运行控制系统(简称CBTC)实现了移动闭塞技术，但已达到了该安全原则下列车追踪密度的极限。随着近年来北斗及其他导航系统、智能控制以及高精度传感器等技术的快速发展，基于列车群组的协同控制技术正成为轨道交通列控系统进一步发展的必然方向，以此提升轨道交通系统整体运输能力。在新一代列车运行控制中，缩短列车的追踪间隔甚至达到短剧追踪，列车的运行姿态及运行位置极其重要。因此提升基于卫星的高精度定位技术的突破显得尤其迫切。

目前，卫星导航定位方式可分为两种：伪距定位和基于载波相位的实时动态(RealTime Kinematic,RTK)定位。因伪距定位精度为10m左右，无法满足未来列车智能化的应用场景，需要借助其他传感器所获取的信息融合来达到，限制也较多。相比之下，基于载波相位差分的RTK定位技术理论可达到较高的精度，但其精度的不稳定性及诸如建筑物遮挡、多变气候等影响，定位信号减弱，加之电磁信号的干扰和多径效应，使得定位精度变差。

卫星信号受遮挡和干扰时，卫星原始观测数据会产生周期跳变和野值，破坏数据平滑性；卫星低高度角及卫星内部故障等原因，卫星原始观测数据会出现非周期性中断、单频段数据缺失等现象，破坏数据连续性，不能保证卫星定位精度与可靠性。

目前，基于卫星导航的列车定位方法未对卫星原始观测数据进行质量监测与校正，直接用于列车定位解算，无法保证解算出列车定位信息的可靠性，影响列车自主定位精度、稳定性，影响列车运行安全。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种列车定位优化方法、系统及轨道交通车辆，提高列车定位信息的准确性和可靠性。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种列车定位优化方法，其包括以下步骤：

S1、对卫星原始观测数据进行校正处理，得到卫星校正观测数据；

S2、利用卫星校正观测数据和地面基站系统实时传输的RTK差分数据，解算得出列车位置信息。

本发明克服了现有列车定位技术中对卫星原始观测数据未加处理，卫星原始观测数据直接参与列车定位解算，导致定位精度准确性较低，定位信息不可靠的问题。本发明对卫星原始观测数据进行校正处理，利用校正后的卫星观测数据进行定位解算，提高了列车定位精度、稳定性，确保了列车运行安全性。

本发明上述步骤S1中，所述校正处理包括：对所述卫星校正观测数据进行周跳探测与恢复处理。保证卫星导航数据不存在突变现象，确保参与定位卫星导航数据的有效性。

本发明中，所述周跳探测与恢复处理的具体实现过程包括：

A)对卫星校正观测数据中双频伪距观测值和双频载波相位观测值进行线性组合，利用下式计算MW组合周跳探测量和GF组合周跳探测量：

ΔN_MW＝N_MW(t)-N_MW(t-1)＝ΔN₁-ΔN₂；