GPS/ODO 列车组合定位系统

 

摘 要

:阐述一种利用多传感器融合技术来提高定位精度和可靠度的方法。将 GPS

定位技术引入到现有的基于里程计的列车定位方法中

,降低里程计单独定位时的

误差。分析了数据信息的同步问题并利用

GPS 接收机的秒脉冲信号实现数据信

息的同步。当

GPS 信号短暂失锁时,采用里程计单独定位,GPS 信号一旦重获就

对里程计定位误差进行修正

,从而提高列车定位系统的定位性能。现场实验结果

证明该列车定位系统能够以一种简单的方法提高列车定位系统的精度、可靠度和

 

连续性。

　　关键词

:融合定位系统; 卡尔曼滤波; 里程计; GPS

  

定位系统

　　

Abstract: An efficient method to improve the position accuracy 

and reliability with the multi-sensor fusion position technology is 
elaborated. The global positioning system(GPS) is introduced into 
the train position method based on existing  odometer (ODO),

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which can reduce the position error. The problem of data 
synchronization is analyzed. The data synchronization is realized 
with the PPS signal of GPS receiver. When GPS signals suffer from 
blockage for a short time, an odometer is used separately to 
position. Once GPS signals is regained, the error caused by the 
odometer position is corrected to improve the position performance 
of the train position system. The experimental results demonstrate 
that the train position system can improve the train precision 
accuracy, reliability and continuity with a simple method. 

　　

Keywords: integrated positioning system; Kalman filter; 

odometer; global position system 

　　

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引 言

　　列车定位是列车运行控制系统的重要组成部分

, 准确、及时地获取列车位置

信息

,是列车安全、有效运行地保障。随着列车技术的发展,传统的列车定位技术

已经远远不能满足如今的列车定位的需要。经典的列车控制系统主要通过轨旁设
备获得列车位置和其他控制信息。然而

,这种定位系统的缺点是后期维护工作量

大、维护成本高

,不支持线路的动态交通配置变化等[1]。传感器融合技术采用多

种传感器的组合方式

,利用不同传感器的优势,取长补短,从而提高系统的自主性、

可靠性和定位精度等

,

 

这也正是采用多传感器融合方法实现列车定位的原因。

　　全球卫星定位系统

(GPS)定位范围广、精度高,但是 GPS 也有其致命的弱点,

如动态性能差、容易发生信号遮挡和干扰等

[2]。里程计列车定位系统(ODO)没有

数据冗余

,不会增加数据处理及通信的额外负担,其缺点容易导致累计误差[3]:计

数误差

(空转、打滑、滑行、蠕滑);轮径磨耗。对它们进行数据融合,构成 GPS/ODO