1.2
系统软件实现
GPS/ODO 组合定位系统的实现包括 GPS 和里程计原始信息采集,对原始
信息进行解算和对定位数据的融合处理。为此
,系统软件可以分为定位信息采集
和定位信息处理两部分。软件平台采用模块化的设计方法
,根据不同的定位需求
和硬件平台结构对软件平台进行灵活的配置
,实现系统的可裁减性、可扩充性和
重用性等要求。软件系统的功能模块如图
2
所示。
对图
2 中各个软件模块的功能说明如表 1
所示。
2
传感器信息同步分析及实现
在多传感器组合定位系统中
,必须保证传感器向处理器提供的定位信息在时
间上是同步的。经过同步之后再对数据进行形态滤波
,从而降低信号噪声干扰
[5]。本系统中主要用到 GPS 和 ODO 两种传感器,它们之间涉及到时间同步的问
题
,即 GPS/ODO
间的同步。
4.2
连续性与可用性
目前国内外关于组合导航连续性与可用性的研究主要集中于当
GPS 处于完
全失锁或者信号丢失的情况下
,导航系统的工作精度和工作时间。GNSS/ODO 组
合导航系统的优势在于
,当发生 GPS 失锁时,单独使用 ODO 也可以保证列车在
一定时间内保证一定精度的定位。
图
7 GPS 失锁 5 s
时定位误差
对于连续性与可用性的测试是当
GPS 出现故障的情况下,系统能够在一定
精度下连续工作的时间。如图
7所示为仿真了 5 s 的 GPS 失锁后定位误差 。
GPS 失锁发生在图中第 300 s 处,在失锁后的一段时间内,使用 ODO 单独定位,
直到
GPS 重新发送定位信息。从图 7 可看出,失锁 5 s 后,最大的定位误差为
0 35 m
。
5
结 语
本文研究了一种基于
GPS/ODO 的低成本、较小型的组合导航系统,通过对
两传感器数据的同步处理提高定位的精度和可靠性。并经过在北京铁路局三家店
站进行现场验证
,验证结果证明该系统的克服了各自的缺点,在定位精度和可靠
性方面较单一的导航系统有着明显的改善。
参考文献
[1]ERNEST Petr, MAZL Roman, et al. Train locator using inertial
sensors and odometer [C]//2004 IEEE Intelligent Vehicles
Symposium. Parma, Italy: University of Parma, 2004: 157-164.