列車衛(wèi)星定位局域完好性監(jiān)測方法研究.pdf

1、實(shí)時、準(zhǔn)確、可靠的列車定位是保障列車安全高效運(yùn)行的重要因素之一。近年來得到飛速發(fā)展的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已成為未來新型列控系統(tǒng)中實(shí)施列車自主定位的重要手段。由于列車控制系統(tǒng)對安全性具有苛刻需求，使用衛(wèi)星定位實(shí)現(xiàn)列車運(yùn)行位置、速度等運(yùn)行狀態(tài)信息的獲取，除了需要滿足精確性要求，還需要具備自主完好性監(jiān)測能力，即在衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)及所得觀測量中發(fā)現(xiàn)故障時及時發(fā)送告警信息，從而確保列車定位安全性。當(dāng)前對衛(wèi)星導(dǎo)航完好性監(jiān)測方法的研究主要集中在航空、海事領(lǐng)域，由

2、于列車運(yùn)行環(huán)境的復(fù)雜與特殊性，常規(guī)的接收機(jī)自主完好性監(jiān)測方法在列車衛(wèi)星定位應(yīng)用中面臨著顯著機(jī)遇與挑戰(zhàn)。為此，本文針對鐵路行業(yè)對列車定位的需求，結(jié)合列車運(yùn)行時間、空間特性，在時空域?qū)α熊囘\(yùn)行過程中的衛(wèi)星定位觀測質(zhì)量進(jìn)行聯(lián)合建模，提出一種基于局域質(zhì)量模型輔助的完好性監(jiān)測方法，并構(gòu)建了局域完好性監(jiān)測方法的實(shí)施方案。
　　本文完成的研究工作主要包括:
　　(1)結(jié)合列車衛(wèi)星定位原理與列車衛(wèi)星定位性能需求，分析了常規(guī)用戶端接收機(jī)完好性

3、監(jiān)測方法在列車定位應(yīng)用中的主要問題。
　　(2)根據(jù)列車運(yùn)行過程的時空約束特性，引入局域完好性思想，利用歷史觀測數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星觀測質(zhì)量時空域建模，構(gòu)建了基于局域觀測質(zhì)量模型輔助的接收機(jī)自主完好性監(jiān)測框架。
　　(3)設(shè)計了完整的列車衛(wèi)星定位接收機(jī)自主完好性監(jiān)測方法，詳細(xì)分析了時空域劃分、保護(hù)水平估計、模型輔助完好性監(jiān)測等算法，并設(shè)計了實(shí)施局域完好性監(jiān)測方法的詳細(xì)流程方案。
　　(4)為驗(yàn)證本文提出的列車衛(wèi)星定位局域完好性

4、監(jiān)測方法，分別利用靜態(tài)觀測數(shù)據(jù)、青藏鐵路現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行了計算與分析，明確了構(gòu)建導(dǎo)航衛(wèi)星觀測質(zhì)量時空域建模的可行性，驗(yàn)證了所提出的監(jiān)測方法有效檢測故障風(fēng)險的能力。
　　論文所得研究結(jié)果表明，本文提出的列車衛(wèi)星定位局域完好性監(jiān)測方法能夠充分利用鐵路列車運(yùn)行特性，利用列車實(shí)際運(yùn)行過程中所得衛(wèi)星定位觀測信息構(gòu)建衛(wèi)星觀測質(zhì)量模型，與常規(guī)完好性監(jiān)測方法相比，能夠?qū)λ奖Ｗo(hù)級的估計進(jìn)行優(yōu)化，對觀測集中可能存在的故障實(shí)施有效檢測。論文所得成果有