基于列車定位應用的北斗導航系統(tǒng)RAIM技術研究.pdf

1、北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)(BeiDou Navigation Satellite System，BDS)作為我國自主研發(fā)的導航系統(tǒng)正在日益受到重視和應用?；贐DS的列車定位技術因其成本低、維護方便、減少軌旁設備等優(yōu)點也得到了不斷發(fā)展。以衛(wèi)星導航作為主用方式的列車定位系統(tǒng)中，導航系統(tǒng)除了需要提供基本的定位服務外，還需在其發(fā)生故障后及時向列車發(fā)播告警信息，即具備完好性監(jiān)測的能力。接收機自主完好性監(jiān)測(Receiver Autonomous Int

2、egrity Monitoring，RAIM)無需外部設備、反應迅速且容易實現(xiàn)，是目前應用較為廣泛的一種完好性監(jiān)測方法。
　　本文根據(jù)列車定位中對衛(wèi)星導航系統(tǒng)完好性的應用需求，對BDS的完好性進行了研究，并討論RAIM預測方法和衛(wèi)星故障檢測方法，最后設計開發(fā)了一套適用于鐵路環(huán)境的RAIM系統(tǒng)，從而保障列車定位系統(tǒng)的可靠性，主要內(nèi)容如下:
　　(1)闡述了北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的偽距定位原理和相關概念，介紹了相應的需求標準，并且利用

3、北斗接收機RINEX(Receiver Independent Exchange)數(shù)據(jù)做了列車位置解算的方法流程設計，為之后的RAIM研究奠定基礎;
　　(2)針對列車定位中因可見衛(wèi)星數(shù)目少或幾何分布結構不良所導致的RAIM覆蓋空洞問題，本文除了采用水平保護級別方法對RAIM的可用性進行預測外，考慮到鐵路沿線各點列車的航向角因素，還定義了沿股道方向的保護水平計算方法，并且以線路作為對象進行RAIM可用性判斷，使預測的結果更具實用性

4、;在列車實際運行過程中，定位系統(tǒng)的衛(wèi)星可能出現(xiàn)軟故障（如由于外界干擾等因素導致偽距等測量有誤差）或者硬故障（衛(wèi)星本身故障，概率比較?。﹩栴}，會導致列車的定位結果出現(xiàn)嚴重偏差，本文對由觀測量誤差得到的距離殘差矢量進行卡方檢驗，從而檢測和排除故障衛(wèi)星。
　　(3)采用C＃語言設計開發(fā)了一套應用于列車定位的RAIM系統(tǒng)軟件，而且對各個功能模塊做了詳細部署，并使用實驗室數(shù)據(jù)和鐵路的現(xiàn)場數(shù)據(jù)對RAIM算法做了Matlab仿真驗證。