基于數(shù)據(jù)融合的高速列車組合定位系統(tǒng)研究.pdf

1、列車的位置信息是列控系統(tǒng)中重要的參數(shù)之一,基于多傳感器融合技術(shù)的列車定位方法是提高列車定位精度的有效途徑。GPS(GlobalPositioningSystem,全球定位系統(tǒng))與慣性導(dǎo)航系統(tǒng)在性能上能夠形成優(yōu)勢互補(bǔ),因此,將GPS系統(tǒng)和慣性導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行組合,并將其應(yīng)用到列車定位系統(tǒng)中,可以避免單一定位技術(shù)帶來的問題,從而有效提高定位信息的精度及可靠性。傳統(tǒng)的傳感器融合技術(shù)多采用Kalman濾波對定位信息進(jìn)行融合估計(jì),然而該算法的實(shí)現(xiàn)以獲

2、知準(zhǔn)確的系統(tǒng)模型和確切已知的外部干擾信號的統(tǒng)計(jì)特性為前提,受這些條件的限制,在列車實(shí)際運(yùn)行過程中,用Kalman濾波算法融合估計(jì)的定位信息的精度必然會(huì)受到影響,嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)濾波發(fā)散。
　　 針對上述問題,論文主要從列車組合定位方式入手,選取適當(dāng)?shù)膫鞲衅?設(shè)計(jì)組合定位模型,并著重研究適用于列車組合定位的信息融合方法。在研究分析目前所使用的各導(dǎo)航系統(tǒng)性能、特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,論文選取GPS和SINS(Strap-downInertialN

3、avigationSystem,捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng))作為本課題列車組合定位系統(tǒng)的子導(dǎo)航系統(tǒng),從而避免單一定位帶來的缺陷,達(dá)到優(yōu)勢互補(bǔ)的效果。在建立SINS/GPS組合定位模型時(shí),根據(jù)鐵路實(shí)際工況,對SINS進(jìn)行了簡化,組合方式采用位置、速度組合模式。論文分析了目前組合導(dǎo)航系統(tǒng)中所使用的數(shù)據(jù)融合算法,鑒于在列車實(shí)際運(yùn)行時(shí),系統(tǒng)模型和外部干擾特性無法準(zhǔn)確獲知,因此論文采用H∞魯棒濾波算法對所建模型進(jìn)行數(shù)據(jù)融合,并將仿真結(jié)果與傳統(tǒng)Kalman濾