列车定位方法和装置与流程

本发明涉及轨道交通，尤其涉及一种列车定位方法和装置。

背景技术：

1、在对行驶中的列车进行定位时，由车载系统接收卫星定位信息到列车的位置信息输出，由于实时计算需要消耗一定的时间，此外列车行驶速度较高，因此导致通过上述方法得到的基于卫星定位数据计算得到的列车位置与列车的实际位置之间存在误差。随着列车行驶速度的提高，最终导致不能准确地确定列车位置。此外，列车在隧道、森林、城市建筑中运行时，卫星定位信号弱，甚至接收不到卫星定位信息。因此，如何基于车载系统接收到的卫星定位数据更精确、有效且连续地确定列车位置，是本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种列车定位方法和装置，用以解决现有技术中基于车载系统接收到的卫星定位数据与列车的实际位置之间存在误差的缺陷，实现能够更加精确、有效且连续地定位列车位置。

2、本发明提供一种列车定位方法，包括：

3、获取列车的卫星定位信息和一维odo定位信息；

4、将所述卫星定位信息对应的一维卫星定位信息和所述一维odo定位信息输入至抗差估计滤波器进行信息融合计算，得到所述抗差估计滤波器输出的目标位置信息；

5、其中，所述抗差估计滤波器的滤波器增益基于等价观测权矩阵计算得到。

6、根据本发明提供的一种列车定位方法，所述抗差估计滤波器表示为：

7、

8、

9、

10、

11、

12、其中，φk/k-1为从k-1时刻到k时刻的状态转移矩阵；为k-1时刻的状态向量，zk为观测向量；wk是系统误差向量；hk为系数矩阵，为k时刻的状态向量，为k时刻的后验方差阵；为k时刻的状态一步预测值，为k时刻的协方差阵，为k-1时刻的后验方差阵；是含有所述等价观测权矩阵的滤波器增益；wk满足以下性质：e[wk]＝0，d[wk]＝∑wk，cov[wk,wj]＝0,k≠j，i是单位矩阵。

13、根据本发明提供的一种列车定位方法，所述等价观测权矩阵表示为：

14、

15、pk为权因子，为等价权因子，|vk|为标准化残差向量，σ为观测向量zk的方差误差，f0的取值范围在1.0至1.5之间，f1的取值范围在2.5至6.0之间。

16、根据本发明提供的一种列车定位方法，所述方法还包括：

17、将所述卫星定位信息带入位置误差方程，获取列实时的卫星定位信息；

18、基于所述列车实时的卫星定位信息，通过投影算法得到所述列车的一维卫星定位信息；

19、其中，所述位置误差方程表示为：

20、

21、其中，l、λ、h分别为卫星定位信息所包括的经度、纬度和高度；δl、δλ、δh分别为经度、纬度和高度误差；分别为δl、δλ、δh的导数；rm、rn分别为沿地球卯酉圈和子午圈的曲率半径，ve、vn、vu分别为东北天坐标系中东北天三个方向的速度。

22、根据本发明提供的一种列车定位方法，所述获取列车的卫星定位信息，包括：

23、获取列车的各标定位置的卫星定位信息；

24、解析每一个标定位置的卫星定位信息分别对应的时间点；

25、基于每一个标定位置的卫星定位信息分别对应的时间点，按照时间先后顺序对所述每一个标定位置的卫星定位信息进行排序；

26、将排序在最后的标定位置的卫星定位信息作为目标卫星定位信息；

27、基于所述目标卫星定位信息，确定所述列车的卫星定位信息。

28、根据本发明提供的一种列车定位方法，所述解析每一个标定位置的卫星定位信息分别对应的时间点，包括：

29、对每一个标定位置的卫星定位信息进行gpgga格式解析和gprmc格式解析，得到每一个标定位置的卫星定位信息分别对应的时间点。

30、本发明还提供一种列车定位装置，包括：

31、第一获取模块，用于获取列车的卫星定位信息和一维odo定位信息；

32、目标位置确定模块，用于将所述卫星定位信息对应的卫星定位信息和所述一维odo定位信息输入至抗差估计滤波器进行信息融合计算，得到所述抗差估计滤波器输出的目标位置信息；

33、其中，所述抗差估计滤波器的滤波器增益基于等价观测权矩阵计算得到。

34、本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一项所述列车定位方法的步骤。

35、本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一项所述列车定位方法的步骤。

36、本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一项所述列车定位方法的步骤。

37、根据本发明提供的列车定位方法和装置，基于时序处理的bds数据能够有效降低上述列车定位偏差，而odo的定位信息可以实时补偿bds定位信号的减弱或丢失的情况，基于bds(beidou navigation satellite system)/odo(里程计)的组合进行列车定位，实现二者的优势互补，由于使用了列车已有的odo，能够简化列车定位系统传感器配置、减低系统成本、提高系统自主性，同时保证了列车定位的连续性、可用性和精确度，此外，利用抗差估计融合算法通过等价权函数自适应地调节各传感器观测值的比重，能够有效降低粗差观测值对融合结果的影响。

技术特征：

1.一种列车定位方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的列车定位方法，其特征在于，所述抗差估计滤波器表示为：

3.根据权利要求2所述的列车定位方法，其特征在于，所述等价观测权矩阵表示为：

4.根据权利要求1所述的列车定位方法，其特征在于，所述方法还包括：

5.根据权利要求1所述的列车定位方法，其特征在于，所述获取列车的卫星定位信息，包括：

6.根据权利要求5所述的列车定位方法，其特征在于，所述解析每一个标定位置的卫星定位信息分别对应的时间点，包括：

7.一种列车定位装置，其特征在于，包括：

8.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至6任一项所述列车定位方法的步骤。

9.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述列车定位方法的步骤。

10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述列车定位方法的步骤。

技术总结本发明提供一种列车定位方法和装置，该方法包括：获取列车的卫星定位信息和一维ODO定位信息；将所述卫星定位信息对应的一维卫星定位信息和所述一维ODO定位信息输入至抗差估计滤波器进行信息融合计算，得到所述抗差估计滤波器输出的目标位置信息；其中，所述抗差估计滤波器的滤波器增益基于等价观测权矩阵计算得到。技术研发人员：高渐强,孙晓光,田超,侯俭磊,李智受保护的技术使用者：通号城市轨道交通技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/3/31