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中国铁道科学2025年第04期:基于运行特征约束的列车组合定位方法研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:李蔚;尉迟振鑫;赵阳;李旺;易海旺;

单位:中南大学交通运输工程学院;中国铁道科学研究院集团有限公司通信信号研究所;中车株洲电力机车有限公司;中车株洲电力机车有限公司重载快捷大功率电力机车全国重点实验室;

摘要:为确保列车在隧道、站台顶棚等卫星信号受限环境下定位信息的连续准确获取,将惯性导航技术引入列车定位系统,提出1种基于列车运行特征约束的定位方法,以抑制惯性导航的误差累积并降低对高成本传感器的依赖。首先,根据列车运行特性和车站停车约束信息,构建列车约束观测模型;其次,以惯性导航系统推算为基础,结合区间隧道的列车运动约束观测信息和站台顶棚的零速约束观测信息,建立列车组合定位系统,在无布设条件下获取连续的定位数据;最后,结合铁路线路特征和列车机动规律,从观测模型和可观测性角度研究列车运动约束的适用性。结果表明:所提方法可增强对列车姿态信息和惯性器件零偏的估计效果,其航向误差小于3°,横滚误差小于0.25°,俯仰误差小于0.5°,可有效抑制惯性推算的误差累积;列车在区间运行时平均定位误差由18.671 3 m降至8.630 3 m,减小53.8%。该方法从列车自身特性出发,为低成本、高自主性的列车定位技术研究提供了借鉴。

关键词:列车定位;;组合导航;;惯性导航系统;;列车运行特征;;卫星拒止环境

基金资助:国家重点研发计划项目(2023YFB3907300);; 国家自然科学基金资助项目(52272339);; 中国国家铁路集团有限公司科技研究