基于GNSS的虛擬應(yīng)答器設(shè)計(jì)與測試.pdf

1、應(yīng)答器是歐洲列車控制系統(tǒng)(ETCS，European Train Control System)和中國列車控制系統(tǒng)(CTCS，Chinese Train Control System)的主要定位設(shè)備。為了提高定位精度，保證列車控制系統(tǒng)的安全運(yùn)行，為列車提供盡可能詳細(xì)的股道、定位、線路參數(shù)等重要信息，就需要在軌道沿線高密度的鋪設(shè)應(yīng)答器，增加了系統(tǒng)的建設(shè)成本和后期的維護(hù)工作量。如何滿足列車定位精度的同時(shí)降低成本對列車控制系統(tǒng)的發(fā)展具有重要的

2、現(xiàn)實(shí)意義。
　　國際鐵路聯(lián)盟(UIC)提出基于GNSS(Global Navigation Satellite System)定位并輔以組合定位技術(shù)，利用軟件模擬設(shè)置在軌道上的真實(shí)應(yīng)答器，以減少真實(shí)應(yīng)答器和相應(yīng)軌旁設(shè)備的鋪設(shè)，從而大大降低系統(tǒng)成本。虛擬應(yīng)答器已成為國際研究低成本列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的熱點(diǎn)。論文首先分析了虛擬應(yīng)答器的功能需求和整體結(jié)構(gòu)，對虛擬應(yīng)答器框架進(jìn)行了設(shè)計(jì)，應(yīng)用了列車組合定位、數(shù)字軌道地圖和地圖匹配等關(guān)鍵技術(shù)，編制

3、軟件實(shí)現(xiàn)了虛擬應(yīng)答器。
　　論文主要研究內(nèi)容包括以下四部分:
　　(1)虛擬應(yīng)答器捕獲算法的研究。通過對虛擬應(yīng)答器捕獲情況和捕獲誤差的分析，結(jié)合車載里程計(jì)(ODO，odometer)和GPS(Global Position System)定位數(shù)據(jù)，提出了基于速度預(yù)測的捕獲算法和基于加速度預(yù)測的捕獲算法，并對算法進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　(2)基于GNSS的虛擬應(yīng)答器的設(shè)計(jì)。虛擬應(yīng)答器程序主要在Linux環(huán)境下運(yùn)行，包括:定位單

4、元模塊、安全判別模塊和VB(Virtual Balise)模塊。
　　(3)虛擬應(yīng)答器監(jiān)測程序的設(shè)計(jì)。監(jiān)測程序是為了實(shí)現(xiàn)虛擬應(yīng)答器運(yùn)行狀態(tài)的可視化，主要包括:數(shù)據(jù)分析顯示、定位狀態(tài)顯示、列車運(yùn)行狀態(tài)顯示以及虛擬應(yīng)答器狀態(tài)顯示等四部分。
　　(4)虛擬應(yīng)答器與真實(shí)應(yīng)答器的測試比對方法和比對程序的設(shè)計(jì)。為了測試在實(shí)際使用中對同一應(yīng)答器虛擬應(yīng)答器能否與真實(shí)應(yīng)答器一樣對其進(jìn)行準(zhǔn)確捕獲并發(fā)出正確的報(bào)文信息，論文提出了一種現(xiàn)場測試方法并