高速列車組合導(dǎo)航系統(tǒng)算法研究.pdf

1、今天，保證高度安全、改進(jìn)鐵路運(yùn)作效率以及增進(jìn)鐵路系統(tǒng)的能力是鐵路業(yè)的主要目標(biāo)。隨著高速鐵路在全球范圍內(nèi)蓬勃發(fā)展，高速列車的運(yùn)行速度已經(jīng)達(dá)到300km/h以上。因此，列車精確定位日益受到人們的重視。目前，我國鐵路系統(tǒng)使用的列車定位方式比較單一，受自然條件限制較大。鑒于此種情況，將GPS定位技術(shù)同現(xiàn)有鐵路中的定位方法相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)列車的GPS組合定位，不僅擺脫了諸多自然條件的限制，而且可以為列車司機(jī)及調(diào)度中心提供精確的定位信息，為列車運(yùn)行安全

2、以及鐵路高效調(diào)度提供有力保障，最大程度發(fā)揮鐵路的運(yùn)能。 本文針對(duì)上述問題，以組合導(dǎo)航系統(tǒng)方案和導(dǎo)航信號(hào)處理算法為主要研究對(duì)象，并結(jié)合組合導(dǎo)航系統(tǒng)工作原理和工程實(shí)際情況，研究和分析了各組合導(dǎo)航子系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)，并提出了KF和EKF算法。針對(duì)事后信息融合處理，還提出在卡爾曼濾波的基礎(chǔ)上進(jìn)行最優(yōu)固定區(qū)間平滑濾波算法。在系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案上，系統(tǒng)設(shè)計(jì)分兩個(gè)部分： (1)在SINS/GPS組合導(dǎo)航設(shè)計(jì)上，運(yùn)用了卡爾曼濾波算法、最優(yōu)固定

3、區(qū)間平滑濾波算法，并進(jìn)行了仿真分析，驗(yàn)證了SINS/GPS組合導(dǎo)航克服了SINS或GPS單獨(dú)導(dǎo)航的缺陷。為了確保高速列車實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地確定自己的位置和速度等，我們提出了基于Kalman算法和Kalman平滑定位算法的SINS/GPS組合導(dǎo)航系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，改進(jìn)了SINS/GPS組合導(dǎo)航系統(tǒng)的性能，同時(shí)也驗(yàn)證了Kalman平滑算法能獲得較好的濾波效果。 (2)對(duì)于SINS/GPS組合導(dǎo)航系統(tǒng)，所需的慣性元件多，狀態(tài)方程復(fù)雜，計(jì)算負(fù)載大