CN101879908B - 一种长距离分站链接绝对定位系统及其定位方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种长距离分站链接绝对定位系统，其特征在于，包含通过电磁感应耦合的绝对地址编码地面通道、绝对地址编码车载通道；绝对地址编码地面通道沿轨道线路敷设；绝对地址编码车载通道设置在移动列车上，其与外部应用系统连接；绝对地址编码地面通道包含多个绝对地址编码发射装置，绝对地址编码发射装置包含站编码发送模块、站内地址编码发送模块。本发明由于将长距离线路分割设置成连续的站，并采用站间链接的方式拓展了交叉感应环线绝对定位的应用距离；由绝对地址编码地面通道发送站编码信息、站内地址编码信息，通过绝对地址编码车载通道接收并解码，获得移动列车的全程绝对地址信息，实现移动列车在轨道全线长距离的定位。
Description
技术领域
本发明涉及一种定位系统及其定位方法，特别涉及一种用于轨道交通系统的长距离分站链接绝对定位系统及其定位方法。
背景技术
目前对于一种能应用于工程或商业运行的轨道交通，包括磁浮交通系统，必须解决全线长距离列车精确定位的问题。现有技术通常使用多交叉感应环线绝对定位方式实现对移动列车的定位，如在申请号为CN 200620012206.7的实用新型“格雷母线位移检测系统”和申请号为CN 200520039055.X的实用新型“移动机车感应无线车上检测地址装置”中均有涉及。多交叉感应环线绝对定位系统通过沿轨道敷设的多交叉感应环线发送由编码信息发生器产生的长距离绝对地址编码信息，通过移动列车上设置的编码天线接收。编码天线将多交叉感应环线发送的编码信息与基准信息进行相位比较，相位相同生成“0”，相位相反则生成“1”，在编码天线得到一组二进制编码，经过单片机及程序计算处理，就可以得到编码天线的绝对地址，反映了移动列车所处的位置。上述实用新型对列车的定位距离在400m到700m之间。
又如在申请号为CN 200520096702.0的实用新型“轻轨、地铁机车定位装置”中，车载编码天线发送自激振荡信号，通过沿轨道敷设的多交叉感应环线接收后发送给控制单元解码得到地址信息，再反馈给车载编码天线。该实用新型解决了列车定位精度的问题，而没有考虑在长距离轨道应用的问题。
上述实用新型解决了对移动列车的定位，但是其多应用于港口码头和钢铁厂炼焦生产线，这些应用的距离要求比较短，一般在400m到700m之间，远远不能满足商业运行的轨道交通系统对于全线长距离列车精确定位的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种长距离分站链接绝对定位系统及其定位方法，能够拓展多交叉感应环线绝对定位技术的应用距离，实现对移动列车在轨道全线长距离的绝对定位。
为了达到上述目的，本发明的技术方案在于提供一种长距离分站链接绝对定位系统，其特征在于，包含通过电磁感应耦合的绝对地址编码地面通道、绝对地址编码车载通道；
上述绝对地址编码地面通道沿轨道线路敷设；上述绝对地址编码车载通道设置在移动列车上，其与外部应用系统连接；
上述绝对地址编码地面通道包含多个绝对地址编码发射装置，上述绝对地址编码发射装置包含站编码发送模块、站内地址编码发送模块。
上述多个绝对地址编码发射装置在轨道内连续敷设相互链接；上述每个绝对地址编码发射装置与长距离轨道的每个站一一对应。
上述站编码发送模块包含依次连接的站编码发生器、站编码输出功率模块、站编码感应环线。
上述站编码感应环线是交叉感应环线，其在站内沿线路敷设。
上述站内地址编码发送模块还包含依次连接的站内地址编码发生器、站内地址编码输出功率模块、站内地址编码感应环线。
上述站内地址编码感应环线是多交叉感应环线，其在站内沿线路敷设。
上述绝对地址编码发射装置还包含电源模块，上述电源模块分别与站编码输出功率模块、站编码发生器、站内地址编码输出功率模块、站内地址编码发生器连接。
上述绝对地址编码车载通道包含依次连接的绝对地址编码天线、地址编码接收模块、绝对地址处理模块；上述绝对地址处理模块还与外部的应用系统连接。
上述地址编码接收模块包含站编码接收模块、站内地址编码模块；上述绝对地址编码天线通过站编码接收模块、站内地址编码模块分别与绝对地址处理模块连接。
上述绝对地址编码车载通道还包含电源模块，上述电源模块分别与地址编码接收模块、绝对地址处理模块连接；
一种用于长距离分站链接绝对定位系统的定位方法，其特征在于，包含以下步骤：
步骤1.编码发送；
沿轨道线路敷设的绝对地址编码地面通道产生并发送站编码信息、站内地址编码信息；
步骤2.编码接收；
设有绝对地址编码车载通道的列车经过绝对地址编码地面通道时，通过电磁感应接收站编码信息、站内地址编码信息，解码后获得全程绝对地址信息；
步骤3.数据应用；
与绝对地址编码车载通道相连接的应用系统接收列车的全程绝对地址信息，对列车进行后续的运行控制和安全防护。
上述步骤1还包含以下步骤：
步骤1.1站编码分配；
绝对地址编码地面通道为在轨道上连续敷设、相互链接的多个绝对地址编码发射装置分配站编码，每个绝对地址编码发射装置对应一个唯一的站编码；
步骤1.2编码产生；
绝对地址编码地面通道的站编码发生器产生站编码信息，站内地址编码发生器产生站内地址编码信息；
步骤1.3功率放大；
由站编码发生器、站内地址编码发生器生成的站编码信息、站内地址编码信息分别通过站编码输出功率模块、站内地址编码输出功率模块进行功率放大和过电流保护；
步骤1.4感应发送；
站编码感应环线发射站编码信息；同时站内地址编码感应环线按照线路的位置发射站内地址编码信息；
上述步骤2还包含以下步骤：
步骤2.1感应接收；
绝对地址编码车载通道的绝对地址编码天线分别与绝对地址编码地面通道的站编码感应环线、站内地址编码感应环线通过电磁感应接收其中发送的站编码信息、站内地址编码信息；
步骤2.2编码解调；
站编码接收模块和站内地址编码接收模块对由绝对地址编码天线传来的编码信息进行解调和解码，分别获得本站唯一的站编码信息和列车所处的站内绝对地址信息；
步骤2.3数据处理；
绝对地址处理模块将获得的站编码信息和站内绝对地址信息结合起来进行分析处理得到列车在长距离轨道上的全程绝对地址信息。
本发明所述的一种长距离分站链接绝对定位系统及其定位方法，与现有技术相比，其优点在于：
本发明由于将长距离线路分割设置成n个连续的站，并采用站间链接的方式拓展了交叉感应环线绝对定位的应用距离，使原先400m到700m的应用距离扩大了n倍，达到400×n米到700×n米；
本发明由于分段设站，并为每个站分配一个唯一的站编码，加上各站段内的站内地址编码，使整个线路均可得到一个以线路里程相对应的唯一绝对地址编码；
本发明由绝对地址编码地面通道发送站编码信息、站内地址编码信息，通过绝对地址编码车载通道接收并解码，获得移动列车的全程绝对地址信息，实现移动列车在轨道全线长距离的定位。
附图说明
图1是本发明一种长距离分站链接绝对定位系统的总体结构示意图；
图2是本发明一种长距离分站链接绝对定位系统的绝对地址编码发射装置的结构示意图；
图3是本发明一种长距离分站链接绝对定位系统的定位方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图说明本发明的具体实施方式。
按照现有技术多交叉感应环线绝对定位方式的距离限制，将沿轨道连续敷设的长距离线路分割成连续的站，在每个站内发射站内地址编码信息、本站的站编码信息；车载设备接收到上述编码信息后经过数据处理，可以获得列车的绝对地址信息，并提交给应用系统使用。
请参见图1所示，本发明提供的一种长距离分站链接绝对定位系统，包含通过电磁感应耦合的绝对地址编码地面通道1、绝对地址编码车载通道2。绝对地址编码地面通道1沿轨道线路敷设；绝对地址编码车载通道2设置在移动列车上，与外部应用系统30连接。
绝对地址编码地面通道1包含多个绝对地址编码发射装置10，其在轨道上连续敷设相互链接，每个绝对地址编码发射装置10在本站区域内发射绝对地址信息。
请参见图2所示，绝对地址编码发射装置10包含站编码发送模块11、站内地址编码发送模块12。
站编码发送模块11包含依次连接的站编码发生器113、站编码输出功率模块112、站编码感应环线111。站编码发生器113产生站编码信息，通过站编码输出功率模块112，由站编码感应环线111发送本站的站编码信息。站编码感应环线111是交叉感应环线，其在本站内沿线路敷设，发送本站的站编码信息。
站内地址编码发送模块12包含依次连接的站内地址编码发生器123、站内地址编码输出功率模块122、站内地址编码感应环线121。站内地址编码发生器123产生站内地址编码信息，通过站内地址编码输出功率模块122，由站内地址编码感应环线121发送站内地址编码信息。站内地址编码感应环线121是多交叉感应环线，其在本站内沿线路敷设，发送站内地址编码信息。
绝对地址编码发射装置10还包含电源模块13，电源模块13分别与站编码输出功率模块112、站编码发生器113、站内地址编码输出功率模块122、站内地址编码发生器123连接并为其提供电源。
请参见图1所示，绝对地址编码车载通道2包含绝对地址编码天线21、地址编码接收模块22、绝对地址处理模块23和电源模块24。地址编码接收模块22包含站编码接收模块221、站内地址编码接收模块222。绝对地址编码天线21分别通过站编码接收模块221、站内地址编码接收模块222与绝对地址处理模块23连接；电源模块24分别与站编码接收模块221、站内地址编码接收模块222、绝对地址处理模块23连接并为其供电；绝对地址处理模块23还与车载的应用系统30连接。
以下结合图3说明本发明一种长距离分站链接绝对定位系统的定位方法，其包含以下步骤：
步骤1.编码发送；
沿轨道线路敷设的绝对地址编码地面通道1产生并发送站编码信息、站内地址编码信息；
步骤1.1站编码分配；
绝对地址编码地面通道1为在轨道上连续敷设、相互链接的多个绝对地址编码发射装置10分配站编码，每个绝对地址编码发射装置10对应一个唯一的站编码；
步骤1.2编码产生；
站编码发生器113产生站编码的基本信息，完成对基本信息的频率或相位调制，完成对信息发送的码位控制。站内地址编码发生器123产生站内地址编码的基本信息，完成对基本信息的频率或相位调制，完成对信息发送的码位控制和周期控制；
步骤1.3功率放大；
由站编码发生器113、站内地址编码发生器123生成的站编码信息、站内地址编码信息分别通过站编码输出功率模块112、站内地址编码输出功率模块122进行功率放大和过电流保护；
步骤1.4感应发送；
经过功率放大的站编码信息通过站编码感应环线111通过交叉感应环线方式发射站编码信息；同时经过功率放大的站内地址编码信息通过站内地址编码感应环线121通过多交叉感应环线方式按照线路的位置发射站内地址编码信息。
步骤2.编码接收；
设有绝对地址编码车载通道2的列车经过绝对地址编码地面通道(1)时，通过电磁感应接收站编码信息、站内地址编码信息，解码后获得全程绝对地址信息；
步骤2.1感应接收；
绝对地址编码车载通道2的绝对地址编码天线21分别与绝对地址编码地面通道1的站编码感应环线111、站内地址编码感应环线121通过电磁感应接收其中发送的站编码信息、站内地址编码信息；
步骤2.2编码解调；
站编码接收模块221和站内地址编码接收模块222对由绝对地址编码天线21传来的编码信息进行解调和解码，分别获得本站唯一的站编码信息和列车所处的站内绝对地址信息；
步骤2.3数据处理；
绝对地址处理模块23将获得的站编码信息和站内绝对地址信息结合起来进行分析处理得到列车在长距离轨道上的全程绝对地址信息。
步骤3数据应用；
绝对地址处理模块23将列车的全程绝对地址信息发送到与其相连接的应用系统，对列车进行后续的运行控制和安全防护。例如，需要基于列车的全程绝对地址信息进行运行控制的牵引系统，需要根据列车的全程绝对地址信息(包括列车速度等信息)进行安全防护的信号系统等。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (12)
1.一种长距离分站链接绝对定位系统，其特征在于，包含通过电磁感应耦合的绝对地址编码地面通道(1)、绝对地址编码车载通道(2)；
所述绝对地址编码地面通道(1)沿轨道线路敷设；所述绝对地址编码车载通道(2)设置在移动列车上，其与外部应用系统(30)连接；
所述绝对地址编码地面通道(1)包含多个绝对地址编码发射装置(10)，所述绝对地址编码发射装置(10)包含站编码发送模块(11)、站内地址编码发送模块(12)；
所述站编码发送模块(11)进一步包含依次连接的站编码发生器(113)、站编码输出功率模块(112)、站编码感应环线(111)。
2.如权利要求1所述的一种长距离分站链接绝对定位系统，其特征在于，多个所述绝对地址编码发射装置(10)在轨道内连续敷设相互链接；每个所述绝对地址编码发射装置(10)与长距离轨道的每个站一一对应。
3.如权利要求1所述的一种长距离分站链接绝对定位系统，其特征在于，所述站编码感应环线(111)是交叉感应环线，其在站内沿线路敷设。
4.如权利要求1所述的一种长距离分站链接绝对定位系统，其特征在于，所述站内地址编码发送模块(12)还包含依次连接的站内地址编码发生器(123)、站内地址编码输出功率模块(122)、站内地址编码感应环线(121)。
5.如权利要求4所述的一种长距离分站链接绝对定位系统，其特征在于，所述站内地址编码感应环线(121)是多交叉感应环线，其在站内沿线路敷设。
6.如权利要求1或4所述的一种长距离分站链接绝对定位系统，其特征在于，
所述绝对地址编码发射装置(10)还包含电源模块(13)，所述电源模块(13)分别与站编码输出功率模块(112)、站编码发生器(113)、站内地址编码输出功率模块(122)、站内地址编码发生器(123)连接。
7.如权利要求1所述的一种长距离分站链接绝对定位系统，其特征在于，所述绝对地址编码车载通道(2)包含依次连接的绝对地址编码天线(21)、地址编码接收模块(22)、绝对地址处理模块(23)；所述绝对地址处理模块(23)还与外部的应用系统(30)连接。
8.如权利要求7所述的一种长距离分站链接绝对定位系统，其特征在于，所述地址编码接收模块(22)包含站编码接收模块(221)、站内地址编码模块(222)；所述绝对地址编码天线(21)通过站编码接收模块(221)、站内地址编码模块(222)分别与绝对地址处理模块(23)连接。
9.如权利要求7所述的一种长距离分站链接绝对定位系统，其特征在于，所述绝对地址编码车载通道(2)还包含电源模块(24)，所述电源模块(24)分别与地址编码接收模块(22)、绝对地址处理模块(23)连接。
10.一种用于长距离分站链接绝对定位系统的定位方法，其特征在于，包含以下步骤：
步骤1.编码发送；
沿轨道线路敷设的绝对地址编码地面通道(1)产生并发送站编码信息、站内地址编码信息；
步骤2.编码接收；
设有绝对地址编码车载通道(2)的列车经过绝对地址编码地面通道(1)时，通过电磁感应接收站编码信息、站内地址编码信息，解码后获得全程绝对地址信息；
步骤3.数据应用；
与绝对地址编码车载通道(2)相连接的应用系统(30)接收列车的全程绝对地址信息，对列车进行后续的运行控制和安全防护。
11.如权利要求10所述的一种用于长距离分站链接绝对定位系统的定位方法，其特征在于，所述步骤1还包含以下步骤：
步骤1.1站编码分配；
绝对地址编码地面通道(1)为在轨道上连续敷设、相互链接的多个绝对地址编码发射装置(10)分配站编码，每个绝对地址编码发射装置(10)对应一个唯一的站编码；
步骤1.2编码产生；
绝对地址编码地面通道(1)的站编码发生器(113)产生站编码信息，站内地址编码发生器(123)产生站内地址编码信息；
步骤1.3功率放大；
由站编码发生器(113)、站内地址编码发生器(123)生成的站编码信息、站内地址编码信息分别通过站编码输出功率模块(112)、站内地址编码输出功率模块(122)进行功率放大和过电流保护；
步骤1.4感应发送；
站编码感应环线(111)发射站编码信息；同时站内地址编码感应环线(121)按照线路的位置发射站内地址编码信息；
12.如权利要求10所述的一种用于长距离分站链接绝对定位系统的定位方法，其特征在于，所述步骤2还包含以下步骤：
步骤2.1感应接收；
绝对地址编码车载通道(2)的绝对地址编码天线(21)分别与绝对地址编码地面通道(1)的站编码感应环线(111)、站内地址编码感应环线(121)通过电磁感应接收其中发送的站编码信息、站内地址编码信息；
步骤2.2编码解调；
站编码接收模块(221)和站内地址编码接收模块(222)对由绝对地址编码天线(21)传来的编码信息进行解调和解码，分别获得本站唯一的站编码信息和列车所处的站内绝对地址信息；
步骤2.3数据处理；
绝对地址处理模块(23)将获得的站编码信息和站内绝对地址信息结合起来进行分析处理得到列车在长距离轨道上的全程绝对地址信息。
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