CN103465938A - 轨道交通车辆的快速精确定位装置及定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轨道交通车辆的快速精确定位装置及定位方法。其中定位装置包括：激光位移传感器、拉绳式位移传感器、轨道车辆走行距离检测单元和同步采集与数据处理单元；本发明通过车载激光位移传感器检测车辆与轨道之间的距离，利用拉绳式位移传感器检测车辆沿轨道方向前进时产生的偏航角，借助轮轴脉冲传感器获得车辆走行距离，最终由车载数据采集处理模块计算得到车辆偏航角特征数据以及轨道特征数据。将计算得到的偏航角特征数据与偏航角特征的历史数据进行匹配从而实现车辆的粗略定位，将采集到的轨道特征数据根据粗略定位结果进行位置校正，利用校正后的轨道特征数据与轨道特征的历史数据进行匹配，实现高精度绝对或相对定位。

Description

轨道交通车辆的快速精确定位装置及定位方法

技术领域

本发明涉及轨道交通的列车运行控制和基础设施动态检测，尤其涉及一种轨道交通车辆的快速精确定位装置及定位方法。

背景技术

列车定位技术是轨道交通列车运行控制的关键技术之一，是确保行车安全、缩短列车之间运行间隔的基础。现有的列车定位技术主要采用基于轮轴计数的里程计，配以其它辅助手段，如查询应答器、多普勒雷达、轨道电路、轨间感应环线、无线扩频定位、卫星定位系统、线路地图匹配、线路图像匹配、道岔位置匹配、接触网限位器位置匹配等技术，自动修正由于车轮空转、打滑、蛇形、磨耗等因素造成的里程计累积误差。基于这些现有技术，目前列车实时定位精度在理论上已经可以达到米级，能够满足目前列车运行控制的需求。

另一方面，由于受到列车冲击、地质变形、环境作用等因素影响，线路、桥梁、隧道、边坡、接触网、通信信号等轨道交通基础设施在服役过程中的状态经常发生变化，威胁行车安全。因此，必须经常对基础设施的状态进行检测，并与历史检测数据对比，分析检测参数的变化趋势，科学评估基础设施的安全状态。目前，对于基础设施状态的检测通常采用车载式动态检测和人工地面巡检两种方式。不论采取何种移动检测方式，由于需要对比移动检测方式获取的历史数据，检测数据必须能够基于线路公里标进行精确的绝对定位，或者能够将不同次测量数据进行精确的相对对位。对于这类应用，例如隧道洞体变形分析、边坡变形分析、轨旁设备变形分析等，米级的定位精度将无法满足需求。

2012年由申请人申请的专利号为201010616363.X、名称为“轨道交通了的定位装置和方法”的发明专利，定位精度可以达到厘米甚至毫米级，可以满足历史数据对比分析这类应用。但是其存在两个问题，第一是上述方法为达到精确定位的要求，所选激光位移传感器采样频率要求非常高，随之而来的是大量的数据，进行定位计算所需时间较长；第二是上述方法在一定程度上依赖于道岔这种特定轨道特征，当线路没有道岔或测试区间不经过道岔则会导致其定位不准确甚至无法定位。

针对现有技术存在的不足，提出本发明。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种满足定位精度的需求的轨道交通车辆的定位装置和方法。

为了达到上述的发明目的，本发明的技术方案以如下方式实现：

一种轨道交通车辆的快速精确定位装置，包括：

激光位移传感器、拉绳式位移传感器、轨道车辆走行距离检测单元和同步采集与数据处理单元；所述激光位移传感器、所述拉绳式位移传感器和所述轨道车辆走行距离检测单元分别与所述同步采集与数据处理单元相连接；

其中，拉绳式位移传感器水平安装于轨道车辆的车体与转向架之间，用于检测车体与转向架之间的水平距离，车体与转向架之间的水平距离的变化量用于计算车辆沿轨道方向前进时产生的偏航角；

激光位移传感器安装于轨道内侧的扣件上方，激光位移传感器用于检测该激光位移传感器的安装位置与轨道表面特征点之间的距离；轨道表面特征点位于钢轨内侧，轨道表面特征点与轨道中心线的距离为钢轨扣件到轨道中心线的距离；

所述轨道车辆走行距离检测单元用于检测轨道车辆沿线路方向上的位置变化量；

所述同步采集与数据处理单元用于同步采集激光位移传感器、拉绳式位移传感器和轨道车辆走行距离检测单元的输出，以确定激光位移传感器输出的相邻位移采样点之间的实际距离和拉绳式位移传感器输出的相邻位移采样点之间的实际距离，进而获得拉绳式位移传感器和轨道车辆经过线路所产生的偏航角特征曲线和线路轨道特征曲线，通过偏航角特征曲线进行粗略定位，在此定位的基础上利用轨道特征曲线匹配进行精确定位。

所述轨道车辆走行距离检测单元包括轮轴脉冲传感器。

所述同步采集与数据处理单元内还包括：用于存储事先标定的偏航角特征曲线的第一存储器，所述事先标定的偏航角特征曲线用于粗略定位；用于存储事先标定的轨道特征曲线的第二存储器，所述事先标定的轨道特征曲线用于精确定位。

所述同步采集与数据处理单元内还包括：用于存储记录历史检测数据的偏航角特征曲线及轨道特征曲线的第三存储器，所述历史检测数据用于将新采集的检测数据与历史检测数据作对比并进行趋势分析。

所述车载定位装置用于隧道洞体变形检测时，还包括与同步采集与数据处理单元连接的隧道断面测量传感器和车体姿态测量传感器；同步采集与数据处理单元中的数据处理模块包括图形化显示模块、数据存储模块、超限点判断模块、特征点识别模块以及趋势分析模块；同步采集与数据处理单元采集各传感器的输出，然后传送给数据处理模块进行实时存储；数据处理模块将不同时期采集的数据进行对位：由每次采集到的拉绳式位移传位移输出和走形距离检测单元输出，计算出偏航角特征数据曲线，用匹配算法计算出不同次测量数据间的大致位置偏差；由每次采集到的激光位移传感器输出和走形距离检测单元输出，计算出轨道特征数据曲线，用匹配算法计算出不同次测量数据间的精确位置偏差，然后数据处理模块分析某一相同位置的隧道洞体变形情况：用车体姿态测量传感器的输出对隧道断面测量传感器的输出进行补偿，消除测量时车体振动的影响，将经过振动补偿和位置偏差纠正的、不同次测量的隧道断面数据放在一个坐标系下进行比较；线路的图形化显示模块帮助操作人员进行最终确认。

本发明还提供了轨道交通车辆的快速精确定位方法，包括如下步骤：

在工作状态下，将拉绳式位移传感器水平安装于轨道车辆的车体与转向架之间，用于检测车体与转向架之间的水平距离，车体与转向架之间的水平距离的变化量用于计算车辆沿轨道方向前进时产生的偏航角；；

将激光位移传感器安装于轨道内侧的扣件上方；检测该激光位移传感器的安装位置与轨道表面特征点之间的距离；轨道表面特征点位于钢轨内侧，轨道表面特征点与轨道中心线的距离为钢轨扣件到轨道中心线的距离；

同时，基于轨道车辆走行距离检测单元检测轨道车辆沿线路方向上的位置变化量；

同步采集与数据处理单元同步采集激光位移传感器和轨道车辆走行距离检测单元的输出，计算拉绳式位移传感器输出的偏航角以及相邻偏航角采样点之间的实际距离，进而得到轨道车辆经过线路所产生的偏航角特征曲线，通过该偏航角特征曲线对轨道车辆进行粗略定位；

计算激光位移传感器输出的相邻位移采样点之间的实际距离，进而获得轨道车辆经过线路的轨道特征曲线，在利用偏航角特征数据进行粗略定位的基础上通过轨道特征曲线匹配进行精确定位。

所述基于轨道车辆走行距离检测单元检测轨道车辆沿线路方向上的位置变化量为：基于轮轴脉冲传感器，轮轴脉冲传感器在轨道车辆车轮每旋转一周输出多个脉冲，基于车轮直径计算脉冲数获得走行距离。

在激光位移传感器和同步采集与数据处理单元工作前，还包括存储事先标定的偏航角特征曲线及轨道特征曲线的步骤；事先标定的偏航角特征曲线存储在第一存储器中，事先标定的轨道特征曲线存储在第二存储器中，第一存储器以及第二存储器为同步采集与数据处理单元的部件。

还包括将采集的检测数据与历史检测数据作对比并进行趋势分析的步骤；历史检测数据的偏航角特征曲线以及轨道特征曲线存储在第三存储器，第三存储器为同步采集与数据处理单元的部件。

本发明的优点及积极效果在于：

相对于现有技术而言，本发明通过车载拉绳式位移传感器检测车辆沿轨道方向前进时产生的偏航角，车载激光位移传感器检测车辆与轨道之间的距离，借助轮轴脉冲传感器获得车辆走行距离，最终由车载数据采集处理模块获得偏航角特征数据以及轨道特征数据。将计算得到的偏航角特征数据与偏航角特征的历史数据进行匹配从而实现车辆的粗略定位，将采集到的轨道特征数据根据粗略定位计算结果进行位置校正，利用校正后的轨道特征数据与轨道特征的历史数据进行匹配，实现高精度绝对或相对定位。

进一步说，本发明采用车载拉绳式位移传感器与激光位移传感器相结合的方式进行车辆定位，最主要的优势在于：(1)粗略定位和精确定位分步进行，由于粗略定位依据的偏航角特征数据的采样频率较精确定位依据的轨道特征数据的采样频率低很多，因此定位所需时间更短。(2)粗略定位凭借线路上普遍存在的曲线特征来实现，无需依靠道岔等特定的轨道特征。(3)激光位移传感器的采样频率高，采样点之间不相关，轨道特征细节得以保留，是实现高精度绝对或相对定位的关键因素。因此，现有技术中的一些技术，如线路地图匹配、线路图像匹配、道岔位置匹配、接触网限位器位置匹配等技术以及基于涡流传感器、微波传感器等非接触式传感器的定位精度和本发明的定位精度是无法相比的。采用本发明的定位方法，即使在车速400公里/小时条件下也可以达到厘米级的定位精度。

附图说明

当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，其中：

图1为本发明轨道交通车辆的车载定位装置实施例的结构示意图；

图2为本发明轨道交通车辆的车载定位装置在处于工作状态时，激光位移传感器的安装位置示意图；

图3为激光位移传感器在轨道上的检测带示意图，此检测带即为激光位移传感器提取的轨道表面特征点集合；

图4为本发明轨道交通车辆的车载定位装置在处于工作状态时，拉绳式位移传感器的安装位置示意图；

图5为两次通过同一线路时采集的典型无砟轨道线路偏航角特征曲线示意图，两条曲线分别用实线和虚线表示；

图6为两次通过同一线路时采集的典型无砟轨道线路轨道特征曲线示意图，两条曲线分别用实线和虚线表示；

图7为本发明轨道交通车辆的车载定位装置实施例的详细结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明中，通过车载激光位移传感器检测车辆与轨道之间的距离，利用车载拉绳式位移传感器检测车辆沿轨道方向前进时产生的偏航角，借助轮轴脉冲传感器的输出获得车辆走行距离，最终由车载数据采集处理模块获得偏航角特征数据以及轨道特征数据。将计算得到的偏航角特征数据与偏航角特征的历史数据进行匹配从而实现车辆的粗略定位，将采集到的轨道特征数据根据粗略定位计算结果进行位置校正，利用校正后的轨道特征数据与轨道特征的历史数据进行匹配，实现高精度绝对或相对定位。

定位装置实施例

实施例1

参照图1，图1为本发明轨道交通车辆的快速精确定位装置实施例的结构示意图，包括：激光位移传感器1、拉绳式位移传感器2、轨道车辆走行距离检测单元3和同步采集与数据处理单元4。

其中，参照图2和图3所示，激光位移传感器1对准轨道内侧扣件附近，激光位移传感器1的输出为其安装位置到轨道表面之间的距离。

参照图4，两台拉绳式位移传感器2水平安装于轨道车辆的车体5与转向架6之间，用于检测车体5与转向架6之间的水平距离，车体5与转向架6之间的水平距离的变化量用于计算车辆沿轨道方向前进时产生的偏航角；

列车走行距离检测单元3输出轨道车辆沿线路方向上的位置变化量。列车走行距离检测单元3采用轮轴脉冲传感器，轮轴脉冲传感器在车轮每旋转一周输出若干脉冲，在车轮直径已知的条件下，可以通过计算脉冲数获得走行距离。

同步采集与数据处理单元4内还包括：用于存储事先标定的偏航角特征曲线的第一存储器，所述事先标定的偏航角特征曲线用于粗略定位；用于存储事先标定的轨道特征曲线的第二存储器，所述事先标定的轨道特征曲线用于精确定位；用于存储记录历史检测数据的偏航角特征曲线及轨道特征曲线的第三存储器，所述历史检测数据用于将新采集的检测数据与历史检测数据作对比并进行趋势分析。

同步采集与数据处理单元4可以同步采集激光位移传感器1、拉绳式位移传感2、列车走行距离检测单元3的输出，因此可以确定激光位移传感器1及拉绳式位移传感器2输出的相邻位移采样点之间的实际距离和拉绳式位移传感器输出的相邻位移采样点之间的实际距离，进而获得轨道车辆行进过程中产生的偏航角特征曲线以及所经过的轨道特征曲线。激光位移传感器1、拉绳式位移传感器2输出的相邻位移采样点之间的实际距离在不同车辆速度下是不同的，因此需要检测实时的走行距离。

如果需要获得轨道车辆的绝对位置，即线路公里标，同步采集与数据处理单元4需要有这样的存储单元，该存储单元存储有事先标定好的偏航角特征曲线以及轨道特征曲线，即存储的偏航角特征曲线以及轨道特征曲线上的每一个点的公里标已知。通过相关匹配实时采集的偏航角特征曲线与存储的偏航角特征曲线得到车辆的粗略位置，在此基础上将实时采集的轨道特征曲线数据与存储的轨道特征曲线进行匹配，从而计算出轨道车辆当前精确的位置。

如果需要对比当前其它检测设备（如隧道断面检测设备）采集的数据与其历史采集的数据，则可直接匹配当前的特征曲线和历史采集数据的特征曲线，两者的距离或采样点偏差就是采集数据的偏差。参照图5和图6。如图5所示，其中经过匹配的两条曲线代表两次不同测量过程采集到的偏航角特征曲线。图6为经过匹配的两次不同测量过程采集到的轨道特征曲线。注意，图5和图6中两条曲线的起点不同，这是因为两次测量的起点不同，通过相关匹配可以计算出起点间的位置偏差，实现相对定位。图6中，轨道特征曲线具有600mm的周期性变化是由600mm等间距安装的钢轨扣件造成的，在隧道洞体变形趋势分析的应用中，需要对比分析一定时期内的多次隧道断面测量数据，由于每次测量时轨道车辆的起点、速度等情况不同，同一地点的隧道断面数据在采集数据文件中的位置也不相同。因此需要计算任意两次测量的起点偏差，如果隧道断面数据的采集周期是定时的、非定距离的，则还需计算由于实时速度不同造成的累积偏差。注意，在此类应用中，一个事先标定好公里标的轨道特征曲线不是必须的。

影响本实施例定位精度的主要由如下几个因素。

1、激光位移传感器的输出频率，此频率越高，定位精度越高。例如，当选取目前成熟的200KHz基于光传播时间原理的点式激光测距仪，在车辆行驶速度为400公里/小时条件下，激光测距传感器两个采样点之间的距离约为0.56毫米，在有利条件下理论上甚至可以达到毫米级的定位精度。激光位移传感器还可以根据需要选用基于结构光学原理的非接触式位移传感器；

2、同步数据采集模块采集时的同步精度；

3、轨道车辆在运行过程中的晃动情况。因为随机的晃动将使不同次测量的轨道特征数据产生微小变化。当然，波形匹配算法可以消除其大部分的影响；

4、轨道上细小特征的变化，如石子等其他异物的累积变化，这也可通过适当设置匹配算法的参数来消除其大部分的影响；

5、轨道的结构形式。由于无砟轨道具有形变小、道床清洁等特点，其轨道特征细节变化小，对于达到厘米、甚至毫米级的定位精度特别有利。有砟轨道相比较而言较为不利。因此，本发明特别适合高速铁路和城市轨道交通等采用无砟轨道的场景；

6、雨雪的影响。小雨雪由于轨道车辆通过时的风洞效应，在轨道上特别是扣件附近的累积很小，对定位精度影响可以忽略。但当有大的连续雨雪，而且轨道排水不畅或长时间无列车通过，则此时对定位精度的影响较大。由此可见，地下线路较多的地铁是本发明的最佳应用场景。

实施例2

参照图7，本实施例为应用本发明所描述的车载定位装置进行隧道洞体变形检测系统。此系统包括激光位移传感器、拉绳式位移传感器、轮轴脉冲传感器、数据同步采集电路、数据处理模块以及数据处理软件。还包括其他一些检测设备，比如其他的传感器，包括GPS接收机、隧道断面测量传感器和车体姿态测量传感器。系统安装在轨道车辆或人工推行的轨道小车上。在检测过程中，数据同步采集电路同步采集各传感器的输出，然后传送给数据处理模块进行实时存储。隧道洞体变形的判断可以实时或离线进行。（1）首先，数据处理模块将不同时期采集的数据进行对位：由每次采集到的拉绳式位移传位移输出和走形距离检测单元输出，计算出偏航角特征数据曲线，用匹配算法计算出不同次测量数据间的大致位置偏差；由每次采集到的激光位移传感器输出和轮轴转速传感器输出计算出轨道特征数据曲线，用匹配算法计算出不同次测量数据间的精确位置偏差。（2）然后，数据处理模块分析某一相同位置的隧道洞体变形情况：用车体姿态测量传感器的输出对隧道断面测量传感器的输出进行补偿，消除测量时车体振动的影响，将经过振动补偿和位置偏差纠正的、不同次测量的隧道断面数据放在一个坐标系下进行比较。线路的视频图像可以帮助操作人员进行最终确认。

定位方法实施例

另一方面，本发明还公开了一种轨道交通车辆的定位方法的实施例。该方法基于轨道交通车辆的车载定位装置，装置包括：激光位移传感器、拉绳式位移传感器、轨道车辆走行距离检测单元和同步采集与数据处理单元；激光位移传感器、拉绳式位移传感器和轨道车辆走行距离检测单元分别与同步采集与数据处理单元相连接；该方法得实施包括如下步骤：

在工作状态下，将两台拉绳式位移传感器水平安装于轨道车辆的车体与转向架之间，用于检测车体与转向架之间的水平距离，车体与转向架之间的水平距离的变化量用于计算车辆沿轨道方向前进时产生的偏航角；将激光位移传感器安装于轨道内侧的扣件上方；检测该激光位移传感器的安装位置与轨道表面之间的距离；同时，基于列车走行距离检测单元检测轨道车辆沿线路方向上的位置变化量；同步采集与数据处理单元同步采集激光位移传感器、拉绳式位移传感器和列车走行距离检测单元的输出，计算拉绳式位移传感器输出的偏航角以及相邻偏航角采样点之间的实际距离，进而得到轨道车辆经过线路所产生的偏航角特征曲线，通过该偏航角特征曲线对轨道车辆进行粗略定位，计算激光位移传感器输出的相邻位移采样点之间的实际距离，进而获得轨道车辆经过线路的轨道特征曲线，在利用偏航角特征数据进行粗略定位的基础上通过轨道特征曲线匹配进行精确定位。

需要说明的是，上述轨道交通车辆的定位方法的与车载定位装置是基于类似的原理。相互之间互相参照即可。在方法实施例部分，不再赘述。

综上，在本发明中，采用激光位移传感器，将钢轨内侧扣件附近作为特征提取点，采样密度大大提高，定位精度是线路地图匹配、线路图像匹配、道岔位置匹配、接触网限位器位置匹配等技术以及基于涡流传感器、微波传感器等非接触式传感器无法相比的。

以上对本发明所提供的一种轨道交通车辆的快速精确车载定位装置和方法进行详细介绍，本文中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种轨道交通车辆的快速精确定位装置，其特征在于，包括：

激光位移传感器、拉绳式位移传感器、轨道车辆走行距离检测单元和同步采集与数据处理单元；所述激光位移传感器、所述拉绳式位移传感器和所述轨道车辆走行距离检测单元分别与所述同步采集与数据处理单元相连接；

其中，拉绳式位移传感器水平安装于轨道车辆的车体与转向架之间，用于检测车体与转向架之间的水平距离，车体与转向架之间的水平距离的变化量用于计算车辆沿轨道方向前进时产生的偏航角；

激光位移传感器安装于轨道内侧扣件的上方，激光位移传感器用于检测该激光位移传感器的安装位置与轨道表面特征点之间的距离；轨道表面特征点位于钢轨内侧，轨道表面特征点与轨道中心线的距离为钢轨扣件到轨道中心线的距离；

所述轨道车辆走行距离检测单元用于检测轨道车辆沿线路方向上的位置变化量；

所述同步采集与数据处理单元用于同步采集激光位移传感器、拉绳式位移传感器和轨道车辆走行距离检测单元的输出，以确定激光位移传感器输出的相邻位移采样点之间的实际距离和拉绳式位移传感器输出的相邻位移采样点之间的实际距离，进而获得拉绳式位移传感器和轨道车辆经过线路所产生的偏航角特征曲线和线路轨道特征曲线，通过偏航角特征曲线进行粗略定位，在此定位的基础上利用轨道特征曲线匹配进行精确定位。

2.根据权利要求1所述的轨道交通车辆的快速精确定位装置，其特征在于，所述轨道车辆走行距离检测单元为轮轴脉冲传感器。

3.根据权利要求1所述的轨道交通车辆的快速精确定位装置，其特征在于，所述同步采集与数据处理单元内还包括：用于存储事先标定的偏航角特征曲线的第一存储器，所述事先标定的偏航角特征曲线用于粗略定位；用于存储事先标定的轨道特征曲线的第二存储器，所述事先标定的轨道特征曲线用于精确定位。

4.根据权利要求1所述的轨道交通车辆的快速精确定位装置，其特征在于，所述同步采集与数据处理单元内还包括：用于存储记录历史检测数据的偏航角特征曲线及轨道特征曲线的第三存储器，所述历史检测数据用于将新采集的检测数据与历史检测数据作对比并进行趋势分析。

5.根据权利要求1所述的轨道交通车辆的快速精确定位装置，其特征在于，所述车载定位装置用于隧道洞体变形检测时，还包括与同步采集与数据处理单元连接的隧道断面测量传感器和车体姿态测量传感器；同步采集与数据处理单元中的数据处理模块包括图形化显示模块、数据存储模块、超限点判断模块、特征点识别模块以及趋势分析模块；同步采集与数据处理单元采集各传感器的输出，然后传送给数据处理模块进行实时存储；数据处理模块将不同时期采集的数据进行对位：由每次采集到的拉绳式位移传位移输出和走形距离检测单元输出，计算出偏航角特征数据曲线，用匹配算法计算出不同次测量数据间的大致位置偏差；由每次采集到的激光位移传感器输出和走形距离检测单元输出，计算出轨道特征数据曲线，用匹配算法计算出不同次测量数据间的精确位置偏差，然后数据处理模块分析某一相同位置的隧道洞体变形情况：用车体姿态测量传感器的输出对隧道断面测量传感器的输出进行补偿，消除测量时车体振动的影响，将经过振动补偿和位置偏差纠正的、不同次测量的隧道断面数据放在一个坐标系下进行比较；线路的图形化显示模块帮助操作人员进行最终确认。

6.一种轨道交通车辆的快速精确定位方法，其特征在于，包括如下步骤：

在工作状态下，将拉绳式位移传感器水平安装于轨道车辆的车体与转向架之间，用于检测车体与转向架之间的水平距离，车体与转向架之间的水平距离的变化量用于计算车辆沿轨道方向前进时产生的偏航角；

将激光位移传感器安装于轨道内侧的扣件上方；检测该激光位移传感器的安装位置与轨道表面特征点之间的距离；轨道表面特征点位于钢轨内侧，轨道表面特征点与轨道中心线的距离为钢轨扣件到轨道中心线的距离；

同时，基于轨道车辆走行距离检测单元检测轨道车辆沿线路方向上的位置变化量；

同步采集与数据处理单元同步采集激光位移传感器和轨道车辆走行距离检测单元的输出，计算拉绳式位移传感器输出的偏航角以及相邻偏航角采样点之间的实际距离，进而得到轨道车辆经过线路所产生的偏航角特征曲线，通过该偏航角特征曲线对轨道车辆进行粗略定位；

计算激光位移传感器输出的相邻位移采样点之间的实际距离，进而获得轨道车辆经过线路的轨道特征曲线，在利用偏航角特征数据进行粗略定位的基础上通过轨道特征曲线匹配进行精确定位。

7.根据权利要求6所述的一种轨道交通车辆的快速精确定位方法，其特征在于，所述基于轨道车辆走行距离检测单元检测轨道车辆沿线路方向上的位置变化量为：基于轮轴脉冲传感器，轮轴脉冲传感器在轨道车辆车轮每旋转一周输出多个脉冲，基于车轮直径计算脉冲数获得走行距离。

8.根据权利要求6所述的一种轨道交通车辆的快速精确定位方法，其特征在于，在激光位移传感器和同步采集与数据处理单元工作前，还包括存储事先标定的偏航角特征曲线及轨道特征曲线的步骤；事先标定的偏航角特征曲线存储在第一存储器中，事先标定的轨道特征曲线存储在第二存储器中，第一存储器以及第二存储器为同步采集与数据处理单元的部件。

9.根据权利要求6所述的一种轨道交通车辆的快速精确定位方法，其特征在于，还包括将采集的检测数据与历史检测数据作对比并进行趋势分析的步骤；历史检测数据的偏航角特征曲线以及轨道特征曲线存储在第三存储器，第三存储器为同步采集与数据处理单元的部件。

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