CN105425115B - 多种定位方式的接触网定位方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多种定位方式的接触网定位方法及系统，当采集到轨道交通车辆速度为零且无卫星定位数据时，基站定位单元根据基站经纬度指令查询最近的基站编号，根据基站编号通过位置查询服务器LBS获取该基站的坐标信息，定位控制单元根据该坐标信息进行位置初始化设置，并控制惯性导航单元进行惯性定位；当卫星定位单元采集到卫星定位数据时，卫星定位单元实时接收卫星的定位数据，定位控制单元根据该卫星定位数据实时校准惯性定位，校准惯性定位单元的时钟信息和速度信息；当轨道交通车辆速度不为零且卫星定位单元接收不到卫星定位数据时，定位控制单元控制惯性定位单元进行惯性定位；定位控制单元输出轨道交通车辆的实时位置数据信息至接触网检测系统。

Description

多种定位方式的接触网定位方法及系统
技术领域
本发明涉及接触网领域，特别是涉及多种定位方式的接触网定位方法及系统。
背景技术
接触网是在电气化铁道中，沿钢轨上空“之”字形架设的，供受电弓取流的高压输电线。接触网是铁路电气化工程的主构架，是沿铁路线上空架设的向轨道交通工具供电的特殊形式的输电线路。
轨道交通列车在运行的过程中，通过接触网检测系统实时检测接触网的工作状态，当接触网出现异常时，接触网检测系统会将该异常情况结合轨道交通车辆位置数据和时间信息生成一个缺陷报警数据，并发送至接触网数据中心，以便于管理人员进行管理和维护。接触网检测系统所获得的定位信息是接触网异常数据上报的重要指标，其工作状态直接影响异常点位置准确性，若轨道交通车辆的位置数据不精准，管理人员得不到准确的定位信息，将在维护和管理等方面带来很多问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供多种定位方式的接触网定位方法及系统，基于基站定位、卫星定位和惯性定位等多种定位方式，来获取轨道交通车辆的实时位置数据。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
（1）多种定位方式的接触网定位方法，所述方法包括以下步骤：
S1，当采集到轨道交通车辆速度为零且无卫星定位数据时，定位控制单元向基站定位单元发送获取基站经纬度指令，基站定位单元根据基站经纬度指令查询最近的基站编号，根据基站编号通过位置查询服务器LBS获取该基站的坐标信息，基站定位单元将该基站的坐标信息回传给定位控制单元，定位控制单元根据该坐标信息进行位置初始化设置，并控制惯性导航单元进行惯性定位。
S2，当卫星定位单元采集到卫星定位数据时，卫星定位单元实时接收卫星的定位数据，并将该定位数据传送至定位控制单元，定位控制单元根据该卫星定位数据实时校准惯性定位，校准惯性定位单元的时钟信息和速度信息。
S3，当轨道交通车辆速度不为零且卫星定位单元接收不到卫星定位数据时，定位控制单元控制惯性定位单元进行惯性定位。
S4，定位控制单元输出轨道交通车辆的实时位置数据信息。
S5，接触网检测系统在检测到接触网存在缺陷时，将发生缺陷时的时间、位置数据信息和缺陷报警数据发送至接触网数据中心。
进一步的，在步骤S3中，定位控制单元通过杆号牌采集单元获取杆号牌信息，查找出杆号牌对应的坐标数据，惯性定位单元根据杆号牌的坐标数据校准惯性定位。
进一步的，所述惯性定位的方式包括：
通过加速度传感器得到轨道交通车辆当前的加速度，根据当前加速度计算出轨道交通车辆当前的瞬时速度，对瞬时速度进行积分计算，获得平均速度。
通过陀螺仪采集轨道交通车辆的行驶角度，从X、Y、Z三个角度进行积分计算，获取出行驶方向，通过轨道交通车辆当前的位置数据、平均速度和行驶方向进行空间几何运算得最新的位置坐标。
（2）多种定位方式的接触网定位系统，所述系统包括基站定位单元、惯性导航单元、卫星定位单元和定位控制单元。
基站定位单元根据定位控制单元发出的基站经纬度指令查询最近的基站编号，并根据基站编号通过位置查询服务器LBS获取该基站的坐标信息，基站定位单元将该基站的坐标信息回传给定位控制单元。
卫星定位单元实时接收卫星定位数据，并将该定位数据传送至定位控制单元。
惯性导航单元实时采集轨道交通车辆的速度信息，并根据轨道交通车辆前一时刻的位置数据信息对轨道交通车辆进行惯性定位。
定位控制单元用于根据卫星定位数据校准惯性定位数据，校准惯性定位单元的时钟信息和速度信息，并输出轨道交通车辆的实时位置数据信息至接触网检测系统。
进一步的，所述惯性导航单元至少包括加速度传感器和加速度传感器。
通过加速度传感器得到轨道交通车辆当前的加速度，根据当前加速度计算出轨道交通车辆当前的瞬时速度，对瞬时速度进行积分计算，获得平均速度。
通过陀螺仪采集轨道交通车辆的行驶角度，从X、Y、Z三个角度进行积分计算，获取出行驶方向，通过轨道交通车辆当前的位置数据、平均速度和行驶方向进行空间几何运算得最新的位置坐标。
进一步的，所述卫星定位单元至少包括GPS定位导航模块、BDS定位导航模块、GLONASS定位导航模块和GALILEO定位导航模块中的一种或多种组合。
本发明的有益效果是：
1）本发明基于基站定位、卫星定位和惯性定位等多种定位方式，来获取轨道交通车辆的实时位置数据，在隧道、车库内部等无法接收卫星定位的地方，通过基站定位和惯性定位来提供轨道交通车辆的位置数据。
2）本发明为接触网检测系统提供更为精准的轨道交通车辆实时位置数据信息，使得接触网的缺陷报警数据更准确，便于管理人员进行管理和维护。
附图说明
图1为本发明多种定位方式的接触网定位系统的系统框图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
（1）多种定位方式的接触网定位方法
本发明提出了一种多种定位方式的接触网定位方法，所述方法包括以下步骤。
S1，当采集到轨道交通车辆速度为零且无卫星定位数据时，如轨道交通车辆从起始站点出发时，还有轨道交通车辆在中间站点停站时，定位控制单元向基站定位单元发送获取基站经纬度指令，基站定位单元根据基站经纬度指令查询最近的基站编号，根据基站编号通过位置查询服务器LBS获取该基站的坐标信息，基站定位单元将该基站的坐标信息回传给定位控制单元，定位控制单元根据该坐标信息进行位置初始化设置，并控制惯性导航单元进行惯性定位。
S2，当卫星定位单元采集到卫星定位数据时，即轨道交通车辆行驶至空旷地带，进入卫星信号覆盖区域，卫星定位单元实时接收卫星的定位数据，并将该定位数据传送至定位控制单元，定位控制单元根据该卫星定位数据实时校准惯性定位，校准惯性定位单元的时钟信息和速度信息。
S3，当轨道交通车辆速度不为零且卫星定位单元接收不到卫星定位数据时，如轨道交通车辆进入隧道，定位控制单元控制惯性定位单元进行惯性定位。
S4，定位控制单元输出轨道交通车辆的实时位置数据信息。
S5，接触网检测系统在检测到接触网存在缺陷时，将发生缺陷时的时间、位置数据信息和缺陷报警数据发送至接触网数据中心。
进一步的，在步骤S3中，定位控制单元通过杆号牌采集单元获取杆号牌信息，查找出杆号牌对应的坐标数据，惯性定位单元根据杆号牌的坐标数据校准惯性定位。
（2）多种定位方式的接触网定位系统
如图1所示，该实施例描述了一种多种定位方式的接触网定位系统，所述系统包括基站定位单元、惯性导航单元、卫星定位单元和定位控制单元。
基站定位单元根据定位控制单元发出的基站经纬度指令查询最近的基站编号，并根据基站编号通过位置查询服务器LBS获取该基站的坐标信息，基站定位单元将该基站的坐标信息回传给定位控制单元。
卫星定位单元实时接收卫星定位数据，并将该定位数据传送至定位控制单元。
惯性导航单元实时采集轨道交通车辆的速度信息，并根据轨道交通车辆前一时刻的位置数据信息对轨道交通车辆进行惯性定位。
定位控制单元用于根据卫星定位数据校准惯性定位数据，校准惯性定位单元的时钟信息和速度信息，并输出轨道交通车辆的实时位置数据信息至接触网检测系统。
进一步的，所述惯性导航单元至少包括加速度传感器和加速度传感器。
通过加速度传感器得到轨道交通车辆当前的加速度，根据当前加速度计算出轨道交通车辆当前的瞬时速度，对瞬时速度进行积分计算，获得平均速度。
通过陀螺仪采集轨道交通车辆的行驶角度，从X、Y、Z三个角度进行积分计算，获取出行驶方向，通过轨道交通车辆当前的位置数据、平均速度和行驶方向进行空间几何运算得最新的位置坐标。
进一步的，所述卫星定位单元至少包括GPS定位导航模块、BDS定位导航模块、GLONASS定位导航模块和GALILEO定位导航模块中的一种或多种组合。
如上参照附图以示例的方式描述了根据本发明的多种定位方式的接触网定位方法及系统。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的多种定位方式的接触网定位方法及系统，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

Claims (4)

1.多种定位方式的接触网定位方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1，当采集到轨道交通车辆速度为零且无卫星定位数据时，定位控制单元向基站定位单元发送获取基站经纬度指令，基站定位单元根据基站经纬度指令查询最近的基站编号，根据基站编号通过位置查询服务器LBS获取该基站的坐标信息，基站定位单元将该基站的坐标信息回传给定位控制单元，定位控制单元根据该坐标信息进行位置初始化设置，并控制惯性导航单元进行惯性定位；
S2，当卫星定位单元采集到卫星定位数据时，卫星定位单元实时接收卫星的定位数据，并将该定位数据传送至定位控制单元，定位控制单元根据该卫星定位数据实时校准惯性定位，校准惯性定位单元的时钟信息和速度信息；
S3，当轨道交通车辆速度不为零且卫星定位单元接收不到卫星定位数据时，定位控制单元控制惯性定位单元进行惯性定位；
S4，定位控制单元输出轨道交通车辆的实时位置数据信息；
S5，接触网检测系统在检测到接触网存在缺陷时，将发生缺陷时的时间、位置数据信息和缺陷报警数据发送至接触网数据中心；
所述惯性定位的方式包括：
通过加速度传感器得到轨道交通车辆当前的加速度，根据当前加速度计算出轨道交通车辆当前的瞬时速度，对瞬时速度进行积分计算，获得平均速度；
通过陀螺仪采集轨道交通车辆的行驶角度，从X、Y、Z三个角度进行积分计算，获取出行驶方向，通过轨道交通车辆当前的位置数据、平均速度和行驶方向进行空间几何运算得最新的位置坐标 。
2.根据权利要求1所述的多种定位方式的接触网定位方法，其特征在于：在步骤S3中，定位控制单元通过杆号牌采集单元获取杆号牌信息，查找出杆号牌对应的坐标数据，惯性定位单元根据杆号牌的坐标数据校准惯性定位。
3.多种定位方式的接触网定位系统，其特征在于：所述系统包括基站定位单元、惯性导航单元、卫星定位单元和定位控制单元；
基站定位单元根据定位控制单元发出的基站经纬度指令查询最近的基站编号，并根据基站编号通过位置查询服务器LBS获取该基站的坐标信息，基站定位单元将该基站的坐标信息回传给定位控制单元；
卫星定位单元实时接收卫星定位数据，并将该定位数据传送至定位控制单元；
惯性导航单元实时采集轨道交通车辆的速度信息，并根据轨道交通车辆前一时刻的位置数据信息对轨道交通车辆进行惯性定位；
定位控制单元用于根据卫星定位数据校准惯性定位数据，校准惯性定位单元的时钟信息和速度信息，并输出轨道交通车辆的实时位置数据信息至接触网检测系统；
所述惯性导航单元至少包括加速度传感器和加速度传感器；
通过加速度传感器得到轨道交通车辆当前的加速度，根据当前加速度计算出轨道交通车辆当前的瞬时速度，对瞬时速度进行积分计算，获得平均速度；
通过陀螺仪采集轨道交通车辆的行驶角度，从X、Y、Z三个角度进行积分计算，获取出行驶方向，通过轨道交通车辆当前的位置数据、平均速度和行驶方向进行空间几何运算得最新的位置坐标。
4.根据权利要求3所述的多种定位方式的接触网定位系统，其特征在于：所述卫星定位单元至少包括GPS定位导航模块、BDS定位导航模块、GLONASS定位导航模块和GALILEO定位导航模块中的一种或多种组合。
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