CN109375246A - 一种应用于轨道交通的高精度定位系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种应用于轨道交通的高精度定位方系统及方法，包括高精度定位终端、卫星天线、差分服务器和监控中心，所述高精度定位终端内置有定位解算模块和4G模块；所述卫星天线与高精度定位终端连接，高精度定位终端通过4G模块利用通信基站分别与差分服务器和监控中心连接。终端通过卫星天线捕获接收卫星信息，通过连接4G通信模块连接基准站，获取当前差分定位数据，然后通过高精度定位解算模块计算出实时定位信息。本发明安装方便，节约成本，定位精度高，位置准确，能够实现实时位置。
Description
技术领域
本发明涉及卫星定位领域，尤其涉及一种应用于轨道交通的高精度定位系统及方法。
背景技术
高精度定位是指对卫星导航定位的常规使用精度误差要求在米级以下的行业中使用的定位方式。主要应用于测绘勘测、地理信息、地质灾害监测、精准农林业、时间同步等行业应用领域。高精度定位技术主要采用实时动态定位（RTK），也称载波相位差分技术。RTK系统由基准站、流动站和数据链组成，首先由定位精度较高的点作为基准点，使用接收机作为参考站，对卫星进行连续观测，而流动站则同时接收卫星信号和基准站上的观测差分数据，流动站根据相对定位原理实时计算出三维坐标和测量精度，能够在野外实时得到厘米级精度，为各类新兴应用带来可能。
现有技术中，轨道电路定位的定位精度取决于轨道电路长度，不精确；测速定位存在累计误差，需要用其他方法校正位置信息；无线扩频定位需要沿线建设基站，成本高；应答器定位只能给出点式定位信息，存在设置间距和规模的矛盾；单卫星定位定位精度低，当捕获卫星数目少于4颗时，定位精度显著下降，且都不能远程实时监控位置。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出一种应用于轨道交通的高精度定位系统及方法。终端通过卫星天线捕获接收卫星信息，通过连接4G通信模块连接基准站，获取当前差分定位数据，然后通过高精度定位解算模块计算出实时定位信息。
本发明采取以下技术方案：一种应用于轨道交通的高精度定位系统，包括高精度定位终端、卫星天线、差分服务器和监控中心，所述高精度定位终端内置有定位解算模块和4G模块，所述卫星天线与高精度定位终端连接，高精度定位终端通过4G模块利用通信基站分别与差分服务器和监控中心连接。卫星天线用于捕获和接收卫星信息；4G模块用于上传普通定位信息给差分服务器，然后接收差分数据，并将高精度实时定位信息上报给监控中心。定位解算模块根据卫星信息计算基本卫星定位信息，同时能够结合卫星信息和差分数据计算实时高精度定位信息；差分服务器用于接收终端普通定位信息，生成并发送对应的差分数据；监控中心用于接收和显示终端上报的实时高精度定位信息。
监控中心包括监控中心数据服务器和位置监控平台，监控中心数据服务器用于存储高精度定位信息，位置监控平台用于显示高精度定位信息。高精度定位终端分别安装在轨道交通列车的首尾，卫星天线与高精度定位终端分开放置，卫星天线外置在轨道列车外部，高精度定位终端内置，通过连接线连接。
本发明实现方法流程, 包括以下步骤:
S1：接收卫星信息，计算出基本定位信息；
S2：定位解算模块判断是否有差分数据：
若存在差分数据，则直接转到S3；
若不存在差分数据，进行以下步骤：
S2.1：通过4G模块上传基本定位信息到差分服务器；
S2.2：差分服务器生成并发送差分数据：
S2.3：通过4G模块接收差分数据，转到S3；
S3：计算实时高精度定位信息；
S4：通过4G模块上报实时高精度定位信息至监控中心。
本发明的有益效果在于：定位精度高，能实现高精度定位，定位精度在米级及以上，最高可达到厘米级；位置准确，列车首尾各安装一台定位终端，可以准确定位列车所在线路位置；能节约成本，使用移动通信模块通信，只需要支付设备费用和通信流量费用即可；安装方便，终端移动通信模块自带天线，可放置与室内，只需要将卫星天线安置在无遮挡处即可使用进行定位实时监控位置，终端实时上报定位信息，中心可实时查看列车位置。
附图说明
图1是一种应用于轨道交通的高精度定位系统结构图；
图2是一种应用于轨道交通的高精度定位方法流程图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明进一步的详细说明。
本发明提出一种应用于轨道交通的高精度定位系统及方法。终端通过卫星天线捕获接收卫星信息，通过连接4G通信模块连接基准站，获取当前差分定位数据，然后通过高精度定位解算模块计算出实时定位信息。
如图1所示，一种应用于轨道交通的高精度定位系统，包括高精度定位终端、卫星天线、差分服务器和监控中心，所述高精度定位终端内置有定位解算模块和4G模块，所述卫星天线与高精度定位终端连接，高精度定位终端通过4G模块利用通信基站分别与差分服务器和监控中心连接。卫星天线用于捕获和接收卫星信息；4G模块用于上传普通定位信息给差分服务器，然后接收差分数据，并将高精度实时定位信息上报给监控中心。定位解算模块根据卫星信息计算基本卫星定位信息，同时能够结合卫星信息和差分数据计算实时高精度定位信息；差分服务器用于接收终端普通定位信息，生成并发送对应的差分数据；监控中心用于接收和显示终端上报的实时高精度定位信息。
监控中心包括监控中心数据服务器和位置监控平台，监控中心数据服务器用于存储高精度定位信息，位置监控平台用于显示高精度定位信息。高精度定位终端分别安装在轨道交通列车的首尾。卫星天线与高精度定位终端分开放置，卫星天线外置在轨道列车外部，高精度定位终端内置，通过连接线连接。
图2为本发明的一种实现方法流程图, 包括以下步骤:
S1：接收卫星信息，计算出基本定位信息；
S2：定位解算模块判断是否有差分数据：
若存在差分数据，则直接转到S3；
若不存在差分数据，进行以下步骤：
S2.1：通过4G模块上传基本定位信息到差分服务器；
S2.2：差分服务器生成并发送差分数据：
S2.3：通过4G模块接收差分数据，转到S3；
S3：计算实时高精度定位信息；
S4：通过4G模块上报实时高精度定位信息至监控中心。
本发明定位精度高，能实现高精度定位，定位精度在米级及以上，最高可达到厘米级；位置准确，列车首尾各安装一台定位终端，可以准确定位列车所在线路位置；能节约成本，使用移动通信模块通信，只需要支付设备费用和通信流量费用即可；安装方便，终端移动通信模块自带天线，可放置与室内，只需要将卫星天线安置在无遮挡处即可使用进行定位实时监控位置，终端实时上报定位信息，中心可实时查看列车位置。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、ROM、RAM等。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (5)
1.一种应用于轨道交通的高精度定位系统，其特征在于：包括高精度定位终端、卫星天线、差分服务器和监控中心，所述高精度定位终端内置有定位解算模块和4G模块；所述卫星天线与高精度定位终端连接，高精度定位终端通过4G模块利用通信基站分别与差分服务器和监控中心连接；
所述卫星天线用于捕获和接收卫星信息；
所述4G模块用于上传普通定位信息给差分服务器，然后接收差分数据，并将高精度实时定位信息上报给监控中心；
所述定位解算模块根据卫星信息计算基本卫星定位信息，同时能够结合卫星信息和差分数据计算实时高精度定位信息；
差分服务器用于接收终端普通定位信息，生成并发送对应的差分数据；
监控中心用于接收和显示终端上报的实时高精度定位信息。
2.根据权利要求1所述的一种应用于轨道交通的高精度定位系统，其特征在于：所述监控中心包括监控中心数据服务器和位置监控平台，监控中心数据服务器用于存储高精度定位信息，位置监控平台用于显示高精度定位信息。
3.根据权利要求1所述的一种应用于轨道交通的高精度定位系统，其特征在于：轨道交通列车的首端和尾端分别安装一个高精度定位终端。
4.根据权利要求1所述的一种应用于轨道交通的高精度定位系统，其特征在于：卫星天线与高精度定位终端分开放置，卫星天线放置在轨道列车外部，高精度定位终端放置在内部。
5.一种应用于轨道交通的高精度定位方法，包括以下步骤:
S1：接收卫星信息，计算出基本定位信息；
S2：定位解算模块判断是否有差分数据：
若存在差分数据，则直接转到S3；
若不存在差分数据，进行以下步骤：
S2.1：通过4G模块上传基本定位信息到差分服务器； S2.2：差分服务器生成并发送差分数据：
S2.3：通过4G模块接收差分数据，转到S3；
S3：计算实时高精度定位信息；
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