RU2584957C2 - System for locating trains with real-time check on position assessment integrity - Google Patents

System for locating trains with real-time check on position assessment integrity Download PDF

Info

Publication number
RU2584957C2
RU2584957C2 RU2013105692/11A RU2013105692A RU2584957C2 RU 2584957 C2 RU2584957 C2 RU 2584957C2 RU 2013105692/11 A RU2013105692/11 A RU 2013105692/11A RU 2013105692 A RU2013105692 A RU 2013105692A RU 2584957 C2 RU2584957 C2 RU 2584957C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
train
satellites
railway route
railway
satellite terminal
Prior art date
Application number
RU2013105692/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013105692A (en
Inventor
Антонио САЙТТО
Паоло БЕЛЛОФЬОРЕ
Андреа БОЛЛЕ
Original Assignee
Телеспацио С.П.А
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Телеспацио С.П.А filed Critical Телеспацио С.П.А
Publication of RU2013105692A publication Critical patent/RU2013105692A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2584957C2 publication Critical patent/RU2584957C2/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61LGUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L25/00Recording or indicating positions or identities of vehicles or trains or setting of track apparatus
    • B61L25/02Indicating or recording positions or identities of vehicles or trains
    • B61L25/025Absolute localisation, e.g. providing geodetic coordinates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61LGUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L25/00Recording or indicating positions or identities of vehicles or trains or setting of track apparatus
    • B61L25/02Indicating or recording positions or identities of vehicles or trains
    • B61L25/026Relative localisation, e.g. using odometer
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61LGUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L2205/00Communication or navigation systems for railway traffic
    • B61L2205/02Global system for mobile communication - railways [GSM-R]
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61LGUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L2205/00Communication or navigation systems for railway traffic
    • B61L2205/04Satellite based navigation systems, e.g. global positioning system [GPS]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

FIELD: transportation.
SUBSTANCE: group of inventions relates to field of automation and remote control of railway sector. Satellite terminal is designed to be installed on board a train is configured for receiving navigation signals from satellites belonging to one or more satellite navigation systems. Said satellite terminal is characterised in that it is moreover configured for storing georeferencing data of a railway route of train and for determining, based on georeferencing data stored and navigation signals received, a position of train along railway route and an integrity level associated to said calculated position. System comprises said satellite terminal and is designed to be installed on board a train, acquiring from an odometer installed on board a current estimate of position, current assessment of situation and receiving exact position of train from alarm system installed along railway route, as well as possibility of correcting current situation assessment.
EFFECT: increase of reliability in train positioning and traffic safety.
7 cl, 5 tbl, 7 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение, в общем, относится к определению местонахождения поездов и, в частности, к системе, разработанной для оценки положения поезда и для проверки в режиме реального времени достоверности оценки положения.The present invention, in General, relates to the determination of the location of trains and, in particular, to a system designed to assess the position of the train and to verify in real time the reliability of the position estimate.

Уровень техникиState of the art

Как известно, в железнодорожной отрасли заметно ощущается потребность в разработке систем установки места положения, которые имели бы повышенную надежность, для управления поездами при движении, для гарантирования безопасности железнодорожного сообщения. В области аэронавтики такая потребность была удовлетворена, благодаря использованию Спутниковых систем дифференциальных поправок (SBAS), которые обеспечивают возможность повышения точности оценки положения, и, следовательно, могут использоваться для поддержки навигации в воздухе. Кроме того, SBAS разработаны также для подачи сигнала "безопасность для жизни" и, следовательно, могут использоваться для поддержки систем управления воздушным движением.As you know, in the railway industry, there is a noticeable need for the development of positioning systems that would have increased reliability for controlling trains during movement and for guaranteeing the safety of railway communications. In the field of aeronautics, such a need was met through the use of Satellite Based Differential Correction Systems (SBAS), which provide an opportunity to improve the accuracy of position estimation, and therefore can be used to support air navigation. In addition, SBASs are also designed to provide a “safety for life” signal and therefore can be used to support air traffic control systems.

ИЗВЕСТНЫЕ СИСТЕМЫ SBAS ПРЕДСТАВЛЯЮТ СОБОЙ:KNOWN SBAS SYSTEMS REPRESENT:

Европейскую Геостационарную дополнительную навигационную систему (EGNOS), разработанную для обеспечения услуги улучшения точности оценки положения на европейском континенте и в Северной Африке (в частности, на севере Марокко, в Тунисе, в Алжире и в Ливии);The European Geostationary Auxiliary Navigation System (EGNOS), designed to provide services to improve the accuracy of assessing the situation on the European continent and in North Africa (in particular in northern Morocco, Tunisia, Algeria and Libya);

Широкозонную систему дифференциальных поправок (WAAS), разработанную в Соединенных Штатах Америки и предназначенную для обеспечения обслуживания для улучшения точности оценки положения в обширной области Североамериканского континента; иThe Wide Area Differential Correction System (WAAS), developed in the United States of America and designed to provide services to improve position accuracy in a vast area of the North American continent; and

Многофункциональную спутниковую систему дифференциальных поправок (MSA), разработанную в Японии, и предназначенную для обеспечения обслуживания по улучшению точности оценки положения в обширной области азиатского континента.Japan's Multi-Functional Satellite Differential Correction System (MSA), designed to provide services to improve position accuracy in a vast area of the Asian continent.

Когда все упомянутые выше SBAS будут полностью работоспособными, самолет, который, например, взлетает в Нью-Йорке, направляясь в Лондон и затем в Нью-Дели, всегда остается в зоне охвата таких SBAS.When all of the SBASs mentioned above are fully operational, an airplane that, for example, takes off in New York, heading for London and then to New Delhi, always remains within the reach of such SBAS.

В частности, SBAS гарантируют точность порядка двух метров при оценке положения. Кроме того, SBAS гарантируют также надежность данных, принимаемых из Глобальных систем навигации (GPS), и обеспечивают намного более точный расчет высоты, что в будущем также может использоваться для аэронавигации.In particular, SBAS guarantee accuracy of the order of two meters when assessing the position. In addition, SBAS also guarantees the reliability of data received from Global Navigation Systems (GPS) and provides a much more accurate altitude calculation, which can also be used for air navigation in the future.

Более подробно, SBAS использовали для подачи информации, которая обеспечивает улучшение оценки положения на основе сигналов, принимаемых из GPS и для подачи сигналов "безопасность для жизни":In more detail, SBAS was used to provide information that provides improved position estimates based on signals received from GPS and to provide “safety for life” signals:

множество геостационарных спутников (то есть находящихся в фиксированных положениях относительно поверхности Земли, по сравнению со спутниками GPS, которые движутся по орбите);many geostationary satellites (that is, in fixed positions relative to the surface of the Earth, compared with GPS satellites that move in orbit);

множество наземных станций, которые соответствующим образом географически привязаны, в них предусмотрено соответствующее средство опорного времени (высокоточные часы), и которые выполнены с возможностью определения задержек сигналов, передаваемых спутниками GPS, из-за ионизации тропосферы; иa plurality of ground stations that are appropriately geographically linked, they provide the appropriate means of reference time (high-precision clocks), and which are configured to determine the delays of signals transmitted by GPS satellites due to ionization of the troposphere; and

множество базовых станций обработки данных.many base stations for data processing.

Более подробно, SBAS, для определения ошибок при оценке положения на основе сигналов, принимаемых из GPS, работают таким образом, как описано ниже. Наземные станции детектируют ошибку данных, передаваемых спутниками GPS (которые могут быть, по большей части, связаны с ионизацией в самых нижних слоях атмосферы). С этой целью, наземные станции сравнивают свое собственное положение, рассчитанное на основе сигналов, принятых из спутников GPS, с данными орбит спутников GPS и с соответствующими сертифицированными положениями. Как известно, GPS принимают основные расчеты их собственного положения по задержке, с которой они принимают сигнал из спутников GPS. Поскольку в каждой наземной станции известно соответствующее точное положение и положения спутников GPS, из которых она получила сигналы GPS (упомянутые положения определяют не на основе принятых сигналов, а скорее на основе данных орбит самих спутников), каждая наземная станция, следовательно, выполнена с возможностью легко определять ошибку, связанную с распространением сигналов GPS через атмосферу. Каждая наземная радиостанция, следовательно, может генерировать, на основе рассчитанных ошибок, соответствующую решетку окружающих точек и детектировать допустимую погрешность для каждой из этих точек, расширяя, таким образом, область, в которой рассчитанные ошибки GPS являются действительными. Следовательно, таким образом, каждая наземная станция определяет соответствующую модель ошибки, которая является действительной для соответствующей области компетентности. Данные, генерируемые наземными станциями, затем передают, по меньшей мере, в одну базовую станцию обработки данных, которая генерирует очень плотную сетку корректирующих коэффициентов. Если это соответствует, на практике обрабатывают большое количество точек известного положения, для каждой из которых обрабатывают данные коррекции для сигнала, принятого из каждого спутника GPS. Эти данные обновляют в режиме реального времени, с учетом того, что условия распространения сигнала GPS через атмосферу, очевидно, изменяются в соответствии с условиями самой атмосферы. Эти корректирующие факторы затем передают в спутники SBAS так, что они могут быть, в конечном итоге, переданы на землю, используя ту же частоту, что и сигналы GPS (то есть, частоту L1), и затем приняты соответствующими терминалами пользователя. Терминал, который принимает сигналы SBAS, выбирает данные, действительные для точек сетки, находящейся ближе к нему, применяет их для спутников, которые он принимает в этот момент времени, и использует их для расчетов своего собственного положения.In more detail, SBAS, for determining position estimation errors based on signals received from GPS, operate as described below. Ground stations detect the error of data transmitted by GPS satellites (which can be, for the most part, related to ionization in the lowest layers of the atmosphere). To this end, ground stations compare their own position, calculated on the basis of signals received from GPS satellites, with GPS satellite orbits and the corresponding certified locations. As you know, GPS take basic calculations of their own position by the delay with which they receive a signal from GPS satellites. Since each ground station knows the corresponding exact position and positions of the GPS satellites from which it received GPS signals (the mentioned positions are determined not based on the received signals, but rather based on the data of the orbits of the satellites themselves), each ground station is therefore easily configured Identify the error associated with the propagation of GPS signals through the atmosphere. Each terrestrial radio station, therefore, can generate, based on the calculated errors, the corresponding array of surrounding points and detect the allowable error for each of these points, thus expanding the area in which the calculated GPS errors are valid. Therefore, in this way, each ground station determines a corresponding error model that is valid for the corresponding area of competence. The data generated by the ground stations is then transmitted to at least one data processing base station, which generates a very dense grid of correction factors. If this corresponds, in practice a large number of points of a known position are processed, for each of which correction data for a signal received from each GPS satellite is processed. These data are updated in real time, taking into account the fact that the propagation conditions of the GPS signal through the atmosphere, obviously, change in accordance with the conditions of the atmosphere itself. These correction factors are then transmitted to SBAS satellites so that they can ultimately be transmitted to the earth using the same frequency as GPS signals (i.e., L1 frequency) and then received by the respective user terminals. The terminal, which receives SBAS signals, selects the data valid for the grid points closer to it, applies it to the satellites that it receives at this point in time, and uses them to calculate its own position.

В железнодорожной отрасли использование SBAS не является таким простым. Фактически, услуга подачи сигналов "безопасности для жизни" рассматривалась, преимущественно, как процедуры в аэронавтике, которые основательно отличаются от процедур на железной дороге. Фактически, процедуры на железной дороге начинаются с той идеи, что каждым поездом можно управлять в каждый момент времени вдоль его маршрута, определяя в режиме реального времени, на основе состояния поезда и уровня знаний о положении упомянутого поезда, как скорость движения, так и возможные остановки в случае, когда требуется выполнить процедуры по безопасности. Более сложное развитие этих процессов управления движением поездов представлено в Европейской системе управления движением железнодорожного транспорта (ERTMS) и в Европейской системе управления движением поездов (ETC).In the railway industry, using SBAS is not so simple. In fact, the “safety for life” signaling service was considered mainly as procedures in aeronautics, which are fundamentally different from procedures on the railway. In fact, the procedures on the railway begin with the idea that each train can be controlled at any time along its route, determining in real time, on the basis of the condition of the train and the level of knowledge about the position of the train, both speed and possible stops in the event that security procedures are required. A more complex development of these train control processes is presented in the European Rail Traffic Management System (ERTMS) and in the European Train Traffic Management System (ETC).

В частности, интегрированная система, ERTMS-ETC, представляет собой усовершенствованную систему для администрирования, управления, защиты и передачи сигналов железнодорожного сообщения, разработанную для замены множества взаимно несовместимых систем, связанных с движением и обеспечением безопасности различных европейских железных дорог, для гарантирования функциональной совместимости поездов в различных европейских железнодорожных сетях и максимального уровня рабочих характеристик европейских железнодорожных сетей, как для высокоскоростных, так и для имеющих набольший коммерческий интерес.In particular, the integrated system, ERTMS-ETC, is an advanced system for the administration, management, protection and transmission of railway signals, designed to replace many mutually incompatible systems related to the movement and safety of various European railways, to guarantee the interoperability of trains in various European railway networks and the maximum level of performance of European railway networks, as for high orostnyh, and for having the Greatest commercial interest.

ERTMS-ETC состоит из разного оборудования, которое предназначено для осуществления упомянутых выше функций, и характеризуется тремя разными функциональными уровнями, в частности, первым функциональным уровнем, вторым функциональным уровнем и третьим функциональным уровнем. Определение каждого функционального уровня зависит от того, как оборудована железнодорожная линия, и от того, как выполняют обмен информацией между поездом и станциями мониторинга.ERTMS-ETC consists of different equipment, which is designed to carry out the functions mentioned above, and is characterized by three different functional levels, in particular, the first functional level, the second functional level and the third functional level. The definition of each functional level depends on how the railway line is equipped, and on how information is exchanged between the train and monitoring stations.

На первом уровне авторизацию ERTMS-ETC для движения и соответствующую информацию о маршруте передают в поезд и непрерывно отображают в кабине машиниста, используя бализы (точечные путевые датчики), называемые "евробализами", которые распределены вдоль железнодорожных путей, которые обеспечивают собственное определение положения поезда и передают условия на маршруте, и все они могут быть интегрированы следующей последовательностью точек передачи, которые передают непрерывно в поезд информацию и соответствующие данные управления движением и положением.At the first level, ERTMS-ETC authorization for movement and the corresponding route information is transferred to the train and continuously displayed in the driver’s cabin using balises (point track sensors) called “eurobalises”, which are distributed along the railway lines, which provide their own determination of the position of the train and transmit conditions on the route, and all of them can be integrated by the following sequence of transmission points, which continuously transmit information and relevant traffic control data to the train and position.

В частности, современные поезда оборудованы бортовыми одометрами, которые выполнены с возможностью измерения скорости поездов, на которых они установлены, и для оценки положения упомянутых поездов путем интегрирования измеряемой скорости. На первом уровне ERTMS-ET Севробализы используются для калибровки бортовых одометров, то есть, для корректировки оценок положения, передаваемого бортовыми одометрами на основе сертифицированных положений, передаваемых евробализами.In particular, modern trains are equipped with on-board odometers that are capable of measuring the speed of the trains on which they are installed and for assessing the position of the mentioned trains by integrating the measured speed. At the first level, ERTMS-ET Sevrobalyses are used to calibrate airborne odometers, that is, to adjust position estimates transmitted by airborne odometers based on certified positions transmitted by Eurobalyses.

ERTMS-ETC первого уровня подают бортовые сигналы, которые могут быть добавлены к традиционным системам сигнализации, в настоящий момент установленным на железнодорожных линиях, оставляя последние работоспособными для циркуляции обычных поездов.First level ERTMS-ETCs provide on-board signals that can be added to traditional signaling systems currently installed on railway lines, leaving the latter operational for the circulation of conventional trains.

Фиксированные передающие бализы (евробализы) передают, через соответствующее кодирование, информацию, предоставляемую фиксированными линейными сигналами и подают в бортовые устройства поезда необходимую авторизацию для движения. Компьютер на борту поездов обрабатывает значения максимальной скорости и кривые торможения на основе данных, принятых из евробализов. Для того чтобы обеспечить возможность получения необходимой информации из наземных бализов, необходимую авторизацию, в частности, необходимую авторизацию для последующего движения, необходимо, чтобы поезд обращался к упомянутымбализам, проходя мимо них. Информацию, относящуюся к достоверности поезда и для соответствующего определения положения, детектируют через схемы рельсового пути. Путем установки дополнительных евробализов (Евроконтуров) между сигналом начала протяженности и сигналом конца протяженности пути, возможно получить достаточно непрерывную передачу информации. Информация может быть передана при проходе локомотива через индуктивное средство или с помощью радиоустройства.The fixed transmitting balises (eurobalises) transmit, through appropriate coding, the information provided by the fixed linear signals and provide the necessary authorization for movement to the on-board devices of the train. The computer on board the trains processes the maximum speed and braking curves based on data received from the Eurobalys. In order to ensure the possibility of obtaining the necessary information from ground-based balis, the necessary authorization, in particular, the necessary authorization for subsequent movement, it is necessary that the train accesses the mentioned bali, passing by them. Information related to the reliability of the train and for the corresponding determination of the position is detected through the rail track. By installing additional Eurobalances (Eurocircuits) between the signal of the beginning of the length and the signal of the end of the length of the path, it is possible to obtain a fairly continuous transmission of information. Information can be transmitted during the passage of a locomotive through an inductive means or using a radio device.

В этом отношении, на Фиг. 1 показан сценарий примера, в котором работает первый уровень ERTMS-ETC.In this regard, in FIG. 1 shows an example scenario in which the first level of ERTMS-ETC operates.

В частности, на Фиг. 1 схематично иллюстрируется:In particular, in FIG. 1 is schematically illustrated:

участок железнодорожной линии (обозначенный в целом, как 11), который содержит два евробализа (обозначенные, соответственно, номерами 111 и 112), которые соединены с модулем на линии (обозначен 113), который, в свою очередь, дистанционно соединен с центром управления (обозначен 12); иa section of the railway line (designated 11 as a whole), which contains two Eurobalances (indicated by numbers 111 and 112, respectively), which are connected to a module on the line (designated 113), which, in turn, is remotely connected to the control center ( marked 12); and

поезд (в целом обозначен, как 13), который проходит вдоль участка железнодорожной линии 11, и на борту которого установлен бортовой компьютер (обозначен, как 131), который соединен с приемником (обозначен, как 132) и с панелью управления (обозначена 133), выполненной с возможностью подачи информации машинисту (обозначен 134) поезда 13.a train (generally indicated as 13) that runs along a section of railway line 11 and has an on-board computer installed (indicated as 131), which is connected to a receiver (indicated as 132) and to a control panel (designated 133) made with the possibility of supplying information to the driver (designated 134) of the train 13.

Более подробно, центр 12 управления передает в модуль 113 на линии информацию, относящуюся к участку железнодорожной линии 11, такую, как, например, авторизация для движения поездов, замедление их скорости движения и максимально разрешенная скорость. Модуль 113 на линии подает в евробализы 111 и 112 информацию, принятую из центра 12 управления вместе с другой информацией, передаваемой фиксированными системами передачи сигналов (не показаны на Фиг. 1 для простоты) установленными вдоль участка железнодорожной линии 11. Каждый из двух евробализов 111 и 112 географически привязан, то есть, знает соответствующее точное положение и передает при проходе поездов через индуктивное средство или по радио, соответствующее положение, вместе с информацией, принятой из модуля 113 на линии. Когда поезд 13 проходит через евробализы 111 и 112, приемник 132 принимает информацию, передаваемую упомянутыми евробализами 111 и 112, и подает ее в бортовой компьютер 131. Бортовой компьютер 131 отображает на панели 133 управления информацию, принятую через приемник 132, вместе с другой информацией (например, текущим профилем торможения поезда 13), получаемой в результате обработки упомянутой принятой информации и другой информации, относящейся к поезду 13 (например, скорость, вес и длина поезда 13).In more detail, the control center 12 transmits to the module 113 on the line information related to the section of the railway line 11, such as, for example, authorization for the movement of trains, deceleration of their speed and the maximum permitted speed. The module 113 on the line feeds into the Eurobalysis 111 and 112 information received from the control center 12 together with other information transmitted by the fixed signal transmission systems (not shown in Fig. 1 for simplicity) installed along the section of the railway line 11. Each of the two Eurobalyses 111 and 112 is geographically attached, that is, it knows the corresponding exact position and transmits the corresponding position, along with information received from module 113 on the line, when the trains pass through inductive means or by radio. When the train 13 passes through the Eurobalisms 111 and 112, the receiver 132 receives the information transmitted by the said Eurobalises 111 and 112 and feeds it to the on-board computer 131. The on-board computer 131 displays on the control panel 133 information received through the receiver 132, together with other information ( for example, the current braking profile of the train 13) obtained by processing the received information and other information related to the train 13 (for example, speed, weight and length of the train 13).

Кроме того, бортовой компьютер 131 соединен с бортовым одометром (не показан на Фиг. 1 для простоты) поезда 13, для приема последних оценок положения поезда 13. Бортовой компьютер 131 корректирует упомянутые оценки на основе положений, принятых из евробализов 111 и 112. Бортовой компьютер 131 отображает на панели управления 133 оценки положения, передаваемые бортовым одометром, когда для него доступны точные положения, передаваемые евробализами 111 и 112, в то время как, когда он принимает точные положения, передаваемые евробализами 111 и 112, он отображает упомянутые точные положения на панели 133 управления.In addition, the on-board computer 131 is connected to the on-board odometer (not shown in FIG. 1 for simplicity) of the train 13 to receive the latest estimates of the position of the train 13. The on-board computer 131 corrects the estimates based on the positions adopted from the Eurobalances 111 and 112. The on-board computer 131 displays on the control panel 133 the position estimates transmitted by the airborne odometer when the exact positions transmitted by the eurobalises 111 and 112 are available to it, while when it takes the exact positions transmitted by the eurobalisms 111 and 112, it displays the exact positions indicated on the control panel 133.

В этом отношении, вместо этого, ERTMS-ETC второго уровня обеспечивает администрирование расстояния между поездами, используя радиосвязь между поездами и базовую станцию, называемую "Центром Радиоблока" (RBC), которая, зная состояние линии и состояние других поездов, непрерывно передает информацию о поездах, относящуюся к линии (такую как, например, авторизация движения поездов, снижение их скорости, и максимально разрешенные скорости), используя соединения на основе международного стандарта мобильной телефонии, для передачи данных на железной дороге "Глобальной системы мобильной связи - железной дороги" (GSM-R). Поезда, таким образом, могут определять свой собственный профиль скорости также на основе их собственных характеристик веса и торможения. Система своевременно вмешивается в случае возможных рисков для безопасности.In this regard, instead, a second-level ERTMS-ETC provides distance management between trains using radio link between trains and a base station called the Radio Block Center (RBC), which, knowing the line status and the status of other trains, continuously transmits train information related to the line (such as, for example, authorizing the movement of trains, reducing their speed, and the maximum permitted speeds), using connections based on the international standard of mobile telephony, to transfer data on the railway the road of the Global System for Mobile Communications - Railway (GSM-R). Trains, therefore, can also determine their own speed profile based on their own characteristics of weight and braking. The system intervenes in a timely manner in case of possible security risks.

В частности, ERTMS-ETC второго уровня представляет собой систему для передачи сигналов и защиты поезда на основе радиопередачи цифровых данных. В кабине управления движением поездов, на специально предусмотренных панелях управления отображается информация, относящаяся к маршруту, и авторизация движения поездов, принимаемая непосредственно из RBC. Положения поездов, направление движения, вместе со всей другой необходимой информацией, передают автоматически в поезда в RBC через заданные интервалы. Движение поездов, таким образом, постоянно отслеживается RBC.In particular, the ERTMS-ETC of the second level is a system for transmitting signals and protecting the train based on digital data transmission. In the train control cabin, on specially provided control panels, information related to the route and authorization of train movement received directly from RBC are displayed. The positions of trains, the direction of movement, together with all other necessary information, are automatically transmitted to trains in RBC at predetermined intervals. Train traffic is thus constantly monitored by the RBC.

В ERTMS-ETC второго уровня евробализы исполняют только функцию опорных точек для управления и коррекции положения поезда вдоль линии. Бортовой компьютер постоянно обрабатывает переданные данные и разрешенную максимальную скорость.In the ERTMS-ETC of the second level, the Eurobalances perform only the function of reference points for controlling and correcting the position of the train along the line. The on-board computer constantly processes the transmitted data and the allowed maximum speed.

В этом отношении, на Фиг. 2 показан сценарий примера, в котором работает ERTMS-ETC второго уровня.In this regard, in FIG. 2 shows an example scenario in which a second level ERTMS-ETC operates.

В частности, на Фиг. 2 схематично иллюстрируется:In particular, in FIG. 2 is schematically illustrated:

участок железнодорожной линии (в целом обозначенный, как 21), который содержит два евробализа (обозначенные, соответственно, как 211 и 212);a section of the railway line (generally designated as 21), which contains two Eurobalances (designated, respectively, as 211 and 212);

RBC (обозначенный, как 22); иRBC (designated as 22); and

поезд (обозначенный в целом, как 23), который проходит участок железнодорожной линии 21, и на борту которого установлен бортовой компьютер (обозначенный, как 231), который соединен с приемником (обозначен, как 232), с терминалом 233 GSM-R, который выполняет обмен информацией с RBC 22, и c панелью управления (обозначенной, как 234), выполненной с возможностью подавать информацию машинисту (обозначен, как 235) поезда 23.a train (designated 23 as a whole), which passes through a section of railway line 21, and on board which an on-board computer is installed (designated 231), which is connected to a receiver (designated 232), to a GSM-R terminal 233, which exchanges information with RBC 22, and with a control panel (indicated as 234) configured to provide information to the driver (designated as 235) of the train 23.

Подробно RBC 22 передает в терминал 233 GSM-R информацию, относящуюся к участку железнодорожной линии 21, такую как, например, авторизация движения поездов, их замедление и максимально разрешенные скорости. Терминал 233 GSM-R подает информацию, принятую из RBC 22, в бортовой компьютер 231. Бортовой компьютер 231 отображает на панели 234 управления информацию, принятую из RBC 22, через терминал 233 GSM-R, вместе с другой информацией (например, текущим профилем торможения поезда 23), полученной в результате обработки упомянутой информации, принятой из RBC 22, и другой информации, относящейся к поезду 23 (например, скорость, вес и длина поезда 23).In detail, RBC 22 transmits to the GSM-R terminal 233 information related to the section of railway line 21, such as, for example, authorization of train movement, their deceleration and maximum permitted speeds. The GSM-R terminal 233 supplies information received from the RBC 22 to the on-board computer 231. The on-board computer 231 displays information received from the RBC 22 on the control panel 234 via the GSM-R terminal 233, together with other information (for example, the current braking profile train 23) obtained by processing said information received from RBC 22 and other information related to train 23 (for example, speed, weight and length of train 23).

Кроме того, каждый из двух евробализов 211 и 212 является географически привязанным, то есть, для него известно соответствующее точное местоположение, и передает при проходе поездов через индуктивное средство или по радио, соответствующее местоположение. Когда поезд 23 проходит через евробализы 211 и 212, приемник 232 принимает положения, переданные упомянутыми евробализами 211 и 212, и подает их в бортовой компьютер 231.In addition, each of the two Eurobalisms 211 and 212 is geographically linked, that is, it knows the corresponding exact location, and when passing trains through inductive means or by radio, the corresponding location. When the train 23 passes through the Eurobalises 211 and 212, the receiver 232 receives the positions transmitted by the mentioned Eurobalises 211 and 212, and feeds them to the on-board computer 231.

Кроме того, бортовой компьютер 231 соединен с бортовым одометром (не показан на Фиг. 2 для простоты) поезда 23, для приема из последнего оценок положения поезда 23. Бортовой компьютер 231 корректирует упомянутые оценки на основе положений, принятых из евробализов 211 и 212. Бортовой компьютер 231 отображает на панели 234 управления оценки положения, передаваемые бортовым одометром, когда он не имеет доступные точные положения, подаваемые евробализами 211 и 212, тогда как, когда он принимает точные положения, передаваемые евробализами 211 и 212, он отображает упомянутые точные положения на панели 234 управления.In addition, the on-board computer 231 is connected to the on-board odometer (not shown in FIG. 2 for simplicity) of the train 23, for receiving from the latter estimates the position of the train 23. The on-board computer 231 corrects the said estimates based on the positions adopted from the Eurobalances 211 and 212. The on-board computer 231 displays, on the control panel 234, position estimates transmitted by the airborne odometer when it does not have the exact positions available by the eurobalises 211 and 212, whereas when it takes the exact positions transmitted by the eurobalisms 211 and 212, it displays said exact positions on the control panel 234.

В конечном итоге, положение 23 поезда, направление движения поезда 23, вместе со всей другой необходимой информацией, автоматически передают с помощью бортового компьютера 231 в RBC 22 через терминал 233 GSM-R. Таким образом, RBC 22 отслеживает движение поезда 23.Ultimately, the position of the train 23, the direction of the train 23, together with all other necessary information, is automatically transmitted via the on-board computer 231 to the RBC 22 via the GSM-R terminal 233. Thus, RBC 22 tracks the movement of train 23.

При этом, все еще выполняют изучение ERTMS-ETC третьего уровня, поскольку некоторые аспекты, относящиеся к безопасности поездов, все еще требуют более глубокого изучения. В широком смысле, ERTMS-ETC третьего уровня предусматривает устранение большого количества наземных устройств и передачу определения местоположения и управления достоверностью поездов в специально разработанные бортовые передающие устройства, которые постоянно выполняют обмен данными с центром для обработки и управления данными в отношении движения поездов на определенном участке. Кроме того, ERTMS-ETC третьего уровня превосходит концепцию участков из фиксированных блоков, вводя участки из динамических блоков, не смоделированные в заранее определенном физическом пространстве, но формируемые в соответствии с требованиями циркуляции и с возможностями, которые дает система радиопередач.At the same time, ERTMS-ETC study of the third level is still being carried out, since some aspects related to train safety still require more in-depth study. In a broad sense, the third-level ERTMS-ETC involves the elimination of a large number of ground-based devices and the transfer of location and reliability control of trains to specially designed airborne transmitting devices that constantly exchange data with the center to process and manage data regarding the movement of trains in a particular section. In addition, the ERTMS-ETC of the third level surpasses the concept of sections from fixed blocks by introducing sections from dynamic blocks that are not modeled in a predetermined physical space, but are formed in accordance with the circulation requirements and with the capabilities provided by the radio transmission system.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Настоящее изобретение было разработано для удовлетворения потребности в надежных системах определения местоположения для управления поездами при движении и, в соответствии с этим, было проведено всестороннее изучение, нацеленное на разработку новой системы определения местоположения поездов, которая позволяет удовлетворить упомянутую потребность в железнодорожной отрасли и гарантирует безопасность железнодорожного движения.The present invention was developed to meet the need for reliable positioning systems for controlling trains in motion and, accordingly, a comprehensive study was conducted aimed at developing a new train positioning system that would satisfy the aforementioned need in the railway industry and guarantee the safety of the railway movement.

Цель настоящего изобретения, следовательно, состоит в обеспечении системы определения местоположения поездов, которая позволяет обеспечить достоверное определение местоположения и гарантировать безопасность железнодорожного движения.The aim of the present invention, therefore, is to provide a system for determining the location of trains, which allows for reliable location and guarantee the safety of railway traffic.

Упомянутая выше цель достигается с помощью настоящего изобретения, поскольку оно относится к спутниковому терминалу и системе определения местоположения поездов в соответствии с тем, что определено в приложенной формуле изобретения.The above goal is achieved by the present invention, since it relates to a satellite terminal and a train positioning system in accordance with what is defined in the attached claims.

В частности, спутниковый терминал, в соответствии с настоящим изобретением, разработан с возможностью установки на борту поезда, выполнен с возможностью приема навигационных сигналов от спутников, принадлежащих одной или более спутниковым системам навигации, и отличающийся тем, что, кроме того, он выполнен с возможностью:In particular, the satellite terminal, in accordance with the present invention, is designed to be installed on board a train, configured to receive navigation signals from satellites belonging to one or more satellite navigation systems, and characterized in that, in addition, it is configured to :

сохранения данных географической привязки железнодорожного маршрута поезда; иstoring geo-referenced data of the train railway route; and

определения, на основе сохраненных данных географической привязки и принятых сигналов навигации, положения поезда вдоль железнодорожного маршрута и уровня достоверности, связанного с упомянутым расчетным положением.determining, based on the stored geolocation data and received navigation signals, the position of the train along the railway route and the level of confidence associated with the estimated position.

Подробно уровень достоверности обозначает максимальную ошибку, связанную с рассчитанным положением.In detail, the confidence level indicates the maximum error associated with the calculated position.

В частности, спутниковый терминал выполнен с возможностью:In particular, the satellite terminal is configured to:

выделения из принятых навигационных сигналов данных местоположения, соответствующих спутникам, которые передали упомянутые навигационные сигналы;extracting from the received navigation signals location data corresponding to the satellites that transmitted said navigation signals;

определения, на основе сохраненных данных географической привязки и данных местоположения, соответствующих, по меньшей мере, двум спутникам, положения поезда вдоль железнодорожного маршрута; иdetermining, based on the stored geolocation data and location data corresponding to at least two satellites, the position of the train along the railway route; and

определения, на основе сохраненных данных географической привязки и данных местоположения, соответствующих, по меньшей мере, трем спутникам, уровня достоверности, связанного с упомянутым расчетным положением.determining, based on the stored geo-referenced data and location data corresponding to at least three satellites, the confidence level associated with said estimated position.

Предпочтительно, спутниковый терминал выполнен с возможностью:Preferably, the satellite terminal is configured to:

расчета, для каждого набора из трех спутников, из которых принимают навигационные сигналы, соответствующего положения, связанного с железнодорожным маршрутом, на основе сохраненных данных географической привязки и данных местоположения, соответствующих упомянутым трем спутникам, и соответствующего уровня защиты на основе упомянутого соответствующего положения, привязанного к железнодорожному маршруту, и данных местоположения, соответствующих упомянутым трем спутникам, упомянутый соответствующий уровень защиты обозначает максимальную ошибку, связанную с упомянутым соответствующим положением, привязанным к железнодорожному маршруту;calculation, for each set of three satellites from which the navigation signals are received, of the corresponding position associated with the railway route, based on the stored geo-referenced data and location data corresponding to the three satellites, and the corresponding level of protection based on said corresponding position associated with the railway route, and location data corresponding to the three satellites mentioned, the corresponding level of protection indicates a maxim nuyu error associated with said corresponding position bound to the railway route;

выбора набора из трех спутников в соответствии с критериями выбора, на основе, по меньшей мере, рассчитанных уровней защиты; иselecting a set of three satellites in accordance with selection criteria based on at least calculated protection levels; and

определения положения поезда вдоль железнодорожного маршрута и уровень достоверности, связанный с упомянутым положением на основе, соответственно, положения, привязанного к железнодорожному маршруту, и уровня защиты, рассчитанного для выбранного набора из трех спутников.determining the position of the train along the railway route and the level of confidence associated with the said position based on, respectively, the position associated with the railway route and the level of protection calculated for the selected set of three satellites.

В частности, каждое положение, привязанное к железнодорожному маршруту, рассчитанное для набора из трех спутников, содержит:In particular, each position associated with the railway route, calculated for a set of three satellites, contains:

соответствующую первую координату, обозначающую среднюю высоту железнодорожного маршрута, рассчитанную на основе данных географической привязки;the corresponding first coordinate, denoting the average height of the railway route, calculated on the basis of geographical data;

соответствующую вторую координату, равную нулю; иthe corresponding second coordinate equal to zero; and

соответствующую третью координату, соответствующую криволинейной абсциссе, связанной с железнодорожным маршрутом и рассчитанной на основе сохраненных данных географической привязки и данных местоположения, соответствующих упомянутым трем спутникам.the corresponding third coordinate corresponding to the curved abscissa associated with the railway route and calculated on the basis of the stored georeferencing data and location data corresponding to the three satellites.

Подробнее, для каждого положения, привязанного к железнодорожному маршруту, рассчитанному для набора из трех спутников,In more detail, for each position associated with a railway route calculated for a set of three satellites,

соответствующая первая координата соответствует первой опорной оси, по существу, вертикальной относительно поверхности Земли; иthe corresponding first coordinate corresponds to the first reference axis, essentially vertical relative to the surface of the Earth; and

соответствующая вторая координата и соответствующая третья координата соответствуют, соответственно, второй опорной оси и третьей опорной оси, соответственно, которые являются взаимно перпендикулярными и находятся в плоскости, касательной к поверхности Земли.the corresponding second coordinate and the corresponding third coordinate correspond, respectively, to the second reference axis and the third reference axis, respectively, which are mutually perpendicular and are in a plane tangent to the Earth's surface.

Предпочтительно, спутниковый терминал выполнен с возможностью расчета для каждого набора из трех спутников, из которых он принимает навигационные сигналы:Preferably, the satellite terminal is configured to calculate for each set of three satellites from which it receives navigation signals:

соответствующего положения, связанного с железнодорожным маршрутом, и соответствующего смещения по времени, связанного с сигналами навигации, принимаемыми из упомянутых трех спутников, на основе сохраненных данных географической привязки и данных местоположения, соответствующих упомянутым трем спутникам;the corresponding position associated with the railway route and the corresponding time offset associated with the navigation signals received from the three satellites, based on the stored geolocation data and location data corresponding to the three satellites;

соответствующей средней ошибки, связанной со второй координатой соответствующего положения, привязанного к железнодорожному маршруту на основе первой и третьей координат упомянутого соответствующего положения, привязанного к железнодорожному маршруту, соответствующего смещения по времени, и данных местоположения, соответствующих упомянутым трем спутникам; иthe corresponding average error associated with the second coordinate of the corresponding position associated with the railway route based on the first and third coordinates of the corresponding corresponding position associated with the railway route, the corresponding time offset, and location data corresponding to the three satellites; and

соответствующего уровня защиты на основе соответствующей средней ошибки, таким образом, что максимальная ошибка, связанная с упомянутым соответствующим положением, привязанным к железнодорожному маршруту, меньше, чем упомянутый соответствующий уровень защиты.an appropriate level of protection based on the corresponding average error, so that the maximum error associated with said corresponding position associated with the railway route is less than said corresponding level of protection.

В частности, спутниковый терминал выполнен с возможностью расчета для каждого набора из трех спутников, из которых он принимает навигационные сигналы:In particular, the satellite terminal is configured to calculate for each set of three satellites from which it receives navigation signals:

соответствующей дисперсии, связанной с соответствующей средней ошибкой, на основе заранее определенного распределения вероятности; иthe corresponding variance associated with the corresponding average error based on a predetermined probability distribution; and

соответствующего уровня защиты на основе кратного соответствующей дисперсии.appropriate level of protection based on a multiple of the corresponding variance.

Таким образом, спутниковый терминал выполнен с возможностью выбора набора из трех спутников, для которых был рассчитан минимальный уровень защиты.Thus, the satellite terminal is configured to select a set of three satellites for which the minimum level of protection has been calculated.

В качестве альтернативы, спутниковый терминал выполнен с возможностью:Alternatively, the satellite terminal is configured to:

расчета, для каждого набора из трех спутников, из которых он принимает навигационные сигналы, соответствующего индекса снижения точности на основе соответствующего положения, привязанного к железнодорожному маршруту, и данных местоположения, соответствующих упомянутым трем спутникам, и соответствующего индекса надежности на основе упомянутого соответствующего индекса снижения точности и соответствующего уровня защиты; иcalculating, for each set of three satellites from which it receives navigation signals, the corresponding accuracy reduction index based on the corresponding position associated with the railway route and the location data corresponding to the three satellites and the corresponding reliability index based on the corresponding accuracy reduction index and appropriate level of protection; and

выбора набора из трех спутников на основе рассчитанных индексов надежности.selection of a set of three satellites based on calculated reliability indices.

Кроме того, система определения местоположения поездов, в соответствии с настоящим изобретением, разработанная для установки на борту поезда, содержит упомянутый выше спутниковый терминал и выполнена с возможностью:In addition, the train positioning system in accordance with the present invention, designed for installation on board a train, comprises the satellite terminal mentioned above and is configured to:

получения от одометра, установленного на борту поезда, текущей оценки положения, передаваемой упомянутым одометром;receiving from the odometer installed on board the train, a current position estimate transmitted by said odometer;

приема точных положений поезда из системы сигнализации, установленной вдоль железнодорожного маршрута;receiving the exact position of the train from the alarm system installed along the railway route;

если она принимает точное положение поезда от системы сигнализации, подачи в качестве текущего положения поезда упомянутого точного положения и коррекции текущей оценки положения, подаваемой одометром, на основе упомянутого точного положения;if it receives the exact position of the train from the alarm system, supplying, as the current position of the train, the said exact position and correcting the current position estimate supplied by the odometer based on said exact position;

если она не принимает точное местоположение поезда из системы сигнализации, и спутниковый терминал определяет текущее положение поезда вдоль железнодорожного маршрута, связанное с уровнем достоверности, который удовлетворяет заданным условиям безопасности на железной дороге, подачи в качестве текущего положения поезда текущего положения, определяемого с помощью спутникового терминала, и коррекции текущей оценки положения, подаваемой одометром, на основе упомянутого текущего положения, определяемого спутниковым терминалом;if it does not accept the exact location of the train from the alarm system, and the satellite terminal determines the current position of the train along the railway route, related to the level of confidence that meets the specified safety conditions on the railway, the current position determined by the satellite terminal as the current position of the train is determined and correcting the current position estimate supplied by the odometer based on said current position determined by the satellite terminal;

если она не принимает точное положение поезда из системы сигнализации, и спутниковый терминал определяет текущее положение поезда вдоль железнодорожного маршрута, связанное с уровнем достоверности, который не удовлетворяет заданным условиям безопасности на железной дороге, подачи в качестве текущего положения поезда текущей оценки положения, передаваемой одометром; иif it does not accept the exact position of the train from the alarm system, and the satellite terminal determines the current position of the train along the railway route, associated with a confidence level that does not satisfy the specified safety conditions on the railway, the current position estimate transmitted by the odometer as the current position of the train; and

если она не принимает точное положение поезда из системы сигнализации, и спутниковый терминал не определяет текущее положение поезда вдоль железнодорожного маршрута, подачи в качестве текущего положения поезда текущей оценки положения, подаваемой одометром.if it does not accept the exact position of the train from the alarm system, and the satellite terminal does not determine the current position of the train along the railway route, the current position estimate supplied by the odometer as the current position of the train.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Для лучшего понимания настоящего изобретения некоторые предпочтительные варианты осуществления, которые предусмотрены исключительно для пояснений и в качестве неограничительного примера, будут представлены со ссылкой на приложенные чертежи (которые выполнены не в масштабе), на которых:For a better understanding of the present invention, some preferred embodiments, which are provided solely for explanation and by way of non-limiting example, will be presented with reference to the attached drawings (which are not drawn to scale), in which:

на Фиг. 1 представлена схематическая иллюстрация сценария примера, в котором работает ERTMS-ETC первого уровня;in FIG. 1 is a schematic illustration of an example scenario in which a first level ERTMS-ETC operates;

на Фиг. 2 представлена схематическая иллюстрация сценария примера, в котором работает ERTMS-ETC второго уровня;in FIG. 2 is a schematic illustration of an example scenario in which a second level ERTMS-ETC operates;

на Фиг. 3 представлена схематическая иллюстрация системы установки положения поезда в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения;in FIG. 3 is a schematic illustration of a train positioning system in accordance with a preferred embodiment of the present invention;

на Фиг. 4 представлена схематическая иллюстрация архитектуры системы типа ERTMS-ETCS, внутри который интегрирован архитектурный уровень для определения местоположение спутника, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения;in FIG. 4 is a schematic illustration of an architecture of an ERTMS-ETCS system, within which an architectural layer is integrated to determine a satellite’s location, in accordance with a preferred embodiment of the present invention;

на Фиг. 5 показана типичная ошибка одометра и ошибка одометра, корректируемого, используя местоположение спутника в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения;in FIG. 5 shows a typical odometer error and an odometer error corrected using a satellite location in accordance with a preferred embodiment of the present invention;

на Фиг. 6 показана декартова опорная система, представленная в качестве примера, используемого при вычислении положения поезда в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения; иin FIG. 6 shows a Cartesian support system, presented as an example used in calculating the position of a train in accordance with a preferred embodiment of the present invention; and

на Фиг. 7 показаны графики, которые представляют ошибки и уровни защиты, которые могут быть получены при определении места положения поезда, используя настоящее изобретение.in FIG. 7 is a graph that represents errors and levels of protection that can be obtained in locating a train using the present invention.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Следующее описание представлено для обеспечения для лица, имеющего навыки в данной области техники, возможности осуществления и использования изобретения. Различные модификации представленных вариантов осуществления будут сразу понятны для специалистов в данной области техники, и общие принципы, раскрытые здесь, можно применять в других вариантах осуществления и приложениях, таким образом не выходя за пределы объема настоящего изобретения.The following description is presented to provide a person with skills in the art, the possibility of implementation and use of the invention. Various modifications of the presented embodiments will be immediately apparent to those skilled in the art, and the general principles disclosed herein can be applied to other embodiments and applications, thus without departing from the scope of the present invention.

Следовательно, настоящее изобретение не следует понимать, как ограниченное только описанными и представленными вариантами осуществления, но ему должна быть предоставлена наибольшая степень защиты в соответствии с принципами и характеристиками, представленными здесь и определенными в приложенных пунктах формулы изобретения.Therefore, the present invention should not be understood as limited only to the described and presented embodiments, but it should be afforded the greatest degree of protection in accordance with the principles and characteristics set forth herein and defined in the attached claims.

Настоящее изобретение основано на идее настоящего заявителя использовать одну или более глобальных спутниковых систем навигации (GNSS), таких как, например, GPS, Европейская система спутниковой навигации Галилео, Российская система спутниковой навигации GLONASS и т.д., для определения места положения поезда. Фактически, данный заявитель на основании интуиции понимает, что использование GNSS для управления движением поездов позволило бы существенно упростить путевую инфраструктуру, существенно уменьшая количество бализов и, следовательно, затрат, связанных с обслуживанием инфраструктуры, которые в настоящее время особенно высоки. Кроме того, настоящий заявитель также интуитивно понимает, что благодаря использованию спутниковой навигационной информации, было бы возможно переключиться на концепцию непрерывного бализа, поскольку спутниковые данные потенциально могут использоваться в любой точке железнодорожных сетей.The present invention is based on the idea of the present applicant to use one or more global satellite navigation systems (GNSS), such as, for example, GPS, the European Galileo satellite navigation system, the Russian GLONASS satellite navigation system, etc., to determine the position of a train. In fact, this applicant, on the basis of intuition, understands that the use of GNSS to control the movement of trains would significantly simplify the travel infrastructure, significantly reducing the number of balis and, consequently, the costs associated with maintaining the infrastructure, which are currently especially high. In addition, the present applicant also intuitively understands that through the use of satellite navigation information, it would be possible to switch to the concept of continuous balise, since satellite data could potentially be used anywhere in the railway network.

В конечном итоге, настоящий заявитель также понимает то, что в настоящее время, когда GNSS эксплуатируют для определения местоположения поездов, необходимо, для гарантирования безопасности железнодорожного сообщения, иметь также доступную сертификацию спутниковых навигационных данных, то есть, информацию о достоверности оценки положения.Ultimately, the present applicant also understands that at the present time, when GNSS is operated to determine the location of trains, it is necessary, in order to guarantee the safety of railway communication, to have also available certification of satellite navigation data, that is, information about the reliability of the position estimate.

Следовательно, первый аспект настоящего изобретения относится к спутниковому терминалу, который был разработан с возможностью его установки на борту поезда и выполнен с возможностью:Therefore, a first aspect of the present invention relates to a satellite terminal that has been designed to be installed on board a train and configured to:

приема навигационных сигналов со спутников, принадлежащих одной или более спутниковым навигационным системам, например, принадлежащих GPS и/или системе Галилео и/или системе GLONASS;receiving navigation signals from satellites belonging to one or more satellite navigation systems, for example, belonging to GPS and / or the Galileo system and / or the GLONASS system;

сохранения данных географической привязки железнодорожного маршрута поезда, иstoring geo-referenced data for the train’s railway route, and

определения, на основе сохраненных данных географической привязки и принятых навигационных сигналов, положения поезда вдоль железнодорожного маршрута и уровня достоверности, связанного с упомянутым расчетным положением.determining, based on the stored geo-referenced data and received navigation signals, the position of the train along the railway route and the level of confidence associated with the estimated position.

В частности, уровень достоверности обозначает максимальную ошибку, связанную с расчетным положением.In particular, the confidence level indicates the maximum error associated with the estimated position.

Поскольку упомянутый спутниковый терминал определяет положение поезда с предоставлением в режиме реального времени сертификации, то есть уровня его достоверности, становится возможным гарантировать безопасность железнодорожного сообщения. В частности, упомянутый спутниковый терминал, для сертификации положения поезда, рассчитанного на основе навигационных сигналов, принимаемых от множества спутников GNSS, проверяет в режиме реального времени правильное функционирование упомянутых спутников GNSS.Since the aforementioned satellite terminal determines the position of the train with the provision of real-time certification, that is, the level of its reliability, it becomes possible to guarantee the safety of railway communications. In particular, said satellite terminal, in order to certify a train position calculated on the basis of navigation signals received from a plurality of GNSS satellites, verifies in real time the correct functioning of said GNSS satellites.

Далее будет подробно описана работа спутникового терминала, в соответствии с настоящим изобретением.Next, operation of the satellite terminal in accordance with the present invention will be described in detail.

Как очевидно, поезд может обычно двигаться по заранее установленному маршрута. Эта характеристика позволяет эксплуатировать уменьшенное количество спутников GNSS для расчета положения поезда. В частности, возможно рассчитывать положение поезда, используя навигационные сигналы, принятые только от двух спутников GNSS. Если доступны больше, чем два спутника GNSS, становится также возможным получить информацию о достоверности самих спутниковых данных.As you can see, a train can usually move along a predetermined route. This feature allows you to operate a reduced number of GNSS satellites to calculate the position of the train. In particular, it is possible to calculate the position of the train using navigation signals received from only two GNSS satellites. If more than two GNSS satellites are available, it also becomes possible to obtain information about the reliability of the satellite data itself.

Кроме того, в дополнение к информации о достоверности, также возможно улучшить точность на основе индекса точности данных, который может быть получен представленным геометрическим ослаблением точности (GDOP), которое составлено из вклада, связанного с потенциальной неопределенностью PDOP (DOP положения) и вклада, связанного с неопределенностью времени TDOP (DOP времени); этот индекс зависит от углового расстояния, которое отделяет каждый из спутников GNSS, которые находятся в поле обзора поезда, местоположение которого требуется определить.Furthermore, in addition to the reliability information, it is also possible to improve accuracy based on a data accuracy index that can be obtained by represented Geometric Attenuation Accuracy (GDOP), which is composed of the contribution associated with potential PDOP uncertainty (position DOP) and the contribution associated with with uncertainty of TDOP time (DOP time); this index depends on the angular distance that separates each of the GNSS satellites that are in the field of view of the train whose location you want to determine.

В пределах рамок неопределенности положения, кроме того, возможно идентифицировать вертикальную неопределенность VDOP (вертикальная DOP), связанную с вертикальной координатой, и неопределенность направления в плоскости движения HDOP (горизонтальная DOP). Эти концепции, которые хорошо известны в области техники аэронавигации, подвергались сильной реинтерпретации в контексте анализа движения поезда, фактически, в железнодорожной отрасли, становится возможным ввести концепцию sDOP, где s означает криволинейную абсциссу, идентифицирующую путь, налагаемый на поезд железнодорожными путями.Within the framework of position uncertainty, it is also possible to identify the vertical uncertainty of VDOP (vertical DOP) associated with the vertical coordinate and the uncertainty of direction in the HDOP motion plane (horizontal DOP). These concepts, which are well known in the field of aeronautical engineering, have undergone strong reinterpretation in the context of the analysis of train movement, in fact, in the railway industry, it becomes possible to introduce the concept of sDOP, where s denotes a curved abscissa that identifies the track imposed on the train by rail.

В частности, неопределенность sDOP, соответствующая криволинейной абсциссе s, может быть оценена путем проекции компонентов ошибки положения, известной из классического подхода на направление маршрута, по которому следует поезд, что составляет достоверность данных, подаваемых возможным инерционным навигатором на борту поезда, например, одометром. Сам по себе расчет DOP в любом случае будет модифицирован в отношении того, что происходит в соответствии с классическим подходом в области аэронавигации. Фактически, присутствие геометрического ограничения, накладываемого железнодорожными путями, уменьшает количество степеней свободы, и, следовательно, количество спутников GNSS, необходимых для оценки положения. В частности, если известен ноль, то есть, исходно положение на криволинейной абсциссе s, то есть, если исходная точка движения поезда известна, количество спутников GNSS, необходимых для оценки упомянутой криволинейной абсциссы s и коррекции смещения по времени падает до двух. Это означает, что в присутствии множества спутников GNSS всегда возможно идентифицировать лучшую пару, или набор из трех спутников GNSS с целью минимизации sDOP, следовательно, улучшая точность в дополнение к проверке достоверности.In particular, the sDOP uncertainty corresponding to the curvilinear abscissa s can be estimated by projecting the components of the position error known from the classical approach onto the direction of the route that the train follows, which is the reliability of the data provided by a possible inertial navigator on board the train, for example, an odometer. In itself, the calculation of DOP will in any case be modified in relation to what happens in accordance with the classical approach in the field of air navigation. In fact, the presence of a geometric constraint imposed by railroads reduces the number of degrees of freedom, and therefore the number of GNSS satellites, needed to evaluate the position. In particular, if zero is known, that is, the initial position on the curvilinear abscissa s, that is, if the starting point of the train is known, the number of GNSS satellites needed to estimate the curvilinear abscissa s and correct the time offset drops to two. This means that in the presence of multiple GNSS satellites it is always possible to identify the best pair, or set of three GNSS satellites, in order to minimize sDOP, therefore, improving accuracy in addition to validation.

Следовательно, на основе того, что было описано выше, спутниковый терминал, в соответствии с настоящим изобретением, выполнен с возможностью:Therefore, based on what has been described above, the satellite terminal, in accordance with the present invention, is configured to:

выделения из принятых навигационных сигналов навигационных данных, соответствующих спутникам GNSS, которые передали упомянутые навигационные сигналы;extracting from the received navigation signals navigation data corresponding to GNSS satellites that transmitted said navigation signals;

определения, на основе сохраненных данных географической привязки и данных местоположения, соответствующих, по меньшей мере, двум спутникам GNSS, положения поезда вдоль железнодорожного маршрута; иdetermining, based on the stored geolocation data and location data corresponding to at least two GNSS satellites, the position of the train along the railway route; and

определения, на основе сохраненных данных географической привязки и данных местоположения, соответствующих, по меньшей мере, трем спутникам GNSS, уровня достоверности, связанного с упомянутым расчетным положением.determining, based on the stored geo-referenced data and location data corresponding to at least three GNSS satellites, the confidence level associated with said estimated position.

Для определения положения поезда, упомянутый спутниковый терминал обычно использует декартову опорную систему, установленную таким образом, что ось z совпадает с локальной вертикалью поверхности Земли, оси y и x, которые перпендикулярны друг другу, расположены в плоскости, касательной к поверхности Земли, и ось y ориентирована в направлении, согласующимся с криволинейной абсциссой s.To determine the position of the train, the aforementioned satellite terminal usually uses a Cartesian support system installed in such a way that the z axis coincides with the local vertical of the Earth’s surface, the y and x axes, which are perpendicular to each other, are located in a plane tangent to the Earth’s surface, and the y axis oriented in a direction consistent with curvilinear abscissa s.

При использовании криволинейной координаты s и упомянутой выше декартовой опорной системы и учитывая, что координата поезда относительно оси x равна 0 и что координата поезда относительно оси z равна среднему локальному радиусу Земли, увеличенному на среднее локальное возвышение (упомянутые значения известны для спутникового терминала, благодаря сохраненным данным географической привязки в отношении протяженности железнодорожного маршрута, по которому должен пройти поезд), становится возможным уменьшить до двух количество неизвестных системы уравнений псевдодальности; то есть, остаточные неизвестные представляют собой значение криволинейной координаты s и смещения времени δt.Using the curvilinear coordinate s and the Cartesian reference system mentioned above and taking into account that the coordinate of the train with respect to the x axis is 0 and that the coordinate of the train with respect to the z axis is equal to the average local radius of the Earth increased by the average local elevation (the mentioned values are known for the satellite terminal, thanks to the stored geo-referenced data regarding the length of the railway route that the train should go through), it becomes possible to reduce the number of unknown x systems of pseudorange equations; that is, the residual unknowns are the values of the curvilinear coordinate s and the time offset δt.

В частности, упомянутое смещение по времени δt возникает изIn particular, the mentioned time offset δt arises from

преимущественно смещения по времени между часами спутникового терминала и часами спутников GNSS, из которых упомянутый спутниковый терминал принимает навигационные сигналы; иmainly time offsets between the clock of the satellite terminal and the clock of the GNSS satellites, of which the said satellite terminal receives navigation signals; and

во вторую очередь, смещений по фазе, введенных в навигационные сигналы из-за различных факторов, например, из-за явления многолучевого распространения, распространения через атмосферу, в частности, ионосферу и т.д.secondly, phase shifts introduced into the navigation signals due to various factors, for example, due to the phenomenon of multipath propagation, propagation through the atmosphere, in particular, the ionosphere, etc.

Следовательно, двух спутников GNSS достаточно для решения системы из двух уравнений псевдодальности двух неизвестных; а именно, возможно, рассчитать значение криволинейной координаты s и смещения времени δt на основе данных местоположения, соответствующих только двум спутникам GNSS, тогда как, если бы данные местоположения, соответствующие трем или более спутникам GNSS, были доступны, также стало бы возможно ввести критерий для оценки ошибки, полученной при определении криволинейной координаты s.Therefore, two GNSS satellites are enough to solve a system of two pseudorange equations of two unknowns; namely, it is possible to calculate the value of the curvilinear coordinate s and the time offset δt based on location data corresponding to only two GNSS satellites, whereas if location data corresponding to three or more GNSS satellites were available, it would also be possible to introduce a criterion for estimates of the error obtained in determining the curvilinear coordinate s.

Например, на основе гипотезы, что спутниковый терминал получает навигационные сигналы от пяти спутников GNSS, упомянутый спутниковый терминал для расчета положения поезда и оценки ошибки может обычно выполнять следующие операции:For example, based on the hypothesis that the satellite terminal receives navigation signals from five GNSS satellites, the satellite terminal can usually perform the following operations to calculate the position of the train and estimate the error:

для каждой возможной комбинации из трех спутников GNSS спутниковый терминал определяет, на основе данных местоположения, соответствующих упомянутым трем спутникам GNSS, соответствующего смещения по времени Δt и соответствующего значения координаты y (то есть, криволинейной координаты s), налагая, в соответствующей системе из трех уравнений псевдодальности=0 и z равное среднему локальному радиусу Земли, увеличенному на среднее локальное возвышение (то есть, устанавливая уровень z, равный средней высоте

Figure 00000001
протяженности железнодорожного маршрута, по которому должен двигаться поезд, упомянутую среднюю высоту
Figure 00000001
рассчитывают на основе данных географической привязки на протяженности железнодорожного маршрута, сохраненных спутниковым терминалом); и,for each possible combination of three GNSS satellites, the satellite terminal determines, based on the location data corresponding to the three GNSS satellites, the corresponding time offset Δt and the corresponding y coordinate value (i.e., the curved coordinate s), imposing, in the corresponding system of three equations pseudorange = 0 and z equal to the average local radius of the Earth, increased by the average local elevation (that is, by setting the level z equal to the average height
Figure 00000001
the length of the railway route on which the train should move, the aforementioned average height
Figure 00000001
calculated based on geo-referenced data along the length of the railway route stored by the satellite terminal); and,

для каждой возможной комбинации из трех спутников GNSS, спутниковый терминал вводит в соответствующую систему из трех уравнений псевдодальности соответствующие значения, рассчитанные для y и δt, исключая для x ограничения его равенства нулю, и, таким образом, определяет ошибку, с которой каждое уравнение псевдодальности вводят по координате x, на основе пары соответствующих решений, найденных для y и δt.for each possible combination of three GNSS satellites, the satellite terminal enters into the corresponding system of three pseudorange equations the corresponding values calculated for y and δt, excluding for x the restrictions of its equality to zero, and thus determines the error with which each pseudorange equation is introduced along the x coordinate, based on the pair of corresponding solutions found for y and δt.

Таким образом, спутниковый терминал получает, для каждого возможного набора из трех спутников GNSS, соответствующее значение для y, соответствующее значение для δt и три соответствующие ошибки для x. Имея доступными пять спутников GNSS, спутниковый терминал может рассматривать N наборов из трех спутников GNSS, то есть, N простых комбинаций из трех спутников GNSS, гдеThus, the satellite terminal receives, for each possible set of three GNSS satellites, a corresponding value for y, a corresponding value for δt, and three corresponding errors for x. With five GNSS satellites available, a satellite terminal can view N sets of three GNSS satellites, i.e., N simple combinations of three GNSS satellites, where

Figure 00000002
Figure 00000002

В результате анализа ошибок спутниковый терминал может, таким образом, исключить два спутника GNSS, для которых получается наибольшая ошибка и, следовательно, рассматривает только комбинацию или комбинации, сформированные спутниками GNSS, которые позволяют получить наименьшую ошибку. Таким образом, спутники GNSS с существенно ошибочными данными могут быть исключены из расчета положения поезда.As a result of the error analysis, the satellite terminal can thus exclude two GNSS satellites for which the largest error is obtained and, therefore, only considers the combination or combinations generated by GNSS satellites that produce the smallest error. Thus, GNSS satellites with significantly erroneous data can be excluded from the calculation of the position of the train.

В частности, если предположить, что обычно один или более наборов из трех спутников GNSS могут быть идентифицированы, становится возможным рассчитать, для каждого набора из трех рассматриваемых спутников соответствующую среднюю ошибку, соответствующую координате x; в частности, становится возможным рассчитать среднее значение трех соответствующих ошибок, рассчитанных в соответствии с координатой x. Кроме того, если предположить, что ошибки имеют изотропную характеристику, средняя ошибка, соответствующая координате x, также обозначает среднюю ошибку, соответствующую координате y, то есть, соответствующую криволинейной координате s.In particular, assuming that usually one or more sets of three GNSS satellites can be identified, it becomes possible to calculate, for each set of three satellites in question, the corresponding average error corresponding to the x coordinate; in particular, it becomes possible to calculate the average of the three corresponding errors calculated in accordance with the x coordinate. In addition, if we assume that the errors have an isotropic characteristic, the average error corresponding to the x coordinate also denotes the average error corresponding to the y coordinate, that is, corresponding to the curvilinear coordinate s.

Для каждого набора из трех рассматриваемых спутников GNSS, следовательно, возможно рассчитать:For each set of the three GNSS satellites in question, it is therefore possible to calculate:

на основе соответствующей средней ошибки, соответствующей x, соответствующую дисперсию σ (которая, на основе гипотезы изотропной ошибки, обозначает соответствующую дисперсию ошибки, соответствующую y), если, например, принять Гауссову кривую распределения ошибки; и,based on the corresponding average error corresponding to x, the corresponding variance σ (which, based on the isotropic error hypothesis, denotes the corresponding variance of the error corresponding to y), if, for example, we take the Gaussian error distribution curve; and,

на основе соответствующего изменения дисперсии σ, соответствующий уровень защиты LP, который обозначает максимальную ошибку, потенциально вносимую в оценку положения поезда, и, следовательно, обратно пропорциональную точности оценки положения поезда; например, уровень защиты LP может быть удобно рассчитан, как кратное дисперсии σ, то есть, LP=А·σ, где A≥2.based on the corresponding change in variance σ, the corresponding level of protection L P , which indicates the maximum error potentially introduced into the estimation of the position of the train, and therefore inversely proportional to the accuracy of the estimation of the position of the train; for example, the protection level L P can be conveniently calculated as a multiple of the variance σ, that is , L P = A · σ, where A≥2.

В это время спутниковый терминал отбрасывает, на основе уровня защиты LP,рассчитанного для различных наборов из трех спутников GNSS, те спутники GNSS, которые, когда их учитывают для расчета положения поезда, определяют наибольший уровень защиты LP, выбирая для определения положения поезда набор или наборы из трех спутников GNSS, которые сформированы только спутниками GNSS, позволяющими получить самый низкий уровень защиты LP.At this time, the satellite terminal discards, based on the protection level L P calculated for different sets of three GNSS satellites, those GNSS satellites that, when taken into account to calculate the position of the train, determine the highest level of protection L P , choosing the set to determine the position of the train or sets of three GNSS satellites, which are formed only by GNSS satellites, allowing to obtain the lowest level of protection L P.

В частности, спутниковый терминал может определять положение поезда на основе расчетного положения (0, y,

Figure 00000003
), которое связано с минимальным уровнем защиты LP, следовательно, уровень достоверности, связанный с упомянутым положением поезда, определяют на основе упомянутого минимального уровня защиты LP.In particular, the satellite terminal can determine the position of the train based on the estimated position (0, y,
Figure 00000003
), which is associated with a minimum level of protection L P , therefore, the confidence level associated with said position of the train is determined based on said minimum level of protection L P.

В качестве альтернативы, спутниковый терминал может:Alternatively, a satellite terminal may:

рассчитывать для каждого набора из трех спутников GNSS, из которых он получает навигационные сигналы, соответствующий индекс DOP на основе данных местоположения, соответствующих упомянутым трем спутникам GNSS и соответствующего положения (0, y,

Figure 00000003
), рассчитанных на основе данных местоположения, соответствующих упомянутым трем спутникам GNSS, иcalculate for each set of three GNSS satellites from which it receives navigation signals, the corresponding DOP index based on location data corresponding to the three GNSS satellites and the corresponding position (0, y,
Figure 00000003
) calculated based on location data corresponding to the three GNSS satellites mentioned, and

соответствующий индекс надежности на основе упомянутого соответствующего индекса DOP и соответствующего уровня защиты LP;an appropriate reliability index based on said corresponding DOP index and the corresponding level of protection L P ;

выбирать набор из трех спутников GNSS на основе расчетных показателей надежности; например, спутниковый терминал может выбирать набор из трех спутников GNSS, который соответствует показателю надежности, который сводит к минимуму соответствующую комбинацию индекса DOP и уровня защиты LP; иchoose a set of three GNSS satellites based on calculated reliability indicators; for example, a satellite terminal may select a set of three GNSS satellites that corresponds to a reliability metric that minimizes the appropriate combination of the DOP index and protection level L P ; and

определять положение поезда и уровень достоверности, связанный с упомянутым положением, на основе, соответственно, положения (0, y,

Figure 00000003
) и уровня защиты LP, рассчитанных для набора из трех выбранных спутников.determine the position of the train and the level of confidence associated with the said position, based on, respectively, the position (0, y,
Figure 00000003
) and protection level L P calculated for a set of three selected satellites.

Таким образом, спутниковый терминал, который принимает навигационные сигналы из пяти спутников GNSS, может идентифицировать вплоть двух "ошибочных" спутников GNSS; а именно, его невозможно использовать для расчета положения поезда. В случае, когда присутствуют три "приводящие к ошибке" спутника GNSS, спутниковый терминал все еще позволяет выбирать лучшую конфигурацию, но ошибка не может быть полностью устранена, и значение уровня защиты увеличивается.Thus, a satellite terminal that receives navigation signals from five GNSS satellites can identify up to two “erroneous” GNSS satellites; namely, it cannot be used to calculate the position of the train. In the case where there are three GNSS satellites that are causing an error, the satellite terminal still allows you to choose the best configuration, but the error cannot be completely eliminated, and the value of the protection level increases.

В случае, когда "приводящих к ошибке" спутников GNSS больше, чем три, спутниковый терминал больше не может определять достоверность, но обеспечивает более высокий уровень защиты.In the case where there are more than three GNSS satellites that cause errors, the satellite terminal can no longer determine the reliability, but provides a higher level of protection.

В этом отношении, ниже представлены пять примеров анализа достоверности спутниковых данных, в случае, когда спутниковый терминал принимает навигационные сигналы из пяти спутников GNSS, причем каждый пример кратко представлен в соответствующей таблице.In this regard, five examples of satellite data reliability analysis are presented below when a satellite terminal receives navigation signals from five GNSS satellites, each example being summarized in the corresponding table.

В ЧАСТНОСТИ, НИЖЕ ПРЕДСТАВЛЕНЫ:In particular, the following are:

Таблица 1, в которой сведены данные первого сценария примера, в котором спутниковый терминал принимает навигационные сигналы от пяти спутников GNSS, ни один из которых не приводит к ошибке (спутники, которые не приводят к ошибкам, связаны в представленных ниже пяти таблицах с символом "•") то есть, все эти пять спутников GNSS могут использоваться спутниковым терминалом для определения положения поезда с минимальным уровнем защиты, то есть, получая минимальную ошибку (упомянутый минимальный уровень защиты обозначен в следующих таблицах, как 1);Table 1, which summarizes the data from the first scenario of the example in which the satellite terminal receives navigation signals from five GNSS satellites, none of which lead to an error (satellites that do not lead to errors, are connected in the five tables below with the symbol “• ") that is, all of these five GNSS satellites can be used by a satellite terminal to determine the position of a train with a minimum level of protection, that is, receiving a minimum error (the mentioned minimum level of protection is indicated in the following tables as 1);

Таблица 2, в которой сведены данные второго сценария примера, в котором спутниковый терминал принимает навигационные сигналы от пяти спутников GNSS, только один из которых приводит к ошибке (спутники, которые приводят к ошибкам, обозначены в следующих таблицах символом "X") то есть, в котором четыре спутника GNSS могут использоваться спутниковым терминалом, для определения положения поезда с уровнем защиты 1;Table 2, which summarizes the data of the second scenario of the example in which the satellite terminal receives navigation signals from five GNSS satellites, only one of which leads to an error (the satellites that lead to errors, are indicated by the symbol “X” in the following tables), i.e. in which four GNSS satellites can be used by a satellite terminal to determine the position of a train with protection level 1;

Таблица 3, в которой сведены данные третьего сценария примера, в котором спутниковый терминал принимает навигационные сигналы от пяти спутников GNSS, два из которых приводят к ошибкам, то есть, в котором только три спутника GNSS могут использоваться спутниковым терминалом, для определения положения поезда с уровнем защиты 1;Table 3 summarizes the data of the third scenario of the example in which the satellite terminal receives navigation signals from five GNSS satellites, two of which lead to errors, that is, in which only three GNSS satellites can be used by the satellite terminal to determine the position of the train with the level protection 1;

Таблица 4, в которой сведен четвертый сценарий примера, в котором спутниковый терминал принимает навигационные сигналы из пяти спутников GNSS, три из которых приводят к ошибкам, то есть, в котором спутниковый терминал позволяет определять положение поезда со средним уровнем защиты, то есть, со средней ошибкой (упомянутый средний уровень защиты, обозначен в следующих таблицах 2); иTable 4, which summarizes the fourth scenario of the example in which the satellite terminal receives navigation signals from five GNSS satellites, three of which lead to errors, that is, in which the satellite terminal allows you to determine the position of the train with an average level of protection, that is, with an average an error (the mentioned average level of protection is indicated in the following tables 2); and

Таблица 5, в которой сведен пятый сценарий примера, в котором спутниковый терминал принимает навигационные сигналы из пяти спутников GNSS, четыре из которых приводят к ошибкам, то есть, в которой спутниковый терминал позволяет определять положение поезда только с высоким уровнем защиты, то есть, с очень высокой ошибкой (упомянутый высокий уровень защиты обозначен в следующих таблицах 3).Table 5, which summarizes the fifth scenario of the example in which the satellite terminal receives navigation signals from five GNSS satellites, four of which lead to errors, that is, in which the satellite terminal allows you to determine the position of the train only with a high level of protection, that is, with very high error (the mentioned high level of protection is indicated in the following tables 3).

Таблица 1Table 1 5 СПУТНИКОВ, ВСЕ ИЗ КОТОРЫХ МОЖНО ИСПОЛЬЗОВАТЬ5 SATELLITES, ALL OF WHICH CAN BE USED Комбинация из трех спутниковThree satellite combination с1 from 1 c2 c 2 c3 c 3 c4 c 4 c5 c 5 c6 c 6 c7 c 7 c8 c 8 c9 c 9 c10 c 10 СпутникиSatellites S1 S 1 S2 S 2 S3 S 3 S4 S 4 S5 S 5 Уровень защитыProtection level 1one 1one 1one 1one 1one 1one 1one 1one 1one 1one

Таблица 2table 2 5 СПУТНИКОВ, 4 ИЗ КОТОРЫХ ПРИГОДНЫ К ИСПОЛЬЗОВАНИЮ5 SATELLITES, 4 OF WHICH ARE SUITABLE FOR USE Комбинация из трех спутниковThree satellite combination c1 c 1 c2 c 2 c3 c 3 c4 c 4 c5 c 5 c6 c 6 c7 c 7 c8 c 8 c9 c 9 c10 c 10 СпутникиSatellites S1 S 1 S2 S 2 XX XX XX XX XX XX S3 S 3 S4 S 4 S5 S 5 Уровень защитыProtection level 22 22 22 1one 1one 1one 22 22 22 1one

Таблица 3Table 3 5 СПУТНИКОВ, 3 ИЗ КОТОРЫХ ПРИГОДНЫ К ИСПОЛЬЗОВАНИЮ5 SATELLITES, 3 OF WHICH ARE SUITABLE FOR USE Комбинация из трех спутниковThree satellite combination c1 c 1 c2 c 2 c3 c 3 c4 c 4 c5 c 5 c6 c 6 c7 c 7 c8 c 8 c9 c 9 c10 c 10 СпутникиSatellites S1 S 1 S2 S 2 XX XX XX XX XX XX S3 S 3 S4 S 4 XX XX XX XX XX XX S5 S 5 Уровень защитыProtection level 22 33 22 22 22 1one 33 22 33 22

Таблица 4Table 4 5 СПУТНИКОВ, 2 ИЗ КОТОРЫХ ПРИГОДНЫ К ИСПОЛЬЗОВАНИЮ5 SATELLITES, 2 OF WHICH ARE SUITABLE FOR USE Комбинация из трех спутниковThree satellite combination c1 c 1 c2 c 2 c3 c 3 c4 c 4 c5 c 5 c6 c 6 c7 c 7 c8 c 8 c9 c 9 c10 c 10 СпутникиSatellites S1 S 1 S2 S 2 XX XX XX XX XX XX S3 S 3 XX XX XX XX XX XX S4 S 4 XX XX XX XX XX XX S5 S 5 Уровень защитыProtection level 33 33 22 33 22 22 33 33 33 33

Таблица 5Table 5 5 СПУТНИКОВ, ТОЛЬКО ОДИН ИЗ КОТОРЫХ ПРИГОДЕН К ИСПОЛЬЗОВАНИЮ5 SATELLITES ONLY ONE OF WHICH IS SUITABLE FOR USE Комбинация из трех спутниковThree satellite combination c1 c 1 c2 c 2 c3 c 3 c4 c 4 c5 c 5 c6 c 6 c7 c 7 c8 c 8 c9 c 9 c10 c 10 СпутникиSatellites S1 S 1 XX XX XX XX XX XX S2 S 2 XX XX XX XX XX XX S3 S 3 XX XX XX XX XX XX S4 S 4 XX XX XX XX XX XX S5 S 5 Уровень защитыProtection level 33 33 33 33 33 33 33 33 33 33

Все представленные выше примеры относятся к случаю, когда спутниковый терминал принимает навигационные сигналы от пяти спутников GNSS, что представляет наиболее частый случай для приемника GNSS. В любом случае, методология расчета положения поезда, описанная выше, может применяться, очевидно, также к случаю, когда спутниковый терминал принимает навигационные сигналы от четырех спутников GNSS. В этом случае можно рассматривать четыре набора из трех спутников GNSS, и, следовательно, возможно идентифицировать только один спутник с ошибкой. Кроме того, методология расчета положения поезда, описанная выше, может применяться, очевидно, также в случаях, когда спутниковый терминал принимает навигационные сигналы более, чем от пяти спутников GNSS. В этих случаях количество спутников с ошибкой, которое может быть идентифицировано, увеличивается.All of the above examples relate to the case where a satellite terminal receives navigation signals from five GNSS satellites, which is the most common case for a GNSS receiver. In any case, the methodology for calculating the position of the train described above can obviously also be applied to the case when the satellite terminal receives navigation signals from four GNSS satellites. In this case, four sets of three GNSS satellites can be considered, and therefore it is possible to identify only one satellite with an error. In addition, the methodology for calculating the position of a train described above can be applied, obviously, also in cases when a satellite terminal receives navigation signals from more than five GNSS satellites. In these cases, the number of satellites with an error that can be identified increases.

В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения, спутниковый терминал, описанный выше, может предпочтительно использоваться с первым уровнем и вторым уровнем ERTMS-ETC.In accordance with a second aspect of the present invention, the satellite terminal described above can preferably be used with a first level and a second level of ERTMS-ETC.

В частности, положение поезда, передаваемое спутниковым терминалом, вместе с информацией о достоверности в отношении упомянутого положения, предпочтительно может использоваться для коррекции оценки положения, подаваемого бортовым одометром поезда. Таким образом, становится возможным исключить необходимость использования плотного распределения евробализов (по одной на километр или меньше) и ограничить их использование всего лишь до нескольких точек. Фактически, достоверные данные местоположения, передаваемые спутниковым терминалом, заменяют и расширяют концепцию бализа. Фактически, использование данных спутникового положения исключает ошибку интегрирования одометра, которые, будучи основанным на данных угловой скорости, и, следовательно, спутниковых данных местоположения, если они связаны с существенной точкой, составляет виртуальный бализ. Кроме того, спутниковые данные местоположения являются намного более представительными: связанные с полностью географически привязанной линией железнодорожных путей, их можно использовать в любой момент вдоль маршрута, следовательно, они позволяют революционизировать саму идею фиксированных существенных точек.In particular, the position of the train transmitted by the satellite terminal, together with the reliability information regarding the said position, can preferably be used to correct the position estimate provided by the on-board odometer of the train. Thus, it becomes possible to eliminate the need for a dense distribution of Eurobalysis (one per kilometer or less) and limit their use to just a few points. In fact, reliable location data transmitted by the satellite terminal replaces and extends the concept of balise. In fact, the use of satellite position data eliminates the odometer integration error, which, based on angular velocity data, and therefore satellite position data, if associated with a significant point, constitutes a virtual balis. In addition, satellite location data are much more representative: associated with a fully geographically linked railway line, they can be used at any time along the route, therefore, they revolutionize the very idea of fixed significant points.

Техническое преимущество, связанное с использованием спутникового терминала, описанного выше, представлено тем фактом, что последний позволяет использовать бортовые одометры, которые имеют меньшую точность и, следовательно, являются менее дорогостоящими (как при производстве, так и с точки зрения срока службы).The technical advantage associated with the use of the satellite terminal described above is represented by the fact that the latter allows the use of on-board odometers, which have less accuracy and, therefore, are less expensive (both in production and in terms of service life).

На Фиг. 3 схематично представлена система для определения местоположения поездов в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения.In FIG. 3 schematically illustrates a system for locating trains in accordance with a preferred embodiment of the present invention.

В частности, на Фиг. 3 представлена, в качестве неограничительного примера, интеграция упомянутой системы определения положения во втором уровне ERTMS-ETC.In particular, in FIG. 3 illustrates, by way of non-limiting example, the integration of said position determination system in the second level of ERTMS-ETC.

Подробно, на Фиг. 3 показаны:In detail, in FIG. 3 are shown:

участок железнодорожной линии (в целом обозначенный номером 31), который содержит евробализ (обозначен, как 311);a section of the railway line (generally indicated by number 31) that contains Eurobalysis (indicated as 311);

RBC (обозначена, как 32); иRBC (designated as 32); and

поезд (в целом обозначен, как 33), который движется вдоль участка железнодорожной линии 31 и на борту установлен бортовой компьютер (обозначен, как 331), который соединен с приемником (обозначен, как 332), с терминалом 333 GSM-R, который обеспечивает обмен информацией RBC 32 с терминалом 334 GNSS, который содержит географически привязанный маршрут, по которому следует поезд 33, и рассчитывает положение поезда 33 на маршруте, описанном выше, и панель управления (обозначена, как 335), выполненную с возможностью предоставлять информацию машинисту (обозначенную, как 336) поезда 33.a train (generally labeled 33) that travels along a portion of the railway line 31 and an on-board computer (labeled 331) is installed on board, which is connected to a receiver (labeled 332), to the GSM-R terminal 333, which provides exchange of RBC 32 information with a GNSS terminal 334, which contains a geographically linked route followed by train 33 and calculates the position of train 33 on the route described above, and a control panel (indicated as 335) configured to provide information to the driver (indicated , as 336) trains 33.

Подробно, RBC 32 передает в терминал 333 GSM-R информацию, относящуюся к участку железнодорожной линии 31, такой как, например, авторизация движения поездов, их замедления и максимально разрешенная скорость. Терминал 333 GSM-R передает информацию, принятую из RBC 32, в бортовой компьютер 331. Бортовой компьютер 331 отображает на панели 335 управления информацию, принятую из RBC 32, через терминал 333 GSM-R, вместе с другой информацией (например, текущим профилем торможения поезда 33), полученной на основе обработки упомянутой информации, принятой из RBC 32, и другой информацией, относящейся к поезду 33 (например, скорость, вес и длина поезда 33).In detail, RBC 32 transmits to the GSM-R terminal 333 information related to the section of the railway line 31, such as, for example, authorizing the movement of trains, their deceleration and the maximum permitted speed. The GSM-R terminal 333 transmits information received from the RBC 32 to the on-board computer 331. The on-board computer 331 displays on the control panel 335 the information received from the RBC 32 via the GSM-R terminal 333, together with other information (for example, the current braking profile train 33) obtained based on processing of said information received from RBC 32 and other information related to train 33 (for example, speed, weight and length of train 33).

Кроме того, евробализ 311 является географически привязанным, то есть, для него известно ее собственное точное местоположение, и он передает при проходе поезда, через индуктивное средство или по радио, упомянутое точное местоположение. Когда поезд 33 проходит через евробализ 311, приемник 332 принимает положение, переданное упомянутым евробализом 311, и передает его в бортовой компьютер 331.In addition, Eurobalis 311 is geographically linked, that is, it knows its own exact location, and it transmits, when passing the train, through inductive means or by radio, the exact location mentioned. When train 33 passes through Eurobalis 311, receiver 332 assumes the position transmitted by said Eurobalis 311 and transfers it to the on-board computer 331.

Кроме того, бортовой компьютер 331 соединен с бортовым одометром (не показан на Фиг. 3 по причинам простоты) поезда 33 для приема от последнего оценки положения поезда 33. Бортовой компьютер 331 выполнен с возможностью:In addition, the on-board computer 331 is connected to the on-board odometer (not shown in FIG. 3 for reasons of simplicity) of the train 33 for receiving from the last assessment of the position of the train 33. The on-board computer 331 is configured to:

если он принимает из приемника 332 точное местоположение, подаваемое из евробализа 311, определения, как положения поезда 33 точного положения, передаваемого евробализом 311, и коррекции оценки положения, передаваемого бортовым одометром на основе упомянутого точного положения;if he receives from the receiver 332 the exact location supplied from the Eurobalism 311, determining how the position of the exact position train 33 transmitted by the Eurobalism 311, and correcting the position estimate transmitted by the airborne odometer based on said exact position;

если он не принимает из приемника 332 точное положение, передаваемое евробализом 311, и терминал GNSS 334 подает положение, связанное с уровнем достоверности, который удовлетворяет конкретным условиям безопасности на железной дороге, определения, как положения поезда 33, положения, передаваемого терминалом 334 GNSS, и определения оценки положения, передаваемого бортовым одометром на основе упомянутого положения, подаваемого из терминала 334 GNSS;if he does not receive from the receiver 332 the exact position transmitted by Eurobalysis 311, and the GNSS 334 terminal provides a position related to a confidence level that satisfies the specific safety conditions on the railway, determining as the position of the train 33, the position transmitted by the GNSS terminal 334, and determining an estimate of the position transmitted by the airborne odometer based on said position supplied from the GNSS terminal 334;

если он не принимает из приемника 332 точное положение, подаваемое евробализом 311, и терминал 334 GNSS подает положение, связанное с уровнем достоверности, который не удовлетворяет конкретным условиям безопасности на железной дороге, определения в качестве положения поезда 33 оценки положения, передаваемой бортовым одометром;if he does not receive from the receiver 332 the exact position provided by Eurobalysis 311, and the GNSS terminal 334 submits a position related to a confidence level that does not satisfy the specific safety conditions on the railway, determining the position estimate transmitted by the airborne odometer as the position of the train 33;

если он не принимает из приемника 332 точное положение, передаваемое евробализом 311, и терминал 334 GNSS не подает какое-либо положение (например, поскольку поезд 33 расположен в области, не охватываемой какой-либо GNSS), определения в качестве положения поезда 33 оценки положения, передаваемой бортовым одометром.if he does not receive the exact position transmitted by Eurobalysis 311 from the receiver 332, and the GNSS terminal 334 does not provide any position (for example, since the train 33 is located in an area not covered by any GNSS), the position estimate of the position 33 of the train 33 is determined transmitted by an onboard odometer.

Конкретные условия безопасности на железной дороге могут быть предпочтительно сохранены бортовым компьютером 331 и/или могут определяться динамически бортовым компьютером 331, и/или могут подаваться динамически в бортовой компьютер 331 RBC 32 через терминал 333 GSM-R. Например, бортовой компьютер 331 может определять конкретные условия безопасности на железной дороге на основе информации, относящейся к участку железнодорожной линии 31, принятой из RBC 32, и данных в отношении поезда 33, таких как, например, скорость, вес и длина поезда 33. В частности, бортовой компьютер 331, предпочтительно, может выполнять оценку, удовлетворяет ли текущий уровень достоверности, связанный с положением, подаваемым терминалом 334 GNSS, условиям безопасности на железной дороге для участка железнодорожной линии 31, для гарантирования безопасности железнодорожного транспорта на упомянутом участке железнодорожной линии 31.The specific safety conditions on the railway can preferably be stored by the on-board computer 331 and / or can be determined dynamically by the on-board computer 331, and / or can be fed dynamically to the on-board computer 331 RBC 32 via the GSM-R terminal 333. For example, the on-board computer 331 may determine specific railway safety conditions based on information relating to a portion of a railway line 31 received from RBC 32 and data regarding a train 33, such as, for example, speed, weight and length of a train 33. B in particular, the on-board computer 331 can preferably evaluate whether the current level of confidence associated with the position provided by the GNSS terminal 334 satisfies the railway safety conditions for the railway section 31 to guarantee railway safety on the mentioned section of the railway line 31.

Наконец, положение поезда 33, направление движения поезда 33, вместе со всей другой необходимой информацией, автоматически передают с помощью бортового компьютера 331 в RBC 32 через терминал 333 GSM-R. Таким образом, RBC 32 отслеживает движение поезда 33.Finally, the position of the train 33, the direction of movement of the train 33, together with all other necessary information, is automatically transmitted via the on-board computer 331 to the RBC 32 via the GSM-R terminal 333. Thus, RBC 32 monitors the movement of train 33.

На основе того, что было описано выше, становится понятно, что спутниковый терминал, в соответствии с настоящим изобретением, в частности, является полезным в перспективе ERTMS-ETC, в той мере, как:Based on what has been described above, it becomes clear that the satellite terminal in accordance with the present invention, in particular, is useful in the future ERTMS-ETC, in so far as:

он гарантирует процедуру сертификации данных местоположения в режиме реального времени; то есть, он в состоянии подавать в режиме реального времени уровень достоверности рассчитанного положения;it guarantees real-time location data certification procedures; that is, he is able to submit in real time the level of reliability of the calculated position;

он позволяет выполнять свою интеграцию на первом уровне и на втором уровне ERTMS-ETC с минимальными модификациями текущей конфигурации упомянутой системы; в частности, он не требует каких существенных модификаций Центра Радио-Блока и требует только незначительных модификаций системы на борту поездов;it allows you to carry out its integration at the first level and at the second level ERTMS-ETC with minimal modifications to the current configuration of the mentioned system; in particular, it does not require any significant modifications of the Radio Block Center and requires only minor modifications of the system on board trains;

он позволяет функционировать, как виртуальный бализ, обеспечивая, таким образом, возможность эволюции использования бализов от концепции дискретного использования до конкретной инновационной концепции использования без какого-либо разрыва, что позволяет корректировать ошибки бортового одометра в любой точке протяженности железнодорожного маршрута и, следовательно, обеспечивает возможность ввода третьего уровня ERTMS-ETC, то есть, мобильного блока.it allows you to function as a virtual balis, thus providing the possibility of evolution of the use of balis from the concept of discrete use to a specific innovative concept of use without any gap, which allows you to correct errors on the odometer at any point along the length of the railway route and, therefore, provides the opportunity entering the third level ERTMS-ETC, that is, the mobile unit.

В общем, местоположение спутника, в соответствии с настоящим изобретением, может быть предпочтительно интегрировано в архитектуру ERTMS-ETC, как уровень наложения, как схематично показано на Фиг. 4.In general, a satellite location in accordance with the present invention can preferably be integrated into the ERTMS-ETC architecture as an overlay level, as schematically shown in FIG. four.

В частности, на Фиг. 4 показана блок-схема, в которой иллюстрируется архитектура системы типа ERTMS-ETCS, которая интегрирует местоположение спутника в соответствии с настоящим изобретением.In particular, in FIG. 4 is a block diagram illustrating the architecture of an ERTMS-ETCS system that integrates a satellite location in accordance with the present invention.

Более подробно, архитектура, показанная на Фиг. 4, содержит:In more detail, the architecture shown in FIG. 4 contains:

архитектурный уровень ERTMS-ETC тип 41; иarchitectural level ERTMS-ETC type 41; and

архитектурный уровень местоположения 42 GNSS, в соответствии с настоящим изобретением, который частично наложен на архитектурный уровень ERTMS-ETC тип 41.GNSS location architecture level 42, in accordance with the present invention, which is partially superimposed on the ERTMS-ETC type 41 architecture level.

Как было описано выше, система GNSS для определения местоположения поездов, в соответствии с настоящим изобретением, работает следующим образом:As described above, the GNSS system for locating trains in accordance with the present invention operates as follows:

если присутствует бализ, положение поезда представляет собой положение, подаваемое бализом, и ошибку бортового одометра сводят к нулю, используя положение, подаваемое бализом;if balsa is present, the position of the train is the position given by balsa, and the onboard odometer error is reduced to zero using the position supplied by balsa;

если бализ отсутствует, и уровень достоверности, подаваемый в местоположение GNSS, удовлетворяет конкретным условиям безопасности на железной дороге, положение поезда представляет собой положение, получаемое через местоположение GNSS, и ошибку бортового одометра корректируют, используя положение, полученное через местоположение GNSS;if there is no balsa, and the confidence level supplied to the GNSS location satisfies the specific safety conditions on the railway, the train position is the position obtained through the GNSS location, and the on-board odometer error is corrected using the position obtained through the GNSS location;

если бализ отсутствует, и уровень достоверности, подаваемый в местоположение GNSS, не удовлетворяет конкретным условиям безопасности на железной дороге, положение поезда представляет собой положение, подаваемое бортовым одометром; иif there is no balsa and the level of confidence supplied to the GNSS location does not satisfy the specific safety conditions on the railway, the train position is the position supplied by the airborne odometer; and

если бализ отсутствует, и определение местоположения GNSS не позволяет получить какое-либо положение, положение поезда представляет собой положение, подаваемое бортовым одометром.if there is no balsa and the GNSS location does not allow to obtain any position, the position of the train is the position given by the airborne odometer.

Предполагая, что бализы могут быть установлены с чрезвычайной точностью (порядка одного метра), благодаря географической привязке (например, используя приемники GPS) имеющие статистические характеристики, которые являются достаточно продолжительными по времени, ошибки в случае ERTMS-ETC, преимущественно, зависят от точности бортового одометра, типа маршрута, который прошел поезд (проскальзывание на рельсах, торможение и т.д.), и расстояние между двумя последовательными бализами.Assuming that balises can be installed with extreme accuracy (of the order of one meter), due to geographical reference (for example, using GPS receivers) having statistical characteristics that are quite long in time, errors in the case of ERTMS-ETC mainly depend on the accuracy of the airborne odometer, the type of route that the train traveled (slipping on rails, braking, etc.), and the distance between two consecutive balises.

На Фиг. 5 показан график, представляющий ошибку одометра и ошибку одометра, скорректированную на основе положения, полученного через определения местоположения GNSS, как функцию положения поезда (принимая скорость поезда 300 км/ч и линейную ошибку, из-за проскальзывания).In FIG. 5 is a graph representing an odometer error and an odometer error corrected based on a position obtained through GNSS location determination as a function of a train position (assuming a train speed of 300 km / h and a linear error due to slippage).

Как показано на Фиг. 5, максимальная ошибка, из-за одометра после 10 км составляет 300 м, тогда как ошибка одометра, скорректированная на основе положения, полученного через определение местоположения GNSS, всегда составляет порядка нескольких метров.As shown in FIG. 5, the maximum error due to the odometer after 10 km is 300 m, while the odometer error corrected based on the position obtained through GNSS location determination is always on the order of several meters.

Ошибка местоположения GNSS, в принципе, зависит от измерения положения, и составляет порядка нескольких метров, независимо от состояния скорости поезда, так как положение получают непосредственно на основе спутниковой триангуляции, а не на основе интегрирования скорости (как в случае, одометра). Кроме того, возможно уменьшить ионосферную ошибку, используя сигналы GNSS по двум частотам.The GNSS location error, in principle, depends on the position measurement, and is of the order of several meters, regardless of the state of the train speed, since the position is obtained directly on the basis of satellite triangulation, and not on the basis of speed integration (as in the case of an odometer). In addition, it is possible to reduce the ionospheric error by using GNSS signals at two frequencies.

Важное преимущество настоящего изобретения выводится из возможности получения информации ошибки из данных расчета положения, используя ограничение для поезда, который следует по географически привязанным путям. Фактически, таким образом, как описано выше, для поезда остаются две неизвестных: криволинейная координата и смещение по времени.An important advantage of the present invention is derived from the possibility of obtaining error information from position calculation data using a constraint for a train that follows geographically linked tracks. In fact, in this way, as described above, two unknowns remain for the train: the curvilinear coordinate and the time offset.

В этом отношении, на Фиг. 6 показана декартова опорная система zsxsys, представленная в качестве примера, используемого при расчете положения поезда в соответствии с настоящим изобретением.In this regard, in FIG. Figure 6 shows the Cartesian support system z s x s y s shown as an example used in calculating the position of a train in accordance with the present invention.

В частности, как показано на Фиг. 6, на оси ys представлена криволинейная абсцисса s, вдоль которой движется поезд, ось xs представляет направление, нормальное криволинейной абсциссе s, и zs представляет локальную вертикаль поверхности Земли. На Фиг. 6, кроме того, номером 61 обозначен маршрут, по которому следует поезд, который, как описано выше, расположен таким образом, что каждая точка вдоль упомянутого маршрута 61 xs=0 и zs=

Figure 00000004
, где
Figure 00000004
представляет собой среднюю высоту упомянутого маршрута 61, рассчитанную на основе данных географической привязки упомянутого маршрута 61. Предполагая, что xs и ys являются изотропными, и в отношении распределения ошибок (учитывая, что обе координаты xs и ys лежат в плоскости, касательной к поверхности Земли), как описано выше, становится возможным рассчитать значение ys (и смещение по времени), путем решения системы уравнений псевдодальности и с последующим перерасчетом ошибки по xs в отношении положения номинального "0".In particular, as shown in FIG. 6, on the axis y s is represented curvilinear abscissa s, along which a train is moving, x s-axis represents the direction normal curvilinear abscissa s, and z s is the local earth's vertical surface. In FIG. 6, in addition, the number 61 denotes the route along which the train follows, which, as described above, is located so that each point along the mentioned route 61 x s = 0 and z s =
Figure 00000004
where
Figure 00000004
represents the average height of said route 61, calculated on the basis of the geo-referenced data of said route 61. Assuming that x s and y s are isotropic, and with respect to the distribution of errors (given that both x s and y s are in the plane tangent to the Earth’s surface), as described above, it becomes possible to calculate the value of y s (and the time offset) by solving the system of pseudorange equations and then recalculating the error in x s with respect to the position of the nominal “0”.

Оценка этих ошибок для каждого спутника обеспечивает возможность расчета уровня защиты LP таким образом, что упомянутый уровень защиты LP всегда больше, чем ошибка по ys. Разработанный алгоритм, кроме того, позволяет предоставить важную информацию по различным компонентам ошибки, которые должны быть получены, не малую важность среди которых представляет собой вклад ионосферы.An estimate of these errors for each satellite makes it possible to calculate the protection level L P in such a way that the mentioned protection level L P is always greater than the error in y s . The developed algorithm, in addition, allows you to provide important information on the various error components that must be obtained, of which the contribution of the ionosphere is of no small importance.

На Фиг. 7 показан типичный график ошибки и уровня защиты LP на маршруте приблизительно60 км.In FIG. Figure 7 shows a typical graph of the error and protection level L P over a route of approximately 60 km.

Как показано на Фиг. 7, ошибка всегда находится в пределах уровня защиты LP, который рассчитывают в режиме реального времени для наилучшего набора из трех доступных спутников GNSS. Система GNSS для определения местоположения поездов позволяет идентифицировать неисправности спутников GNSS и устранять из расчета положения поезда спутники GNSS, которые представляют неисправность. Маршрут поезда может быть, как прямолинейным, так и криволинейным, и может быть аппроксимирован с высокой степенью точности. По Фиг. 7 можно отметить, что по сравнению с ошибкой 300 м, более чем 10 км, получаемой при использовании бортового одометра (ошибка, показанная на Фиг. 5), местоположение GNSS вводит ошибки меньше чем 30 м на маршруте, имеющем практически любую длину. Это подразумевает то, что для получения ошибки меньше чем 30 м, предпочтительно обеспечить бализы, не через каждые 2-3 км, а одну через каждые 50-60 км, без изменения точности измерения и безопасности железнодорожного транспорта. С этой точки зрения следует отметить, что бализ может быть установлен в местах, которые являются легко доступными для технического обслуживания и легко управляемыми, также с точки зрения безопасности систем.As shown in FIG. 7, the error is always within the protection level L P , which is calculated in real time for the best set of the three available GNSS satellites. The GNSS system for locating trains allows you to identify malfunctions of GNSS satellites and eliminate GNSS satellites that represent a malfunction from the calculation of the train position. The train route can be either rectilinear or curved, and can be approximated with a high degree of accuracy. In FIG. 7, it can be noted that, compared with a 300 m error of more than 10 km obtained using the on-board odometer (error shown in FIG. 5), the GNSS location introduces errors of less than 30 m on a route of almost any length. This implies that in order to obtain an error of less than 30 m, it is preferable to provide balises, not every 2-3 km, but one every 50-60 km, without changing the accuracy of measurement and the safety of railway transport. From this point of view, it should be noted that baliz can be installed in places that are easily accessible for maintenance and easily manageable, also from the point of view of system security.

Другое важное наблюдение относится к непрерывной доступности данных местоположения, что позволяет выполнить при тех же затратах, ввод мобильного блока третьего уровня ERTMS-ETC.Another important observation relates to the continuous availability of location data, which allows, at the same cost, to enter the ERTMS-ETC third-level mobile unit.

Понятно, что, в случае когда данные спутника не доступны, или ошибка, обозначенная уровнем достоверности, слишком высока, например, больше чем 50 м (ситуация, которая может продолжаться в течение нескольких секунд), система позволяет передать сигнал (отсутствие уровня защиты или ошибки за пределами границы), и только одометр в течение этого периода будет представлять собой единственный источник информации, который может использовать (процедуру слияния данных, на основе механизм эксклюзивности) для исключения множества источников информации.It is clear that if the satellite data is not available, or the error indicated by the confidence level is too high, for example, more than 50 m (a situation that can last for several seconds), the system allows you to transmit a signal (lack of protection or error outside the border), and only the odometer during this period will be the only source of information that it can use (data merging procedure, based on an exclusivity mechanism) to exclude many sources of information and.

Из представленного выше описания могут быть легко понятными преимущества настоящего изобретения.From the above description, the advantages of the present invention can be easily understood.

В частности, следует еще раз подчеркнуть, что настоящее изобретение предпочтительно может быть интегрировано в существующих системах и будущих системах (то есть, тех, которые уже находятся на стадии разработки) для администрирования, управления, защиты и передачи сигналов о железнодорожном сообщении; в частности, они могут предпочтительно использоваться со всеми тремя уровнями ERTMS-ETC. Фактически, настоящее изобретение:In particular, it should be emphasized once again that the present invention can preferably be integrated into existing systems and future systems (that is, those that are already under development) for the administration, management, protection and transmission of signals about railway traffic; in particular, they can preferably be used with all three levels of ERTMS-ETC. In fact, the present invention:

подает данные местоположения, которое гарантирует эффективную службу определения местоположения поездов;provides location data that guarantees an efficient train location service;

гарантирует точность данных местоположения, что позволяет улучшить процедуры мониторинга и управления движением поездов;guarantees the accuracy of location data, which allows to improve the monitoring and control procedures for train traffic;

подает в режиме реального времени достоверность данных местоположения, гарантируя, таким образом, безопасность (в смысле "безопасности для жизни") железнодорожного транспорта в режиме реального времени; иprovides real-time validity of location data, thus guaranteeing the safety (in the sense of "safety for life") of railway transport in real time; and

подает данные местоположения таким образом, что возможно их взаимодействие с евробализами.submits location data in such a way that their interaction with Eurobalances is possible.

С точки зрения логики данные местоположения GNSS, связанные с географически привязанной точкой вдоль железнодорожных путей (существенная точка), составляют виртуальный бализ. Это приводит к тому, что количество физических бализов может быть уменьшено с получением преимущества в результате более простого и более экономичного управления и администрирования системы.Logically, the GNSS location data associated with a geographically anchored point along the railroad tracks (significant point) constitute a virtual balis. This leads to the fact that the number of physical balances can be reduced with the benefit of simpler and more economical management and administration of the system.

Реальное преимущество спутниковых данных, однако, находится не том, что не требуется привязка к жесткой, хотя и виртуальный системы определения положения по опорным точкам, обеспечивая то, что можно назвать системой непрерывного бализа. Концепция непрерывного бализа представляет собой полностью готовую с третьим уровнем ERTMS-ETC, которая не привязана к фиксированному участку железнодорожного маршрута. Ключевой элемент для принятия спутниковых данных в архитектуре ERTMS-ETC, следовательно, состоит в достоверности самих данных в режиме реального времени.The real advantage of satellite data, however, is not that it does not need to be tied to a rigid, albeit virtual, system for determining the position by reference points, providing what can be called a continuous balise system. The concept of continuous balise is a fully finished with the third level ERTMS-ETC, which is not tied to a fixed section of the railway route. A key element for the adoption of satellite data in the ERTMS-ETC architecture, therefore, is the reliability of the data themselves in real time.

Кроме того, настоящее изобретение предпочтительно соответствует сценарию развития итальянских и европейских железнодорожных путей, в которых гипотетически предполагается в будущем использовать европейскую навигационную спутниковую систему Галилео, которая, как известно, будет передавать информацию о сертификации работы спутников и об ошибке, введенной в положение. Но, так как настоящее изобретение может предпочтительно использоваться с любой GNSS, становится возможным расширить сценарий использования спутниковых данных при определении местоположения поездов. Важная причина использования системы на основе не только системы Галилео состоит в факторе "управления". Фактически, она будет, в отличие от России, Китая или Индии, использовать не частную систему (то есть, Галилео) для стратегической и критической инфраструктуры, такой как железнодорожная отрасль. В этой перспективе, в случае железных дорог, возможно, будет более целесообразно принять стратегию использования множества созвездий спутников (как в качестве технологий для резервирования информации, так и в качестве технологий сравнения), вместо обычного управления только одной системой (в Европе Галилео, в России GLONASS и т.д.). Следовательно, поскольку настоящее изобретение можно использовать с одной или более GNSSs, оно могло бы позволить обеспечить развитие системы для определения местоположения поездов, что обеспечило бы возможность взаимодействия между железными дорогами в разных странах.In addition, the present invention preferably corresponds to the development scenario of Italian and European railways, in which it is hypothetically proposed in the future to use the European Galileo navigation satellite system, which, as you know, will transmit information about the certification of satellite performance and the error introduced in the provision. But, since the present invention can preferably be used with any GNSS, it becomes possible to extend the use of satellite data in locating trains. An important reason for using a system based not only on the Galileo system is the “control” factor. In fact, it will, unlike Russia, China or India, use a non-private system (i.e., Galileo) for strategic and critical infrastructure, such as the railway industry. In this perspective, in the case of railways, it may be more appropriate to adopt a strategy of using multiple constellations of satellites (both as technologies for backing up information and as comparison technologies), instead of the usual control of only one system (in Europe, Galileo, in Russia GLONASS etc.). Therefore, since the present invention can be used with one or more GNSSs, it could allow for the development of a system for locating trains, which would allow inter-rail connectivity in different countries.

В конечном итоге, еще раз следует подчеркнуть, что настоящее изобретение позволяет определять в любой момент времени не только положение поезда, но также максимальную ошибку, которая была допущена при измерениях, и проверять правильность работы спутников.In the end, it should be emphasized once again that the present invention allows to determine at any time not only the position of the train, but also the maximum error that was made during the measurements, and to verify the correct operation of the satellites.

В конечном итоге, становится понятно, что различные модификации могут быть выполнены в настоящем изобретении, все из которых находятся в пределах сферы защиты изобретения как определено в присоединенных пунктах формулы изобретения.In the end, it becomes clear that various modifications can be made in the present invention, all of which are within the scope of the invention as defined in the appended claims.

Claims (7)

1. Спутниковый терминал (334), спроектированный с возможностью установки на борту поезда (33) и выполненный с возможностью:
сохранения данных географической привязки железнодорожного маршрута поезда (33);
приема навигационных сигналов со спутников, принадлежащих одной или более спутниковым навигационным системам;
выделения из принятых навигационных сигналов данных местоположения, соответствующих спутникам, которые передали упомянутые навигационные сигналы; и
определения, на основе сохраненных данных географической привязки и принятых навигационных сигналов, положения поезда (33) вдоль железнодорожного маршрута и уровня достоверности, связанного с упомянутым определенным положением;
отличающийся тем, что он дополнительно выполнен с возможностью:
если упомянутый спутниковый терминал (334) принимает навигационные сигналы только из двух спутников, определения положения поезда (33) вдоль железнодорожного маршрута путем расчета положения поезда, привязанного к железнодорожному маршруту, на основе сохраненных данных географической привязки и данных местоположения, соответствующих упомянутым двум спутникам; и
если упомянутый спутниковый терминал (334) принимает навигационные сигналы из трех или более спутников,
расчета для каждого набора из трех спутников, из которых приняты навигационные сигналы, соответствующего положения поезда, привязанного к железнодорожному маршруту, на основе сохраненных данных географической привязки и данных местоположения, соответствующих упомянутым трем спутникам, и соответствующего уровня защиты на основе упомянутого соответствующего положения поезда, привязанного к железнодорожному маршруту, и данных местоположения, соответствующих упомянутым трем спутникам, причем упомянутый соответствующий уровень защиты обозначает максимальную ошибку, связанную с упомянутым соответствующим положением поезда, привязанным к железнодорожному маршруту; выбора набора из трех спутников в соответствии с критерием выбора на основе, по меньшей мере, рассчитанных уровней защиты; и
определения положения поезда (33) вдоль железнодорожного маршрута и уровня достоверности, связанного с упомянутым положением, на основе, соответственно, положения поезда, привязанного к железнодорожному маршруту, и уровня защиты, рассчитанного для выбранного набора из трех спутников.
1. Satellite terminal (334), designed with the possibility of installation on board the train (33) and made with the possibility of:
storing geo-referenced data of the train's railway route (33);
receiving navigation signals from satellites belonging to one or more satellite navigation systems;
extracting from the received navigation signals location data corresponding to the satellites that transmitted said navigation signals; and
determining, based on the stored geolocation data and received navigation signals, the position of the train (33) along the railway route and the level of confidence associated with the specified position;
characterized in that it is additionally configured to:
if the said satellite terminal (334) receives navigation signals from only two satellites, determining the position of the train (33) along the railway route by calculating the position of the train attached to the railway route based on the stored geographic data and location data corresponding to the two satellites; and
if said satellite terminal (334) receives navigation signals from three or more satellites,
calculating for each set of three satellites from which the navigation signals are received, the corresponding position of the train tied to the railway route, based on the stored georeferencing data and location data corresponding to the three satellites, and the corresponding level of protection based on the said corresponding position of the train tied to the railway route, and location data corresponding to the three satellites, the aforementioned corresponding level of protection is the maximum error associated with said corresponding position of the train, bound for the railway route; selecting a set of three satellites in accordance with a selection criterion based on at least calculated protection levels; and
determining the position of the train (33) along the railway route and the level of confidence associated with the said position, based on, respectively, the position of the train associated with the railway route and the level of protection calculated for the selected set of three satellites.
2. Спутниковый терминал по п. 1, выполненный с возможностью, если упомянутый спутниковый терминал (334) принимает навигационные сигналы только из двух спутников, определения положения поезда (33) вдоль железнодорожного маршрута путем:
расчета первой координаты положения поезда, привязанного к железнодорожному маршруту, на основе сохраненных данных географической привязки, причем упомянутая первая координата обозначает среднюю высоту железнодорожного маршрута;
наложения ограничения, что вторая координата упомянутого положения поезда, привязанного к железнодорожному маршруту, равна нулю; и расчета третьей координаты упомянутого положения поезда, привязанного к железнодорожному маршруту, на основе упомянутых первой и второй координат упомянутого положения поезда, привязанного к железнодорожному маршруту, и данных местоположения, соответствующих упомянутым двум спутникам, причем упомянутая третья координата соответствует криволинейной абсциссе, связанной с железнодорожным маршрутом;
при этом спутниковый терминал (334) выполнен с возможностью, если он принимает навигационные сигналы из трех или более спутников, расчета для каждого набора из трех спутников, из которых приняты навигационные сигналы:
соответствующего положения поезда, привязанного к железнодорожному маршруту путем расчета первой координаты упомянутого соответствующего положения поезда, привязанного к железнодорожному маршруту, на основе сохраненных данных географической привязки, причем первая координата обозначает среднюю высоту железнодорожного маршрута;
наложения ограничения, что вторая координата упомянутого соответствующего положения поезда, привязанного к железнодорожному маршруту, равна нулю; и расчета третьей координаты упомянутого соответствующего положения поезда, привязанного к железнодорожному маршруту, и соответствующего смещения по времени, связанного с навигационными сигналами, принятыми из упомянутых трех спутников, на основе упомянутых первой и второй координат упомянутого соответствующего положения поезда, привязанного к железнодорожному маршруту, и данных местоположения, соответствующих упомянутым трем спутникам, причем упомянутая третья координата соответствует криволинейной абсциссе, связанной с железнодорожным маршрутом; и соответствующей средней ошибки, связанной со второй координатой упомянутого соответствующего положения поезда, привязанного к железнодорожному маршруту, на основе первой и третьей координат упомянутого соответствующего положения поезда, привязанного к железнодорожному маршруту, соответствующего рассчитанного смещения по времени и данных местоположения, соответствующих упомянутым трем спутникам; и соответствующего уровня защиты на основе соответствующей средней ошибки таким образом, что максимальная ошибка, связанная с упомянутым соответствующим положением поезда, привязанным к железнодорожному маршруту, меньше, чем упомянутый соответствующий уровень защиты.
2. The satellite terminal according to claim 1, configured to, if said satellite terminal (334) receives navigation signals from only two satellites, determine the position of the train (33) along the railway route by:
calculating the first coordinate of the position of the train tied to the railway route, based on the stored data of the geographic reference, said first coordinate indicating the average height of the railway route;
imposing a restriction that the second coordinate of said position of a train tied to a railway route is zero; and calculating a third coordinate of said position of a train tied to a railway route based on said first and second coordinates of said position of a train tied to a railway route and location data corresponding to said two satellites, said third coordinate corresponding to a curved abscissa associated with a railway route ;
wherein the satellite terminal (334) is configured to, if it receives navigation signals from three or more satellites, calculate for each set of three satellites from which the navigation signals are received:
the corresponding position of the train tied to the railway route by calculating the first coordinate of said corresponding position of the train tied to the railway route based on the stored geographic data, the first coordinate indicating the average height of the railway route;
imposing a restriction that the second coordinate of said corresponding position of the train tied to the railway route is zero; and calculating a third coordinate of said corresponding train position associated with a railway route and a corresponding time offset associated with navigation signals received from said three satellites based on said first and second coordinates of said corresponding train position associated with a railway route and data locations corresponding to said three satellites, said third coordinate corresponding to a curvilinear abscissa associated with road routes; and the corresponding average error associated with the second coordinate of said corresponding position of a train tied to a railway route, based on the first and third coordinates of said corresponding position of a train tied to a railway route, corresponding calculated time offset and location data corresponding to said three satellites; and an appropriate level of protection based on the corresponding average error so that the maximum error associated with said corresponding train position associated with the railway route is less than said corresponding protection level.
3. Спутниковый терминал по п. 2, в котором:
первая координата каждого рассчитанного положения поезда, привязанного к железнодорожному маршруту, соответствует первой опорной оси, вертикальной относительно поверхности Земли; и
вторая и третья координаты каждого рассчитанного положения поезда, привязанного к железнодорожному маршруту, соответствуют, соответственно, второй опорной оси и третьей опорной оси, которые являются взаимно перпендикулярными и находятся в плоскости, касательной к поверхности Земли.
3. The satellite terminal according to claim 2, in which:
the first coordinate of each calculated position of the train, tied to the railway route, corresponds to the first reference axis, vertical relative to the surface of the Earth; and
the second and third coordinates of each calculated position of the train tied to the railway route correspond, respectively, to the second reference axis and the third reference axis, which are mutually perpendicular and are in a plane tangent to the Earth's surface.
4. Спутниковый терминал по п. 2 или 3, дополнительно выполненный с возможностью расчета для каждого набора из трех спутников, из которых приняты навигационные сигналы:
соответствующей дисперсии, связанной с соответствующей средней ошибкой, на основе заранее определенного распределения вероятности; и
соответствующего уровня защиты на основе кратного соответствующей дисперсии.
4. The satellite terminal according to claim 2 or 3, further configured to calculate for each set of three satellites from which the navigation signals are received:
the corresponding variance associated with the corresponding average error based on a predetermined probability distribution; and
appropriate protection level based on a multiple of the corresponding variance.
5. Спутниковый терминал по любому из пп. 1-3, выполненный с возможностью выбора набора из трех спутников, для которых был рассчитан минимальный уровень защиты.5. Satellite terminal according to any one of paragraphs. 1-3, configured to select a set of three satellites for which the minimum level of protection was calculated. 6. Спутниковый терминал по любому из пп. 1-3, выполненный с возможностью:
расчета для каждого набора из трех спутников, из которых приняты навигационные сигналы, соответствующего индекса снижения точности на основе соответствующего положения поезда, привязанного к железнодорожному маршруту, и данных местоположения, соответствующих упомянутым трем спутникам, и соответствующего индекса надежности на основе упомянутого соответствующего индекса снижения точности и соответствующего уровня защиты; и
выбора набора из трех спутников на основе рассчитанных индексов надежности.
6. Satellite terminal according to any one of paragraphs. 1-3, made with the possibility of:
calculating for each set of three satellites from which the navigation signals are received, a corresponding accuracy reduction index based on the corresponding train position associated with the railway route and location data corresponding to the three satellites, and a corresponding reliability index based on the corresponding accuracy reduction index, and appropriate level of protection; and
selection of a set of three satellites based on calculated reliability indices.
7. Система определения местоположения поездов, спроектированная с возможностью установки на борту поезда (33), содержащая спутниковый терминал (334) по любому предыдущему пункту и выполненная с возможностью:
получения от одометра, установленного на борту поезда (33), текущей оценки положения, передаваемой упомянутым одометром;
приема точных положений поезда (33) из системы (311) сигнализации, установленной вдоль железнодорожного маршрута;
если она принимает точное положение поезда (33) из системы (311) сигнализации, подачи в качестве текущего положения поезда (33) упомянутого точного положения и коррекции текущей оценки положения, подаваемой одометром, на основе упомянутого точного положения;
если она не принимает какое-либо точное положение поезда (33) из системы (311) сигнализации, и спутниковый терминал (334) определяет текущее положение поезда (33) вдоль железнодорожного маршрута, связанное с уровнем достоверности, который удовлетворяет заранее заданным условиям безопасности на железной дороге, подачи в качестве текущего положения поезда (33) текущего положения, определенного с помощью спутникового терминала (334), и коррекции текущей оценки положения, передаваемой одометром, на основе упомянутого текущего положения, определенного спутниковым терминалом (334);
если она не принимает какое-либо точное положение поезда (33) из системы (311) сигнализации, и спутниковый терминал (334) определяет текущее положение поезда (33) вдоль железнодорожного маршрута, связанное с уровнем достоверности, который не удовлетворяет заранее заданным условиям безопасности на железной дороге, подачи в качестве текущего положения поезда (33) текущей оценки положения, передаваемой одометром; и
если она не принимает какое-либо точное положение поезда (33) из системы (311) сигнализации, и спутниковый терминал (334) не определяет какое-либо текущее положение поезда (33) вдоль железнодорожного маршрута, подачи в качестве текущего положения поезда (33) текущей оценки положения, передаваемой одометром.
7. A system for determining the location of trains designed with the possibility of installation on board a train (33), comprising a satellite terminal (334) according to any preceding paragraph and configured to:
receiving from the odometer mounted on board the train (33), a current position estimate transmitted by said odometer;
receiving the exact positions of the train (33) from the alarm system (311) installed along the railway route;
if it receives the exact position of the train (33) from the alarm system (311), supplying, as the current position of the train (33), said exact position and correcting the current position estimate supplied by the odometer based on said exact position;
if it does not accept any exact position of the train (33) from the alarm system (311), and the satellite terminal (334) determines the current position of the train (33) along the railway route, associated with a confidence level that satisfies the predetermined safety conditions on the railway the road, supplying, as the current position of the train (33), the current position determined by the satellite terminal (334), and correcting the current position estimate transmitted by the odometer based on said current position determined about a satellite terminal (334);
if it does not accept any exact position of the train (33) from the alarm system (311), and the satellite terminal (334) determines the current position of the train (33) along the railway route, associated with a confidence level that does not satisfy the predetermined safety conditions for railway, filing as the current position of the train (33) the current position estimate transmitted by the odometer; and
if it does not accept any exact position of the train (33) from the alarm system (311), and the satellite terminal (334) does not determine any current position of the train (33) along the railway route, supply it as the current position of the train (33) the current position estimate reported by the odometer.
RU2013105692/11A 2010-07-12 2011-07-12 System for locating trains with real-time check on position assessment integrity RU2584957C2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP10425235.8 2010-07-12
EP10425235 2010-07-12
PCT/IB2011/001623 WO2012007822A1 (en) 2010-07-12 2011-07-12 System for locating trains with real-time check on the integrity of the estimate of position

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013105692A RU2013105692A (en) 2014-08-20
RU2584957C2 true RU2584957C2 (en) 2016-05-20

Family

ID=44802319

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013105692/11A RU2584957C2 (en) 2010-07-12 2011-07-12 System for locating trains with real-time check on position assessment integrity

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP2593346B1 (en)
CN (1) CN103221291B (en)
ES (1) ES2651011T3 (en)
RU (1) RU2584957C2 (en)
WO (1) WO2012007822A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2811665C1 (en) * 2023-09-05 2024-01-15 Акционерное общество "Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте" Method for positioning moving vehicle

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8477067B2 (en) 2011-06-24 2013-07-02 Thales Canada Inc. Vehicle localization system
US20130193276A1 (en) * 2012-01-31 2013-08-01 Sandor Wayne Shapery System for inductive power transfer and robust position sensing
CN102582665A (en) * 2012-02-15 2012-07-18 华为技术有限公司 Train positioning method, equipment and system
CN104002836B (en) * 2013-02-22 2016-12-28 中兴通讯股份有限公司 A kind of traffic location information obtains the method and device of display in real time
CN104711912B (en) * 2013-12-11 2016-08-24 中航西安飞行自动控制技术有限公司 A kind of high-speed railway mileage is to mark method
DE102013226718A1 (en) * 2013-12-19 2015-06-25 Siemens Aktiengesellschaft ETCS wayside equipment
CN103954290A (en) * 2014-05-09 2014-07-30 成都可益轨道技术有限公司 Device for accurately positioning railway locomotive
CN104991266B (en) * 2015-06-04 2017-03-29 北京交通大学 A kind of train satellite positioning method and system based on collaboration integrity monitoring
CN105059325B (en) * 2015-07-31 2017-03-08 株洲中车时代电气股份有限公司 A kind of locomotive localization method and system
CN105634578A (en) * 2015-12-29 2016-06-01 九派逐浪(北京)网络通讯技术股份有限公司 Beam forming device, intelligent antenna and wireless communication equipment
RU2644404C2 (en) * 2016-06-27 2018-02-12 Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") Method of determination coordinates of unknown source of signals on earth surface in satellite communication system
JP6822800B2 (en) 2016-08-19 2021-01-27 株式会社東芝 Train position detector and method
DE102017206446A1 (en) 2017-04-13 2018-10-18 Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH Fusion of infrastructure-related data, in particular infrastructure-related data for rail vehicles
DE102017212179A1 (en) 2017-07-17 2019-01-17 Siemens Aktiengesellschaft Correction of a measured position value of a rail-bound vehicle
EA202000101A1 (en) 2017-11-09 2020-08-17 Плассер Энд Тойрер Экспорт Фон Банбаумашинен Гмбх NAVIGATION SYSTEM AND METHOD WITHIN ONE RAILWAY NETWORK
CN108616591B (en) * 2018-04-27 2020-06-26 北京全路通信信号研究设计院集团有限公司 Interface device and method for data exchange
FR3080823B1 (en) * 2018-05-03 2022-04-29 Thales Sa INTEGRATED AND AUTONOMOUS LOCATION SYSTEM OF A TRAIN IN A RAILWAY NETWORK REPOSITORY
US11965753B2 (en) 2018-08-06 2024-04-23 Transportation Ip Holdings, Llc Positioning data verification system
AU2020230855A1 (en) * 2019-03-04 2021-08-12 Central Queensland University Control system for operating long vehicles
CN110588730B (en) * 2019-10-23 2021-10-26 中铁第四勘察设计院集团有限公司 Train control method and model for converting C3 to C2 of railway connecting line with speed per hour greater than 80km
CN111169512B (en) * 2019-12-29 2021-11-26 合肥工业大学 Method and system for checking grouping integrity of rail locomotive vehicle
CN111267911B (en) * 2020-02-10 2022-06-17 兰州交通大学 Train integrity detection method
CN113619650A (en) * 2021-08-09 2021-11-09 卡斯柯信号有限公司 Train positioning device and method based on satellite
CN114355419B (en) * 2021-12-15 2023-04-25 中国科学院国家授时中心 RTK product positioning method and device for distributed Beidou position service center
FR3135051B1 (en) * 2022-04-28 2024-04-05 SNCF Voyageurs CONTROL SYSTEM COMPRISING AT LEAST ONE CONNECTED CONTACT BRUSH AND RAIL VEHICLE EQUIPPED WITH SUCH A SYSTEM

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1418109A1 (en) * 2002-11-07 2004-05-12 Siemens Schweiz AG Position and speed determination method
RU2236692C2 (en) * 1995-10-09 2004-09-20 Снэптрэк, Инк. Receiver of signals from gps system and method for processing gps system signals
EP1705095A1 (en) * 2005-03-21 2006-09-27 Sener, Ingenieria E Industria, S.A. Block system and method with intrinsic safety for low railroad traffic density lines

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19513244A1 (en) * 1995-04-07 1996-10-10 Honeywell Ag Fault-tolerant train platform
DE19532104C1 (en) * 1995-08-30 1997-01-16 Daimler Benz Ag Method and device for determining the position of at least one location of a track-guided vehicle
ES2322076T3 (en) * 2004-03-05 2009-06-16 Alstom Belgium S.A. METHOD AND DEVICE FOR DETERMINING SAFELY THE POSITION OF AN OBJECT.
US20080231506A1 (en) * 2007-03-19 2008-09-25 Craig Alan Stull System, method and computer readable media for identifying the track assignment of a locomotive
CN101159091B (en) * 2007-10-15 2010-06-02 北京交通大学 Train satellite positioning and message transmison system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2236692C2 (en) * 1995-10-09 2004-09-20 Снэптрэк, Инк. Receiver of signals from gps system and method for processing gps system signals
EP1418109A1 (en) * 2002-11-07 2004-05-12 Siemens Schweiz AG Position and speed determination method
EP1705095A1 (en) * 2005-03-21 2006-09-27 Sener, Ingenieria E Industria, S.A. Block system and method with intrinsic safety for low railroad traffic density lines

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2811665C1 (en) * 2023-09-05 2024-01-15 Акционерное общество "Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте" Method for positioning moving vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
EP2593346A1 (en) 2013-05-22
CN103221291A (en) 2013-07-24
RU2013105692A (en) 2014-08-20
ES2651011T3 (en) 2018-01-23
EP2593346B1 (en) 2017-10-18
CN103221291B (en) 2015-12-09
WO2012007822A1 (en) 2012-01-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2584957C2 (en) System for locating trains with real-time check on position assessment integrity
CN111806520B (en) Method for the secure, autonomous determination of position information of a train on a track
CA2698053C (en) System and method for vitally determining position and position uncertainty of a railroad vehicle employing diverse sensors including a global positioning system sensor
US7142982B2 (en) System and method for determining relative differential positioning system measurement solutions
US7966126B2 (en) Vital system for determining location and location uncertainty of a railroad vehicle with respect to a predetermined track map using a global positioning system and other diverse sensors
AU2002246751B2 (en) Methods and apparatus for locomotive tracking
US20090043435A1 (en) Methods and systems for making a gps signal vital
CN103018758A (en) Method for moving differential base station based on global positioning system (GPS)/inertial navigation system (INS)/assisted global positioning system (AGPS)
CN111736192B (en) Satellite differential positioning system and method for train operation control
JP2005247042A (en) Operation server for train position detection management, on-vehicle equipment for train position detection management, method for train position detection management, system for train position detection management, and train position display device
Neri et al. A PVT estimation for the ERTMS train control systems in presence of multiple tracks
KR101262762B1 (en) railway vehicle's location error correction apparatus and method of the same
US10661817B2 (en) Method for determining the location of a railway vehicle and associated system
Jiang Digital route model aided integrated satellite navigation and low-cost inertial sensors for high-performance positioning on the railways
Lu et al. Case study of differential-GPS safety integrity performance on Qinghai-Tibet railway line
JP2008302820A (en) Railway navigation system
Michler et al. Decentralized vehicle-mounted Safety Logic for Secondary Railway Lines based on GNSS Positioning and Integrity Monitoring
Damy et al. GNSS-based high accuracy positioning for railway applications
WO2023126501A1 (en) Device and method for autonomous positioning of vehicles
Minea et al. Field tests of a new integrated electronic system for vehicle monitoring, mobile data communications and e-commerce in road transportation
CA2624204A1 (en) System, method and computer readable media for identifying the track assignment of a locomotive
Mocek et al. 351291 GALILEO SAFETY-OF-LIFE SERVICE UTILIZATION FOR RAILWAY NON-SAFETY AND SAFETY CRITICAL APPLICATIONS (Safety, Technical Session)