WO2008043779A1 - System und verfahren zur fahrwegs- und/oder geschwindigkeitsbestimmung von fahrzeugen, insbesondere zur zugbeeinflussung - Google Patents

System und verfahren zur fahrwegs- und/oder geschwindigkeitsbestimmung von fahrzeugen, insbesondere zur zugbeeinflussung Download PDF

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Markus Bierkandt
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    • B61L2205/04—Satellite based navigation systems, e.g. global positioning system [GPS]

Definitions

  • the invention relates to a system and a method for determining the travel path and / or speed of vehicles, in particular for train control, according to the preamble of claim 1.
  • Train control systems that determine the travel and / or speed of the vehicles are known. They usually have devices arranged in the vehicles, which determine the travel path and / or the speed of the associated vehicle locally. Furthermore, satellite-based navigation systems are used to assist in locating trains, as they also provide location and speed data. It has been found that low-cost satellite-based navigation systems also allow sufficiently accurate speed measurements under favorable reception conditions. The disadvantage, however, is that the speed measurement under difficult reception conditions, eg. B. in signal multipath propagation, is corrupted and the determined speed is severely faulty as a result. This error can be prevented or at least corrected with considerable effort with the help of reference stations.
  • the object of the invention is to propose a system and a method for measuring the travel distance and / or speed of vehicles which, although inexpensive, nevertheless has a high degree of accuracy.
  • the solution provides that the signals from a satellite-based navigation system have different evaluation methods and / or electronic circuits, with the aid of which the signals independently determine respectively location-related navigation data, wherein the navigation data determined by the two devices are compared with one another and be invalidated if their difference exceeds a predetermined value.
  • the solution provides that the two devices receive the signals of a satellite-based navigation system and independently determine the location-related navigation data by means of different evaluation methods and / or electronic circuits and that the navigation data determined by the two devices are compared with one another and be invalidated if their difference exceeds a predetermined value.
  • the invention will be described in more detail below with reference to an embodiment, wherein the single figure shows two inputs.
  • Both GPS receivers 1, 2 receive (receive) the same signals which are emitted by the satellites of a satellite-based navigation system.
  • a preamplifier 5 for preamplification of the receiving signals connected.
  • the two GPS receivers 1, 2 pass their determined location-related navigation data in each case to a comparison unit 6, which compares them with one another. In the case of equality, the navigation data are passed on for determining the route and / or speed, in particular for locating and then for influencing the train by train.
  • Equality here means that the determined location-related navigation data are within a predetermined tolerance band, the difference of the navigation data does not exceed at least a predetermined value.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zur Fahrwegs- und/oder Geschwindigkeitsbestimmung von Fahrzeugen, insbesondere zur Zugbeeinflussung, mit zwei in den Fahrzeugen angeordneten Einrichtungen (1, 2), durch welche der Fahrweg und/oder die Geschwindigkeit der Fahrzeuge ortsbezogen ermittelt werden. Um den Fahrweg und/oder die Geschwindigkeit kostengünstig und trotzdem mit einer hohen Genauigkeit zu bestimmen, wird vorgeschlagen, dass die verschiedene Bewertungsverfahren und/oder elektronische Schaltungen aufweisenden Einrichtungen (1, 2) Signale eines satellitengestützten Navigationssystems empfangen und anhand dieser Signale unabhängig voneinander jeweils ortsbezogene Navigationsdaten ermitteln und dass die von den beiden Einrichtungen (1, 2) ermittelten Navigationsdaten jeweils miteinander verglichen und als ungültig verworfen werden, wenn deren Differenz einen vorgegebenen Wert überschreitet.

Description

Beschreibung
System und Verfahren zur Fahrwegs- und/oder Geschwindigkeitsbestimmung von Fahrzeugen, insbesondere zur Zugbeeinflussung
Die Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zur Fahrwegs- und/oder Geschwindigkeitsbestimmung von Fahrzeugen, insbesondere zur Zugbeeinflussung, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Systeme zur Zugbeeinflussung, bei denen der Fahrweg und/oder die Geschwindigkeit der Fahrzeuge bestimmt werden, sind bekannt. Sie weisen meist in den Fahrzeugen angeordnete Einrichtungen auf, welche den Fahrweg und/oder die Geschwindig- keit des zugehörigen Fahrzeugs ortsbezogen ermitteln. Weiter werden satellitengestützte Navigationssysteme zur Unterstützung bei der Zugortung eingesetzt, da sie ebenfalls Orts- und Geschwindigkeitsdaten liefern. Dabei hat es sich gezeigt, dass auch kostengünstige satellitengestützte Navigationssys- teme unter günstigen Empfangsbedingungen hinreichend genaue Geschwindigkeitsmessungen ermöglichen. Nachteilig ist aber, dass die Geschwindigkeitsmessung unter schwierigen Empfangsbedingungen, z. B. bei Signalmehrwegausbreitungen, verfälscht wird und die ermittelte Geschwindigkeit als Folge stark feh- lerbehaftet ist. Dieser Fehler kann mit erheblichem Aufwand mit Hilfe von Referenzstationen verhindert bzw. zumindest korrigiert werden.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein System und ein Verfah- ren zur Fahrwegs- und/oder Geschwindigkeitsmessung von Fahrzeugen vorzuschlagen, das zwar kostengünstig ist, aber trotzdem eine hohe Genauigkeit aufweist. Die Lösung sieht bezogen auf das System vor, dass die Signale eines satellitengestützten Navigationssystems empfangenden Einrichtungen verschiedene Bewertungsverfahren und/oder elektronische Schaltungen aufweisen, anhand der Signale unab- hängig voneinander jeweils ortsbezogene Navigationsdaten ermitteln, wobei die von den beiden Einrichtungen ermittelten Navigationsdaten jeweils miteinander verglichen und als ungültig verworfen werden, wenn deren Differenz einen vorgegebenen Wert überschreitet. Es wird also vorgeschlagen, zwei diversitäre „low cost" Empfänger einzusetzen und deren Geschwindigkeiten ständig zu vergleichen. Dabei haben Testmessungen z.B. mit verschiedenen GPS-Empfängern gezeigt, dass unter schwierigen Empfangsbedingungen die ermittelten Ortsund Geschwindigkeitsdaten sehr stark von der Elektronik als auch vom Bewertungsverfahren, also der individuellen Hard- und Software der Empfänger abhängen. Kommt es also zu einer Inkonsistenz der Geschwindigkeitsdaten der beiden Empfänger, d. h. liegen die Navigationsdaten außerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs, so wird auf verschlechterte Empfangsbe- dingungen geschlossen und diese ortsbezogenen Navigationsdaten werden als unsicher eingestuft und somit verworfen.
Die Lösung sieht bezogen auf das Verfahren vor, dass die beiden Einrichtungen die Signale eines satellitengestützten Na- vigationssystems empfangen und jeweils die ortsbezogenen Navigationsdaten mittels verschiedener Bewertungsverfahren und/oder elektronischer Schaltungen unabhängig voneinander ermitteln und dass die von den beiden Einrichtungen ermittelten Navigationsdaten jeweils miteinander verglichen und als ungültig verworfen werden, wenn deren Differenz einen vorgegebenen Wert überschreitet.
Der Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben, wobei die einzige Figur zwei Ein- richtungen 1, 2 in Form von GPS-Empfängern zeigt, welche das Signal einer GPS-Antenne 3 nach Teilung durch einen Antennen- Splitter 4 erhalten. Beide GPS-Empfänger 1, 2 empfangen (erhalten) also dieselben Signale, welche von den Satelliten eines satellitengestützten Navigationssystems abgestrahlt werden. Dabei ist zwischen der GPS-Antenne 3 und dem Antennen-Splitter 4 noch ein Vorverstärker 5 zur Vorverstärkung der empfangenden Signale geschaltet. Die beiden GPS-Empfänger 1, 2 geben ihre ermittelten ortsbezogenen Navigationsdaten jeweils an eine Vergleichseinheit 6 weiter, die diese miteinander vergleicht. Bei Gleichheit werden die Navigationsdaten zur Fahrwegs- und/oder Geschwindigkeitsbestimmung weitergegeben, insbesondere zur Ortung und dann zur Zugbeeinflussung der Fahrzeuge.
Gleichheit bedeutet hier, dass die ermittelten ortsbezogenen Navigationsdaten innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbandes liegen, die Differenz der Navigationsdaten zumindest einen vorgegebenen Wert nicht überschreitet.

Claims

Patentansprüche
1. System zur Fahrwegs- und/oder Geschwindigkeitsbestimmung von Fahrzeugen, insbesondere zur Zugbeeinflussung, mit zwei in den Fahrzeugen angeordneten Einrichtungen (1, 2), durch welche der Fahrweg und/oder die Geschwindigkeit der Fahrzeuge ortsbezogen ermittelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die verschiedene Bewertungsverfahren und/oder elektroni- sehe Schaltungen aufweisenden Einrichtungen (1, 2) Signale eines satellitengestützten Navigationssystems empfangen und anhand dieser Signale unabhängig voneinander jeweils ortsbezogene Navigationsdaten ermitteln und dass die von den beiden Einrichtungen (1, 2) ermittelten Na- vigationsdaten jeweils miteinander verglichen und als ungültig verworfen werden, wenn deren Differenz einen vorgegebenen Wert überschreitet.
2. Verfahren zur Fahrwegs- und/oder Geschwindigkeitsbestim- mung von Fahrzeugen, insbesondere zur Zugbeeinflussung, bei dem der Fahrweg und/oder die Geschwindigkeit der Fahrzeuge ortsbezogen mittels zweier in den Fahrzeugen angeordneter Einrichtungen (1, 2) ermittelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Einrichtungen (1, 2) die Signale eines satellitengestützten Navigationssystems empfangen und jeweils die ortsbezogenen Navigationsdaten mittels verschiedener Bewertungsverfahren und/oder elektronischer Schaltungen unabhängig voneinander ermitteln und dass die von den beiden Einrichtungen (1, 2) ermittelten Navigationsdaten jeweils miteinander verglichen und als ungültig verworfen werden, wenn deren Differenz einen vorgegebenen Wert überschreitet.
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