面向軌道交通站場的高精度GPS定位方法研究.pdf

1、維修巡檢作業(yè)是關(guān)系到軌道交通安全運(yùn)行的一項(xiàng)重要工作。由于軌道交通站場設(shè)備繁多且地點(diǎn)分散，需要大量維修工進(jìn)行及時的巡檢和維護(hù)，因此對維修工的實(shí)時定位、跟蹤和管理顯得尤為重要。針對這一問題，國內(nèi)外學(xué)者對GPS定位進(jìn)行了大量的研究，但所提出的GPS定位方法普遍應(yīng)用于公路交通系統(tǒng)中車輛的定位，而針對軌道交通站場的人員定位很少涉及。雖然一些研究者提出了GPS匹配改進(jìn)算法，但沒有充分考慮軌道交通站場的特點(diǎn)，普遍存在定位誤差大，定位數(shù)據(jù)漂移等問題，無

2、法有效實(shí)現(xiàn)軌道站場人員的高精度定位。由此，論文在分析軌道交通站場特點(diǎn)以及線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，從GPS數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)預(yù)處理以及定位匹配多個環(huán)節(jié)入手，進(jìn)行高精度GPS定位關(guān)鍵技術(shù)的研究。論文主要研究工作包括：
　　1.為減小采集過程中數(shù)據(jù)漂移引起的誤差，研究了關(guān)聯(lián).控制點(diǎn)的GPS數(shù)據(jù)采集法。該方法根據(jù)站場拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在若干關(guān)鍵點(diǎn)處設(shè)置已知精確坐標(biāo)值的關(guān)聯(lián)點(diǎn)及控制點(diǎn)，并在這些點(diǎn)約束下對GPS數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整采集。
　　2.為提高數(shù)

3、據(jù)預(yù)處理的效率及實(shí)時性，研究了基于數(shù)據(jù)變化率的自適應(yīng)動態(tài)實(shí)時校正法，該方法通過滾動采樣數(shù)據(jù)的變化率確定校正上下限，根據(jù)構(gòu)建的校正范圍找出誤差點(diǎn)，并對誤差點(diǎn)進(jìn)行剔除及插值處理。
　　3.為確保GPS匹配精度，論文研究了一種基于兩圓法的地圖匹配算法。該算法首先將軌道站場圖劃分成陣列矩形小區(qū)域，通過一對同心圓與單個矩形區(qū)域結(jié)合獲得待匹配軌道段。在此基礎(chǔ)上，本文針對不同特點(diǎn)的軌道區(qū)域采用了不同的優(yōu)化匹配算法：
　　i.對于普通的直線

4、軌道和曲線軌道，采用了位置點(diǎn)匹配算法；
　　ii.對于相鄰平行軌道，采用了基于歷史條件約束的地圖匹配算法，該算法充分利用歷史匹配信息對當(dāng)前點(diǎn)進(jìn)行定位約束，以改善相鄰軌道匹配跳躍問題；
　　iii.對于道岔點(diǎn)緩沖區(qū)，采用了利用T-S型模糊模型建立分割線的方法，該方法通過分隔線分類來確定待匹配點(diǎn)的當(dāng)前軌道，以減小岔點(diǎn)附近的匹配誤差。
　　最后，武漢地鐵的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文提出的高精度GPS定位方法有效提高了軌道交通站場的人