基于矢量跟踪的GPS／INS深耦合列车自主定位算法研究.pdfVIP

第 36卷第 1期 铁 道 学 报 Vo1．36 No．1 20l4年 1月 JOURNALOFTHECHINA RAILWAY S0CIETY January 2014 文章编号 ：1001-836l(2014)01—0062—08 基于矢量跟踪的GPS／INS深耦合 列车 自主定位算法研究 严细辉 ， 蔡伯根 ， 宁 滨 ， 上官伟 。 (1．北京交通大学 电子信息工程学院，北京 100044；2．北京交通大学 轨道交通控制与安全国家重点实验室，北京 100044) 摘 要 ：为解决传统的GPS／INS松耦合方式在复杂列车定位环境下的性能恶化 问题 ，结合矢量跟踪技术原理， 设计并提出基于矢量跟踪的深耦合列车 自主定位方法，给出深耦合列车 自主定位算法实现流程，建立相应的信号 跟踪滤波数学模型；针对复杂环境下的列车组合定位系统非线性 问题 ，引入强跟踪滤波思想对传统的容积卡尔曼 滤波算法进行改进以提升算法的稳定性与鲁棒性。以青藏线某区间列车运行数据为基础，通过计算机仿真验证 了所提算法在复杂环境下实现列车 自主定位过程的有效性与实用性 。 关键词 ：列车定位 ；GNSS；深耦合 ；矢量跟踪 ；强跟踪滤波 中图分类号 ：U284 文献标志码 ：A doi：10．3969／~．issn．1001-8360．2O14．01．010 ResearchonDeeplyIntegratedGPS／INSSolutionfor AutomaticTrainPositioningBasedon VectorTracking YAN Xi—hui～， CAIBai—gen ， NING Bin ， SHANG GUAN W ei。 (1．SchoolofElectronicandInformationEngineering，BeijingjiaotongUniversity，Beijing100044，China； 2．StateKeyLaboratoryofRailTrafficControlandSafety，BeijingJiaotongUniversity，Beijing100044，China) Abstract：Tosolvetheperformancedeteriorationproblem oftraditionallooselyintegratedGPS／INSunderthe complexpositioningenvironment，adeeplyintegratedGPS／INSsolutionforautomatictrainpositioningbased onvectortrackingwasdesignedandproposed，andtherealizationflow oftheautomatictrainpositioningalgo— rithm wasgiven，whilethemathematicmodelofthesignaltrackingfilterwasalsoestablished．In view ofthe non—linearproblem ofthetrain positioningsystem ，thethoughtofstrong trackingfilteringwasintroducedto improvetheconventionalcubatureKalmanfilteringalgorithm andup—gradeitsstabilityandrobustness．Theef— fectivenessandpracticalityoftheproposedsolutionwereverifiedbycomputersimulation，usingthetrain’Sop— erationdatainasectionoftheQinghai—TibetRailway． Keywords：train positioning；GNSS；deeplyint