GPS卫星定位系统.doc

GPS卫星列车定位系统
学生姓名: 赵朴盛
学号: 08301546
专业班级:城市轨道交通控制 381703
指导教师: 李玉冰


摘要
实时、精确地确定列车在线路中的位置是保证安全、发挥效率、提供最佳服务的前提。列车自动控制系统利用轨旁及车载设备对列车进行实时的跟踪。轨旁定位主要采用轨道电路、信标、电缆环线、裂缝波导、扩频电台、GPS等技术手段, 列车自身的定位可依赖于安装在轮轴上的编码里程仪实现, 通过车地之间的信息传输通道, 实现轨旁与列车之间实时的信息交换, 实时控制列车在线路中的运行。
论文阐述了现有的各种列车定位方式,对比分析了***与里程机定位的特点,提出了基于GPS的列车定位系统,该系统主要由车载定位子系统、车站定位子系统及信息传输系统组成。其中车载子系统主要实现定位信息的采集和显示,车站定位子系统主要实现列车位置信息的接受及处理,而信息传播系统作为二者的连接桥梁,为定位信息提供无线传输通道。
全球定位系统(Global Positioning System,GPS)为列车监控系统提供的位置信息。它是以卫星为基础的授时与测距导航无线电导航定位系统,能为车辆等诸多移动站提供精确的三维坐标、速度和时间,是一种最直接、最经济、最可靠和最成熟的技术。本论文通过对卫星、车载设备、GPS定位计算、误差分析等来实现列车的定位,并简单介绍了我国的北斗导航系统。
伴随着列车一次次的提速,我国铁路整体装备水平正在逐步提高。铁路对系统的安全生产、指挥调度与铁路通信的服务越来越密不可分。采用GPS就可以很好地解决这一问题。将GPS技术运用于铁路,列车调度系统便可高度掌握列车的运行位置,便于跟踪监测。根据机车行车线路的具体路况,将相应的调度命令,对司机进行路况语音提示。这样将大大提高机车的安全性,并缓解司乘人员作业紧张程度;将机车的位置信息及时发送给铁路养护维修人员,从而有利地保证人身安全;同时旅客也可以知道自己所乘坐列车的确切位置和前方车站的有关信息。
关键词:GPS,列车定位
目录
摘要 I
引言 1
1 城市轨道交通定位技术 2
列车定位的基本功能和作用 2
列车定位的主要体现 2
2 GPS 3
***系统的概述 3
GPS概述 3
GPS定位的基本观测量及定位原理 4
GPS卫星星座 4
地面监控系统 5
车载设备 6
GPS基本工作定位原理 8
GPS定位计算 9
考虑时间误差后的伪距计算 9
GPS误差来源: 10
位置差分法 12
伪距差分法 13
GPS 14
GPS在铁路中的应用 15
在高速铁路中的应用 16
在调度系统中的应用 16
3 中国的北斗卫星导航系统 17
结论 19
致谢 20
参考文献 21
引言
铁路是我国国民经济运行的大动脉,通过信息技术增强铁路行业的竞争实力,是使其扭亏为盈的基础和前提。
铁路智能运输系统(Railway Intelligent Transportation System,RITS)是利用计算机技术、现代通信技术、现代信息处理技术、控制与系统技术、管理与决策支持技术和智能自动化技术等,实现信息采集、传输、处理和共享,通过高效利用与铁路运输相关的所有资源,以较低的成本达到保障安全、提高运输效率、改善经营管理和提高服务质量为目的的新一代铁路运输系统。
列车定位技术是实现列车自动控制的关键技术之一,几乎每个子系统的实现都需要列车的位置信息作为参数之一。所以说列车定位是列车控制系统中一个非常重要的环节,它的引入使得调度指挥和行车控制一体化新的综合自动化系统的实现成为可能,更加有效地提高行车效率和安全度。它在列车自动控制系统中的作用有:为保证安全列车间隔提供依据;在某些自动控制系统中,提供区段占用、出清信息,作为转换轨道检测信息和速度控制信息发送的依据。
本论文介绍了铁路中列车定位的必要性及GPS列车定位方式,通过对原理的概述、计算、地图的投影方法以及GPS在铁路的应用,使大家对GPS列车定位技术有一定了解,以适应铁路系统的提速,高铁的发展趋势。
1 城市轨道交通定位技术
列车定位的基本功能和作用
列车定位系统的基本功能:能够在任何时刻、任何地方按要求确定列车的位置,包括列车行车安全的相关间隔、速度;对轨旁设备和车载设备等资源进行分配和故障诊断;在局部出现故障时,能够在满足一定精度要求的前提下,降级运行。列车定位方式按照空间可用性分为离散方式、连续方式和接近连续方式。按照产生定位信