基于衛(wèi)星定位的列車軌道占用檢測方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及列車運(yùn)行控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于衛(wèi)星定位的列車軌道占用 檢測方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 列車在鐵路上運(yùn)行時，軌道占用的檢測是列車運(yùn)行控制的基礎(chǔ)。鐵路線路是否空 閑或被占用的檢測確認(rèn)，是保證鐵路行車安全的重要條件。目前，現(xiàn)有的軌道占用判定方法 有以下兩種：
[0003] (1)、軌道電路
[0004] 軌道電路的組成設(shè)備有：信息發(fā)送設(shè)備、鋼軌、信息接收設(shè)備。其工作原理是：信 息發(fā)送設(shè)備利用兩條鋼軌作傳輸線，將信息傳輸至信息接收設(shè)備，當(dāng)列車輪對踏上該段鋼 軌之后，鋼軌短路，信息接收設(shè)備無法收到來自信息發(fā)送設(shè)備的信息，從而判斷該區(qū)段軌道 被列車占用。
[0005] (2)、計軸器
[0006] 計軸器通過檢測進(jìn)入?yún)^(qū)段的輪軸數(shù)目和離開區(qū)段的輪軸數(shù)的方法，確認(rèn)列車是否 占用或離開該區(qū)段，以此證明該區(qū)段是否處于空閑狀態(tài)。
[0007] 上述現(xiàn)有的軌道占用檢測方法是利用軌道電路或計軸器等地面設(shè)備實現(xiàn)的，建設(shè) 成本較高，軌道電路和計軸器作為電氣設(shè)備，需要定期的性能測試和參數(shù)校準(zhǔn)，人力資源費(fèi) 用和設(shè)備維護(hù)費(fèi)用較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的實施例提供了一種基于衛(wèi)星定位的列車軌道占用檢測方法，以實現(xiàn)利用 車載設(shè)備來完成列車的區(qū)間軌道占用計算。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種基于衛(wèi)星定位的列車軌道占用檢測方法，包 括：
[0010] 列車頭部和尾部的衛(wèi)星定位接收機(jī)接收衛(wèi)星星歷數(shù)據(jù)和偽距數(shù)據(jù)，根據(jù)所述衛(wèi)星 星歷數(shù)據(jù)和偽距數(shù)據(jù)計算出所述列車的車頭和車尾的定位位置；
[0011] 根據(jù)設(shè)定的定位漏檢率和誤檢率計算出所述列車的定位水平保護(hù)距離；
[0012] 根據(jù)所述列車的定位水平保護(hù)距離，結(jié)合電子地圖將所述列車的車頭和車尾的定 位位置映射在軌道線路上，得到所述列車在所述軌道線路上的占用區(qū)間。
[0013] 優(yōu)選地，所述的列車頭部和尾部的衛(wèi)星定位接收機(jī)接收衛(wèi)星星歷數(shù)據(jù)和偽距數(shù) 據(jù)，根據(jù)所述衛(wèi)星星歷數(shù)據(jù)和偽距數(shù)據(jù)計算出所述列車的車頭和車尾的定位位置，包括：
[0014] 為了計算出列車的車頭位置或者車尾位置的定位點(diǎn)的三維位置（Xu，Yu，Z u)，在可 見衛(wèi)星中選擇至少四顆衛(wèi)星進(jìn)行偽距測量，產(chǎn)生偽距方程組：
[0015] Pi= I I S j-u I I +Ctu
[0016] 所述偽距方程組展開得到：
【主權(quán)項】
1. 一種基于衛(wèi)星定位的列車軌道占用檢測方法，其特征在于，包括： 列車頭部和尾部的衛(wèi)星定位接收機(jī)接收衛(wèi)星星歷數(shù)據(jù)和偽距數(shù)據(jù)，根據(jù)所述衛(wèi)星星歷 數(shù)據(jù)和偽距數(shù)據(jù)計算出所述列車的車頭和車尾的定位位置； 根據(jù)設(shè)定的定位漏檢率和誤檢率計算出所述列車的定位水平保護(hù)距離； 根據(jù)所述列車的定位水平保護(hù)距離，結(jié)合電子地圖將所述列車的車頭和車尾的定位位 置映射在軌道線路上，得到所述列車在所述軌道線路上的占用區(qū)間。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于衛(wèi)星定位的列車軌道占用檢測方法，其特征在于，所述 的列車頭部和尾部的衛(wèi)星定位接收機(jī)接收衛(wèi)星星歷數(shù)據(jù)和偽距數(shù)據(jù)，根據(jù)所述衛(wèi)星星歷數(shù) 據(jù)和偽距數(shù)據(jù)計算出所述列車的車頭和車尾的定位位置，包括： 為了計算出列車的車頭位置或者車尾位置的定位點(diǎn)的三維位置（Xu，Yu，Zu)，在可見衛(wèi) 星中選擇至少四顆衛(wèi)星進(jìn)行偽距測量，產(chǎn)生偽距方程組： Pi= Ms J-U11+ctu 所述偽距方程組展開得到：
P 指第j顆衛(wèi)星的偽距，X j、yj、Zj指第j顆衛(wèi)星的三維位置，t u列車車頭位置或者車 尾位置安裝的衛(wèi)星定位接收機(jī)的鐘差； 通過線性迭代方法來求解所述偽距方程組，得到所述列車的車頭位置或者車尾位置的 定位點(diǎn)的三維位置（Xu，Yu，Zu)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于衛(wèi)星定位的列車軌道占用檢測方法，其特征在于，所述 的通過線性迭代方法來求解所述偽距方程組，得到所述列車的車頭位置或者車尾位置的定 位點(diǎn)的三維位置（X u，Yu，Zu)，包括： 設(shè)偏移量（ΔΧυ，Λ yu，Azu)表示所述列車的車頭位置或者車尾位置的定位點(diǎn)的真實位 置（xu，yu，zu)與定位點(diǎn)近似位置(m)之間的偏差； 所述近似位置(丸，D的初始值設(shè)置為（〇. 〇. 〇)，通過迭代運(yùn)算求出近似位置 (元，I)的最終值，將所述偽距方程組在近似位置（夂，兔(，￡")處按泰勒級數(shù)展開， 得到用已知坐標(biāo)和偽距測量的線性函數(shù)表示的位置偏移量（AXu，Ayu，Azu)，求得結(jié)果如 下： Δ p = ΗΔ X 即 Δ X = r1 Δ P 其中
所述axj，ayj，azj表示由所述列車的車頭位置或者車尾位置的定位點(diǎn)的近似位置指向 第j顆衛(wèi)星的單位矢量的方向余弦，通過獲取不少于4顆衛(wèi)星的偽距信息和星歷信息，利 用上述方程通過迭代運(yùn)算求解出4個未知量A Xu，Ayu，Azu，Atu來，并求解出近似位置 的最終值； 根據(jù)所述偏移量（ΔΧυ，Ayu，Azu)和近似位置(?，:^，的最終值，計算出所述列 車的車頭位置或者車尾位置的定位點(diǎn)的真實位置（xu，yu，zu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于衛(wèi)星定位的列車軌道占用檢測方法，其特征在于，所述 的根據(jù)設(shè)定的定位漏檢率和誤檢率計算出所述列車的定位水平保護(hù)距離，包括： 考慮測量噪聲的線性化測量方程如下所示： y = Hx+ ε 其中ε是nXl測量誤差矢量； 對所述線性關(guān)聯(lián)矩陣H進(jìn)行QR分解得到奇偶變換矩P ; 計算出與所選取的每顆衛(wèi)星線性關(guān)聯(lián)的斜率SLOPE(i):
式中，A = 01?)-?' S = PtP ; SLOPEmax為所選取的衛(wèi)星線性關(guān)聯(lián)的最大斜率； 計算
上述公式中的X為檢測門限，Γ是伽馬函數(shù)，自由度k=可見衛(wèi)星數(shù)-4, f_t(x)為中 心X 2密度函數(shù)，Pfa為設(shè)定的誤檢概率； 計算
上述公式中的fN.a(x)為非中心X2密度函數(shù)，X為檢測門限，j為整數(shù)，P md為設(shè)定的定 位漏檢率，λ為非中心X 2密度函數(shù)的非中心參量， 計算出臨界偏差記pbias :
所述λ是非中心X 2密度函數(shù)的非中心參量，所述〇 UEKE是設(shè)定的衛(wèi)星偽距測量誤差 的標(biāo)準(zhǔn)差； 所述列車的定位水平保護(hù)距離HPL的計算公式如下： HPL = SLOPEmaxXpbias〇
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于衛(wèi)星定位的列車軌道占用檢測方法，其特征在于，所述 的根據(jù)所述列車的定位水平保護(hù)距離，結(jié)合電子地圖將所述列車的車頭和