灰色组合预测辅助的列车自主定位方法

作者：边浩毅; 付国平; 董家希; 蔡煊^*

来源：铁道标准设计, 2023, 1-9.

DOI：10.13238/j.issn.1004-2954.202303020006

• 列车定位
• 自主定位
• 北斗卫星导航系统
• 惯性测量单元
• 灰色组合预测

基于全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System，GNSS）的列车定位方法是下一代列车运行控制系统列车定位技术的主要发展方向。从提高列车定位的安全性、自主性角度出发，并充分考虑组合定位系统的成本及异质传感器的互补性能，采用北斗卫星导航系统（Beidou Navigation Satellite System，BDS）和惯性测量单元（Inertial Measurement Unit，IMU）构建车载组合定位方案。针对BDS/ IMU组合在隧道运行环境中，卫星信号受限导致定位失效情况下IMU单独导航定位误差累积发散问题，提出一种灰色组合预测模型辅助的列车定位精度保持方法；基于BDS失效前组合系统定位信息建立算法模型，当列车处于卫星信号受限环境中时，利用灰色组合模型预测的列车定位数据序列持续校正IMU累积误差，从而保障列车运行全过程中定位输出的可用性。在实验室环境下搭建的仿真平台上对所提出方法进行验证，结果表明，BDS/IMU组合在正常工作情况下能保持较高的定位精度，东向/北向位置误差均小于2m，东向/北向速度误差均小于0.2m/s；在BDS定位失效环境下通过灰色组合模型预测数据修正IMU累积误差，相对于IMU单独导航，东向/北向位置误差均降低85%以上，东向/北向速度误差均降低80%以上，定位精度能够满足列车运行控制系统对列车定位的指标要求。

• 单位
  成都工业学院; 浙江机电职业技术学院; 教育学院