探析列车组合定位系统数据的仿真方法研究

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1、北京交通大学硕士学位论文列车组合定位系统数据的仿真方法研究姓名：杨海波申请学位级别：硕士专业：交通信息工程及控制指导教师：蔡伯根201012中文摘要摘要：列车定位是列车运行控制系统的关键技术之一，而采用多传感器信息融合理论的列车组合定位系统是列车定位的重要发展方向。由于实际条件的限制，列车定位传感器误差和故障数据难以获取，故障模式难以复现，列车组合定位系统的开发和验证受到了极大的限制。因此，需要研究和开发列车组合定位仿真系统。论文基于列车组合定位仿真系统，主要对数据级仿真进行了相关研究。论文根据列车组合定位主要采用的传感器的基本

2、原理，分析相关传感器的数学模型和故障特性，建立了传感器的误差模型。论文从列车组合定位系统的原理出发，设计了列车组合定位仿真系统的结构，并从数据级、信号级、设备级三个层次分析和阐述了仿真系统在各个级别的主要特点及其主要工作内容，提出了列车组合定位仿真系统数据级仿真的主要思路。通过列车牵引计算，获得列车运行的速度、距离和时间的关系，并从实际数据中提取出列车的运行方向等信息，从而得到了综合的列车运行动态特性。在列车牵引计算的基础上，根据列车组合定位传感器故障特性和误差模型，进行数据仿真，得到了多传感器的仿真数据。论文利用GNSS(G1

3、0balNaVigationSatelliteSystem，全球卫星导航系统)模拟器配套软件SiIIlGEN的仿真功能，根据得到的列车运行动态特性建立运动载体模型，以列车运行的时间为坐标进行时间同步，仿真得到该动态特性下列车的多传感器数据。将该数据与仿真数据进行对比，验证了仿真数据的正确性。并利用数据融合算法将加速度计和陀螺仪的仿真数据进行融合计算，给出了基于GNSS／IMU的列车组合定位结果，与原始数据对比，结果表明仿真数据是可用的。关键词：列车组合定位仿真；数据仿真；传感器误差模型；列车牵引计算；数据融合分类号：U284AB

4、STRACTABSTRACT：Traillpositi0血gisoneofthekeytechnologiesofTrainTramcComrolSystemandTraillIntegratedPositioningSystemusiI培multi—sellsordatamsiontheo巧isa11importantdeVelopmentdirectionoftraillpositiorling．AstheactualconditiollS，“’sd磕culttoobtaillthe锄rand白iluredataandrea

5、ppearanceofthefailuremode，wmchreSultiIlgreatco咖aiJltsofdeVelopmemandverilficationofT}血IntegratedPositiolli】唱System1kre南re，it’sof黟eatiInportancet0researchanddeVeloptheTrainImegratedPositiolliIlgShnulationSysteIIL1HsthesisImiIlly向cusedontheresearchofdata—leVelshulation

6、basedonthe’rmiIlImegratedPositio曲19SiIIlulationSystemFirstofall，IIl；mlematicalInodelSoftheSenSorswllichtraillpositioniIlguSuaUyadoptedareestablishedaccordiIlgtothebaSicpfinciplesoftrainpositiolliIlg，errormodels觚dfailurecharacteristicsareanalyzed嬲、ⅣeU．Secondly’theStnl

7、ctllreoftheTrajllIntegratedPositio血gSilIlulationSyStemaredes远nedfoll0、税dthemlesofthea曲捌Tra证Inte黟atedPositiorlingSySteIll．1kIminch觚lCteristicsandm旬orcomentsofthesiIImlationSyStemaredescribedandanaJyzed丘．omthreeleVelswmcharedata-leVel，sigml一leVelanddevice—leVelandthen蠲

8、orclueofthedatasiIImlationoftheTraillIme掣atedPos“ioniIlgSiIImlationSystemisproposed．Relationshipofspeed，distanceandtiIneareobtakdby