浅析高速列车GPS定位原理与应用-论文.pdf

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1、信息技术传播与应用卅罐．fr橱人2014年4月(上半月)第7期45浅析高速列车GPS定位原理与应用文芳(北京铁路局北京西电务段北京1OO000)摘要：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。关键词：铁路建设；GPS技术；GPS发展历程；GPS的定位原理【中图分类号]TP391．4【文献标识码】A【文章编号】1005—3573(2014)04—0045—01引言所求出的定位数据可作各种交通工具的导航数据。随着我国铁路的不断发展和提速，

2、对运行列车进行实时定由于在地球表面上的任何位置，都以不同的坐标值来表示，位和调度变得越来越重要。为此开发了列车运行定位系统，采因此只要知道两个不同航点的坐标数据，接收机就可马上计算用GPS定位技术，提高了数话兼容无线列调和定位的功能和可出两个航点间的直线距离、相对方位及航行速度，此为GPS接收靠性，使我国的无线列调的功能和作用加强，在系统技术上登上机导航数据的来源。要实现GPS导航，须事先将交通工具经过了一个新的台阶。的路段各点的坐标数据(利用地图或查询相关数据)输入GPS接1GPS系统概述收机内，即建立航点数据或电子地图。全球定位系统GPS(G

3、lobalPositioningSystem)美国从19734GPS技术在高速列车中的应用年开始筹建，于1989年开始发射正式工作卫星，历时2O年，耗资GPS定位和导航是集GIS、GPS、通信、嵌入式软硬件技术为200亿美元，于1994年全部建成，投入使用。一体的高度综合性的高技术产品。近年来，GPS导航技术在汽GPS系统由21颗卫星组成，均匀分布在6个轨道面上卫星车中得到了广泛的关注和应用。随着中国经济快速、持续的发向地面发射两个波段的信号，能在全球范围内，向任意多用户提展，包括铁路运输业在内的现代交通运输呈现出蓬勃发展之势，供高精度的、全天候

4、的、连续的、实时的三维测速、三维定位和可以预计，在今后的一段时间内，GPS定位和导航必将在铁路运授时。输中发挥越来越重要的作用。GPS系统的控制部分由设在美国本土上的5个监控站组4．1在救援列车上的应用成，这些站不问断地对GPS卫星进行观测，并将计算和预报的信在救援列车和机车上安装GPS车载终端后，当机车出现故息由注人站对卫星信息更新。障或发生事故后，将信息传递给调度中心或救援列车的GPS监2GPS定位原理控中心。计算机通过GIS将事故列车和救援列车的实时位置显2．1若按观测点的不同位置则可分为示在电子地图上，通过GPS定位和监控管理系统可以对遇

5、有险a)绝对定位(或单点定位)。即在地球协议坐标系统中，确定情或发生事故的车辆进行紧急援助，使救援工作准确及时。观测站相对地球质心的位置。这肘，可认为参考点与地球质心4．2在调度系统中的应用相重合。传统的铁路行车指挥调度系统是通过司机与车站值班员、b)相对定位。即在地球协议坐标系统中，确定观测站与某列车调度员三方通话确认列车运行位置、运行时间和运行速度。一地面参考点之间的相对位置。对列车运行的准确里程和速度，值班员和调度员不清楚，而且受2．2如果按用户接收机天线在测量中所处的状态，则定位方到区段(距离)的极大限制。通过GPS技术和机车上已有的无线

6、法可分为列调、机车信号、监控装置、车号识别装置，可以实时地将列车运a)静态定位。即在定位过程中，接收机天线的位置是固定行的时间、车次、机车号、运行区段(实时位置)、运行速度等信息的，处于静止状态。不过，严格说来，静止状态只是相对的。在传递到调度监控中心，计算机通过GIS将列车的各种状态信息卫星大地测量学中，所谓静止状态，通常是指待定点的位置相对显示在大屏幕上。这样将大大提高调度系统的工作效率。其周围的点位没有发生变化，或变化极其缓慢以致在双酗期内4．3在铁路物流管理中的作用(例如数天或数星期)可以忽赂。设想在全路推行机车车辆的GPS信息动态管理系

7、统，通过b)动态定位。即在定位过程中，接收机天线处于运动GPSGPS和计算机网络实时收集全路列车、机车、车辆、集装箱及所相对定位的作业模式，即利用GPS确定观测站之间相对位置所运货物的动态信息，实现列车及货物的追踪管理。只要知道货采用的作业方式。它与GPS接收设备的软件和硬件密切相关。车的车种、车型和车号，就可以立即从近1O万km的铁路网上流同时，不同的作业模式因作业方法、观测时间和应用范围的不向动着的几十万辆货车中找到该货车，还能得知这辆货车在何处而有所差异。运行或停在何处，以及所有的车载货物发货信息。这样将大大3GPS的基本应用提高路网及其运

8、营的透明度，提高运输效率。GPS的基本应用主要为定位和导航。GPS全球卫星定位系5总结统可应用于车辆监控、调度和报警。在客车、货车、公安