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基于GNSS的虚拟应答器研究

张雅静  
【摘要】: 应答器是中国列车控制系统CTCS中的主要定位设备。为了提高定位精度,轨道沿线需要铺设大量的应答器,从而增加系统成本和后期维护量。如何在保证列车定位精度需要的同时减少实际设置应当器的数量对CTCS的广泛实施具有重要现实意义。 随着全球导航定位系统GNSS(Global Navigation Satellite System)的发展,国内外纷纷开展基于GNSS技术来实现虚拟应答器(Virtual Balise,简称VB)的研究,即采用GNSS接收机和相关软件实现查询应答器所有功能,用于模拟一个真正放置在轨道上的应答器。论文在分析虚拟应答器的功能需求、系统结构的基础上,对虚拟应答器各子系统构成、各运行状态之间的切换及其软件实现进行了设计;重点对虚拟应答器关键部分――铁路地图匹配算法和应答器捕获时机进行了研究,在分析VB的定位误差与定位输出频率、列车速度关系的基础上,设计了VB最优点捕获算法,当卫星导航定位系统正常工作时,列车运行到轨道上一个参考点(虚拟应答器点),通过实时的地图匹配技术实现参考点的最佳捕获,生成与实际应答器格式一致的信息,并向应答器传输模块(BTM)发送,从而使虚拟应答器与常规应答器具有相同的接口功能,便于列车控制系统的采用。 论文采用Visual C ++6.0编程工具和Mapx地图控件实现查询应答器功能。软件经采用青藏线GPS数据测试,能准确捕获前方虚拟应答器信息实现虚拟应答器功能。


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