誘導無線定位系統(tǒng)在行移臺車上的運用

如圖所示，固定站的地址編碼發(fā)射器以同頻率分時方式分別將信號送給格雷母線標準線、交義線l、交叉線2，并通過電磁耦合方式把信號傳送到移動站的天線箱。移動站的地址編碼接收器按順序接收信號后，將兩對交叉線的信號分別與平行線(標準線)信號進行相位比較，如果交叉線的信號相位與平行線的信號相位相同，那么定義地址為“0”；如果相位相反，定義地址為“l(fā)”。上圖4中地址l的兩對交叉線的信號相位與平行線的信號相位相同，因此地址1為“00”。地址2中的第一對交叉線的信號相位與平行線的信號相位相同，第二對交叉線的信號相位與平行線的信號相位相反，因此地址2為“01”。
從上面的分析可以看到，格雷母線用一對地址線可以檢測到2個地址，用二對地址線可以檢測到4個地址。實際上，用n對地址線可以檢測到2n個地址。
根據(jù)電磁學理論：
φ=S*B 其中：φ為磁通量，S為線陶面積，B為電磁強度。
e=N*dφ／dt其中：e為感應電壓，N為線圈的匝數(shù)。
理論上講，只要將格雷母線最小步長W取得足夠小，格雷母線定位精度就可以做得很高，但在工程上由于格雷母線芯線、天線箱尺寸誤差、機車擺動，磁場分布不均勻性，以及外界干擾等因素，格雷母線最小步長W取值受到一定限制。W取得太小，電磁感應面積變小，地址檢測的信噪比低，造成地址不穩(wěn)定。根據(jù)工程經(jīng)驗，W=200毫米較好。
格雷母線最小步長W根據(jù)定位精度來確定，電纜長度由格雷母線芯線的數(shù)量和最小步長W確定。一般來說：絕對定位精度μ=W／2 (其中W為格雷母線最小步長)格雷母線長度L=2n*μ(其中n為格雷母線芯線的數(shù)量)通過上面的分析我們知道當格雷母線最小步長W=200毫米時，大地址的檢測精度為：
μ=W／2=200／2=100毫米。
如果格雷母線地址線為10對(G0一G9)，當W=200毫米時，則格雷母線長度為：
L=210*100(毫米)=102．4米。
地址線G0步長200毫米，在100毫米開始交叉；G1步長400毫米，在200毫米開始交叉；G2步長800毫米，在400毫米開始交叉，…；G8步長51．2米，在25．6米交叉一次，；G9步長102．4米，在51．2米交叉一次。
1．2．2 精密地址
在絕對地址的基礎(chǔ)上，對大地址進行細分獲得高精密地址。
精密地址檢測方法是在格雷母線中增加一對地址線L0，LO交叉間隔跟G0一樣，只是錯開半個步長，如圖4所示：

與絕對地址一樣，精密地址也分為車上檢測方式和地上檢測方式。兩種工作方式原理相同，這里以地上檢測方式為例。
如圖5所示，GO，LO兩對線的交叉間距一致，均為200毫米，且錯開100毫米，其中R線為標準信號線，不交叉。

當移動站的天線箱線圈中通入交變電流時，地址線GO、L0產(chǎn)生的感應電動勢如下：

V0、V1――電纜芯線G0、LO上感應電動勢信號幅度；
dφ0、dφ1――通過電纜芯線G0、L0的磁通變化量；
N―一格雷母線芯線圈數(shù)，在這里N=1；
B――磁場強度；
S――磁場作用在電纜芯線G0、LO上的有效面積；
設S0是磁場作用在芯線GO上的有效面積，S1是磁場作用在芯線LO上的有效面積，H為電纜的寬度，W為格雷母線芯線的最小步長。當移動站上的天線箱按圖5中方式移動時(移動距離為X，X100毫米)。
則： V0=一dφ0／dt=一BdSO／dt=一Bd(HW一2HX)／dt…(4)
V1=一dφl／dt=一BdSl／dt=一Bd(2HX)／dt ……(5)
在同一時間間隔內(nèi)，由(4)／(5)得：
V0／Vl=W／2X―1 ……(6)
格雷母線安裝好后，當天線箱信號源不變時，由式(6)可知，當X100毫米范圍內(nèi)，VO／Vl與X成線性關(guān)系。由于G0、LO的交叉間距相同且錯開100毫米，故在100毫米間距的每個位置總有一個V0／Vl比值對應，且這個比值不受環(huán)境噪音和接收信號電平波動的影響。