組合導(dǎo)航定位技術(shù)在機(jī)車安全監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

(4)軌道判斷

在機(jī)車進(jìn)站時，GPS信號可能會收到遮蔽影響，即使GPS正常工作，但由于軌道間距比較小，要判斷機(jī)車所在軌道還是有難度，因此，需要通過陀螺儀來獲取軌道弧度數(shù)據(jù)。根據(jù)弧度和角速度之間的關(guān)系：

在t1到 t2時間段內(nèi)，總的弧度計算公式為：

設(shè)陀螺儀的采樣間隔為T，則使用分段線性化來計算該積分：

其中n為t2時刻的角速度，m為t1時刻的角速度。(m-n)T為求和時間長度，該求和時間長度依據(jù)軌道參數(shù)進(jìn)行智能調(diào)整。在該終端的Flash中，已經(jīng)保存了軌道線路參數(shù)(包括道岔處的弧度信息)，將計算所得的θ1和道岔處的弧度信息做比較，就可以判斷出機(jī)車進(jìn)入的具體軌道。

3 測試數(shù)據(jù)及結(jié)果分析

ADXRS150微硅陀螺儀輸出角速度信號經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后，再轉(zhuǎn)換為弧度。其前面的正號代表順時針轉(zhuǎn)動，負(fù)號表示逆時針旋轉(zhuǎn)。結(jié)合目前所在位置的軌道參數(shù)，對機(jī)車所在軌道進(jìn)行判斷，并與GPS方位角進(jìn)行了對照分析。
測試位置為：北緯22度57分4728秒，東經(jīng)108度21分0413秒，當(dāng)前機(jī)車速度為49.5km/h，對機(jī)車穿越道岔時段時數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，如圖2、圖3所示。

該測試數(shù)據(jù)說明，機(jī)車在該位置順時針方向轉(zhuǎn)動行駛，通過查詢本地Flash中的數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確判斷了機(jī)車在道岔處所選擇的軌道。

基于GPS、陀螺儀、機(jī)車速度傳感器的組合定位技術(shù)，解決了單一GPS定位的缺陷，提高了定位精度，結(jié)合中心電子地圖，準(zhǔn)確判斷了機(jī)車進(jìn)站軌道。在測試和試運行中，取得了明顯的效果，為機(jī)車的實時監(jiān)控和安全預(yù)警提供了可靠的軌道位置數(shù)據(jù)。