組合導航定位技術(shù)在機車(chē)安全監控系統中的應用研究

(4)軌道判斷

在機車(chē)進(jìn)站時(shí)，GPS信號可能會(huì )收到遮蔽影響，即使GPS正常工作，但由于軌道間距比較小，要判斷機車(chē)所在軌道還是有難度，因此，需要通過(guò)陀螺儀來(lái)獲取軌道弧度數據。根據弧度和角速度之間的關(guān)系：

在t1到 t2時(shí)間段內，總的弧度計算公式為：

設陀螺儀的采樣間隔為T(mén)，則使用分段線(xiàn)性化來(lái)計算該積分：

其中n為t2時(shí)刻的角速度，m為t1時(shí)刻的角速度。(m-n)T為求和時(shí)間長(cháng)度，該求和時(shí)間長(cháng)度依據軌道參數進(jìn)行智能調整。在該終端的Flash中，已經(jīng)保存了軌道線(xiàn)路參數(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，就可以判斷出機車(chē)進(jìn)入的具體軌道。

3 測試數據及結果分析

ADXRS150微硅陀螺儀輸出角速度信號經(jīng)過(guò)A/D轉換后，再轉換為弧度。其前面的正號代表順時(shí)針轉動(dòng)，負號表示逆時(shí)針旋轉。結合目前所在位置的軌道參數，對機車(chē)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，當前機車(chē)速度為49.5km/h，對機車(chē)穿越道岔時(shí)段時(shí)數據進(jìn)行了分析，如圖2、圖3所示。

該測試數據說(shuō)明，機車(chē)在該位置順時(shí)針?lè )较蜣D動(dòng)行駛，通過(guò)查詢(xún)本地Flash中的數據，準確判斷了機車(chē)在道岔處所選擇的軌道。

基于GPS、陀螺儀、機車(chē)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，結合中心電子地圖，準確判斷了機車(chē)進(jìn)站軌道。在測試和試運行中，取得了明顯的效果，為機車(chē)的實(shí)時(shí)監控和安全預警提供了可靠的軌道位置數據。