組合導航定位技術在機車安全監控系統中的應用研究

(4)軌道判斷

在機車進站時，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據。根據弧度和角速度之間的關系：

在t1到 t2時間段內，總的弧度計算公式為：

設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軌道參數進行智能調整。在該終端的Flash中，已經保存了軌道線路參數(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，就可以判斷出機車進入的具體軌道。

3 測試數據及結果分析

ADXRS150微硅陀螺儀輸出角速度信號經過A/D轉換后，再轉換為弧度。其前面的正號代表順時針轉動，負號表示逆時針旋轉。結合目前所在位置的軌道參數，對機車所在軌道進行判斷，并與GPS方位角進行了對照分析。
測試位置為：北緯22度57分4728秒，東經108度21分0413秒，當前機車速度為49.5km/h，對機車穿越道岔時段時數據進行了分析，如圖2、圖3所示。

該測試數據說明，機車在該位置順時針方向轉動行駛，通過查詢本地Flash中的數據，準確判斷了機車在道岔處所選擇的軌道。

基于GPS、陀螺儀、機車速度傳感器的組合定位技術，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，準確判斷了機車進站軌道。在測試和試運行中，取得了明顯的效果，為機車的實時監控和安全預警提供了可靠的軌道位置數據。