一种基于卫星定位观测质量评估的虚拟应答器布局方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114970054A(43)申请公布日2022.08.30(21)申请号202210263581.2G06F111/10(2020.01)(22)申请日2022.03.17G06F111/04(2020.01)G06F111/06(2020.01)(71)申请人北京交通大学地址100044北京市海淀区西直门外上园村3号(72)发明人刘江王思琦蔡伯根王剑陆德彪上官伟姜维柴琳果(74)专利代理机构北京市商泰律师事务所11255专利代理师黄晓军(51)Int.Cl.G06F30/18(2020.01)G06F30/27(2020.01)G06K9/62(2022.01)G06N3/12(2006.01)权利要求书6页说明书16页附图4页(54)发明名称一种基于卫星定位观测质量评估的虚拟应答器布局方法(57)摘要本发明提供了一种基于卫星定位观测质量评估的虚拟应答器布局方法。该方法包括：采集目标轨道线路的地理空间信息，提取列车的卫星定位观测信息，确定VB的布设密度；根据关键点地理空间信息和观测信息进行卫星定位观测信息聚类，将目标轨道线路划分为若干轨道片，确定轨道片的卫星定位精度等级，在卫星定位精度带划分结果的基础上进行区段延拓，得到全线VB的布设区段，确定区段VB的布设策略；在VB降级区段，根据VB的布设密度和区段VB的布设策略采用多目标优化迭代计算确定区段VB的最佳布设方案。本发明方法为合理的虚拟应答器布设方案提供了有效依据，确保了VB预期布设位置的卫星定位性能达到虚拟应答器捕获性能需求，提高了虚拟应答器的实施能力。CN114970054ACN114970054A权利要求书1/6页1.一种基于卫星定位观测质量评估的虚拟应答器布局方法，其特征在于，包括：采集目标轨道线路的地理空间信息，提取列车在目标轨道线路上多次往返历史数据中的卫星定位观测信息，确定虚拟应答器VB的布设密度；根据目标轨道线路的关键点地理空间信息和车载接收机卫星定位历史数据中的观测信息进行卫星定位观测信息聚类，将目标轨道线路划分为若干轨道片，确定轨道片的卫星定位精度等级；在卫星定位精度带划分结果的基础上进行区段延拓，得到全线VB的布设区段，该布设区段包括VB功能可用区段、降级区段和不可用区段，确定区段VB的布设策略；在目标轨道线路上的VB降级区段，根据所述VB的布设密度和区段VB的布设策略采用多目标优化迭代计算确定区段VB的最佳布设方案。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的采集目标轨道线路的地理空间信息，提取列车在目标轨道线路上多次往返历史数据中的卫星定位观测信息，确定VB的布设密度，包括：采集目标轨道线路的地理空间信息，该空间地理信息包括关键点空间信息(Bi,Li,Hi,Si,Di)，其中Bi为第i个关键点的纬度信息，Li为经度，Hi为高程，Si为一维里程，Di为线路运行方向；从车载接收机上卫星定位原始数据中提取卫星定位观测信息，该卫星定位观测信息包括定位信息(Lont,Latt,Higt,Velt,Numt,Hdopt)和卫星状态信息,Lont为第t个历元时刻解算的定位经度信息，Latt为纬度，Higt为高程，Velt为速度，Numt为当前历元时刻用于定位解算的卫星数量，Hdopt为水平精度因子，卫星状态信息(Prnt,k,Snrt,k,Azit,k,Elet,k),其中，Prnt,k为第t个历元时刻第k个卫星的卫星编号，Snrt,k为信噪比，Azit,k为卫星方位角，Elet,k为卫星仰角；基于定位信息(Lon't,Lat't,Hig't)通过式(1)计算第t个历元时刻列车定位单元的水平定位误差Errt；Errt＝dis{(Lont,Latt),(Lon't,Lat't)}(1)其中，dis{·}为基于二维空间坐标的两点间直线距离函数；得到卫星定位观测信息的定位误差为(Numt,Hdopt,μSnr,t,σSnr,t,Errt)；根据设定的实体应答器布设原则和卫星定位观测信息的定位误差确定VB的布设密度，该布设密度包括VB之间的最小布设间隔dmin、最大布设间隔dmax和均匀布设距离davg。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的根据目标轨道线路的关键点地理空间信息和车载接收机卫星定位历史数据中的观测信息进行卫星定位观测信息聚类，将目标轨道线路划分为若干轨道片，确定轨道片的卫星定位精度等级，包括：根据目标轨道线路的地理空间信息和描述局部线路卫星定位性能的最小线路单元长度对目标轨道线路进行等间隔划分，将目标轨道线路划分为若干轨道片Piei，记录每一个轨道片的起点中点和终点空间信息，分别表示第i个轨道片相应点的纬度、经度、高程、里程，其上标S、M、E分别表示轨道片起点、中点和终点；利用