基于超宽带辅助的列车卫星定位欺骗干扰检测方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110568456A(43)申请公布日2019.12.13(21)申请号201910860490.5B61L25/02(2006.01)(22)申请日2019.09.11(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)发明人刘江蔡伯根王剑陆德彪上官伟姜维李甜甜(74)专利代理机构北京市商泰律师事务所11255代理人黄晓军(51)Int.Cl.G01S19/01(2010.01)G01S19/12(2010.01)G01S19/21(2010.01)G01S19/46(2010.01)权利要求书4页说明书11页附图4页(54)发明名称基于超宽带辅助的列车卫星定位欺骗干扰检测方法(57)摘要本发明提供了一种基于超宽带辅助的列车卫星定位欺骗干扰检测方法。该方法可以通过车载干扰检测系统获取超宽带定位信息，对轮轴传感器定位进行修正，得到参考定位数据；通过轨道参考误差统计检测，确定候选干扰检测时段；根据候选干扰检测时段确定前序检测时段，检测各卫星通道中的信噪比衰落恢复事件，确定目标检测时段；计算目标检测时段内可视卫星的参考观测量，对卫星定位终端观测量进行一致性检验，根据检验结果确定发生欺骗干扰的时间与区段。本发明利用超宽带定位技术，为确定铁路线路中卫星定位欺骗干扰的发生时刻及位置提供了途径，可以实现复杂铁路运行环境下准确检测卫星定位欺骗干扰，并对定位欺骗干扰进行标记。CN110568456ACN110568456A权利要求书1/4页1.一种基于超宽带辅助的列车卫星定位欺骗干扰检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤S1：沿铁路线路设置超宽带定位增强区段，在每个超宽带定位增强区域布设轨旁超宽带定位基站；步骤S2：在列车运行过程中，车载干扰检测系统在超宽带定位增强区段使用超宽带定位终端的定位解修正轮轴测速传感器的定位结果，得到列车的参考定位数据；步骤S3：在列车运行结束后，基于所述列车的参考定位数据和卫星定位终端输出的卫星定位数据计算卫星定位的轨道纵向误差、轨道垂向误差，根据所述轨道纵向误差、轨道垂向误差进行轨道参考误差统计检测，确定候选干扰检测时段；步骤S4：基于候选干扰检测时段确定前序检测时段，检测各卫星通道中的信噪比衰落恢复事件，将特定候选干扰检测时段判定为目标检测时段；步骤S5：计算所述目标检测时段内可视卫星的参考观测量，对卫星定位终端观测量进行一致性检验，根据所述一致性检验结果确定发生欺骗干扰的时间与区段。2.根据权利要求1所述的方法，所述的步骤S1中的沿铁路线路设置超宽带定位增强区段，在每个超宽带定位增强区域布设轨旁超宽带定位基站，包括：获取铁路线路地理空间数据，该铁路线路地理空间数据包括：第i个轨道特征点的编号Ei，i＝1,2,…,N、股道号Ti、方向Oi、纬度Bi、经度Li、高程Hi、三维位置(Xi,Yi,Zi)、线路里程Si和可视仰角门限Ui；所述轨道特征点是对原始测量点集进行剔除、抽取后的剩余点，其相关特征、属性信息的集合构成了轨道地理空间数据库的具体存储内容；以所述地理空间数据中的线路里程为依据，按固定间隔量Δ进行搜索，确定NA个长度为R的超宽带定位增强候选区段；计算每个超宽带定位增强候选区段内所含所有轨道特征点的可视仰角门限均值若满足则删除第j个超宽带定位增强候选区段，确定NU个超宽带定位增强区段，NU≤NA；在每个超宽带定位增强区段布设轨旁超宽带定位基站，并且确保每个超宽带定位增强区段内任意一个轨道特征点均能同时接收到4个以上基站的信号。3.根据权利要求2所述的方法，所述的步骤S2之前还包括：在列车上安装车载干扰检测系统，该车载干扰检测系统包含卫星定位接收机、超宽带定位终端、轮轴测速传感器、定位信息处理计算机、数据存储单元和集成天线模块，所述卫星定位接收机随列车运行采集列车的卫星定位信息，所述超宽带定位终端随列车运行采集列车的超宽带定位信息，所述轮轴测速传感器随列车运行采集列车的速度数据。4.根据权利要求3所述的方法，所述的步骤S2中的在列车运行过程中，车载干扰检测系统在超宽带定位增强区段使用超宽带定位终端的定位解修正轮轴测速传感器的定位结果，得到列车的参考定位数据，包括：1)若列车运行于某一超宽带定位增强区段，则车载干扰检测系统同步采集t时刻超宽带定位终端的定位解(Xuwb,t,Yuwb,t,Zuwb,t)、轮轴测速传感器的输出速度Vodo,t，以Xuwb,t、Yuwb,t、Zuwb,t、Vodo,t构成量测向量，建立列车的超宽带/轮轴速度传感器联合观测模型；2)利用非线性滤波器求解所述列车的超宽带/轮轴速度传感器联合观测模型的最优估2CN110568456A权利要求书2/4页计解，得到列车的最优当前