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基于UKF的数字轨道地图的三维线路生成方法 认领
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作者 陶维杰 蔡伯根 +2 位作者 刘江 王剑 上官伟 《交通运输工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第5期227-236,共10页
针对基于卫星导航系统的列车定位对数字轨道地图的实际需求,提出了一种基于无迹卡尔曼滤波的线路估计方法,生成线路的三维数字轨道地图;对于铁路线路的3种平面线形(直线、缓和曲线和圆曲线),采用以里程为参数的菲涅尔(Fresnel)积分模型... 针对基于卫星导航系统的列车定位对数字轨道地图的实际需求,提出了一种基于无迹卡尔曼滤波的线路估计方法,生成线路的三维数字轨道地图;对于铁路线路的3种平面线形(直线、缓和曲线和圆曲线),采用以里程为参数的菲涅尔(Fresnel)积分模型统一建模;对于纵断面的直线和曲线,采用二次曲线模型建模;用无迹卡尔曼滤波对模型的状态(里程、三维坐标)和参数(方位角、曲率、曲率变化率、坡度、坡度变化率)进行联合估计;将归一化新息平方和估计距离误差作为线路分段的判断条件,最终用分段点和几何参数完成三维线路的生成;采用仿真的平面线路数据对比了离散点法、三次多项式法和本文Fresnel法,利用青藏线14.7km的实测数据进一步对Fresnel法进行了验证。仿真结果表明:在相同的误差要求下,3种方法的平面距离误差均值都在0.024m以内,但Fresnel法采用了最少的分段点,数据约简率高达99.76%;Fresnel法的最大累积里程误差最小,由0.964m降低为0.060m,减少了93.77%;Fresnel法比三次多项式法的方位角和曲率估计精度都高,更加接近真值;实际数据测试结果表明Fresnel法分别采用22个和20个分段点及参数即可完成线路的平面曲线和纵断面曲线生成,平面和纵断面曲线距离误差均值都在0.03m以内,累积里程误差最大只有0.078m,位置精度和几何精度都较高。 展开更多
关键词 铁路通信信号 数字轨道地图 无迹卡尔曼滤波 平面曲线 纵断面曲线 参数估计
基于卫星导航的列车轨道占用加权识别方法研究 认领 被引量:2
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作者 吴波前 蔡伯根 +1 位作者 陆德彪 王剑 《交通运输系统工程与信息》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期62-67,80共7页
全球卫星导航系统在列车位置服务中的研究越来越广泛,基于卫星导航的列车定位方法可结合轨道电子地图将卫星定位结果转换为一维轨道里程值,其中列车轨道占用状态的正确识别是列车卫星定位的基础.本文提出一种基于地图匹配的适用于道岔... 全球卫星导航系统在列车位置服务中的研究越来越广泛,基于卫星导航的列车定位方法可结合轨道电子地图将卫星定位结果转换为一维轨道里程值,其中列车轨道占用状态的正确识别是列车卫星定位的基础.本文提出一种基于地图匹配的适用于道岔区段内列车轨道占用加权识别方法,首先构建列车卫星定位的置信区域,然后计算置信区域内的线路数据与原始卫星定位结果的距离偏差和方向偏差等,对列车的轨道占用状态进行识别,并综合考虑铁路线路的拓扑结构,以及列车运行状态以提高运算效率.结合现场数据并与垂直投影法和交互多模型法对比可知,本文方法在保证轨道占用识别正确率的基础上,提高了计算效率. 展开更多
关键词 铁路运输 列车定位 轨道电子地图 轨道占用识别 全球卫星导航系统
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数字轨道地图平面线形特征提取方法研究 认领
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作者 陶维杰 蔡伯根 +2 位作者 王剑 刘江 上官伟 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期81-87,共7页
数字轨道地图是卫星定位技术应用到铁路运输行业的基础,根据铁路线路设计时三种平面线形--直线、缓和曲线和圆曲线的不同特征,采用基于方位角的曲率方法进行平面线形的初步识别,再以横向误差为约束条件迭代确定满足要求的线形分段,进而... 数字轨道地图是卫星定位技术应用到铁路运输行业的基础,根据铁路线路设计时三种平面线形--直线、缓和曲线和圆曲线的不同特征,采用基于方位角的曲率方法进行平面线形的初步识别,再以横向误差为约束条件迭代确定满足要求的线形分段,进而采用整体最小二乘的方法对三种线形进行拟合,实现数字轨道地图的平面线形特征提取。青藏线实测数据结果表明,该算法是可行且有效的,不仅能识别拟合线路的平面线形,用少数关键点和相关参数就能表达出整体的几何特征;而且拟合后线路的横向误差和纵向累积误差都较小,满足高精度应用的要求。 展开更多
关键词 数字轨道地图 平面线形 整体最小二乘
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数字轨道地图描述方法研究及通用轨道模型设计 认领 被引量:2
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作者 丁涛平 王剑 《铁道通信信号》 2014年第7期1-5,共5页
在对数字轨道地图格式描述方法的研究方面,欧洲起步较早.2001年欧洲制定了铁路应用标准数据接口——RailML,为数据存储和各应用间的数据交互提供了标准的格式规范.相对而言,国内尚无统一的铁路应用标准数据格式和组织规范.各研发单位根... 在对数字轨道地图格式描述方法的研究方面,欧洲起步较早.2001年欧洲制定了铁路应用标准数据接口——RailML,为数据存储和各应用间的数据交互提供了标准的格式规范.相对而言,国内尚无统一的铁路应用标准数据格式和组织规范.各研发单位根据自己研发的系统需求,自行定义数字轨道地图格式.对比了国内外常用系统数字轨道地图的描述方法,并根据列控系统的需求,提出了一种列控系统通用的轨道拓扑模型的设计方法. 展开更多
关键词 数字轨道地图 数据交互 传输 轨道拓扑模型
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数字轨道地图线路分段表示方法研究 认领
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作者 夏青 杨剑锋 《铁路计算机应用》 2012年第4期 9-11,共3页
将GNSS与数字轨道地图相结合应用于列控系统,可降低建设和运营成本,实现智能化列车控制。但大量线路曲线在数字轨道地图中的表示是一个难点。本文提出一种线路分段表示方法,先根据角度差将线路划分为直线、圆曲线、缓和曲线,再用最小二... 将GNSS与数字轨道地图相结合应用于列控系统,可降低建设和运营成本,实现智能化列车控制。但大量线路曲线在数字轨道地图中的表示是一个难点。本文提出一种线路分段表示方法,先根据角度差将线路划分为直线、圆曲线、缓和曲线,再用最小二乘原理对3种线元分别进行拟合。根据算法编制计算程序,计算实例证明了算法的有效性,数据的精度和存储效率能满足应用需求。 展开更多
关键词 数字轨道地图 分段算法 最小二乘拟合 精度
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基于图论和面向对象的列控数字轨道地图研究 认领
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作者 陈德旺 高倩 裴丽君 《铁道学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第6期 64-68,共5页
将全球定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS)结合在一起应用于轨道交通中,可提高列车定位精度、减少轨旁设备、降低建设和维护成本。一份结构合理的数字轨道地图可以提高列车定位的实时性和准确性。本文主要研究数字轨道地图的模型、... 将全球定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS)结合在一起应用于轨道交通中,可提高列车定位精度、减少轨旁设备、降低建设和维护成本。一份结构合理的数字轨道地图可以提高列车定位的实时性和准确性。本文主要研究数字轨道地图的模型、设计和验证。首先,结合拓扑关系数据模型和面向对象数据模型的优点,对数字轨道地图进行建模;基于图论和面向对象的数据结构的思想,利用空间数据和对象属性数据实现数字轨道地图的设计。其次,结合图的深度优先搜索算法,提出对数字轨道地图连通性、合理性和正确性进行验证的算法。最后,本文在VC++平台下实现数字轨道地图的功能,并采用丰沙线三家店车站现场采集的GPS数据对数字轨道地图进行实验验证。结果表明本文提出的设计方法是可行的。 展开更多
关键词 数字轨道地图 列车定位 面向对象 图论 拓扑结构
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嵌入式数字轨道地图数据管理平台的研究与设计 认领
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作者 陈德旺 魏天磊 侯赞 《铁路计算机应用》 2010年第7期 4-7,共4页
在基于通信的列车控制(CBTC)领域中,列车定位是一项重要技术。本文利用全球定位系统(GPS)、嵌入式系统、嵌入式数据库等技术,根据实测GPS数据,针对数字轨道地图获取、处理和管理轨道数据等内容展开研究。详细介绍用ARM7+uClinux+S... 在基于通信的列车控制(CBTC)领域中,列车定位是一项重要技术。本文利用全球定位系统(GPS)、嵌入式系统、嵌入式数据库等技术,根据实测GPS数据,针对数字轨道地图获取、处理和管理轨道数据等内容展开研究。详细介绍用ARM7+uClinux+SQLite组合构建数字轨道地图数据管理的嵌入式平台软硬件设计方法和具体实现步骤,为基于嵌入式数字轨道地图的列车定位研究提供一个基础平台。 展开更多
关键词 数字轨道地图 嵌入式系统 全球定位系统 数据管理平台
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农田粮食产量分布信息数字化研究 认领 被引量:16
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作者 苑严伟 张小超 +1 位作者 张银桥 李良 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期 133-137,共5页
为了获取农刚作物产量分布信息,发展数字农业,研究了机收时粮食产量分布信息的获取和分析方法。借助于全球定位系统和地理信息系统,经过坐标转换等数据处理.快速生成计划收割区域的数字地图,在机载计算机上实时显示联合收获机行走... 为了获取农刚作物产量分布信息,发展数字农业,研究了机收时粮食产量分布信息的获取和分析方法。借助于全球定位系统和地理信息系统,经过坐标转换等数据处理.快速生成计划收割区域的数字地图,在机载计算机上实时显示联合收获机行走的轨迹。对测产系统各传感器信息进行数据处理,由动态产量数据值及其定位信息,实时绘制采样点粮食产量分布图,结合割台高度信息,实时获取收获面积。借助于后处理手段,对实测数据进行空间数据分析,得到准确的粮食产量分布。本系统能快速生成待收割区域的数字地图,能实时显示联合收割机行走轨迹、产量波形曲线、产量分布图,实时显示收割面积。粮食产量分布信息数字化,为精准农业生产提供指导。 展开更多
关键词 粮食产量 数字化 全球定位系统 坐标转换 数字地图 轨迹显示 产量图 面积量算
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数字轨道地图数据平顺性检查算法研究 认领 被引量:1
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作者 王剑 杨孜 +1 位作者 刘江 蔡伯根 《铁道学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第1期57-62,共6页
利用卫星导航实现多传感器列车组合定位必须建立数字轨道地图。在数字轨道测量数据处理过程中,轨道数据平顺性检查是非常重要的环节,而人工检查工作量大且无法保证数据准确可靠。本文使用短时傅里叶变换分析线路数据点夹角序列的幅度... 利用卫星导航实现多传感器列车组合定位必须建立数字轨道地图。在数字轨道测量数据处理过程中,轨道数据平顺性检查是非常重要的环节,而人工检查工作量大且无法保证数据准确可靠。本文使用短时傅里叶变换分析线路数据点夹角序列的幅度谱,通过对数据进行频域高通滤波排除线路弯道对平顺性检查的影响,从而直观的检查、定位线路中的数据不平顺区域。实验表明,该方法能够直观的呈现线路平顺性,并快速定位不平顺位置,在轨道地图 GPS测量过程中降低人员工作量,保证数据准确、可靠。 展开更多
关键词 全球定位系统 数字轨道地图 数据平顺性 短时傅里叶变换
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