【摘 要】
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将全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）运用在列车自主定位中是列车运行控制系统的重要研究方向之一。基于全球导航卫星系统的定位技术和电子通信技术将会被运用于之后的列控系统中。这其中实时位置和速度的获取是列控系统的关键技术之一,为了满足列车精确定位和测速等方面的更高的精度和完好性的要求,轨旁增强网络的研究和搭建被提上了议程。轨旁增强网络提供的
【基金项目】
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科技部国家重点研发计划,“基于动态间隔的的运能可配置列车运行控制系统技术（2018YFB1201502）”；
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将全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）运用在列车自主定位中是列车运行控制系统的重要研究方向之一。基于全球导航卫星系统的定位技术和电子通信技术将会被运用于之后的列控系统中。这其中实时位置和速度的获取是列控系统的关键技术之一,为了满足列车精确定位和测速等方面的更高的精度和完好性的要求,轨旁增强网络的研究和搭建被提上了议程。轨旁增强网络提供的增强信息可以用来提高列车卫星定位的精度,但是由于信息传输的环境和基站接收机自身的原因可能会有产生过大的误差,从而使接受了增强信息的列车的定位也产生了较大误差,因而需要对轨旁增强网络自身和列车卫星定位的完好性监测进行研究。论文考虑了列车定位的安全性需求,提出一种轨旁增强网络的完好性监测方法,保证提供给列车高完好性的增强数据;利用列车接收到的导航信息的冗余,在轨旁增强网络提供的辅助信息下,进一步实现对列车卫星导航定位的完好性监测,从而满足一些需要严格置信区间的场景。论文完成的主要工作包括:（1）归纳了增强网络的完好性监测及辅助列车定位完好性监测的现状以及参考站网络的最新研究成果,分析了卫星导航定位以及差分定位的基本原理和故障来源。（2）提出了一种两层轨旁增强网络完好性监测方法,利用参考基站接收的伪距残差的站间双星双差作为统计检测量,利用两层监测方法对不同故障来源的误差的检测优势实现对故障卫星和故障参考基站的检测和排除,并对阈值进行拟合优化提高了对故障的检测水平。（3）提出在轨旁增强网络辅助下的列车定位完好性监测方法,利用轨旁增强网络预测列车在接收差分信息后定位结果的误差,在对定位结果求解水平保护等级判断完好性监测方法的可用性,继而构建权重矩阵实现加权最小二乘残差的完好性监测方法。论文为了验证所提出的完好性监测方法的可行性,搭建了固定的参考站网络,进行了真实导航数据的采集以及注入仿真模拟故障的实测实验和仿真实验。实验在进行注入拟合的多种故障的仿真实验后,证明了轨旁增强网络的监测算法能够有效检测到并排除不同类型故障,也能排除同时发生的多种故障,并测试了检测的性能,也验证了在轨旁增强网络辅助信息下列车能实现高性能的完好性监测。论文的研究成果能让轨旁增强网络对列车的精度和完好性性能提供更好的支持,实现了列车在多种场景下精确可靠的定位,也能将成果应用于需要增强服务的其他领域。图33幅,表9个,参考文献50篇。
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