CN103777219B - 一种铁路机车定位***及定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铁路机车定位***及定位方法，该***包括：数据库（10）；公里标采集装置（20）、GPS装置（30）、控制器（40）、无线通讯装置（50）和输出装置（60）；所述控制器（40），接收所述公里标采集装置（20）和所述GPS装置（30）发送的数据，利用所述数据库（10）的数据，对所接收的数据进行运算处理，将运算处理的结果通过所述无线通讯装置（50）发送到所述输出装置（60）进行显示。本发明有效提高GPS定位的精度，避免了传统GPS定位的误差和单纯的公里标定位存在的轨道打滑等因素带来的误差，为生产决策指挥起到一定的促进作用。

Description

一种铁路机车定位***及定位方法

技术领域

本发明涉及机车定位领域，具体地，涉及一种铁路机车定位***及定位方法。

背景技术

铁路机车常年在外工作，管理人员需要知道他们的具***置以方便管理。传统的位置定位技术主要以GPS定位为主，但传统GPS定位时会受到各种各样因素的影响，误差较大，定位准确度存在问题。美国政府从其国家利益出发，通过降低广播星历精度、在GPS基准信号中加入高频抖动等方法，人为降低普通用户利用GPS进行导航定位时的精度。另外影响GPS定位精确度的因素还有卫星星历误差、卫星钟差和卫星信号发射天线相位中心偏差。另外一种技术方案就是运用轨道电路方法做列车的定位。即将铁路钢轨分割为不同的区段，在每个区段的两端加上电流的发送/接收器件，利用轨道构成一个信息传输回路。当列车驶入区段时，车轮将两根钢轨短路，信息不能到达接收端，从而达到列车定位的目的。轨道电路法的缺点是：定位是以轨道电路长度作为最小计量单位。

发明内容

本发明的目的是提供一种***，该***可以综合GPS的经纬度和机车运行时的公里标，经过微处理器的运算处理，得出机车的实时位置，大大提高了定位的精度。

为了实现上述目的，本发明提供一种铁路机车定位***，包括：数据库；公里标采集装置、GPS装置、控制器、无线通讯装置和输出装置；所述数据库，用于存储铁路线路的经纬度和公里标的数据，并存储基于所述铁路线路的经纬度建立的校正点；所述公里标采集装置，与所述控制器连接，用于采集机车的公里标数据，并将采集的数据传输到所述控制器；所述GPS装置，与所述控制器连接，用于采集机车的经纬度数据，并将采集的数据传输到所述控制器；所述控制器，接收所述公里标采集装置和所述GPS装置发送的数据，利用所述数据库存储的数据，对所接收的数据进行运算处理，将运算处理的结果通过所述无线通讯装置发送到所述输出装置进行显示。

优选地，所述运算处理为：所述控制器根据所述公里标采集装置采集的铁路机车的公里标数据在所述数据库中查找对应的经纬度A1；所述控制器根据所述GPS装置采集的铁路机车的经纬度B1在所述数据库中查找与其相邻的校正点C1；所述控制器基于所述经纬度A1与所述校正点C1获取最终的机车位置的经纬度D1。

优选地，所述控制器对经纬度A1和校正点C1进行均分处理，获取最终机车位置的经纬度D1。

优选地，所述均分处理的均分公式为D1=(A1+C1)/2。

优选地，所述校正点的间隔为10m。

优选地，所述输出装置为电子地图显示设备。

本发明还提供了一种铁路机车定位方法，包括：建立铁路线路经纬度与公里标对应关系的数据库；以所述铁路线路的经纬度为基础在所述数据库中建立校正点；根据实时采集的铁路机车的公里标数据在所述数据库中查找对应的经纬度A1；根据实时采集的铁路机车的经纬度B1在所述数据库中查找与其相邻的校正点C1；基于所述经纬度A1与所述校正点C1获取最终的机车位置的经纬度D1。

优选地，对经纬度A1和校正点C1进行均分处理，获取最终机车位置的经纬度D1。

优选地，所述均分处理的均分公式为D1=(A1+C1)/2。

优选地，所述校正点的间隔为10m。

通过上述技术方案，本发明中控制器通过公里标采集装置和GPS装置采集铁路机车的公里标数据和经纬度数据，利用数据库内的存储的数据进行运算处理，将运算处理的结果通过无线通讯装置发送到输出装置进行显示。本发明有效提高GPS定位的精度，避免了传统GPS定位的误差和单纯的公里标定位存在的轨道打滑等因素带来的误差，为生产决策指挥起到一定的促进作用。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是一种铁路机车定位***的结构示意图；

图2为本发明的铁路机车定位方法的流程图。

附图标记说明

10、数据库；20、公里标采集装置；30、GPS装置；40、控制器；50、无线通讯装置；60、输出装置。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

铁路机车在外作业，管理人员需要知道他们的具***置以便于管理。传统的机车定位技术主要以GPS定位为主，但是在定位时受到各种各样因素的影响，误差比较大，定位准确度存在问题。

为了解决上述问题，如图1所示，本发明提供了一种铁路机车定位***，包括：数据库10；公里标采集装置20、GPS装置30、控制器40、无线通讯装置50和输出装置60；所述数据库10，用于存储铁路线路的经纬度和公里标的数据，并存储基于所述铁路线路的经纬度建立的校正点；所述公里标采集装置20，与控制器40连接，用于采集机车的公里标数据，并将采集的数据传输到控制器40；所述GPS装置30，与控制器40连接，用于采集机车的经纬度数据，并将采集的数据传输到控制器40；所述控制器40，接收所述公里标采集装置20和所述GPS装置30发送的数据，利用所述数据库10的数据，对所接收的数据进行运算处理，将运算处理的结果通过所述无线通讯装置50发送到所述输出装置60进行显示。所述校正点的之间的间隔为10m。所述输出装置60为电子地图显示设备，也可以是其他用于显示电子地图的设备。

可选地，所述运算处理为：所述控制器40根据所述公里标采集装置20采集的铁路机车的公里标数据在所述数据库10中查找对应的经纬度A1；所述控制器40根据所述GPS装置30采集的铁路机车的经纬度B1在所述数据库10中查找与其相邻的校正点C1；所述控制器40基于所述经纬度A1与所述校正点C1获取最终的机车位置的经纬度D1。所述均分处理的均分公式为D1=(A1+C1)/2。

本发明中所述控制器40通过所述公里标采集装置20和所述GPS装置30采集铁路机车的公里标数据和经纬度数据，利用所述数据库10内的存储的数据进行运算处理，将运算处理的结果通过所述无线通讯装置50发送到所述输出装置60进行显示。本发明有效提高GPS定位的精度，避免了传统GPS定位的误差和单纯的公里标定位存在的轨道打滑等因素带来的误差。

可选地，如图2所示本发明的铁路机车定位方法的流程图，本发明还提供了一种铁路机车定位方法，包括：建立铁路线路经纬度与公里标对应关系的数据库；以所述铁路线路的经纬度为基础在所述数据库中建立校正点；根据实时采集的铁路机车的公里标数据在所述数据库中查找对应的经纬度A1；根据实时采集的铁路机车的经纬度B1在所述数据库中查找与其相邻的校正点C1；基于所述经纬度A1与所述校正点C1获取最终的机车位置的经纬度D1。对经纬度A1和校正点C1进行均分处理，获取最终机车位置的经纬度D1。所述均分处理的均分公式为D1=(A1+C1)/2。本发明中的定位方法能够获得精确的机车运行时的实时位置，有效的提高GPS定位的精度，避免了传统GPS定位的误差和单纯的公里标定位存在的轨道打滑等因素带来的误差。

作为一实施例，结合图1和图2所示，本实施例需要先建立铁路线路经纬度与公里标对应关系的数据库10，所述数据库10是通过人工在铁路线路上进行描点，得出铁路线路的经纬度，尤其是在铁路线路拐弯处的地方的描点，要保证足够大的密度，保证没两点之间的连线都是直线，本实施例中每个点之间的间隔为10m，作为校正点。然后通过下述方法可以建立铁路线路经纬度与公里标的对应关系，如：若p₁点为铁路线路的起始点，则起始点的公里标为k0+0，否则p₁为铁路线路的非起始点，之后的为p₂、p₃、……、p_n，非起始点p_n的公里标是通过下述方式计算，即 $k\left(n\right)=k(n-1)+\sqrt[2]{{(\mathrm{lon}\left(n\right)-\mathrm{lon}(n-1))}^2-{(\mathrm{lat}\left(n\right)-\mathrm{lat}(n-1))}^2},$ 其中{lon(n),lat(n)}表示p_n点的经纬度，同时也建立了铁路线路的校正点Cn，即校正点Cn的为{lon(n),lat(n)}。例如，若点p_x公里标正好为所描的点，即x=n，则可以直接得到对应的经纬度；若点p_x公里标不包含在所描点里面，则可以首先判断出该点位于哪两点之间，比如位于p_n-1与p_n之间，则lon(x)={lon(n)[k(x)-k(n-1)]+lon(n-1)[k(n)-k(x)]}/[k(n)-k(n-1)]，同理可得lat(x)={lat(n)[k(x)-k(n-1)]+lat(n-1)[k(n)-k(x)]}/[k(n)-k(n-1)]，即可求得校正点Cx点的经纬度为{lon(x),lat(x)}。

通过上述方法可以建立铁路线路经纬度与公里标对应关系的数据库10，并以所述铁路线路的经纬度为基础在所述数据库10中建立校正点。控制器40同时向公里标采集装置20和GPS装置30发送控制指令，控制所述公里标采集装置20采集铁路机车的公里标数据，控制所述GPS装置30采集所述经纬度数据。所述公里标采集装置20接收到所述控制器40发送控制指令后，采集机车的公里标数据，并将所采集到的公里标数据发送到所述控制器40，所述GPS装置30接收到所述控制器40发送的控制指令后，采集机车的经纬度数据，并将所采集到的公里标数据发送到所述控制器40，所述公里标采集装置20和所述GPS采集装置收发数据的周期为10s。

所述控制器40接收到所述公里标采集装置20和所述GPS装置30发送的数据后，会调用上述所述建立的铁路线路经纬度与公里标对应关系的数据库10，然后根据所述公里标采集装置20采集的铁路机车的公里标数据在所述数据库10中查找得到对应的经纬度A1，根据所述GPS装置30采集的铁路机车的经纬度B1在所述数据库10中查找得到与其相邻的校正点C1，再以所述校正点C1作为当前GPS的经纬度与所述经纬度A1进行均分处理，所述均分公式为D1=(A1+C1)/2，从而获取最终的机车位置的经纬度D1。最后所述控制器40将经过运算处理得到的经纬度数据D1通过无线通讯装置50，以无线的方式发送给地面监控中心的电子地图显示设备上，最终在电子地图显示设备上电子地图的铁路轨迹上动态的显示机车的运行位置。

如图2所示的铁路机车定位方法流程图，本实施例还提供了一种铁路机车定位方法，其步骤包括：步骤S101，建立铁路线路经纬度与公里标对应关系的数据库；步骤S102，以所述铁路线路的经纬度为基础在所述数据库中建立校正点；步骤S103，根据实时采集的铁路机车的公里标数据在所述数据库中查找对应的经纬度A1；步骤S104，根据实时采集的铁路机车的经纬度B1在所述数据库中查找与其相邻的校正点C1；步骤S105，基于所述经纬度A1与所述校正点C1获取最终的机车位置的经纬度D1。通过上述步骤提供的定位方法，可以有效提高GPS定位的精度，避免了传统GPS定位的误差和单纯的公里标定位存在的轨道打滑等因素带来的误差。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (9)

1.一种铁路机车定位***，其特征在于，包括：数据库(10)；公里标采集装置(20)、GPS装置(30)、控制器(40)、无线通讯装置(50)和输出装置(60)；

所述数据库(10)，用于存储铁路线路的经纬度和公里标的数据，并存储基于所述铁路线路的经纬度建立的校正点；

所述公里标采集装置(20)，与所述控制器(40)连接，用于采集机车的公里标数据，并将采集的数据传输到所述控制器(40)；

所述GPS装置(30)，与所述控制器(40)连接，用于采集机车的经纬度数据，并将采集的数据传输到所述控制器(40)；

所述控制器(40)，根据所述公里标采集装置(20)采集的铁路机车的公里标数据在所述数据库(10)中查找对应的经纬度A1，根据所述GPS装置(30)采集的铁路机车的经纬度B1在所述数据库(10)中查找与其相邻的校正点C1，对所述经纬度A1与所述校正点C1进行运算处理以获取机车位置的经纬度D1，将所述经纬度D1通过所述无线通讯装置(50)发送到所述输出装置(60)进行显示。

2.根据权利要求1所述的铁路机车定位***，其特征在于，所述控制器(40)对经纬度A1和校正点C1进行均分处理，获取最终机车位置的经纬度D1。

3.根据权利要求2所述的铁路机车定位***，其特征在于，所述均分处理的均分公式为D1＝(A1+C1)/2。

4.根据权利要求1所述的铁路机车定位***，其特征在于，所述校正点的间隔为10m。

5.根据权利要求1所述的铁路机车定位***，其特征在于，所述输出装置(60)为电子地图显示设备。

6.一种铁路机车定位方法，其特征在于，包括：

建立铁路线路经纬度与公里标对应关系的数据库；

以所述铁路线路的经纬度为基础在所述数据库中建立校正点；

根据实时采集的铁路机车的公里标数据在所述数据库中查找对应的经纬度A1；

根据实时采集的铁路机车的经纬度B1在所述数据库中查找与其相邻的校正点C1；

基于所述经纬度A1与所述校正点C1获取最终的机车位置的经纬度D1。

7.根据权利要求6所述的铁路机车定位方法，其特征在于，对经纬度A1和校正点C1进行均分处理，获取最终机车位置的经纬度D1。

8.根据权利要求7所述的铁路机车定位方法，其特征在于，所述均分处理的均分公式为D1＝(A1+C1)/2。

9.根据权利要求6所述的铁路机车定位方法，其特征在于，所述校正点的间隔为10m。