基于GNSS的铁路虚拟应答器利用车载测速里程与轨道几何的故障诊断
信号处理
2019-02-27 v1
摘要
GNSS在铁路领域的应用基于虚拟应答器(VB)的概念。基于VB的定位系统通过在铁路轨道上设定一个VB点，并利用GNSS接收机的位置解算来确定VB点的通过。尽管SBAS或GBAS等增强系统能够满足航空标准低至10^-7量级的完好性要求，但很难满足铁路行业的高完好性要求，原因首先是位于地面的铁路用户受地形、建筑物和隧道等地面环境影响，其次是铁路行业要求的严苛性延伸至10^-9以下量级。本文提出一种检测由卫星故障或局部效应引起的GNSS解算故障的方法。首先，考虑到GNSS的特殊性(即连续VB故障的可能性不可忽略)仔细推导了监测性能要求。本文的第二个贡献是提出利用车载系统的测速里程与轨道几何进行故障检测。这使得能够监测全部三维解算误差，从而实现更高的故障检测灵敏度。已使用单星座和双星座(GPS、GALILEO)解算进行了仿真。研究发现，对于大多数双星座几何构型，指标组合能够在平均故障率从5.0 m/s低至0.03 m/s的范围内实现极小的漏检概率。测速里程实现的检测性能随列车朝向而变化。另一方面，当测速里程与轨道几何联合使用时，所有三个方向的监测器均可获得稳定结果，与朝向无关。
引用
@article{arxiv.1902.09952,
title = {Diagnostics of GNSS-based Virtual Balise in Railway Using Embedded Odometry and Track Geometry},
author = {Heekwon No and Jérémy Vezinet and Carl Milner},
journal= {arXiv preprint arXiv:1902.09952},
year = {2019}
}