跨距與運動約束的隧道內列車慣性導航方法

作者：趙啟超,吳文啟,張禮廉,唐康華

摘要：高速列車通過隧道時無法接收衛星信號,而僅依靠慣性導航的定位誤差增長較快,針對這一問題提出了一種利用列車和隧道特點輔助慣性導航的方法。該方法使用GNSS和運動約束估計IMU相對于車體的安裝角,并在隧道內使用運動約束和路標跨距約束提高列車的定位精度。基于狀態變換卡爾曼濾波設計了系統方程和觀測方程,與傳統方法相比,系統方程更接近線性定常系統,濾波時間更新方程與測量修正方程可采用相同的計算頻率,減小實時計算負擔,有利于高速運動下的組合導航。基于實際的高速列車行駛實驗,設計了列車穿越隧道的仿真實驗,實驗結果表明,兩種約束輔助的慣性導航在隧道內的定位精度有明顯提高,優于3‰行程。

發文機構：國防科技大學智能科學學院

關鍵詞：列車導航隧道運動約束跨距卡爾曼濾波Train navigationTunnelMotion constraintCatenary spanKalman filter

分類號： V249.32[航空宇航科學與技術—飛行器設計]