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跨距与运动约束的隧道内列车惯性导航方法
引用本文:赵启超,吴文启,张礼廉,唐康华.跨距与运动约束的隧道内列车惯性导航方法[J].导航定位于授时,2020,7(3):120-126.
作者姓名:赵启超  吴文启  张礼廉  唐康华
作者单位:国防科技大学智能科学学院,长沙 410073,国防科技大学智能科学学院,长沙 410073,国防科技大学智能科学学院,长沙 410073,国防科技大学智能科学学院,长沙 410073
基金项目:国家自然科学基金(61773394,61603401)
摘    要:高速列车通过隧道时无法接收卫星信号,而仅依靠惯性导航的定位误差增长较快,针对这一问题提出了一种利用列车和隧道特点辅助惯性导航的方法。该方法使用GNSS和运动约束估计IMU相对于车体的安装角,并在隧道内使用运动约束和路标跨距约束提高列车的定位精度。基于状态变换卡尔曼滤波设计了系统方程和观测方程,与传统方法相比,系统方程更接近线性定常系统,滤波时间更新方程与测量修正方程可采用相同的计算频率,减小实时计算负担,有利于高速运动下的组合导航。基于实际的高速列车行驶实验,设计了列车穿越隧道的仿真实验,实验结果表明,两种约束辅助的惯性导航在隧道内的定位精度有明显提高,优于3‰行程。

关 键 词:列车导航  隧道  运动约束  跨距  卡尔曼滤波

Inertial Navigation for Trains in Tunnel with Catenary Span and Motion Constraints
ZHAO Qi-chao,WU Wen-qi,ZHANG Li-lian and TANG Kang-hua.Inertial Navigation for Trains in Tunnel with Catenary Span and Motion Constraints[J].Navigation Positioning & Timing,2020,7(3):120-126.
Authors:ZHAO Qi-chao  WU Wen-qi  ZHANG Li-lian and TANG Kang-hua
Institution:College of Intelligence Science and Technology, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China,College of Intelligence Science and Technology, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China,College of Intelligence Science and Technology, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China and College of Intelligence Science and Technology, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China
Abstract:
Keywords:Train navigation  Tunnel  Motion constraint  Catenary span  Kalman filter
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