组合导航定位技术在机车安全监控系统中的应用研究

(4)轨道判断

在机车进站时，GPS信号可能会收到遮蔽影响，即使GPS正常工作，但由于轨道间距比较小，要判断机车所在轨道还是有难度，因此，需要通过陀螺仪来获取轨道弧度数据。根据弧度和角速度之间的关系：

在t1到 t2时间段内，总的弧度计算公式为：

设陀螺仪的采样间隔为T，则使用分段线性化来计算该积分：

其中n为t2时刻的角速度，m为t1时刻的角速度。(m-n)T为求和时间长度，该求和时间长度依据轨道参数进行智能调整。在该终端的Flash中，已经保存了轨道线路参数(包括道岔处的弧度信息)，将计算所得的θ1和道岔处的弧度信息做比较，就可以判断出机车进入的具体轨道。

3 测试数据及结果分析

ADXRS150微硅陀螺仪输出角速度信号经过A/D转换后，再转换为弧度。其前面的正号代表顺时针转动，负号表示逆时针旋转。结合目前所在位置的轨道参数，对机车所在轨道进行判断，并与GPS方位角进行了对照分析。
测试位置为：北纬22度57分4728秒，东经108度21分0413秒，当前机车速度为49.5km/h，对机车穿越道岔时段时数据进行了分析，如图2、图3所示。

该测试数据说明，机车在该位置顺时针方向转动行驶，通过查询本地Flash中的数据，准确判断了机车在道岔处所选择的轨道。

基于GPS、陀螺仪、机车速度传感器的组合定位技术，解决了单一GPS定位的缺陷，提高了定位精度，结合中心电子地图，准确判断了机车进站轨道。在测试和试运行中，取得了明显的效果，为机车的实时监控和安全预警提供了可靠的轨道位置数据。