[发明专利]基于车地通信的列车定位系统及基于该系统的定位方法

权利要求书

1.一种基于车地通信的列车定位系统，其特征在于，包括：

轨旁智能天线和车载天线，其中；

所述轨旁智能天线包括阵列天线、DBF模块、接收模块和处理模块；

所述车载天线，用于发送微波信号；

所述阵列天线分别与DBF模块、接收模块连接，用于接收所述车载天线发送的微波信号，将所述微波信号转为电信号发送给所述DBF模块和接收模块处理；

所述DBF模块，用于根据所述电信号计算入射阵列天线微波信号相对于天线接收平面的在横向方向上的角度α和纵向方向上的角度β，将所述角度α和角度β发送给所述处理模块；

所述接收模块，用于从所述电信号中解析出数字信息打包发送给所述处理模块；

所述处理模块，用于实时将所述角度α和角度β转换成列车位置信息，并根据所述数字信息判断是否为所述列车位置信息对应列车发送的信息，如果是所述列车位置信息对应列车发送的信息，则根据在接收所述数字信息期间的列车位置信息，综合判断列车位置，将列车位置判断的结果和所述数字信息打包，通过地面骨干网络发送给对应的设备；

所述处理模块，具体用于根据如下公式计算车载天线在第一坐标系中的坐标(a，b，0)，并根据所述坐标(a，b，0)以及车载天线在列车车顶的位置计算列车车头实际在轨道上的位置，得到列车位置信息，其中，所述公式为：

b＝tan(β-γ)×h；

所述第一坐标系的x轴和y轴在第一平面上，所述第一平面与轨道平面平行，将所述车载天线看作一个质点，所述质点在所述第一平面上，所述第一坐标系以轨旁智能天线的微波天线平面中心点在所述第一平面的垂点为原点，所述第一坐标系的z轴的正方向为从原点指向所述轨旁智能天线的微波天线平面中心点的方向，所述第一坐标系的y轴的正方向指向列车行驶的反方向，微波天线平面倾斜向下，与轨道所在平面的夹角为γ，h为所述原点与所述轨旁智能天线的微波天线平面中心点的距离，第二坐标系以所述微波天线平面中心点为原点，所述第二坐标系的x轴平行于所述第一平面，所述第二坐标系的y轴的正方向远离轨道所在平面，所述第二坐标系的z轴垂直于所述微波天线平面，指向轨道所在平面，α为所述第二坐标系的x轴负半轴与所述第二坐标系的原点与车载天线连线形成的直线之间的角度，β为所述第二坐标系的y轴负半轴与所述第二坐标系的原点与车载天线连线形成的直线之间的角度。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述处理模块，具体用于根据在接收所述数字信息期间的列车位置信息，采用平均值算法综合判断列车位置。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述轨旁智能天线，还包括：

发送模块，其中；

所述发送模块与所述处理模块和阵列天线连接，

所述处理模块，还用于将接收到的地面骨干网络数据信息传输给发送模块；

所述发送模块，用于将所述地面骨干网络数据信息转成电信号发给所述阵列天线；

所述阵列天线，还用于将所述发送模块发送的电信号转为微波信号发送出去。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述处理模块，还用于根据连续计算出的列车位置信息确定出列车运行状态信息，其中，所述列车运行状态信息包括列车运行在上行轨道还是下行轨道上的信息、列车运行速度、列车运行方向以及列车运行轨迹。