[实用新型]铁路隧道精确定位装置

说明书

本实用新型提供了一种铁路隧道精确定位装置，该装置包括隧道定位服务器TLBS，隧道定位服务器TLBS通过以太网连接到若干定位基站控制器TBC，每个定位基站控制器TBC连接有若干定位基站UBS，该定位基站控制器TBC控制下的若干定位基站UBS与一个定位终端UBE进行交互定位，其中对定位基站UBS进行远程管理，所述的定位基站UBS实现基站之间精确同步，UWB模块与地面定位基站应答。本实用新型能够满足青藏线高原环境下ITCS在隧道和车站等区域的连续精确定位需求。

技术领域

本实用新型涉及隧道定位系统领域，具体是一种铁路隧道精确定位装置。

背景技术

基于卫星定位导航技术是下一代列车信号控制系统及自动驾驶ATO等系统的重要组成部分，北斗卫星导航系统是中国自主实施、独立运行的全球卫星导航系统，具备高安全性和精确性，推广北斗卫星定位在铁路应用已经纳入铁路总公司实现智能铁路的重要工作。

在铁路隧道和车站内等受到遮挡和干扰的区域，列车无法正常接收卫星信号实现列车定位，因此开展隧道内北斗卫星信号覆盖和列车精确定位是北斗卫星铁路应用亟待解决的课题，也是青藏铁路新一代列车ITCS控制系统的重要研究内容。

传统定位技术(如WiFi定位、蓝牙定位)，是根据信号强弱来判别物体位置，信号强弱受外界影响较大，因此定位出的物体位置与实际位置的误差较大，UWB(Ultra WideBand)高精度室内定位系统即超宽带定位技术，采用了宽带脉冲通讯技术，车载设备和基站之间信号传输如图1所示，利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，其所占的频谱范围很宽，它具有极强的抗干扰能力，对信道衰落不敏感、发射信号功率谱密度低、能提供厘米级的定位精度等优点。

随着高速铁路ICT技术的快速发展，基于卫星定位技术的下一代高铁列车控制系统技术和装备正在快速发展和试验中，隧道内列车精确定位系统在国内外还处于研究阶段，没有应用案例，本科研项目开发的隧道列车精确定位系统在国内外具有一定的创新性，在铁路及轨道交通行业具有广泛的应用前景。

将UWB定位技术应用到铁路隧道，用于高速列车精确定位，需要做以下几方面工作：①对物理层进行修正，增加AFT高速移动自适应算法和改进同步算法，以适应多普勒频率测量和相位跟踪处理；②在UWB基站电路中提高极窄脉冲的同步和跟踪精度，改善因时延造成的定位误差；③采用高速处理电路和器件，每秒输出定位数据频率不低于50Hz，保证高速物体的定位精度。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术的问题，提供了一种铁路隧道精确定位装置，满足青藏线高原环境下ITCS在隧道和车站等区域的连续精确定位需求。

本实用新型提供的铁路隧道精确定位装置包括隧道定位服务器TLBS，隧道定位服务器TLBS通过以太网连接到若干定位基站控制器TBC，每个定位基站控制器TBC连接有若干定位基站UBS，该定位基站控制器TBC控制下的若干定位基站UBS与一个定位终端UBE进行交互定位，其中对定位基站UBS进行远程管理，接收定位基站控制器TBC和定位终端UBE的定位数据，并进行数据处理和精度优化，数据存储和管理；所述的定位基站UBS实现基站之间精确同步，通过光纤或网线实现与基站UBS的数据通信，输出及显示UBE终端的定位信息；UWB模块与地面定位基站应答，完成测距和数据通信工作

进一步改进，所述的定位终端UBE和定位基站UBS采用多模冗余热备份。

进一步改进，所述的定位基站UBS包括基站系统以及安装在基站系统表面的V型护罩，所述的基站系统和V型护罩之间组成三棱柱结构，所述的V型护罩每个内表面上安装有一根基站天线，双天线背靠背安装，每个基站天线均与定位模块连接。