跨距与运动约束的隧道内列车惯性导航方法

作者：赵启超,吴文启,张礼廉,唐康华

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。

发文机构：国防科技大学智能科学学院

关键词：列车导航隧道运动约束跨距卡尔曼滤波Train navigationTunnelMotion constraintCatenary spanKalman filter

分类号： V249.32[航空宇航科学与技术—飞行器设计]