针对目前火车机车监控系统中GPS定位精度低、抗遮蔽性差的问题，提出了一种基于GPS、ADXRS150微硅陀螺仪和机车速度传感器的组合导航定位设计方案，建立了组合导航信息融合算法模型，给出了实验结果数据。

        在实际应用中准确判断了机车进站轨道，提高了定位精度，为机车的远程监控提供了可靠的位置数据。
 

        从1997年至今我国铁路实施了五次大提速，提速网络基本覆盖了全国主要地区，特快列车最高时速从120公里提高到了160～200公里。随着机车运行速度的提高，对安全可靠性的要求也相应提高，这就需要对系统进行同步改造，加强监控措施，确保运行安全。行车安全监控是铁路信息化总体规划应用体系中的重要组成部分，是提高铁路运输安全保障能力的重要技术手段。组合导航定位技术在机车安全监控系统中的应用，可以解决单一GPS定位精度低、抗遮蔽性差的问题[1]，实现机车运行轨迹的准确定位和进站轨道的准确判断，为行车安全监控系统提供可靠的运行数据。

        1 机车组合导航定位终端设计原理
 

        机车组合导航定位终端要求对GPS信息、陀螺仪信息、机车速度传感信息进行融合处理，并将融合处理后的信息通过GPRS无线网络传输到监控中心。同时，在本地采用大容量Flash存储器，保存轨道线路的一些特征参数，该特征参数可以通过无线方式自动更新，确保轨道特征参数的实时性。终端通过对采集到的各种状态信息进行融合处理，并和轨道特征参数进行比较，发出各种提示信号。终端原理图如图1所示。

       系统主控CPU为LPC2138，该CPU为ARM7内核[2]，负责对各种信息的融合处理；GPS模块采用GARMIN15 引擎板，在定位情况下，用于获取机车所在位置的经度、纬度、海拔高度信息；ADXRS150微硅陀螺仪，用于获取机车的角速度信息。AD574是12位 A/D转换芯片,用于对ADXRS150微硅陀螺仪输出的模拟角速度信号进行采样和量化；三星K9F5608 Flash用于存储轨道的一些特征参数；电源管理模块输入为110V直流电源，输出为12V、5V、3.3V电压，为各模块的正常工作提供稳定的电源。

       2 组合定位信息的分析与处理

       2.1 GPS定位信息
  

        GARMIN15 GPS引擎板定位精度<15米(无干扰)，输出数据格式为NMEA0183。该格式包含多种语句，其中GPRMC是最常用的语句，该语句说明了所在位置的经度、纬度、时间、海拔高度以及目前的速度等信息。其具体语句格式为：＄GPRMC，<1>，<2>，<3>，<4>，<5>，<6>，<7>，<8>，<9>，<10>，<11>，<12>? 鄢hh。GPS引擎板每隔1秒钟通过串口输出一次数据，其串口波特率为9600bps。GPS在定位的情况下能够提供非常准确的时间信息。