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(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。