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基于地面无线技术的铁路精准定位系统研究 　　摘要：采用地面无线定位系统，将多个地面无线定位基站成网络，构建地面的无线定位网络，提供高精度的测距信号，定位终端使用这些信号可以直接定位解算出精确的位置信息。设计的地面无线定位系统由地面无线定位基站、无线定位终端，数据处理中心、无线传输链路组成，由此组成的系统具有环境适应性强，精度可达到分米级，信号覆盖面积广，较好解决了人员和机车定位问题。　　关键词：无线定位系统；基站；位置信息　　中图分类号： 文献标识码：A 文章编号：1007--0118-01　　地面无线定位基站是一种建立在地面的信号发生器，发射自定义的导航定位信号，机理与GPS相似，只不过是全部系统布设在地面，信号发射频率选在自由频段。无线定位终端进行定位解算，获得终端所处的准确位置，并将位置上报。数据处理中心，选用PC平台，通过无线数据传输链路接收无线定位终端上报的位置。　　在本系统中，多个地面无线定位基站可进行自主同步组网，在地面建立一个类似于GPS星座的定位网络，该网络具有很强的空间扩展性和环境适应性。系统示意见图1。　　各地面无线定位基站在启动后会首先通过相互通信完成网络时间同步。建立好时间同步网络后，地面无线定位基站向外播发导航定位信号，无线定位终端接收来自各个地面无线定位基站播发的导航定位信号，并进行定位解算。无线定位系统中，由于系统时钟精确同步，减少了无线定位基站之间的时钟误差，且由于收发机安装在地面，不存在大气电离层误差和对流层传播误差等影响。　　在场站建立多部地面无线定位基站组成地面无线定位网络，机车、人员和铁鞋使用定位接收机即可获得准确的位置信息，并将位置信息通过无线数据传输链路传输到数据处理中心。　　1 系统设备构成　　无线定位系统由地面无线定位基站、定位终端、无线传输链路、数据处理中组成。　　 地面无线定位基站　　多部地面无线定位基站组成网络，构建地面星座，提供高精度的测距信号。具有三个显著特点：　　采用?r间同步技术，整个网络自主地完成时间同步。自主同步使无线定位系统具有自主位置解算能力，用户仅需一部可以接收单向测距信号的接收机即可完成。　　发射的信号强度优于GNSS卫星信号。最弱的信号也比卫星信号强30dB以上，可以提高定位终端接收信号的信噪比，从而提高定位精度。　　发射的信号和GNSS卫星信号类似，可直接用于位置解算。　　地面无线定位基站可分为两个模块：第一个为发射模块，负责产生导航定位信号并将其发射到定位网络中；第二个模块为接收模块，负责接收来自其他定位基站发射的信号，并计算接收信号与本地发射信号的频率差异，调整发射模块输出信号的频率。发射模块主要提供信号产生功能。　　 无线定位终端　　无线定位终端用来捕获和跟踪无线定位基站播发的导航定位信号，并进行行位置解算。定位解算可采用伪距和载波相位测距。该接收机设计简单、能够提供精确的测距和位置解。无线定位终端除了定位以外，还具有数据传输的功能，将得到的高精度定位结果传输给数据处理中心。机车、人员和铁鞋使用无线定位终端即可获得准确的位置信息。　　 无线数据链路　　数据传输采用LoRaWAN组网，组网方式与之前RTK方案中的组网一致。　　 数据处理中心　　选用PC平台，通过无线数据链路接收无线定位终端的位置信息。　　2 结语　　地面无线定位系统方案，地面无线定位基站和定位终端成本相对较高，但具有以下优势：适应能力强，可适用于所有环境、高可靠性、分米级精度，可以完全独立使用。地面无线定位基站的建立具有灵活性，可以覆盖场站全部区域，没有信号盲区，不存在信号遮挡引起的定位效果不佳的情况，可以很好的解决铁鞋、人员和机车定位问题。