Application of railway inspection technology based on BeiDou high-precision positioning
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摘要: 铁路巡检工作是铁路安全运营工作的重中之重，但是铁路站场内复杂的环境使得常规的卫星导航定位性能大大降低，无法满足巡检工作和数据运营的要求. 本文分析了铁路股道形成的轨道峡谷模式下定位场景的特点，分别对使用北斗导航定位实时动态(real-time kinematic, RTK)、连续运行参考站(continuously operating reference stations, CORS)、星基增强系统(satellite-based augmentation system, SBAS)等高精度增强模式进行了分析、实测及精度统计，最后使用了集成多种定位模式的手持北斗高精度定位终端，接入千寻CORS数据，在成都公兴站股道上进行了实地使用与巡检模拟测试. 分析结果表明：定位精度有较大提高，高精度定位结果可以满足铁路巡检要求，为下一步开发智能巡检管理系统提供了有益的参考.
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关键词:
- 铁路巡检 /
- 轨道峡谷 /
- 北斗高精度定位 /
- 实时载波差分 /
- 连续运行参考站(CORS)
Abstract: Railway inspection work is the most important for the safe operation of railways. However, the complex environment within railway stations significantly reduces the performance of conventional satellite navigation systems, making it unable to meet the requirements of inspection. This article analyzes the characteristics of positioning scenarios made by railway track canyon mode, examines and statistically analyzes high-precision enhancement modes such as BeiDou RTK, CORS, and SBAS. Finally, a handheld BeiDou high-precision positioning terminal that integrates multiple positioning modes is used in conjunction with Qianxun CORS data for testing on tracks at Chengdu Gongxing Station. The analysis results show a significant improvement in positioning accuracy, indicating that high-precision positioning results can meet the requirements of railway inspections and provide valuable references for developing intelligent inspection management systems in the future. -
表 1 仰角计算结果
类型 高仰角模式 半边天模式 $ \angle {T}_{2}{O}_{2}{B}_{2} $ $ \angle {T}_{2}{O}_{1}{B}_{1} $ $ \angle {T}_{1}{{B}_{2}O}_{2} $ $ \angle {T}_{1}{{B}_{1}O}_{1} $ 高铁 73.948° 78.554° 60.082° 67.955° 普速 74.291° 80.870° 60.642° 72.181° 
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表 2 差分统计结果
模式 系统 截止角/
(°)卫星
颗数Fix成功率/
%高程精度/
m多星座 BDS 45 12.2 99.78 0.004 BDS+GPS 55 8.0 96.62 0.015 BDS+GLONASS 60 7.9 16.10 0.034 BDS+GPS+GLONASS 10 28.3 99.89 0.002 单星座 BDS 10 14.0 100.00 0.002 GPS 10 7.4 100.00 0.006 GLONASS 10 6.9 92.38 0.036
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表 3 多场景测试结果
场景 水平
精度/m高程
精度/m固定
成功率/%表现 空旷 1.27 2.99 100 精度高，表现优秀 树阴 3.80 7.84 95 初始化时间较长，表现良好 楼宇 5.01 3.84 70 初始化时间长，表现较好
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表 4 铁路站场高程精度统计
项目 总数/个 最大值/m 最小值/m 均值/m 标准差/m 固定解 630 496.3 494.4 495.6673 0.3559 浮点解 393 500.3 495.2 497.0567 0.9963 总数 1023 500.3 494.4 496.2011 0.957 0 成功率/% 61.58
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图(19) / 表(4)
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