基于卫星导航技术的列车通信定位授时一体化终端的制作方法

1.本技术涉及列车通信技术领域，特别是关于基于卫星导航技术的列车通信定位授时一体化终端。


背景技术：

2.随着北斗导航产业的快速发展，市场上导航相关产品越来越多，功能越来越丰富。同时，列车对北斗定位定向设备提出了新的功能需求，要求该设备能够完成定位、定向、授时及抗干扰的平台，实现迅速可靠的导航定位和定向功能，能够提供精确的授时服务，同时具备一定抗干扰能力。
3.北斗导航定位、授时与守时、卫星移动通信为三个不同专业领域方向，但相互间信号紧密联系，目前市场上北斗、时统、卫通相关领域产品分别是各自独立的设备，相互之间通过线缆连接，各设备在实际使用中存在相容性、可靠性和实时性不高等缺点。
4.本技术的目的旨在为解决上述背景技术中的相关技术问题。


技术实现要素：

5.旨在为解决上述背景技术中提及的至少一种或其他相关技术问题，本技术提供基于卫星导航技术的列车通信定位授时一体化终端，具有通信、定位、授时配合度高、避免干扰、误差小等优点。
6.本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：基于卫星导航技术的列车通信定位授时一体化终端，包括：无线通信装置和行进导航系统；其中所述无线通信装置包括：接收天线，其被配置为接收卫星第一时刻位置；和传输天线，其被配置为传输列车第二时刻位置；所述行进导航系统包括：定位装置，其被配置为采集列车两端的位置数据；和授时控制器，其被配置为获取并控制列车行进速度。
7.进一步的，所述定位装置包括第一卫星定位装置和第二卫星定位装置。
8.进一步的，所述授时控制器包括第一速度传感器和第二速度传感器。
9.进一步的，所述无线通信装置和行进导航系统相互配合实时使用。
10.进一步的，所述接收天线确定第一时刻、第三时刻，所述传输天线传输第二时刻、第四时刻，第一时刻是列车起始时刻发送的时间单位，第二时刻是列车末端时刻发送的时间单位。
11.进一步的，所述接收天线根据式(1)确定第一时刻预期时刻t1
exp
：t1
exp
=t+n
×
t1+m
×
t2ꢀꢀ
(1)其中t表示初始时间，n表示第一时刻的帧号，m表示第一时刻的子帧号，t1表示帧
时长，t2表示子帧时长。
12.进一步的，所述授时控制器包括第一时间单位和第二时间单位，第一时间单位包括第一时刻和第三时刻之间的偏移值，根据式(2)确定第一时刻t1：t1=t1
exp
+δt1ꢀꢀ
(2)其中δt1表示第一时刻和第三时刻之间的偏移值。
13.进一步的，所述第二时间单位包括第二时刻和第四时刻之间的偏移值，根据式(3)确定第二时刻t2：t2=t
2'-δtdꢀꢀ
(3)其中t
2'
表示第二时刻的检测时刻，δtd表示第一时刻与第四时刻之间的偏移值。
14.本案中无线通信装置、行进导航系统相互配合，无线通信装置实时进行卫星位置监控，并传递相关位置信息给行进导航系统，行进导航系统根据位置信息进行时速换算，控制定位装置、授时控制器相互有效配合，实现列车功能化行进，抗干扰能力强，大大便利列车行进，提高行进效率。
15.一种基于卫星导航技术的列车通信定位授时一体化终端的使用方法，包括以下步骤：1)通过定位装置实时采集列车两端的位置数据，获取列车位置；2)通过授时控制器获取列车行进速度；3)通过卫星通信，将步骤1)获取的列车位置信息传送给授时控制器；4)列车运行距离确定的情况下，根据授时控制器运算的时间结果，通过第一速度传感器、第二速度传感器控制列车行进速度；5)根据卫星通信解算的列车位置与实时采集到的无线电通信信号进行行进导航。
16.在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可以相互组合，得到具体实施方式。
17.发明内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是发明所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：1)无线通信装置、行进导航系统相互配合，无线通信装置实时进行卫星位置监控，并传递相关位置信息给行进导航系统，行进导航系统根据位置信息进行时速换算，控制定位装置、授时控制器相互有效配合，实现列车功能化行进，抗干扰能力强，大大便利列车行进，提高行进效率；2)运用公式有效提高列车通行精准度；3)自动校准，避免自然干扰；4)安全性提高、提高运行可靠性。
18.本发明为实现上述目的而采用了上述技术方案，弥补了现有技术的不足，设计合理，操作方便。
附图说明
19.旨在为使得本领域技术人员更加迅速明确的了解本技术的上述和/或其他目的、特征、优点与实例，提供了部分附图，应当指出的是，构成本技术的说明书附图、示意性实施例及其说明用来提供对本技术的进一步理解，并不构成对本技术的不当限定。
20.图1为本发明的整体示意图；图2为本发明实施例2时钟精度示意图。
具体实施方式
21.为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本技术进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结果。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。
22.应当理解的是，所述“第一”、“第二”仅是为了标识，并不意图限定部件的结构。所述“列车”的类型可以例如是普通列车、动车、高铁、城市轨道车辆等轨道编组车辆。所述“卫星”可以是具有定位和短报文通信功能的各种卫星系统。
23.以下以具体实施例具体描述本技术。
24.实施例1：基于卫星导航技术的列车通信定位授时一体化终端，如图1所示，包括无线通信装置和行进导航系统；无线通信装置包括接收天线和传输天线，其中接收天线用于接收卫星第一时刻位置，传输天线用于传输列车第二时刻位置；行进导航系统包括定位装置和授时控制器，其中定位装置用于采集列车两端的位置数据，具体包括第一卫星定位装置和所述第二卫星定位装置，第一卫星定位装置和第二卫星定位装置用于采集列车两端的位置数据；授时控制器用于获取并控制列车行进速度，具体包括第一速度传感器、第二速度传感器，第一速度传感器和第二速度传感器用于控制列车行进速度。
25.第一卫星定位装置采集车头的位置数据，第二卫星定位装置采集车位的位置数据，与接收天线接收到的第一时刻位置，传输天线接收到的列车第二时刻位置进行公式换算，出发地与目的地路程确定，时间变动可引起速度的变化，从而引起第一速度传感器、第二速度传感器的变动，第一速度传感器和第二速度传感器用于控制列车行进速度。
26.无线通信装置、行进导航系统相互配合，无线通信装置实时进行卫星位置监控，并传递相关位置信息给行进导航系统，行进导航系统根据位置信息进行时速换算，控制定位装置、授时控制器相互有效配合，实现列车功能化行进，抗干扰能力强，大大便利列车行进，提高行进效率。
27.实施例2：在前述实施例的基础上，通过将无线通信装置、行进导航系统相互配合实时使用；接收天线确定第一时刻、第三时刻，传输天线传输第二时刻、第四时刻，第一时刻是列车起始时刻发送的时间单位，第二时刻是列车末端时刻发送的时间单位。
28.基于接收天线的第一时刻t1
exp
根据以下公式可得：t1
exp
=t+n
×
t1+m
×
t2其中t表示初始时间，n表示第一时刻的帧号，m表示第一时刻的子帧号，t1表示帧
时长，t2表示子帧时长。
29.授时控制器包括第一时间单位和第二时间单位，第一时间单位包括第一时刻和第三时刻之间的偏移值，可根据下式确定第一时刻t1：t1=t1
exp
+δt1其中δt1代表第一时刻和第三时刻之间的偏移值。能有效提高列车通行精准度。
30.第二时间单位包括第二时刻和第四时刻之间的偏移值；可根据下式确定第二时刻t2：t2=t
2'-δtd其中t
2'
表示第二时刻的检测时刻，δtd表示第一时刻与第四时刻之间的偏移值。列车的安全性、运行可靠性得到有效提高。图2表明本实施例与现有技术对比情况，本实施例进行通讯的情况下，标准差较现有技术更小。
31.实施例3：在前述实施例的基础上，提供基于卫星导航技术的列车通信定位授时一体化使用方法，包括以下步骤：1)通过定位装置实时采集列车两端的位置数据，获取列车位置；2)通过授时控制器获取列车行进速度；3)通过卫星通信，将步骤1)获取的列车位置信息传送给授时控制器；4)列车运行距离确定的情况下，根据授时控制器运算的时间结果，通过第一速度传感器、第二速度传感器控制列车行进速度；5)根据卫星通信解算的列车位置与实时采集到的无线电通信信号进行行进导航。
32.基于卫星导航技术的列车通信定位授时一体化使用方法按步骤1)至步骤5)循环进行，实现对列车的运行控制。
33.应当理解的是，尽管已结合附图和具体实施方式对本发明的方案进行了描述，但上述描述并非是对本发明保护范围的限制。本领域技术人员可在上述记载的基础上做出不同形式的修改或变换，其结果依然属于本技术的保护范围。因此无需也无法对所有的实施方式予以穷举。在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
34.此外，本技术未详尽描述之处均属本领域公知常识，在此不予赘述。

技术特征：
1.基于卫星导航技术的列车通信定位授时一体化终端，其特征在于：包括无线通信装置、行进导航系统；所述无线通信装置包括：接收天线，其被配置为接收卫星第一时刻位置；和传输天线，其被配置为传输列车第二时刻位置；所述行进导航系统包括：定位装置，其被配置为采集列车两端的位置数据；和授时控制器，其被配置为获取并控制列车行进速度。2.根据权利要求1所述的基于卫星导航技术的列车通信定位授时一体化终端，其特征在于：所述定位装置包括第一卫星定位装置和第二卫星定位装置；所述无线通信装置和行进导航系统相互配合实时使用。3.根据权利要求2所述的基于卫星导航技术的列车通信定位授时一体化终端，其特征在于：所述接收天线确定第一时刻、第三时刻，所述传输天线传输第二时刻、第四时刻，第一时刻是列车起始时刻发送的时间单位，第二时刻是列车末端时刻发送的时间单位。4.根据权利要求3所述的基于卫星导航技术的列车通信定位授时一体化终端，其特征在于：所述接收天线根据式(1)确定第一时刻预期时刻t1
exp
：t1
exp
=t+n
×
t1+m
×
t2ꢀꢀ
(1)其中t表示初始时间，n表示第一时刻的帧号，m表示第一时刻的子帧号，t1表示帧时长，t2表示子帧时长。5.根据权利要求4所述的基于卫星导航技术的列车通信定位授时一体化终端，其特征在于：所述授时控制器包括第一时间单位和第二时间单位，第一时间单位包括第一时刻和第三时刻之间的偏移值，根据式(2)确定第一时刻t1：t1=t1
exp
+δt1ꢀꢀ
(2)其中δt1表示第一时刻和第三时刻之间的偏移值。6.根据权利要求5所述的基于卫星导航技术的列车通信定位授时一体化终端，其特征在于：所述第二时间单位包括第二时刻和第四时刻之间的偏移值，根据式(3)确定第二时刻t2：t2=t
2'-δt
d
ꢀꢀ
(3)其中t
2'
表示第二时刻的检测时刻，δt
d
表示第一时刻与第四时刻之间的偏移值。7.根据权利要求6所述的基于卫星导航技术的列车通信定位授时一体化终端，其特征在于：所述授时控制器包括第一速度传感器和第二速度传感器。8.权利要求1-7任一项所述基于卫星导航技术的列车通信定位授时一体化终端的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：1)通过定位装置实时采集列车两端的位置数据，获取列车位置；2)通过授时控制器获取列车行进速度；3)通过卫星通信，将步骤1)获取的列车位置信息传送给授时控制器；4)列车运行距离确定的情况下，根据授时控制器运算的时间结果，通过第一速度传感
器、第二速度传感器控制列车行进速度；5)根据卫星通信解算的列车位置与实时采集到的无线电通信信号进行行进导航。

技术总结
本申请关于一种基于卫星导航技术的列车通信定位授时一体化终端，涉及列车通信技术领域，本发明包括无线通信装置、行进导航系统，无线通信装置包括接收天线、传输天线，接收天线用于接收卫星第一时刻位置，传输天线用于传输列车第二时刻位置，行进导航系统包括定位装置、授时控制器，定位装置用于采集列车两端的位置数据，授时控制器用于控制列车行进速度。本发明中无线通信装置、行进导航系统相互配合，无线通信装置实时进行卫星位置监控，并传递相关位置信息给行进导航系统，行进导航系统根据位置信息进行时速换算，控制定位装置、授时控制器相互有效配合，实现列车功能化行进，抗干扰能力强，大大便利列车行进，提高行进效率。率。率。


技术研发人员：徐小钧 游际宇 李克非 劳慈航 田苗 徐东辉 赵健 李旭
受保护的技术使用者：北京航天长城卫星导航科技有限公司
技术研发日：2022.12.26
技术公布日：2023/1/31