2 Принципы применения аппаратуры потребителей (ап) Спутниковых Радионавигационных Систем (срнс) второго поколения глонасс/gps

Внедрение АП СРНС ГЛОНАСС/GPS в МС позволяет увеличить количество оперативной информации для обеспечения маневровой работы, перевозки опасных грузов, определения местоположения подвижных единиц на путях станций и перегонов с погрешностью не более 1м.

Посредством АП СРНС ГЛОНАСС/GPS решаются следующие задачи(рис. П10.7):

• определение координат объектов железнодорожной линии для формирования базы данных, как основы Цифровой Модели Путевого Развития (ЦМПР) для решения представленных ниже задач,

• контроль местоположения самостоятельных подвижных единиц и работающих на путях бригад на станциях и перегонах,

• контроль свободности станционных путей и перегонов на основе определения длины состава на пунктах контроля полносоставности,

• построение систем оповещения о приближении поездов к переездам и бригад работающих на путях,

• построение системы единого времени для устройств Железнодорожной АвтомаТики (ЖАТ) и связи с погрешностью не более 10 ^-6 с,

• определение расстояний между локомотивами (системы интервального регулирования),

Решение вышеуказанных задач позволит существенно повысить безопасность движения поездов.

В соответствии с вышеуказанными задачами возникают следующие требования к АП СРНС ГЛОНАСС/GPS:

1. Одновременный приём радионавигационного сигнала от не менее чем 12 Навигационных Искусственных Спутников Земли (НИСЗ).

2. Измерение псевдодальностей до НИСЗ с погрешностью не более 0.1 кодовой последовательности на длине волны λ1 = 0.1924 м. Дисперсия измерения σ = 0.3 м.

3. Точность взаимной синхронизации приёмников радионавигационных сигналов СРНС ГЛОНАСС/GPS не хуже 10^-7 секунды.

4. Точность синхронизации последующего и пред идущего момента измерения псевдодальности до НИСЗ АП СРНС ГЛОНАСС/GPS не хуже 10^-9 секунды.

5. Наличие полного описания АП, включая внутренний двоичный формат передачи данных.

6. Отсутствие скрытых от пользователя программных компонент.

7. Открытость всех алгоритмов навигационных решений для азработчиков устройств ЖАТ.

2.1. Варианты построения решений

2.1.1. Определение координат объектов железнодорожной линии для формирования базы данных, как основы цмпр

Для однозначной идентификации объекта на железнодорожном пути необходимо иметь в наличии ЦМПР. Так как координаты в общеземной системе или локальной системе координат не несут никакой полезной информации о местоположении локомотива, работающего в одноосной системе координат на основании информации о номере пути и пикета (граф). ЦМПР является неотъемлемой частью навигационного комплекса локомотива СРНС ГЛОНАСС/GPS.

Для создания ЦМПР необходимо:

1. Посредством геодезического оборудования и приёмников радионавигационных сигналов СРНС ГЛОНАСС/GPS произвести определение координат всех устройств железнодорожного транспорта на станциях и перегонах участвующих в процессе управления движения поездов.

2. Произвести определение координат осей пути и мест установки предельных столбиков с точность. 0.1 м- 1 м. Началом и концом участка пути на станции считать места стрелочных переводов или изолированных стыков.

3. Обладая координатной информацией об участках пути, ограниченных стрелочными переводами или изолированными стыками с точной геодезической привязкой, строим полиномы (функции), описывающие траектории движения поезда по данным участкам пути. Таким образом, для каждого конкретного участка пути мы получаем функцию описывающую данный отрезок пути, входными данными для которой будут выступать координаты стрелочных переводов (или изолированных стыков), ограничивающих данный участок, координаты предельных столбиков и координатно-временная информация, полученная от приёмников радионавигационных сигналов СРНС ГЛОНАСС/GPS.

Для однозначной идентификации локомотива в пикетной системе координат, ЭВМ локомотива необходимо обладать: информацией о номере участка пути, ограниченного стрелочными переводами с известными координатами, координатно-временной информацией полученная от АП

СРНС ГЛОНАСС/GPS и информацией о номере функции, описывающей участок пути.

В то же самое время обладая информацией о скорости движения, о пути пройденным локомотивом мы всегда сможем проконтролировать работу АП СРНС ГЛОНАСС/GPS локомотива подставив их значения в качестве исходных данных в функции, описывающие участок пути, получив координаты локомотива в декартовой системе координат.

Выше представленный вариант построения ЦМПР является более предпочтительным, по сравнению с вариантами построения баз данных путевого развития, построенных только на информации о длинах перегонов и значений уклонов в силу их огромных размеров и невозможности идентификации локомотива на рельсовой колее по данным о значениях уклонов и длин участков пути, используя приёмники радионавигационных сигналов СРНС ГЛОНАСС/GPS.