Система спутниковой навигации Galileo - новые возможности для железных дорог, страница 18

Российская система спутниковой навигации GLONASS по техническим параметрам близка к системе GPS, однако из-за малого числа активных спутников возможности ее использования сильно ограничены. Существуют приемники (их обознача­ют как приемники GNSS), которые способны при­нимать сигналы одновременно от обеих систем и ис­пользовать эти сигналы для определения местополо­жения.

Одометры

Одометры наиболее часто используются на по­движном составе для измерения пройденного пути и скорости. Они установлены почти на всех единицах тягового подвижного состава и могут работать в системе определения местоположения. Различают одометры двух видов: импульсные колесные датчики и тахогенераторы.

Импульсные колесные датчики укрепляют на оси колесной пары. В течение одного оборота колеса они генерируют определенное число импульсов. По диаметру колеса и числу импульсов можно рассчи­тать пройденный путь. Тахогенераторы формируют сигнал, напряжение которого пропорционально скорости движения поезда. Пройденный путь полу­чают по показаниям этого датчика путем их инте­грирования. В принципе, оба вида датчиков пригод­ны для определения местоположения. Однако точ­ность измерений у импульсного колесного датчика существенно выше.

Преимущества одометров состоят в очень высо­кой точности (в пределах небольших участков пути) и высокой эксплуатационной готовности. Важней­шим недостатком является дрейф результатов изме­рений, обусловленный проскальзыванием колес и их износом. Поэтому такие датчики могут использо­ваться для определения абсолютного местоположе­ния только после их инициализации в пункте с из­вестными координатами.

Инерционные датчики

К группе инерционных датчиков относятся дат­чики угловой скорости и измерители ускорения. Применение этих датчиков становится необходи­мым только при высоких требованиях к точности и эксплуатационной готовности средств позициони­рования. Как и одометры, инерционные датчики обеспечивают высокую точность на коротких участках пути и характеризуются дрейфом пара­метров, а потому нуждаются в регулярной калиб­ровке.

Другие датчики

В эту группу можно включить датчики, которые мало распространены или имеют высокую стои­мость. Для замены одометров на некоторых локомо­тивах новых серий для измерения скорости и прой­денного пути применяют доплеровский радар. До­стоинством его является принцип измерения, не за­висящий от тяги поезда. По способу интеграции в систему определения местоположения этот датчик не отличается от одометра.

Для определения абсолютного местоположения поезда могут использоваться путевые приемоответ-чики, размещаемые на пути или рядом с ним. Одна­ко для многих областей применения стоимость тако­го технического решения является неприемлемо вы­сокой.

Совместное использование датчиков

Совместное использование датчиков составляет основу при определении местоположения поезда. Результаты измерений имеющихся датчиков вместе с информацией о параметрах линии из банка данных служат для расчета текущего местоположения. При этом сильные стороны одних датчиков привлекают­ся для компенсации слабых сторон других. Напри­мер, при совместном использовании GPS и одомет­ра показания приемника системы спутниковой на­вигации служат для инициализации и калибровки одометра. В то же время одометр позволяет продол­жить измерение пройденного пути на тоннельных участках, где сигналы со спутников недоступны.

Выбор конфигурации датчиков зависит от вида приложения и граничных условий. Для простых приложений, таких, как переключение тарифных зон в поездных автоматах для продажи билетов, до­статочные точность и надежность обеспечиваются одним приемником GPS и цифровым атласом линии. Для сложных приложений, например опти­мизации расхода энергии на тягу поезда, необходи­мо привлечение для позиционирования также пока­заний одометра, чтобы непрерывно предоставлять точную информацию о местоположении. Если необ­ходимо позиционирование, при котором местополо­жение определяется с указанием пути, на котором находится поезд, то при отсутствии информации о положении стрелок потребуется использовать техно­логию дифференциальной GPS. Повысить точность и эксплуатационную готовность системы в таких приложениях помогут также инерционные датчики.