自动驾驶列车定位技术 · 课程目录

01列车定位技术概述

自动驾驶列车对定位的需求、定位技术分类、性能指标（精度、可用性、完整性、连续性）。

02全球导航卫星系统基础

GPS/北斗/GLONASS/Galileo系统架构、定位原理、误差源分析。

03差分GNSS技术

DGPS、RTK、PPP原理与实现，在铁路场景下的应用限制。

04惯性导航系统（INS）

加速度计与陀螺仪原理、捷联惯导系统、INS误差特性与漂移。

05轮速传感器与里程计

光电编码器、多普勒雷达、轮径校准、打滑与空转检测。

06轨道电子地图

地图数据采集、特征提取（道岔、信号机、站台）、地图匹配算法。

07信标与应答器

欧式应答器（Eurobalise）、查询天线、报文传输、定位修正原理。

08交叉感应环线

工作原理、轨旁布置方式、定位精度分析、在CBTC系统中的应用。

09查询应答器（Tag）

RFID标签定位、读写器布置、在停车场与车辆段的应用。

10里程计/INS/GNSS组合导航

松耦合、紧耦合、深耦合架构对比，卡尔曼滤波基础。

11卡尔曼滤波原理

状态空间模型、预测与更新步骤、扩展卡尔曼滤波（EKF）、无迹卡尔曼滤波（UKF）。

序贯重要性采样、重采样、在非线性非高斯定位中的应用。

13地图匹配算法

点到点、点到线、线到线匹配，隐马尔可夫模型（HMM）匹配。

14多传感器数据融合

联邦卡尔曼滤波、信息滤波、协方差交叉融合。

15轨道占用检查

轨道电路原理、计轴器原理、与定位系统的互补关系。

16车地通信对定位的影响

LTE-M、5G-R通信时延、数据同步、定位信息传输协议。

17列车完整性检查

列车完整性概念、基于定位的完整性检查方法、虚拟联挂对定位的要求。

18定位系统安全完整性等级

SIL等级定义、定位系统SIL认证要求、冗余架构设计。

19故障检测与隔离（FDI）

残差生成、阈值检测、基于解析冗余的故障诊断。

20虚拟信标与虚拟应答器

基于里程计与地图的虚拟定位点生成、精度与可靠性分析。

21SLAM技术在铁路中的应用

激光SLAM、视觉SLAM、轨道环境特征提取。

225G与AI赋能的定位

5G定位增强技术、机器学习在定位误差补偿中的应用。

23隧道环境定位

漏缆定位、UWB定位、伪卫星定位、惯性导航辅助。

24高架与复杂环境定位

多路径效应抑制、城市峡谷定位策略。

25定位系统测试与验证

测试场景设计、仿真平台搭建、现场测试方法。

26欧洲列车控制系统（ETCS）定位

ETCS等级与定位要求、里程计校准、定位报告。

27中国列车控制系统（CTCS）定位

CTCS-2/3/4级定位方案、与ETCS的异同。

28基于通信的列车控制（CBTC）定位

CBTC定位架构、信标布置、定位精度要求。

29下一代列车定位技术

GNSS+INS+5G深度融合、协同定位、列车自主定位。

30定位系统发展趋势与挑战

多源融合、智能化、标准化、抗干扰与网络安全。