本发明提供了一种基于RIS技术的列车定位追踪的方法，其特征在于：在列车的行驶路段上设置基站和RIS反射单元，设置在列车上的定位信号发射终端向基站和RIS反射单元发送定位信号，RIS反射单元将收到的定位信号反射给基站，基站根据接收到的直射信号和反射信号获取TDOA参数估计、AOA参数估计和多普勒频移参数估计数据，采用非线性滤波算法特别是双重要性协同采样滤波算法对上述数据进行处理获取列车的定位信息。采用本发明所述的方法对列车进行定位追踪信号稳定可靠、定位精度高、成本低。
1.一种基于RIS技术的列车定位追踪的方法，其特征在于：所涉及的硬件包括基站、RIS反射单元和定位信号发射终端；设列车运行的某条线路由n个定位追踪路段组成，每个定位追踪路段均设置有对应的基站和RIS反射单元，所述定位信号发射终端设置在列车上；当列车在k时刻行驶到第z个追踪路段时，按以下方法获取列车定位信息，其中z为1至n的整数：一)所述定位信号发射终端向第z个追踪路段对应的基站和RIS反射单元发送定位信号，RIS反射单元将接收到的所述定位信号反射给对应的基站；将基站直接从定位信号发射终端接收到的定位信号记为直射信号，将基站从RIS反射单元接收到的定位信号记为反射信号；二)对基站接收到的直射信号和反射信号进行处理，获取当前的TDOA参数估计、AOA参数估计和多普勒频移参数估计；三)采用非线性滤波算法对所述TDOA参数估计、AOA参数估计和多普勒频移参数估计数据进行处理，获取列车的定位信息；所述列车的定位信息包括列车在k时刻的位置坐标Tk、列车的速度vk、列车的运行方向角φk，其中Tk＝(Tx(k)，Ty(k))，Tx(k)为k时刻列车所在位置的横坐标，Ty(k)为k时刻列车所在位置的纵坐标；所述非线性滤波算法涉及的数学模型包括以下的状态方程和观测方程：所述状态方程为：sk＝f(sk-1)+qk所述观测方程为：dk＝h(sk)+uk其中，所述sk为k时刻的系统状态向量，所述sk-1为k-1时刻的系统状态向量，其中Tx(k-1)为k-1时刻列车所在位置的横坐标，Ty(k-1)为k-1时刻列车所在位置的纵坐标，vk-1为列车在k-1时刻的速度；φk-1为k-1时刻列车的运行方向角；所述f(sk-1)为非线性状态方程函数，其中，Δt为采样时间间隔，Δt为设定值，k时刻的时间值等于k-1时刻的时间值加上采样时间间隔Δt；所述qk表示服从均值为零的高斯噪声，即qk～N(0，Q)，其中Q的取值根据列车运动模型进行设定；所述dk为k时刻的系统测量向量，其中，表示k时刻的TDOA估计值；表示k时刻AOA的估计值；表示k时刻多普勒频移的估计值；所述h(sk)为非线性观测方程函数，其中，R表示RIS反射单元的位置坐标，R＝(Rx,Ry)，Rx表示RIS反射单元所在位置的横坐标，Ry表示RIS反射单元所在位置的纵坐标；B表示基站的位置坐标，B＝(Bx,By)，Bx表示基站所在位置的横坐标，By表示基站所在位置的纵坐标；C表示光速；λ表示所述定位信号的波长；γ根据以下公式确定：所述uk表示服从均值为零的高斯分布测量噪声，即uk～N(0，U)，其中U的值根据测量的误差统计确定。
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