[發明專利]一種高速鐵路基樁控制網CPIII的快速測量方法

有效

• 申請號: 201010237683.4
• 申請日: 2010-07-27
• 公開（公告）號: CN101914881A
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發明（設計）人: 唐糧
• 申請（專利權）人: 唐糧
• 主分類號: E01B35/00
• 分類號: E01B35/00;G01C15/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種高速鐵路基樁控制網CPIII的測量方法，使用由激光掃描儀(1)、GPS/IMU定位定向系統(2)、高速數碼成像系統(3)、工業計算機(4)和供電裝置(5)組成的移動高精度測量系統，其特征在于：在運動的狀態下，獲取沿線路CPIII網的激光點云和數碼影像數據，聯合GPS/IMU定位定向數據，解算出CPIII網控制點的觀測坐標和輔助測量點坐標，通過與已知的CPI、CPII網控制點坐標、聯測得到的CPIII聯測點坐標進行聯合加權平差，得到精度可達毫米級的CPIII網各控制點的三維坐標及CPIII網質量參數。

2.根據權利要求1所述的高速鐵路基樁控制網CPIII的測量方法，步驟如下：

步驟S1：在CPIII網的各控制點上布設本發明的鐵路專用激光測量標識；

步驟S2：架設GPS基站，GPS基站的架設地點應選擇在CPI或CPII網的控制點上，在大約10公里測量范圍內應均勻分布至少3個GPS基站；

步驟S3：使用移動高精度測量系統對CPIII網沿線進行掃描，獲取激光掃描原始數據、GPS/IMU定位定向數據和數碼成像原始數據；

步驟S4：每隔一定距離選擇一對與CPII網通視和幾何交會條件都比較好的CPIII網控制點作為CPIII網的聯測點，使用測角交會法或測距交會法對這些CPIII網聯測點進行測量；

步驟S5：解算運動軌跡，高精度GPS/IMU定位定向系統(2)獲取的定位定向數據結合步驟S2中架設的GPS基站獲取的基站數據，經過數據預處理，計算得到高精度的軌跡數據；基于良好幾何條件的多個GPS基站獲取的基站數據計算得到的軌跡數據在精度和穩定性方面都更優；

步驟S6：激光掃描原始數據與步驟S5中計算出的軌跡數據聯合解算出CPIII網的三維點云；

步驟S7：數碼成像原始數據與步驟S5中計算出的軌跡數據聯合解算出定向后的CPIII網及周邊環境的數碼影像數據；

步驟S8：提取三維點云中的CPIII網各控制點的鐵路專用激光測量標識的目標球(6)的球面坐標，計算各個球心坐標；

步驟S9：利用鐵路專用激光測量標識的目標球(6)的中心點坐標與其標識的控制點的數學關系，計算CPIII網各控制點的觀測坐標；

步驟S10：利用數字影像相關技術，在定向后的多度重疊的數碼影像中，提取布設在CPIII網控制點上的鐵路專用激光測量標識的球面編碼特征點及周邊明顯物體作為輔助測量點，計算這些輔助測量點的三維坐標；

步驟S11：對已知的CPI、CPII網控制點坐標、CPIII網觀測坐標、CPIII網聯測點坐標、輔助測量點坐標進行聯合加權平差，剔除粗差。

計算得到CPIII網各控制點精確的三維坐標及CPIII網質量參數，如：RMS值、水平及高程誤差等。

3.實現權利要求2所述的高速鐵路基樁控制網CPIII的測量方法中使用的鐵路專用測量標識，由目標球(6)、對中桿(7)和固定點標識裝置(8)組成，其特征是：標識物使用目標球(6)，解決移動激光雷達系統的激光發射多角度和因隨機激光點導致固定點不確定性的問題。

4.根據權利要求3所述的鐵路專用測量標識，其特征是：目標球(6)采用激光反射性良好的材質，球面上帶有圖形編碼，便于在數碼影像中進行識別，尺寸根據移動平臺速度、最終測量精度和激光掃描儀的頻率等參數選定。