[發明專利]基于海倫公式的軌道維護基點橫向偏差測量方法

有效

• 申請號: 201310049541.9
• 申請日: 2013-02-07
• 公開（公告）號: CN103132412A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 王繼亮;徐幸福;帥明明;王文慶;羅杰
• 申請（專利權）人: 中鐵上海設計院集團有限公司
• 主分類號: E01B35/00
• 分類號: E01B35/00
• 代理公司: 上海申蒙商標專利代理有限公司 31214
• 代理人: 徐小蓉

技術領域

????本發明涉及高速鐵路運營期維護測繪領域，具體涉及基于海倫公式的軌道維護基點橫向偏差測量方法。

背景技術

高速鐵路無砟軌道的穩定，關系到線路的平順性。利用無砟軌道上的軌道維護基點作為軌道精調和日常養護的基準，能夠解決長大橋等軌道控制網點（也稱作CPⅢ點）的點位受溫度變化影響產生的不確定性等問題、及時準確監測軌道板變化情況優點，線路維護更便捷，其更高的精度滿足道岔線形控制要求，也使得線路運維單位能方便精確的檢測和修復測量基點。

對軌道維護基點的橫向偏差測量采用經緯儀視準線游標卡尺偏距量測法。即由相隔的兩個維護基點構成視準線，量測中間維護基點到視準線的垂直距離（以下簡稱矢距量測法），該方法操作簡便，但帶來的問題是：由于視準線是兩個維護基點構成的虛擬的線，所以其本身精度無法得到保證，而且觀測是夜間無行車時，操作時難以通過游標卡尺對準測量。

發明內容

本發明的目的是根據上述現有技術的不足之處，提供基于海倫公式的軌道維護基點橫向偏差測量方法，是利用在維護基點平面測量數據產物，通過數據計算的結果，無需增加額外的測量即可完成對軌道維護基點橫向偏差的測量。

本發明目的實現由以下技術方案完成：

基于海倫公式的軌道維護基點橫向偏差測量方法，所述軌道維護點包括軌道維護基點和軌道控制網點，所述軌道維護基點和軌道控制網點分別沿軌道方向陣列設置，所述軌道維護基點分別位于兩軌道板縫間，所述軌道控制網點分別位于所述兩軌道外側，其特征在于：所述測量方法至少包括以下步驟：

(a)??經過測量獲得被測軌道維護基點本身及其同側前后各一軌道維護基點間連線的偏距；

(b)??將所述步驟(a)中測得的三個軌道維護基點平面數據進行整體平差，以得到這三個軌道維護基點的平面坐標；

(c)??利用步驟(b)中算得的三個軌道維護基點平面坐標，并通過海倫公式計算，求得所述被測軌道維護基點的橫向偏差。

步驟(c)的具體所述計算步驟為：

通過這三個軌道維護基點的坐標計算兩兩軌道維護基點之間的距離；

將所述距離代入海倫公式???????????????????????????????????????????????，其中p為所述三個軌道維護基點構成的三角形的半周長、a為同側軌道前后各一軌道維護基點間連線的距離、b和c分別為所述被測軌道維護基點到同側前后各一軌道維護基點；求得由這三個軌道維護基點構成的三角形的面積；

然后將利用三角型面積公式S=ah/2，其中a為所述被測軌道維護基點同側軌道前后各一軌道維護基點之間的連線距離，h為所述被測軌道維護基點到所述連線的垂直距離，即為所述被測軌道維護基點的橫向偏差，所述橫向偏差被看作為三角形的高。

所述步驟(b)中，被測軌道維護基點的橫向偏差為0時，所述被測軌道維護基點的坐標處于其同側前后各一軌道維護基點間的連線上。

所述步驟(a)中的具體觀測步驟包括以下步驟：

（1）將觀測儀器架設在任一所述軌道維護基點上，將該軌道維護基點作為第一設站點，觀測第一設站點沿軌道方向前后各三對軌道控制網點，觀測第一設站點本身以及第一設站點對側軌道前后各一個軌道維護基點、同側軌道上相隔1個軌道維護基點的前一軌道維護基點；

（2）測量完畢后，將所述觀測儀器移至第二設站點再按步驟(1)中步驟進行觀測，其中第二設站點位于所述第一設站點的對側軌道上，且兩者之間相隔兩對所述軌道控制網點；如此往復，繼續下一設站點的定位以及觀測。

通過所述步驟（1）和（2），得到第一設站點和其同側軌道上的前一軌道維護基點，以及第二設站點對側軌道上的后一軌道維護基點的觀測數據，將三點的所述觀測數據進行整平以得到這三點的坐標，并通過海倫公式求得所述第二設站點對側軌道上后一軌道維護基點的橫向偏差。

本發明的優點是：測量結果精確度高，能夠節省人力，提高觀測效率，縮短觀測時間。

附圖說明

圖1是本發明中軌道維護基點觀測及橫向偏差計算方法示意圖；

圖2是本發明中第一設站點軌道控制網點觀測方法示意圖；

圖3是本發明中第二設站點軌道控制網點觀測方法示意圖；

圖4是本發明橫向偏差計算數據圖。

具體實施方式

以下結合附圖通過實施例對本發明特征及其它相關特征作進一步詳細說明，以便于同行業技術人員的理解：