[發明專利]基于激光跟蹤儀的軌道靜態平順性測量與分析方法有效
| 申請號： | 201410582419.2 | 申請日： | 2014-10-27 |
| 公開（公告）號： | CN104358194A | 公開（公告）日： | 2015-02-18 |
| 發明（設計）人： | 姚連璧;孫海麗;徐恒立;汪志飛;李亞云;王璇 | 申請（專利權）人： | 同濟大學 |
| 主分類號： | E01B35/00 | 分類號： | E01B35/00 |
| 代理公司： | 上海科盛知識產權代理有限公司 31225 | 代理人： | 趙志遠 |
| 地址： | 200092 *** | 國省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 基于 激光 跟蹤 軌道 靜態 平順 測量 分析 方法 | ||
1.一種基于激光跟蹤儀的軌道靜態平順性測量與分析方法，其特征在于，包括以下步驟：
1)激光跟蹤儀設站位置在軌道一側，測量CPIII控制點，利用十三參數坐標轉換，獲取激光跟蹤儀坐標系和CPIII控制點坐標系的坐標轉換參數；
2)在軌道上往返推行軌檢小車，激光跟蹤儀跟蹤軌檢小車上的靶球，獲取棱鏡點坐標；
3)利用棱鏡點坐標和坐標轉換參數計算左右軌道點三維坐標，從而計算軌道中線點三維坐標、軌道點距離和超高，再利用軌道設計線形數據，進行軌道幾何內部幾何參數的計算。
2.根據權利要求1所述的一種基于激光跟蹤儀的軌道靜態平順性測量與分析方法，其特征在于，所述的利用十三參數坐標轉換，獲取激光跟蹤儀坐標系和CPIII控制點坐標系的坐標轉換參數，具體為：
坐標轉換模型采用3個平移參數、3個旋轉角構成的9個旋轉矩陣參數，1個尺度參數，而旋轉矩陣9個參數中，僅有3個是獨立的，其余6個是非獨立的；
坐標轉換模型：
旋轉矩陣M表示為：
旋轉矩陣M為正交矩陣，必存在下列條件：
因此，M矩陣中，僅有3個獨立參數，如選取a2、a3、b3為獨立參數，則其余6個參數為：
c1＝a2b3-a3b2???(8)
c2＝a3b1-a1b3???(9)
有7個獨立參數，若有3個以上的公共點，應用最小二乘法解即可，但是旋轉矩陣中只有三個獨立參數，其余六個參數是其非線性函數，因此直接解算非常復雜；所以采用下列方法予以解決；
設未知數為3個平移參數、1個尺度參數、9個方向預先參數，將(1)式用泰勒級數展開可得
寫成誤差方程形式：
Vi＝AXi-Li，i＝1，2，...，n???(11)
式中
并可列出條件方程
BX+W＝0???(13)
其中：
其中，(a1，b1，c1)為x軸在O-XYZ中的方向余弦，(a2，b2，c2)為y軸在O-XYZ中的方向余弦，(a3，b3，c3)為z軸在O-XYZ中的方向余弦，μ為尺度比，(X0?Y0?Z0)為o-xyz的原點相對于O-XYZ的原點的平移，上標為0的數為相應參數的近似值，dX0、dY0、dZ0、dμ、da1、da2、da3、db1、db2、db3、dc1、dc2、dc3為改正數；
按照附有條件的間接平差法進行解算；解算時，根據改正數的大小判別是否滿足收斂要求，如不滿足，進行迭代計算，直到滿足收斂要求。
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