[發明專利]一種鐵路既有線控制網及軌道線形同步測量方法

有效

• 申請號: 201810511537.2
• 申請日: 2018-05-24
• 公開（公告）號: CN108444432B
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: 白洪林;楊松林;汪小慶;王凱
• 申請（專利權）人: 北京交通大學;北京力鐵軌道交通設備有限公司
• 主分類號: G01B21/20
• 分類號: G01B21/20;G01C15/00
• 代理公司: 北京維正專利代理有限公司 11508
• 代理人: 羅煥清

本發明公開了一種鐵路既有線控制網及軌道線形同步測量方法，解決了現有技術不適應于既有線建網及軌道精測的問題。技術要點包括在線路的接觸網柱上安裝控制點；在待測路線區段的測量起點進行里程定位，測量小車對控制點坐標、軌道中心坐標進行測量，為線路建立絕對控制，用于指導軌道維修。本系統及方法使得控制網建網及線路精測同步一次完成，極大提高了作業效率，建網簡捷、快速，建網過程中不需要跨線，確保作業人員和線路運營安全。通過本系統及方法獲得的控制點坐標及軌道精測獲得的線路坐標能有效滿足既有線鐵路的維護要求。

技術領域

本發明涉及工程測量技術領域，更具體地說，它涉及一種鐵路既有線控制網建網及軌道精測方法。

背景技術

截止到2016年底鐵路總運營里程12.4萬公里，其中高速鐵路2.2萬公里。控制網及軌道精測技術在高速鐵路上已獲得廣泛應用。為了提高既有線的養護維修水平，提升線路質量，鐵路總公司提出要在既有線上推廣使用控制網及軌道精測技術。鐵路總公司工務部門已經對此工作做了總體安排，各鐵路局工務部門也逐漸在其管內線路上開展此項工作。

1.鐵路既有線現狀

1)作業干擾大

既有線不是垂直天窗，即如果左線封閉維修，那么右線還是在運營的。因此，既有線運輸壓力大、天窗時間短，天窗時間內不可以跨線作業，作業過程中，鄰線來車頻繁，須頻繁中斷。傳統的“導線控制網”或“CP3控制網”方法在建網時必須要跨線作業，效率低且危險。

2)資金預算有限

既有線維修養護預算較低，難以按照高鐵的技術標準建網并進行軌道精測。既有線一般行車速度低于160km/h,行車速度低對線路平順性的技術要求低，對控制網點位的精度要求也要低一些。高鐵運營速度高，線路線形需具有高平順性，那么控制網點位精度就需要非常高。因此，既有線建網及軌道精測也沒有必要照搬高鐵的技術標準，應研發一種適用于既有線的的建網及軌道精測技術方案。

2.現有布網及軌道精測方法

現有方法布網與軌道精測分兩步進行，即先布網再精測。步驟如下：

1)在線路周邊地面或電桿上埋設控制點樁，建立控制網。

2)利用全站儀、水準儀按照一定技術標準對控制網點進行觀測，并經平差后得到控制網點的三維絕對坐標。

3)利用控制點的三維坐標，使用測量小車等儀器測量線路的三維絕對坐標。現有各種測量小車主要分成兩類：

(1)以全站儀作為主要測量模塊的常規靜態測量小車。

(2)基于慣性導航系統(INS)和全球衛星導航系統(GNSS)的快速連續測量小車。

常規靜態測量小車工作時全站儀放置在三角架上，和小車相距約70m，后視一定數量的控制點，確定全站儀的坐標位置后，測量小車上反射棱鏡的坐標來確定軌道坐標。全站儀和測量小車之間一般通無線通訊模塊進行數據交換。這種設備技術成熟，測量精度高，但集成度不高，效率很低。

現有技術中存在一種基于慣性導航系統(INS)與全站儀組合的測量小車，可以實現對軌道的快速測量，但是無法同時對控制網進行測量。

4)將測量的一定間隔的(一般是5m)三維絕對坐標導出來，用軟件進行線形擬合，得到線路線形及軌道偏差(起、撥道量)。

現有的測量方法效率較低，投資也非常大，尤其是控制網測量時需要先架設好控制點，然后使用全站儀和水準儀對控制網進行觀測，然后進行平差，因此非常耗時，如現有的“四等導線網”測量方法。既有的軌道精測系統均是基于已經建好控制網的前提下對軌道線形進行精測，無法實現控制網與軌道的同步測量。

發明內容