基于高精度惯性系统的有砟铁路轨道不平顺消缺方法

针对未建立CPⅡ、CPⅢ精测网的既有铁路,为了能快速、有效进行轨道不平顺性消缺,以提高轨道平顺性和线路运营水平,需寻找一种新的解决方法。本文通过深入研究惯导系统在航偏角与俯仰角方向的偏差误差,发现高精度惯导系统在缺乏CPⅡ、CPⅢ控制网约束情况下也能满足有砟铁路轨道不平顺性消缺;同时,采用双里程计设计,提高了里程测量精度,为大机捣固提供准确的里程基准。研究结论:(1)提出的既有线有砟铁路轨道不平顺性的消缺方法,无需依赖CPⅡ、CPⅢ控制网,为既有线有砟铁路轨道不平顺性的消缺提供基准数据,仍可快速测量既有线有砟轨道线形。(2)本方法可降低CPⅢ控制网建设和维护成本,提高有砟轨道既有线路轨道维护效率。(3)与依赖CPⅢ控制网的惯导轨道测量技术相比,本方法测量速度可达到3km/h以上,效率提高50%,优势明显。     

高速铁路轨道位置测量误差的分析

时速200 km/h及以上铁路的轨道位置是由全站仪观测CPⅢ控制点进行自由设站后按极坐标法测定的。本文通过分析误差大小及其对轨道位置的影响, 得出轨道控制网CPⅢ控制点的误差主要影响轨道的长波平顺性, 可以根据轨道长波平顺性要求来确定轨道控制网CPⅢ的测量精度, 从而掌握轨道测量关键, 保证铁路轨道位置的平顺性。     

高速铁路轨道控制网测量数据质量控制研究

高速列车要实现安全平稳地高速行驶,轨道必须具有高平顺性,作为铁路轨道铺设和运营维护的测量基准——轨道控制网(CPⅢ)必须精确可靠。CPⅢ网跨度大、网形结构复杂,其观测数据误差、平差基准的原始数据误差和分段衔接误差等因素会影响控制点的精度和可靠性,最终会影响到轨道的高平顺性建设和评判。在现有的技术规范基础上,以轨道平顺性控制为目标,进一步提高轨道控制网测量数据精度和可靠性,完善高速铁路测量数据质量过程控制的理论和技术体系,确保高速铁路高标准建设和列车高速、平稳、安全运行,是高速铁路测量理论领域值得探索研究的课题。论文借鉴大系统控制理论和多元质量控制与诊断理论的思想,构建起轨道控制网全局式数据质量控制体系(global data quality control system of CPⅢ,GDQCS-CPⅢ),主要成果如下。     

基于Kalmam滤波和Kalman-RTS平滑的高铁轨道平顺性数据融合算法

针对传统轨道平顺性测量方法存在的依赖于CPⅢ控制网、维护成本高、测量技术效率低等问题，文中基于高铁轨道平顺性测量系统，采用Kalman滤波和Kalman-RTS平滑算法对包括GNSS接收机、里程计、IMU在内的多种传感器的数据进行融合处理。实验表明，多传感器数据先通过Kalman滤波处理后，轨道测量绝对坐标横向偏差均值从纯GNSS的4.7 mm降低至2.2 mm,精度提升幅度达53.2%;再进行Kalman-RTS平滑处理后，绝对坐标横向偏差均值再度降低到1.6 mm,总的精度提升幅度达66.3%,相对坐标横向偏差均值精度提升幅度达10.1%,可以有效提升轨道测量作业效率。     

基于精密测量技术的高速铁路运营安全监测研究

高速铁路运营阶段,可借助CPⅢ控制网对其轨道平顺性进行监测,以保障列车运行安全。CPⅢ控制点的稳定性和位置精度决定运营安全监测的可靠性。本文提出了基于精密测量技术的CPⅢ控制点稳定性检测方法,以发现存在较大点位误差的控制点,确保参与监测的CPⅢ控制点精度。     

高速铁路轨道平顺性与轨道控制网精度关系的探讨

分析了轨道短波平顺性与测量误差的关系,明确了CPⅢ点的误差、无碴轨道调整测量的误差对轨道平顺性的影响,对轨道调整阶段的CPⅢ控制网自由设站边角后方交会进行模拟试验,讨论并验证了相邻测站点相对误差是影响轨道调整精度和平顺性的直接因素。     

无砟轨道CP Ⅲ平面控制网测量精度影响因素分析

从已知点兼容性、测量设备误差、距离投影改化等方面分析影响CPⅢ平面控制网测量精度的主要因素。通过剔除兼容性差的CPⅡ加密测量已知点、更换误差超标的棱镜、测定并改正全站仪综合加常数误差、对观测边长进行投影改正,能有效提高无砟轨道CPⅢ平面控制网平差精度,减少观测数据的返工重测次数,为我国无砟轨道CPⅢ平面控制网测量技术的...     

顾及自动化养护机械的普速有砟铁路轨道控制网布设方式及其优化改进

在铁路运营维护阶段,线路大型养护机械特别是自动化养护机械的使用极大提高了线路养护的效率和质量,但同时对轨道控制网(CPⅢ)提出了更高要求。本文对我国普速有砟铁路CPⅢ测量技术进行了系统的总结,对现有方法的优缺点进行了对比分析。通过工程实例对CPⅢ单侧形式和自由测站法建立的CPⅢ网精度情况进行统计分析,得出单侧形式CPⅢ点自由测站法的点位精度及相对点位精度皆优于导线测量法,能很好满足自动化养护机械对有砟铁路轨道控制网的需求。     

京沪高速铁路CPⅡ控制网复测技术研究

时速大于250km铁路必须具有高精度的几何线性参数,做到高平顺性。因此,必须建立一套与之相适应的精密工程测量体系。根据平面控制测量的测量精度要求,对京沪高速铁路CPⅡ平面控制网复测相关的技术进行了探讨。     

高速铁路CPⅢ控制网平面观测粗差探测方法研究

CPⅢ控制网平面测量精度要求高、外业观测数据量大。如何进行CPⅢ控制网外业观测数据的粗差探测并进行精度评定,是CPⅢ控制网测量实践的重要内容之一。本文在充分研究CPⅢ平面控制网网形特点的基础上,引申出CPⅢ网纵横向较差的概念,并提出粗差检测方法。通过验证,该方法可以有效剔除含有粗差的外业观测数据,提高CPⅢ网的可靠性和...     

CPⅢ测量数据处理软件的开发探讨

轨道控制网(CPⅢ)获取的大量观测数据,处理繁琐。为实现原始测量数据和成果质量的自动化分析处理,保证测量成果的准确性和可靠性,提高工作效率,开发了高铁测量数据质量分析处理系统软件。本文对该软件的部分功能进行了介绍,为CPⅢ数据处理软件的设计与开发提供一定的参考。     

一种基于激光跟踪仪的轨道静态平顺性检测系统

本文以现阶段高速铁路轨道平顺性检测现状为背景,针对高速铁路轨道平顺性检测方法和平顺性评价方法中存在的问题,研究采用线型参数估计和空间三维坐标系的轨道平顺性评价方法,发挥三维激光跟踪仪高精度、高频率的优点,设计了其与轨检小车集成的方案进行轨道平顺性静态检测,拟通过轨道平顺性检测方案的实施和平顺性评价方法的运用,能够准确的获取检测路段平顺性信息,建立一套服务于工程施工和运营维修养护的高效率、高精度的轨道平顺性检测系统,为轨道精调提供数据支撑,也为我国高速铁路轨道平顺检测提供快速、高精度的检测手段和方法。     

基于PDA的CPⅢ自动化数据采集系统的设计与实现

鉴于铁路客运专线无砟轨道CPⅢ控制网与常规铁路控制网相比有其自身的特点,本文详述了基于掌上电脑PDA的CPⅢ精密控制测量自动化数据采集系统的设计与实现方法。本文首先介绍了CPⅢ控制网布设施测的方法以及数据自动采集的基本原理,然后对系统的设计思想、总体设计和实现的基本功能进行了详细的阐述。     

高速磁浮轨排平面控制网精密测量技术研究

磁悬浮列车凭借其无轮轨阻力、高速及节能被视为轨道交通史上的一大变革。由于高速磁浮列车的运行速度要远快于目前高铁350 km/h的运行速度,那么对磁浮轨道梁及其他部件的安装精度便必然会提出更高的要求,对磁浮轨道的平顺性也必然提出更高的要求。如何建立高精度的CFⅢ平面控制网成为迫切需要解决的问题。基于自由测站边角交会网测量原理和新型测量设备激光跟踪仪,本文研究了一种新的CFⅢ平面控制网测量方法,并进行了相关实验分析,证明可大幅提高高速磁浮轨道平顺性测量效率和精度。     

C波段转发测轨系统测站偏差的标校

C波段转发测轨体制在GEO卫星测定轨中有突出优势,但其测量系统偏差的标校精度对定轨结果影响显著。基于L波段载波相位多星定轨结果,提出一种基于标准轨道拟合残差的系统偏差标校方法。该方法能够同时标校测量偏差及时标偏差,有利于弥补激光测距标校方法观测量较少的缺陷。利用国内监测站对中国导航卫星实测数据分析结果表明,经过标校后的C波段转发测轨精度可优于5 m,测量偏差及时标偏差具有较好的稳定性。     

The Application of Survey Technique to the CRTS II Bailastless Track of Static Adjustment

为了适应高速铁路行车的平顺性和舒适性的要求,高速铁路轨道必须具有较高的铺设精度,甚至精度要保持到毫米级范围内,测量技术就显得尤为重要。无砟轨道板静态调整是控制客运专线高平顺性和高精度的最后一个工序,也是整个测量过程的重中之重,本文以石武客运专线SWZQ-7标段漯-驻特大桥为例,通过对CPⅢ测量、全站仪设站、外业数据采集及模拟调整等测量技术进行分析和研究,说明测量技术在CRTSⅡ无砟轨道板长钢轨静态调整中的重要性。     

测量技术在CRTSⅡ无砟轨道板静态调整中的应用

为了适应高速铁路行车的平顺性和舒适性的要求,高速铁路轨道必须具有较高的铺设精度,甚至精度要保持到毫米级范围内,测量技术就显得尤为重要。无砟轨道板静态调整是控制客运专线高平顺性和高精度的最后一个工序,也是整个测量过程的重中之重,本文以石武客运专线SWZQ-7标段漯-驻特大桥为例,通过对CPⅢ测量、全站仪设站、外业数据采集及模拟调整等测量技术进行分析和研究,说明测量技术在CRTSⅡ无砟轨道板长钢轨静态调整中的重要性。     

GNSS/INS多传感器组合高速铁路轨道测量系统

高速铁路轨道必须保持高平顺性、高稳定性和高可靠性,这直接关系到高速列车高速、安全且平稳运行。高速铁路轨道测量至少包括控制测量、线路测量和变形测量等工作。传统高速铁路轨道测量方法存在测量周期长、维护成本高、检测效率低等问题。为此,本文提出了一种基于全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)/惯性导航系统(inertial navigation system,INS)多传感器组合的高速铁路轨道测量方法,并研制了相应的轨道测量系统。本文详细介绍了其主要构成和方法流程,并在实际高速铁路轨道精调工程中进行了应用示范。结果表明:该系统实现了轨道路基变形监测和高速铁路轨道不平顺绝对测量与相对测量的一体化,其轨道横向偏差精度2 mm、垂向偏差精度2 mm,变形点水平方向精度1 mm、垂直方向精度1.5 mm,显著提高了测量效率。     

双线铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道布板设计系统研制

深入研究了CRTSⅢ型板式(简称Ⅲ型)无砟轨道布板设计关键技术,设计并研制了基于C/S(客户端/服务器)结构模式的Ⅲ型无砟轨道布板设计系统,可以实现双线铁路并行等高段的布板计算并获得轨道板各承轨台轨顶中心(简称承轨台定位点)的线路空间三维坐标信息。文中阐述了双线铁路Ⅲ型无砟轨道布板设计关键技术和系统设计实现流程,对我国Ⅲ型无砟轨道技术体系向智能化发展具有一定借鉴和参考意义。     

角锥棱镜直角误差斜入射法检测的理论分析

以矢量形式的折射、反射定律为基础 ,详细推导了角锥棱镜直角误差δ与分划板自准直双像间距t之间的关系 ,提出了基于斜入射法、利用自准直平行光管直接测量角锥棱镜直角误差的光电检测系统 ,并进行了测量精度的理论分析。