高速铁路无砟轨道分段测量的数据处理研究

为保障高速铁路建设质量和运营安全,铁路行业规范规定,上道检测轨道的轨道几何状态测量仪需要通过标准轨道检验场进行技术认证。目前国内外关于标准轨道检验场的相关研究成果鲜有报道。本文针对高速铁路无砟轨道每隔50~70 m分段测量模式,提出了顾及非重叠区测点的轨道分段测量数据平顺连接方法,以重叠区轨道点的竖向和横向偏差为测站修正模型的约束条件,分别建立了每个测站的轨道点修正模型,对每个测站所有轨道测点进行了修正,以提高调整后轨道点的精度。在参与标准轨道检验场建设的实践中,采用精密机械量具进行了轨道点的更高精度测量,以比较评价新的分段连接方法和现有方法的测量结果。试验表明,新方法调整后的轨道点不仅保持了现有方法提高重叠区测点精度的优点,而且还能使非重叠区测点的精度提高为现有方法的2.6倍。研究成果对相关技术标准、规范的制定和轨道几何状态测量仪的研发具有参考价值。     

无砟轨道铺轨控制测量PCP控制点坐标解算方法的研究

目前我国多条客运专线无砟轨道正进行到轨道的铺设阶段,涉及到测量方面的问题是采用后方交会测设PCP控制点的坐标,在进行测站平差之前首先要获得测站以及PCP控制点的近似坐标,本文给出求解近似坐标的算法和程序编制方法。     

GNSS／INS组合的铁路轨道三维坐标快速精密测量

研究了利用GNSS／INS组合导航技术实现铁路既有线轨道绝对位置的快速精密测量方法,以便携式轨检小车作为移动平台搭载惯性测量单元、全球卫星导航系统、里程计和轨距尺模块,在运动过程中测量载体的三维坐标、姿态,结合轨距测量值推算轨道中线的精确三维坐标. 该方法对高精度轨道控制网依赖程度低,采用移动测量模式,作业效率高。在徐郑无砟高速铁路的实测结果表明,GNSS／INS组合导航系统平面测量精度优于6 mm(RMS),高程测量精度优于15 mm(RMS),可用于既有线线型恢复。      

利用激光干涉测距三维网的加权秩亏自由网平差

激光跟踪仪在激光干涉测距模式下,其测距精度要远远高于测角精度,利用极坐标测量的空间点坐标精度主要受测角误差的影响,利用激光跟踪仪的高精度激光干涉测距值构成空间三维激光干涉测边网,消除测角误差对空间点位的影响,采用基于重心基准的加权秩亏网平差模型进行整网平差。定向点坐标近似值采用极坐标方法确定,测站中心坐标近似值采用距离后方交会解算,通过附加约束矩阵精密求解测站点和定向点的三维坐标值。实际计算结果表明,该模型在12m测量范围内将激光跟踪仪的点位精度由87μm(标称值)提高到了27μm。     

激光跟踪仪的高精度预准直方法和精度分析

新型粒子加速器对关键元件的准直测量精度要求越来越高,而现有测量仪器受自身技术发展的限制,难以在短时间内显著提高其单站测量精度,由此提出一种基于激光跟踪仪的三维测边网平差的预准直测量方法。通过布设多个测站,将定位点和测站点的坐标均作为未知参数进行平差解算,得到较高精度的定位点坐标。此外,通过比较分析不同测站数目下各定位点的解算精度,得到局部最优测站数。实验结果表明,三维测边网平差解算的定位点精度远高于同等观测条件下三维边角网平差解算的定位点精度。当采用22个测站时,各定位点的空间点位中误差的均值为8.9μm。根据4个定位点均要获得10μm以内的定位精度需求,综合考虑定位精度和工作效率两方面因素,判断布设12个测站能达到此要求。所提方法对实际工作中高精度的预准直测量和设备的安装定位具有一定的工程应用价值。     

轨道约束的资源三号标准景影像区域网平差

考虑到同轨道拍摄的长条带卫星影像具有相同的误差分布特性,针对资源三号的标准景影像产品,提出了基于轨道约束的卫星影像区域网平差方法。首先,根据同轨相邻影像的偏移量计算轨道影像坐标系下的像点坐标;其次,通过同轨每景影像的RFM重新生成轨道影像的RFM,同时生成补偿格网;然后,根据基于像方仿射变换的RFM对轨道影像进行区域网平差;最后,利用求得的轨道影像的仿射变换参数重新计算原始单景影像的仿射变换参数。利用不同地区资源三号测绘卫星影像数据的试验表明,基于轨道约束的卫星影像区域网平差（以下简称轨道平差）在稀疏控制条件下,其精度明显好于单景影像平差的精度。在6控情况下,太行山试验区达到平面2.504m高程3.117m,在渭南试验区达到了平面4.061m高程2.895m。试验结果证明了轨道平差的有效性和可行性。     

高速公路不同测量基准误差处理方法的探讨

针对高速公路不同测量基准下平面控制测量误差问题,分别提出了分段平差方法和整体平差方法来消除不同等级控制点之间和不同测量系统之间的坐标误差,实践证明在路线中线偏差处理方面具有重要的实用价值。     

激光干涉测距三维秩亏网的拟稳平差

激光跟踪仪采用激光干涉测距原理,其测距精度远远高于测角精度。利用激光跟踪仪的高精度激光干涉测距值,构成空间三维激光干涉测边网,可以消除测角误差对空间点位的影响,大幅度提高三维点坐标精度。由于激光干涉测距三维网存在数亏问题,且整网控制点的稳定性不同,因此采用秩亏自由网平差模型,分别以测站点和定向点为拟稳点对测量数据进行平差解算。平差结果表明,在拟稳点选择合理的情况下,空间点三维坐标平差值反算的距离与测量距离的差值优于±10μm;点位误差可以优于±20μm。     

大射电望远镜5m模型一种高精度的定标方法

本文对大射电望远镜5米模型定标中存在的误差进行分析,提出一种新定标方案。该方案在计算测站点高差时避免了测量棱镜高和仪器高,通过测站点作水准网的平差并评定其精度,选出测站点中误差最小的点作为定向点定出X轴并建立坐标系,解算出各个测站点的精确的坐标。精度分析和多次的实验验证了该方案的有效性。     

无定向点优化布局的多边交会测量精度分析

多边交会系统利于提高激光跟踪仪坐标测量精度,但测量精度易受测站布局和系统参数标定精度的影响。引入球心拟合的无定向点系统参数标定法,避免传统系统参数标定精度受定向点分布的影响,根据无定向点系统参数标定模型推导出多边交会的最佳测站布局——直角正三棱锥,从而保证多边交会测量精度。仿真结果表明,在5 m范围内,球心拟合的无定向点系统参数标定中误差为0.006 4 mm,最佳测站布局下多边交会的点位中误差为0.005 mm。经标准尺长度测量验证和四面体标准器坐标测量验证,优化后多边交会的长度测量中误差为0.003 6 mm,坐标测量中误差为0.005 3 mm。在无定向点系统参数标定和直角三棱锥布局下,激光跟踪仪多边交会能够实现微米级三维坐标测量。