[发明专利]基于全站仪免置平设站的轨道定位坐标计算方法及装置

说明书

本发明涉及一种基于全站仪免置平设站的轨道定位坐标计算方法与装置，该方法包括如下步骤：将全站仪固结于轨检仪上，轨检仪静置于轨道上之后，通过轨检仪测量得到当前里程值以及当前水平角，并测量得到各个CPIII控制点在全站仪坐标系下的三维坐标值，通过免置平设站算法计算得到全站仪站点坐标；根据当前里程值确定得到距离当前轨道位置最近的轨道第一设计中线点以及轨道第二设计中线点，根据轨道第一设计中线点以及轨道第二设计中线点的三维坐标计算得到轨道方向角以及坡度角；根据轨道方向角、当前水平角以及坡度角，计算得到大地坐标系下的轨道中线坐标。本发明提出的轨道定位坐标计算方法，可提高所定位的坐标的精度，满足了实际应用需求。

技术领域

本发明涉及工程测量技术领域，特别涉及一种基于全站仪免置平设站的轨道定位坐标计算方法及装置。

背景技术

在中国高速铁路的建设和维护中，保证线路具有高定位精度和高平顺性精度，是高速铁路测量和精调的核心目标。目前，我国高速铁路测量和精调主要采用的是基于CPIII控制网的绝对测量模式，该模式以客运专线轨道测量仪为代表，通过测量轨道的三维坐标控制轨道绝对位置和线路线形。其测量过程可总体概括为：全站仪在三脚架上置平和自由设站、小车棱镜坐标测量、小车姿态测量和轨道中线坐标计算。获得轨道三维坐标后，结合线路设计资料，可计算出线路绝对位置偏差和相对平顺性偏差(依据轨道前后测点的绝对位置偏差计算得到)。

目前，绝对测量模式使用广泛，但其超低的测量效率以及中短波的平顺性测量精度的不足，正在越来越受到人们的诟病。而采用相对测量模式，以轨道检查仪为代表，虽然相对测量模式不具备控制轨道的绝对位置的能力，但其中短波平顺性测量精度高，可迅速消除TQI超限，提高轨道质量指数，可按4km/h速度连续测量，大大提高测量效率，逐步在高速铁路轨道精调测量中占据一席之地。具体的，采用绝对测量小车按间隔(30米/点)测量轨道绝对位置，采用轨道检查仪连续推行测量轨道相对位置，将测量仪测量的轨道绝对数据导入轨检仪相对测量软件，进行轨道绝对定位数据与轨道相对轨迹数据之间的数据融合，实现控制轨道绝对位置的同时，控制轨道的相对平顺性，即“绝对+相对”测量模式。

然而，此种测量模式，由于存在设站的方向角误差以及棱镜测量的测角误差，导致轨道定位精度不高的问题。

发明内容

基于此，本发明的目的是为了解决现有技术中，采用“绝对+相对”测量模式，由于存在设站的方向角误差以及棱镜测量的测角误差，导致轨道定位精度不高的问题。

本发明提出一种基于全站仪免置平设站的轨道定位坐标计算方法，其中，所述方法包括如下步骤：

将全站仪固结于轨检仪上，所述轨检仪静置于轨道上之后，通过轨检仪测量得到当前里程值以及当前水平角，并测量得到各个CPIII控制点在全站仪坐标系下的三维坐标值，通过免置平设站算法计算得到全站仪站点坐标；

根据所述当前里程值确定得到距离当前轨道位置最近的轨道第一设计中线点以及轨道第二设计中线点，根据所述轨道第一设计中线点以及所述轨道第二设计中线点的三维坐标计算得到轨道方向角以及坡度角；

根据所述轨道方向角、所述当前水平角、所述当前轨距值以及所述坡度角，计算得到大地坐标系下的轨道中线坐标。

本发明提出的基于全站仪免置平设站的轨道定位坐标计算方法，在将全站仪固结于轨检仪上，将轨检仪静置于轨道上之后，进行免置平设站并计算得到全站仪站点坐标，通过测量小车的当前里程值确定得到距离最近的轨道第一设计中线点以及轨道第二设计中线点，并根据上述轨道第一设计中线点以及轨道第二设计中线点的三维坐标计算得到轨道方向角以及坡度角，由于轨道方向角以及坡度角的计算是通过精准的位置坐标进行计算的，因此根据轨道方向角、当前水平角以及坡度角可精准地计算得到大地坐标系下的轨道中线坐标，提高了精确度。

所述基于全站仪免置平设站的轨道定位坐标计算方法，其中，根据所述当前里程值确定得到距离当前轨道位置最近的轨道第一设计中线点以及轨道第二设计中线点的方法包括如下步骤：