[发明专利]一种用于轨道线路平顺性评价的设站测量方法

说明书

本发明涉及铁路测绘技术领域，具体涉及一种用于轨道线路平顺性评价的设站测量方法，用于对绝对测量精度要求不高的低速轨道线路，通过测量设站点与控制点之间的斜距与天顶距、轨道与地面的偏角，并依照测量的数据计算设站点相对于控制点的横向偏差与高度偏差，再结合铁路设计文件中的已知点数据计算设站点的坐标，用于评价轨道线路的平顺性。本发明中公开了两种计算设站点坐标的方式，分别为利用一个控制点进行一次设站测量与进行两次设站测量并计算设站点的坐标，本发明所提供的用于轨道平顺性评价的设站方法，相对传统设站方法而言，能够提高对绝对精度要求不高的轨道线路处设站点的测量效率，且能够满足测量结果所需要的精度要求。

技术领域

本发明涉及铁路测绘领域，特别是一种用于轨道线路平顺性评价的设站测量方法。

背景技术

轨道线路的平顺性是轨道结构综合性能和承载能力的重要体现，其状态诊断与控制、能力保持是高速铁路的核心问题，涉及面广、要求高、难度大。轨道不平顺是激励高速铁路轮轨系统振动及列车蛇行失稳的根本原因，也是恶化线路结构稳定性、降低其服役性能的诱因，严重时将导致列车脱轨。

轨道线路为两根钢轨之间的中心线，即图1中的中心线；当左右两根钢轨顶面高度一致时，轨道线路位于钢轨顶面所在的平面上；当左右两根钢轨的顶面高度不一致时，在竖直方向上，轨道线路位于两根钢轨的顶面之间，且距两个根钢轨顶面的距离相等，在水平方向上仍位于两根钢轨之间的中间位置。铁路轨道按照铁路设计文件中的铁路线路施工，轨道线路应与铁路设计文件中的铁路线路一致。

采用全站仪进行设站测量并计算铁路轨道上设站点的坐标，根据设站点的坐标计算轨道线路的绝对位置，再使用轨道线路的绝对位置评价轨道线路的平顺性是所属领域的公知常识，其中设站点的坐标为测量坐标系中的坐标，测量坐标系中的坐标的三个方向分别为北坐标、东坐标与高程坐标。目前常见的整平自由设站测量方法有两种，一种是单盘位设站，另一种是全盘位设站，以上两种方式均需要至少两个已知点进行自由设站。常见的非整平(左右两侧钢轨的高低不一致)自由设站技术包含两种，一种是基于距离进行交会计算的方法，另一种是基于坐标转变计算的方法，至少需要三个已知点进行设站。其中所述已知点为轨道线路的CPII控制网或CPIII控制网中的控制点，控制点距铁路轨道的距离不超过5m，CPII控制网中的CPII控制点之间的间距为800m，CPIII控制网中的CPIII控制点之间的间距为60m；轨道线路的CPII控制网或CPIII控制网均记录在铁路设计文件中，铁路设计文件还包括轨道线路上各点的里程、方位角以及各个控制点的坐标等数据。

控制点的坐标为测量坐标系中的坐标，全站仪进行测量的位置即为设站点，全站仪能够测量设站点与控制点之间的斜距和天顶距，并根据测量的数值计算设站点在测量坐标系中的坐标。

对于一些现有的低速铁路线路(一般是指所通过的车速小于或等于160Km/h)，对铁路线路的绝对位置要求较低(即轨道线路与铁路线路的重合度要求较低)，若采用上述方法通过两个或三个已知点进行设站测量，对每个设站点均测量与两个或三个控制点之间的斜距与天顶距，虽然能计算出位置精度较高的设站点坐标，用设站点坐标得到的轨道线路的绝对位置精度高，使最终根据轨道线路的绝对位置评价得出的轨道线路的平顺性更加接近轨道线路真实的平顺性，但是得到的轨道平顺性结果的精度远高于实际需要精度，在此过程中耗费了较多时间测量设站点的坐标，测量效率低。

目前用于轨道线路上设站测量的装置包括现有技术(如中国专利公开号CN209553210U)所公开的惯导轨道几何状态动态检测仪，需将该装置安装在轨道上，并沿轨道推行。该装置具有全站仪、倾斜传感器、该装置还具有位移传感器与里程计；通过全站仪能够测量设站点与控制点之间的斜距与天顶距，通过倾斜传感器能够用于非整平自由设站时测量全站仪的偏角，位移传感器与里程计能够用于测量该装置的位移与里程。

发明内容