CH684953A5 - Verfahren und Einrichtung zum Ermitteln der Abweichungen der Ist-Lage eines Gleisabschnittes. - Google Patents

Verfahren und Einrichtung zum Ermitteln der Abweichungen der Ist-Lage eines Gleisabschnittes. Download PDF

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CH684953A5
CH684953A5 CH1857/92A CH185792A CH684953A5 CH 684953 A5 CH684953 A5 CH 684953A5 CH 1857/92 A CH1857/92 A CH 1857/92A CH 185792 A CH185792 A CH 185792A CH 684953 A5 CH684953 A5 CH 684953A5
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Plasser Bahnbaumasch Franz
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Description

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Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln der Abweichungen der Ist-Lage eines Gleisabschnittes in bezug auf die Soll-Lage, wobei eine auf dem Gleis verfahrbare erste Messeinheit und eine weitere zweite Messeinheit an beiden Endpunkten eines zu vermessenden Gleisabschnittes aufgestellt und ihre Positionen relativ zu Gleisfestpunkten definiert werden und die zweite Messeinheit schrittweise von einem Startpunkt in Richtung zur ersten Messeinheit zum Endpunkt verfahren wird, wobei bei jeder Fahrtunterbrechung zur Durchführung eines Messvorganges ein Vergleich der Messdaten der Gleis-Ist-Lage mit den Messdaten der Soll-Lage durchgeführt und ein entsprechender Differenzwert errechnet wird, sowie eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
In der Zeitschrift «ETR-Eisenbahntechn. Rundschau» 39 (1990), Heft 4, Seiten 202 und 203, werden Messmaschinen zur Ermittlung der Abweichungen der Ist-Lage eines Gleisabschnittes in bezug auf dessen Soll-Lage beschrieben. Zwischen einer bei einem Festpunkt aufgestellten, als Satellitenfahrzeug bezeichneten Messeinheit und einer weiteren kontinuierlich auf dieses zufahrenden, als Messfahrzeug bezeichneten Messeinheit wird ein Laser-Strahl als Standsehne verwendet. Dabei werden die Pfeilhöhen zu der Laser-Standsehne gemessen, digitalisiert und in einem Computer gespeichert. Über zusätzliche Messungen der seitlichen Abstände zu den Festpunkten lassen sich die Differenzen zur Soll-Lage ermitteln und die auszuführenden Verschiebungen und Hebungen errechnen, die als Eingabedaten für den Leitcomputer ALC der Stopfmaschinen dienen sollen. Durch die erforderliche Bildung einer Standsehne in Form eines Laser-Strahls ist die Distanz zwischen dem Satelliten- und dem Messfahrzeug in Hinsicht auf eine erforderliche Abtastung des Laser-Strahls durch einen Laser-Empfänger eingeschränkt.
Es ist durch die Zeitschrift «Railway Track & Structures», May 1990, Seite 21, bereits bekannt, die Festpunkte eines Gleises mit Hilfe eines Satellitenempfängers zu bestimmen. Dieser GPS (Global Positioning System) Satellitenempfänger verarbeitet die Positionstelegramme von Vermessungssatelliten und befindet sich in einem Zweiwegefahrzeug, das auf dem Gleis zu den einzelnen zu vermessenden Festpunkten verfahren wird.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt nun in der Schaffung eines Verfahrens der eingangs beschriebenen Art sowie einer Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens, bei dem für eine wirtschaftlichere Arbeitsweise eine grössere Distanzierung der beiden Messeinheiten zueinander, mit hoher Genauigkeit der ermittelten Korrekturwerte möglich ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass a) durch Empfang eines Positionstele-grammes von Vermessungssatelliten die Position der beiden Messeinheiten relativ zueinander in einem Koordinatensystem bestimmt wird und b) bei jeder Fahrtunterbrechung der zweiten Messeinheit -durch jeweiligen Empfang eines weiteren Positions-
telegrammes von Vermessungssatelliten die jeweilige relative Positionsveränderung eruiert wird. Durch diese Kombination von Verfahrensschritten ist unter Ausnützung neuester Vermessungsmethoden eine wesentliche Vereinfachung des Messvorganges zur Ermittlung der erforderlichen Gleisverschiebungswerte erzielbar, da mit der nunmehr möglichen weiteren Distanzierung der beiden Messeinheiten zueinander die zeitaufwendigen Fixpunkteinstellungen am Start bzw. Endpunkt wesentlich reduzierbar sind. Ein besonderer Vorteil besteht auch darin, dass zwischen den beiden Messeinheiten keine optische Sichtverbindung mehr erforderlich ist und damit auch beispielsweise in Einschnitten liegende, gekrümmte Gleisabschnitte problemlos zu vermessen sind. Da die Positionsbestimmung der beiden Messeinheiten in Relation zueinander praktisch mit ein und demselben Positionstelegramm erfolgt, weist die relative Höhen- und Richtungslage der Messeinheiten - völlig unabhängig von der Absolutgenauigkeit der Positionstelegramme - eine sehr hohe Relativgenauigkeit auf. Da die absolute Lage des Start- und Endpunktes bezüglich der dort befindlichen Gleisfestpunkte bekannt ist, können die im beide Messeinheiten einbindenden Koordinatensystem ermittelten relativen Höhen- und Seitenwerte problemlos auf genaue Absolutwerte umgerechnet werden. Da nunmehr auch keine Standsehne in Form eines Laser-Strahls erforderlich ist, ist der Messvorgang in vorteilhafter Weise auch unabhängiger von ungünstigen Witterungseinflüssen durchführbar.
Eine Weiterbildung des Verfahrens gemäss Anspruch 2 hat zusätzlich den Vorteil, dass die Abstände zwischen den Messstellen unabhängig von einer Pfeilhöheneinteilung nach dem Gleisplan beliebig wählbar sind.
Die Erfindung betrifft auch eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens, bei der jeder Messeinheit ein zum Empfang eines Positionstelegram-mes von Vermessungssatelliten ausgebildeter Satellitenempfänger zugeordnet ist. Eine derartige Einrichtung ist bei konstruktiv relativ einfacher Ausführung zur praktisch völlig automatischen Gleisaufmessung einsetzbar, so dass durch un-sachgemässe oder oberflächliche Bedienung bedingte Ungenauigkeiten der Messergebnisse auszu-schliessen sind. Durch die beiden jeweils einer Messeinheit zugeordneten Satellitenempfänger besteht die Möglichkeit einer Relativvermessung mit hoher Messgenauigkeit, die unabhängig von der Genauigkeit einer absoluten Positionsbestimmung ist. Da der Einsatz von zwei unabhängig voneinander verfahrbaren Messeinheiten an sich identisch ist mit dem bisher angewandten Stand der Technik, ist diese Einrichtung in vorteilhafter Weise ohne Einschränkungen auch hilfsweise zur Durchführung des bisher bekannten Verfahrens einsetzbar, falls z.B. in einem Tunnel bzw. wegen einer störenden Fahrleitung eine Verbindung mit den Vermessungssatelliten nicht möglich ist.
Durch die drehbare Lagerung des Empfängers am Messrahmen der Messeinheit ist die mit dem Empfänger verbundene Antenne für einen möglichst guten und störungssicheren Empfang in die jeweils günstigste Lage einstellbar.
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Mit der verschwenkbaren Lagerung einer Antenne des Empfängers nach Anspruch 6 ist der Vorteil erzielbar, dass beispielsweise eine durch Querneigung oder eine fehlerhafte Lage des Gleises bedingte Neigung der Antenne relativ zur Schiene durch eine entsprechend gegengerichtete Neigung ausgleichbar ist.
Diese fehlerhafte Lage der Antenne ist durch mit der Messeinheit verbundene Querneigungsmesser automatisch berechen- und mit Hilfe des Antennenantriebes ausgleichbar.
Mit einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 9 ist unmittelbar nach Aufstellung der Messeinheit am Endpunkt des zu vermessenden Gleisabschnittes mit Hilfe des Laser-Senders auch die genaue Ermittlung des Abstandes zu einem Fixpunkt durchführbar. Damit erübrigt sich in wirtschaftlicher Weise der Einsatz eines eigenen Messtrupps zur Durchführung dieser Fixpunkt-Messung.
Die Weiterbildung der Einrichtung nach den Ansprüchen 9 und 10 ermöglicht hilfsweise auch für den Fall, dass ein Funkkontakt mit den Vermessungssatelliten auf Grund eines Tunnels, einer Oberleitung od.dgl., nicht möglich ist, eine Vermessung des Gleisabschnittes mit Hilfe einer durch den Laser-Sender gebildeten Standsehne. Allerdings muss für diesen Fall der Abstand zwischen Start und Endpunkt des zu vermessenden Gleisabschnittes verkürzt werden.
Die vorteilhafte Ausbildung nach den Ansprüchen 11 und 12 ermöglicht die Anwendung des erfin-dungsgemässen Verfahrens in Verbindung mit dem Einsatz einer Stopfmaschine, wobei die durch die vorgeordneten Messeinheiten ermittelten Gleisverschiebungswerte sofort per Funk zur Stopfmaschine zur Durchführung der entsprechenden Gleislagekorrektur transferierbar sind. Durch die Längsver-schiebbarkeit der Messeinheit relativ zur Stopfmaschine ist diese völlig ungehindert für eine kontinuierliche Arbeitsvorfahrt einsetzbar, während die unmittelbar vorgeordnete Messeinheit zur Durchführung der jeweiligen Messvorgänge örtlich zum Stillstand bringbar ist.
Mit der fernsteuerbaren Ausbildung gemäss Anspruch 11 ist die in Arbeitsrichtung vorderste Messeinheit beispielsweise im Falle des vorerwähnten kombinierten Einsatzes mit einer Stopfmaschine von deren vorderer Fahrkabine aus verfahr- und einstellbar.
Die Erfindung wird im folgenden anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine vereinfacht dargestellte Seitenansicht zweier am Start- bzw. Endpunkt eines zu vermessenden Gleisabschnittes aufgestellter Messeinheiten mit jeweils einem Satellitenempfänger,
Fig. 2 eine Draufsicht auf beide Messeinheiten,
Fig. 3 eine schematische Darstellung des Gleis-Ist- und Soll-Verlaufes mit den Pfeilhöhen zur Ermittlung der erforderlichen Gleisverschiebungen,
Fig. 4 eine vergrösserte Detailansicht einer Messeinheit, die zusätzlich zu einem Satellitenempfänger auch einen Lasersender aufweist,
Fig. 5 eine Draufsicht auf die in Fig. 4 dargestellte Messeinheit,
Fig. 6 eine Teil-Seitenansicht einer Stopfmaschine, die mit ihrem in Arbeitsrichtung vorderen Ende mit einer einen Satellitenempfänger aufweisenden Messeinheit verbunden ist, und
Fig. 7-10 verschiedene Diagramme zur Erläuterung des Rechenvorganges zur Ermittlung der Gleiskorrekturwerte.
Wie in Fig. 1 und 2 ersichtlich, bestehen die einfachst ausgerüsteten und in einer Distanz von etwa 1000 m voneinander distanzierten Messeinheiten 1, 2 jeweils aus einem Messrahmen 3, der mit Hilfe eines Antriebes 4 und Spurkranzräder 5 auf einem Gleis 6 verfahrbar ist. Zum Anpressen der jeweils an einer Längsseite des Messrahmens 3 befindlichen Spurkranzräder 5 an die linke oder rechte Schiene des Gleises 6 ist eine an sich bekannte Anpressvorrichtung 7 vorgesehen. Jeder Messeinheit 1, 2 ist ein Satellitenempfänger 8 mit einer Antenne 9 zugeordnet. Die Messeinheit 1 weist eine Funkeinrichtung zur Weiterleitung der von den Vermessungssatelliten empfangenen Positionsdaten an eine auf der anderen Messeinheit befindliche Recheneinheit 10 auf. Diese ist zur Eingabe von Gleis-Soll-Daten sowie zur rechnerischen Ermittlung des Krümmungsverlaufes des Gleises 6 aus diesen Soll-Daten ausgebildet.
Zum Ermitteln der Abweichungen der Ist-Lage eines Gleisabschnittes in bezug auf dessen Soll-Lage werden beide Messeinheiten 1, 2 an den Endpunkten eines zu vermessenden Gleisabschnittes aufgestellt. Diese auch als Start- und Endpunkt bezeichneten Positionen befinden sich auf in einem Gleisplan genau definierten Gleisfestpunkten 11. Nach Anpressung der jeweiligen Messeinheit 1, 2 an eine der beiden Schienen des Gleises 6 wird die Höhen-und Seitenlage eines auf der Messeinheit 1, 2 befindlichen Nullpunktes zum Gleisfestpunkt 11 ermittelt. Damit ist die Ist-Lage des Start- und Endpunktes des zu vermessenden Gleisabschnittes in der jeweiligen Lage relativ zur Soll-Position gemäss dem Gleisplan absolut definiert. Mit Hilfe eines von beiden Satellitenempfängern 8 empfangenen Positi-onstelegrammes wird ein terrestrisches Koordinatensystem aufgebaut, durch das die relative Lage der beiden Satellitenempfänger 8 zueinander exakt bestimmbar ist. Da auch die absolute Lage der Satellitenempfänger am Start bzw. Endpunkt bekannt ist, kann somit auch jede Position in diesem terrestrischen Koordinatensystem absolut bestimmt werden.
Nach Eingabe von Soll-Daten der Gleisgeometrie des zwischen Start und Endpunkt gelegenen Gleisabschnittes in die Recheneinheit 10 wird dessen -der Soll-Lage entsprechender - Krümmungsverlauf errechnet und - wie später noch näher beschrieben - rechnerisch durch Start- und Endpunkt gelegt. In weiterer Folge wird die am Startpunkt befindliche Messeinheit 2 relativ zur örtlich unverändert am Endpunkt befindlichen Messeinheit 1 bis zu einer weiteren Messstelle verfahren. Auf dieser wird mit Hilfe eines weiteren Positionstelegramms die Positionsveränderung der Messeinheit 2 im genannten
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terrestrischen Koordinatensystem relativ zur zweiten Messeinheit 1 ermittelt. Durch anschliessende Differenzbildung zwischen dieser - die Gleis-Ist-Lage bestimmenden - Position und der für die Messstelle rechnerisch aus den Soll-Daten ermittelten und in das terrestrische Koordinatensystem umgerechneten Soll-Lage-Position wird der Verschiebe- und Hö-henkorrekturwert errechnet und in Verbindung mit einem Distanzwert zwischen Messstelle und Startpunkt abgespeichert.
Diese Daten können gemäss einer weiteren möglichen Ausführungsvariante aber auch per Funk direkt an eine in grösserem Abstand nachfolgende, im Arbeitseinsatz befindliche Stopfmaschine übertragen werden. In dieser werden die ermittelten Verschiebe- und Höhenkorrekturwerte mittels eines Computers gespeichert. Sobald sich das Gleishebe-und Richtaggregat der Stopfmaschine auf der diesen gespeicherten Korrekturwerten entsprechenden, durch eine Wegmesseinrichtung ermittelten Messstelle befindet, werden die Hebe- und Richtantriebe automatisch derart gesteuert, dass das Gleis in die gewünschte Soll-Lage angehoben wird.
Nach Beendigung der Vermessung des gesamten Gleisabschnittes wird die Messeinheit 1 vorzugsweise ferngesteuert zur nächsten Messstelle verfahren, wo sich die beschriebene Positionsbestimmung am bezüglich der Absolutlage bekannten Start- und Endpunkt und die nachfolgende Differenzwertberechnung zwischen Ist- und Soll-Lage des Gleises wiederholt. Der Abstand zwischen den einzelnen Messstellen entspricht zweckmässigerweise dem Abstand der im Gleisplan definierten Pfeilhöhen. Es können aber auch beliebige Abstände gewählt werden.
Anstelle der Errechnung des Gleisverlaufes aus den Soll-Daten besteht auch die Möglichkeit, mit Hilfe der bekannten und in das terrestrische Koordinatensystem umgerechneten Lage der Gleisfestpunkte rechnerisch eine imaginäre Hilfssehne zu bilden sowie die Pfeilhöhen auf diese Sehne zu berechnen. Anschliessend werden durch Vergleich der Soll- mit den Ist-Pfeilhöhen die Verschiebe- und Höhenkorrekturwerte berechnet.
Fig. 7 zeigt das Krümmungsbild eines Gleisbogens, wobei R den Radius der Krümmung und u die Gleisachse angibt.
In Fig. 8 ist das durch Integration des Krümmungsbildes erzielbare Winkelbild dargestellt, wobei ß die Steigung angibt.
Fig. 9 zeigt, wie man die Sollkurve bzw. die Gleisachsen durch Koordinatentransformation in das kartesische Koordinatensystem überführt. Mit 36 sind zum Teil die einzelnen Messpunkte der Gleis-Ist-Lage dargestellt. Die strichlierte Linie zeigt die Soll-Lage des Gleises.
In Fig. 10 ist die Überlagerung der Verschiebungen an den Gleispunkten 11 dargestellt. Mit der Klammer 37 ist die Gesamtverschiebung angedeutet.
Im folgenden werden noch ergänzende Ausführungen zur Berechnung der Verschiebungen und Höhenkorrekturwerte aufgezeigt. Der Soll-Geometrieverlauf wird in den gebräuchlichen Bogenver-zeichnissen der Bahnen als Krümmungsverlauf dargestellt. Im Vollbogen hat die Krümmung den konstanten Wert 1/R (R ... Radius). Durch Integration des Krümmungsbildes erhält man ein sogenanntes Winkelbild (s. Fig. 8). Will man das Ortsbild in kar-tesischen Koordinaten bekommen, so muss man (wegen der krummlinigen Gleiskoordinate u) eine sogenannte Absteckung durchführen, wobei schrittweise das Ortsbild im kartesischen Koordinatensystem (x, y) zusammengesetzt wird. Dies kann sehr einfach numerisch mit dem Rechner bei laufendem u durchgefühlt werden. Das auf diese Weise ger wonnene Ortsbild kann dann durch eine Koordinatentransformation (s. Fig. 9) so transformiert werden, dass sich Anfangs- und Endpunkt auf der x-Achse des neuen Koordinatensystems befinden. Das gleiche wird mit der über die Satelittenempfän-ger ausgemessenen Ist-Lage durchgeführt. In Fig. 9 und 10 wird gezeigt, dass man die Verschiebungen bzw. die Höhenkorrekturwerte ganz einfach aus den aufgenommenen Ist-Werten und den errechneten Soll-Werten bekommen kann. In. Fig. 10 wird gezeigt, dass zu diesen Verschiebungen noch jene überlagert werden, die an den gleichen Festpunkten 11 notwendig sind. Die Verschiebungen (aVmì) an den Gleisfestpunkten 11 werden durch Vergleich des Ist-Abstandes des Gleises zum definierten Soll-Abstand gemessen und ermittelt. Dies kann manuell mit Hilfe von Messlatten oder - wie bereits beschrieben - mit einem Fixpunkt-Messgerät durchgeführt werden.
Die in Fig. 3 ersichtliche schematische Darstellung zeigt eine mit 12 bezeichnete Ist-Lage und mit 13 bezeichnete Soll-Lage eines Gleises in einem zwischen den beiden Gleisfestpunkten 11 befindlichen und zu vermessenden Gleisabschnitt. Gemäss dem eingangs erwähnten Stand der Technik wird am bezüglich der Absolutlage mit Hilfe der Gleisfestpunkte 11 genau definierten Start- und Endpunkt A bzw. B des zu vermessenden Gleisabschnittes eine Laser-Standsehne C errichtet. An den einzelnen Messstellen E wird die jeweilige Abweichung der Ist-Lage des Gleises von der Laser-Standsehne C ermittelt. Da die Position dieser La-ser-Standsehne C in bezug auf die Sehne F des Gleisplans bekannt ist, können durch die festgestellte Differenz zwischen Sehne F und Gleis-Ist-Lage die erforderlichen Gleiskorrekturwerte errechnet werden. Im Unterschied zu dieser bekannten Methode erübrigt sich nunmehr mit dem erfindungs-gemässen Verfahren - wie bereits beschrieben -die Errichtung einer Laser-Standsehne als Hilfsmittel, da die Positionsänderungen an den einzelnen Messstellen E durch die Satellitenempfänger bestimmbar sind.
In Fig. 4 und 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Messeinheit 2 ersichtlich, wobei gleichartige Teile mit denselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 und 2 bezeichnet werden. Der Satellitenempfänger 8 ist durch einen Antrieb 14 drehbar am Messrahmen 3 gelagert und mit der Antenne 9 verbunden, die ihrerseits durch Antriebe 15 verschwenkbar am Empfänger 8 befestigt ist. Am Messrahmen 3 sind zwei Neigungsmesser 16, 17
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Zur Vermessung eines Gleisabschnittes werden beide Messeinheiten 1, 2 (von denen lediglich die in Arbeitsrichtung vordere einen Laser-Sender 18 aufweist) zum Startpunkt verfahren. Dabei wird die vordere Messeinheit 1 so lange verfahren, bis durch die entsprechende Videokamera 27 eine Übereinstimmung einer am Messrahmen 3 befindlichen Markierung mit einer Gleisfestpunktmarkierung vorliegt. Unter Beaufschlagung eines zugeordneten Antriebes wird die entsprechende Anpressvorrichtung 7 zur Ausschaltung des Spurspieles an die Schienenaussenseite gepresst. Als nächstes wird über die Videokamera 26 und das Zielfernrohr 25 der Gleisfestpunkt 11 anvisiert und dabei - unter Berücksichtigung der durch die beiden Winkelmesser 21, 22 erfassten Abweichungen des Laser-Senders 18 von der Soll-Lage - die Ist-Lage in bezug auf den genannten Gleisfestpunkt 11 gemessen und der Recheneinheit 10 zugeführt. Anschliessend wird die vordere Messeinheit 1 zum Endpunkt des zu vermessenden Gleisabschnittes verfahren, wo ebenfalls in der beschriebenen Weise die Ist-Lage in bezug auf den entsprechenden Gleisfestpunkt ermittelt wird. In der Zwischenzeit wird die hintere, zweite Messeinheit 2 auf dem in seiner Ist-Lage bereits zuvor bestimmten Startpunkt verfahren und durch die Anpressvorrichtung 7 an die entsprechende Referenzschiene angepresst. Unter Empfang eines Positionstelegrammes von Vermessungssatelliten durch die beiden Satellitenempfänger 8 beginnt der bereits zu Fig. 1 und 2 beschriebene Messvorgang.
Um einen möglichst guten und störsicheren Empfang der GPS (Global Positioning System)-Antenne 9 zu gewährleisten, muss diese mit Hilfe des Antriebes 14 auf die Satelliten ausgerichtet werden. Parallel zur Ermittlung der entsprechenden Koordinaten an der Messstelle könnte auch der erforderliche Verstellwert der Antenne 9 ermittelt werden. Dadurch würde die Antenne 9 automatisch ausgerichtet werden. Neben der notwendigen Umrechnung des GPS-Koordinatensystems in das bei den Bahnen übliche (falls absolute Vermessung), müssen auch die systematischen Fehler, die wegen der möglichen Neigung der Antenne relativ zur Schiene auftreten, kompensiert werden. Diese Fehler entstehen, wenn die Messeinheit 1, 2 in der Überhöhung und in einer Längsneigung steht. Beide Werte werden durch die beiden Neigungsmesser 16, 17 (z.B. elektrische Präzisionspendel oder Inklinometer) er-fasst und damit die Fehlstellung der Antenne 9 berechnet. Mit Hilfe der Antriebe 15 ist eine entsprechende Fehlstellung kompensierbar. Eine andere Möglichkeit bestünde im Nachregeln der Empfangsachse lotrecht zur Aufstandsfläche. In jedem Fall sollte die Antenne 9 aus diesem Grund möglichst nahe der Schienenoberkante aufgebaut werden.
Auf Grund der Beschränkung der derzeit notwendigen GPS-Systeme (quasi optische Sichtverbindung zu den Vermessungssatelliten, Störungen durch Fahrleitung u.dgl.) ist es zweckmässig, die Messeinheiten für die hilfsweise Errichtung einer Laser-Standsehne gemäss dem Stand der Technik auszubilden. Dazu ist einerseits der bereits genannte Laser-Sender 18 und ein auf der anderen Messeinheit angeordneter Laser-Empfänger einsetzbar.
Wie in Fig. 6 ersichtlich, ist die in Fig. 4 und 5 beschriebene Messeinheit 1 mit dem bezüglich der Arbeitsrichtung vorderen Ende einer Stopfmaschine 29 verbunden. Anstelle eines Antriebes 4 zur Längsverschiebung der Messeinheit 1 ist diese durch einen Antrieb 30 längsverschiebbar mit der Stopfmaschine 29 verbunden. Diese ist in bekannter Weise mit einem maschineneigenen Nivellier-und Richtbezugsystem 31, Stopfwerkzeugen 32, einer diesen unmittelbar vorgeordneten Messachse 33 sowie einem Gleishebe- und Richtaggregat ausgestattet.
Ähnlich wie bereits zu Fig. 1 und 2 bzw. 4 und 5 beschrieben, wird mit dieser in eine Stopfmaschine 29 integrierten Messeinheit 1 zur Ermittlung der erforderlichen Gleiskorrekturwerte vorgegangen, wobei die zweite Messeinheit 2 stationär am Endpunkt des zu vermessenden Gleisabschnittes - in Arbeitsrichtung etwa 1000 m vor der Stopfmaschine - aufgestellt wird. Die erste Messeinheit 1 wird mit Hilfe des Antriebes 30 in die vorderste, mit strichpunktierten Linien dargestellte Endposition verschoben und durch Anpressen der Anpressvorrichtung 7 an die entsprechende Referenzschiene kurzzeitig stationär aufgestellt, während unabhängig davon (der Antrieb 30 befindet sich in Schwimmstellung) die Stopfarbeit durch die Stopfmaschine 29 durchgeführt wird. Während der örtlich unveränderten Position der Messeinheit 1 wird in der beschriebenen Weise durch ein Positionstelegramm die relative Ist-Lage bestimmt. Sobald diese Positionsbestimmung beendet ist, erfolgt wiederum mit Hilfe des Antriebes 30 ein entsprechender Vorschub bis zur nächsten Messstelle. Aus den errechneten Abweichungen der Ist- von der Soll-Lage können Sehnen 34 des Nivellier- und Richtbezugsystems 31 der Stopfmaschine 29 direkt auf der Soll-Lage des Gleises geführt werden. Die Daten der auf beiden Messeinheiten 1, 2 befindlichen Satelliten-Empfänger sind per Funk auf einen Computer der Stopfmaschine 29 übertragbar.
Eine weitere Variante dieser in Fig. 6 dargestell-
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ten Lösung bestünde in der Aufstellung einer Anzahl von stationären, absolut genügend genauen, eingemessenen Satellitenempfängern anstelle der bisher gebräuchlichen Gleisfestpunkte. Zu diesen stationären Satellitenempfängern könnte die mit Hilfe des Satellitenempfängers, der sich auf der mit der Stopfmaschine verbundenen Messeinheit 1 befindet, vermessene relative Lage praktisch in absolute Koordinaten umgerechnet werden. In diesem Fall wird punktweise aufgemessen. Da die Soll-Lage dieser Punkte ebenfalls in Absolutkoordinaten angegeben ist, könnten direkt die Verschie-bungs- und Höhenkorrekturwerte angegeben werden.
Mit 35 ist ein direkt an der Messachse 33 befestigter Satellitenempfänger angedeutet. Dieser bestimmt während des Arbeitseinsatzes der Stopfmaschine 29 laufend die absolute Position des im Bereich der Messachse 33 befindlichen Gleisabschnittes in Richtung und Höhe. Das den Stopfwerkzeugen 32 unmittelbar vorgeordnete Hebe- und Richtaggregat würde direkt über die gemessene Abweichung zwischen absoluter Soll- und Ist-Lage gesteuert werden. Falls aus Geschwindigkeitsgründen eine fortwährende Ermittlung der absoluten Ist-Lage nicht möglich ist, dann könnte diese zu Beginn des Arbeitsvorganges ermittelt, die Verschiebe- und Hebekorrekturwerte errechnet und gespeichert werden. Anschliessend werden diese ins Gleis übertragen. Auf Grund der absoluten Vermessung und der möglichen grossen Abweichungen der Ist-Lage (z.B. der Höhe über grosse Distanzen) müssen die Hebe-und Verschiebewerte jeweils im Hinblick auf die praktische Durchführbarkeit geprüft werden. Wie bei Überschreitung vorgegebener Grenzwerte verfahren werden soll, kann jeweils vorher bestimmt werden.

Claims (13)

Patentansprüche
1. Verfahren zum Ermitteln der Abweichungen der Ist-Lage eines Gleisabschnittes in bezug auf die Soll-Lage, wobei eine auf dem Gleis verfahrbare erste Messeinheit und eine weitere zweite Messeinheit an beiden Endpunkten eines zu vermessenden Gleisabschnittes aufgestellt und ihre Positionen als Gleis-Ist-Lage relativ zu Gleisfestpunkten definiert werden und die zweite Messeinheit schrittweise von einem Startpunkt in Richtung zur ersten Messeinheit zum Endpunkt verfahren wird, wobei bei jeder Fahrtunterbrechung zur Durchführung eines Messvorganges ein Vergleich der Messdaten der Gleis-Ist-Lage mit den Messdaten der Soll-Lage durchgeführt und ein entsprechender Differenzwert errechnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass a) durch Empfang eines Positionstelegrammes von Vermessungssatelliten die Position der beiden Messeinheiten relativ zueinander in einem Koordinatensystem bestimmt wird und b) bei jeder Fahrtunterbrechung der zweiten Messeinheit - bei deren Messfahrt in Richtung zur ersten Messeinheit - durch jeweiligen Empfang eines weiteren Positionstelegrammes von Vermessungssatelliten die jeweilige relative Positionsveränderung eruiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass a) aus den in eine Recheneinheit eingespeicherten Soll-Lage-Daten des Gleises rechnerisch der Krümmungsverlauf des zu vermessenden Gleisabschnittes in seiner Soll-Lage sowohl in vertikaler als auch horizontaler Ebene ermittelt und rechnerisch durch den hinsichtlich der Soll-Lage definierten Start- und Endpunkt gelegt wird,
b) durch Empfang eines Positionstelegrammes von Vermessungssatelliten die Position der beiden Messeinheiten relativ zueinander in einem Koordinatensystem bestimmt und in diesem System die Positionsveränderung der vom Start-zum Endpunkt zu verfahrenden Messeinheit bei jedem Messvorgang zur Erfassung der Ist-Lage eruiert wird, und c) durch Differenzbildung zwischen der rechnerisch ermittelten Soll-Lage und der erfassten Ist-Lage der jeweiligen Messpunkte die diesen zugeordneten Gleisverschiebungswerte errechnet werden.
3. Einrichtung zum Ermitteln der Abweichungen der Ist-Lage eines Gleisabschnittes in bezug auf die Soll-Lage, mit zwei jeweils einen auf Spurkranzräder am Gleis abstützbaren Messrahmen sowie einen Fahrantrieb aufweisenden Messeinheiten zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Messeinheit (1, 2) ein zum Empfang eines Positionstelegrammes von Vermessungssatelliten ausgebildeter Satellitenempfänger (8) zugeordnet ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer Messeinheit (2) eine zur Eingabe von Soll-Lage-Daten vorgesehene und aus diesen Daten zur rechnerischen Ermittlung des Soll-Verlaufes der Gleiskrümmung ausgebildete Recheneinheit (10) zugeordnet ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Satellitenempfänger (8) durch einen Antrieb (14) drehbar am Messrahmen (3) der Messeinheit (1, 2) gelagert ist.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Antenne (9) des Empfängers (8) durch Antriebe (15) verschwenkbar am Satellitenempfänger (8) bzw. Messrahmen (3) gelagert ist.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Messeinheit (1, 2) ein die senkrecht zur Gleisachse verlaufende Querneigung sowie ein die in Gleislängsrichtung verlaufende Längsneigung erfassender Neigungsmesser (16, 17) zugeordnet ist.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebe (15) zur Verschwenkung der Antenne (9) für deren automatische Verschwenkung in eine lotrechte Position durch die beiden Neigungsmesser (16, 17) in Abhängigkeit von der Neigungsabweichung steuerbar sind.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer Messeinheit (1, 2) ein um eine vertikale und horizontale Achse (19, 20) verschwenkbarer und zur
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Erfassung der Schwenkwinkel (a, ß) mit zwei Winkelmessern (21, 22) verbundener Laser-Sender (18) zugeordnet ist.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer Messeinheit (1, 2) ein Laser-Empfänger zugeordnet ist.
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine der beiden Messeinheiten (1, 2) in Arbeits- und Messrichtung einer Stopfmaschine (29) vorgeordnet und mit dieser verbunden ist.
12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinheit (1) für eine diskontinuierliche Verschiebung durch einen Antrieb (30) längsverschiebbar zur Stopfmaschine ausgebildet ist.
13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrantrieb (4) und der Laser-Sender (18) sowie eine mit diesem verbundene Videokamera (26) und zwei weitere, zur videotechnischen Abtastung jeweils auf eine Schiene gerichtete und auf wenigstens einer Messeinheit (1, 2) angeordnete Videokameras (27) fernsteuerbar ausgebildet sind.
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