CN102390405B - 用于轨道参数约束测量的检测方法及轨道检查仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于轨道参数约束测量的方法及轨道检查仪；用于轨道参数约束测量的方法步骤为全站仪自动照准小车棱镜精确测量出轨道检查小车起、终点绝对三维坐标；编码器发出脉冲触发捷联惯性传感器、位移传感器、倾角传感器采集数据；所采集的数据输送到控制和数据处理系统经处理后得到中心线横向偏差、中心线垂向偏差、轨道轨距、轨道水平；用于轨道参数约束测量的轨道检查仪包括轨道检查小车、全站仪无线通讯元件、控制和数据处理系统、全站仪。全站仪通过全站仪无线通讯元件与控制和数据处理系统相连接。这种用于轨道参数约束测量的检测方法及轨道检查仪实现了长距离连续、动态测量的目的，大大提高作业效率。

Description

用于轨道参数约束测量的检测方法及轨道检查仪

技术领域

本发明属于铁路轨道的安装质量检测及日常线路维护检测技术领域，具体涉及一种用于轨道参数约束测量的检测方法及轨道检查仪。

背景技术

铁路高速化是当今世界铁路运输发展的必然趋势，要确保高速铁路的运行安全和质量，需要建立更加严密的作业标准和养护维修模式，并配备高精度测量控制网和精密检测装备。依据TB/T1347-2011《轨道检查仪》—报批稿性能指标及科技基〔2008〕86号《客运专线轨道几何状态测量仪暂行技术条件》给出的性能指标，高精度检测仪需满足的要求包括：（1）轨道轨距的示值误差绝对值要在0.3mm以内；（2）轨道水平的示值误差绝对值要在0.3mm以内；（3）线路横向偏差的示值误差绝对值要在3.0mm以内；（4）线路垂向偏差的示值误差绝对值要在2.5mm以内。而目前传统的相对测量方式已经不能满足高速铁路和既有提速线路的现场检测要求。

现在技术中轨道约束测量普遍采用全站仪配合轨道检查小车进行线路坐标及轨距、水平测量，检测精度可以达到检测要求，但精确度还有待提高，而且其作业模式都是依靠全站仪自动跟踪轨道检查小车棱镜，静态或动态测量以确定线路坐标，其主要缺点在于一次设站测量距离受全站仪有效测量距离（10-70m）限制。作业效率在80-200m/h，与现场实际应用需求存在较大差距。

发明内容

本发明为解决上述技术问题提供了一种用于轨道参数约束测量的检测方法及轨道检查仪，以消除轨道测量受全站仪有效测量距离限制的影响，并提高作业效率，提高检测精度，提供全面轨道参数，满足现场实际应用的需求。

本发明基于上述需要解决的技术问题，提出的技术方案是：一种用于轨道参数约束测量的检测方法，所述轨道参数包括中心线横向偏差、中心线垂向偏差、轨道轨距、轨道水平；其特征在于：所述用于轨道参数约束测量的检测方法是采用静态、动态相结合的模式约束测量被测量段轨道，获得被测量段轨道的轨道参数，包括如下步骤：

步骤一：轨道检查小车放在校准平台，对轨道检查小车上的捷联惯性传感器、位移传感器、倾角传感器校准清零，以d₀=1435mm为轨道轨距初始值；并测量出纵梁两端下部两个纵梁轮组装置的测量轮之间的距离a；将校准之后的轨道检查小车安装在被测量段轨道的起始位置；

步骤二：依据大地坐标系，以正北方向为X轴正方向，正东方向为Y轴正方向，以大地水准面为基准面垂直向上为高程Z正方向；在铁路沿线设置的控制网CPⅢ或既有铁路线建立的固定参考点设站；采用静态交会测量模式，全站仪照准铁路沿线设置的控制网CPⅢ或既有铁路线建立的固定参考点，测量出设站点绝对三维坐标；并且在设站点，全站仪自动照准小车棱镜精确测量出轨道检查小车起、终点绝对三维坐标X₁/Y₁/Z₁、X₂/Y₂/Z₂，全站仪无线通讯元件将测得的数据输送到控制和数据处理系统；轨道检查小车起、终点绝对三维坐标即为被测量段轨道起、终点绝对三维坐标；

步骤三：控制轨道检查小车在钢轨上匀速运行，每经过相等距离，编码器发出脉冲信号触发捷联惯性传感器、位移传感器、倾角传感器采集数据；采集到的数据包括被测钢轨位置相对于被测量段轨道起、终点的相对三维角坐标、横梁端的轨道轨距变化值d₂、轨道水平值h；小车无线通信元件将所采集的数据实时输送到控制和数据处理系统；

捷联惯性传感器设置有陀螺仪和至少一个加速度传感器；轨道检查小车在钢轨上匀速运行，随着轨道的变化，捷联惯性传感器设置的陀螺仪的角运动随之变化，与陀螺仪配合的加速度传感器记录这些变化，并转换为数据即被测钢轨位置相对于被测量段轨道起、终点的相对三维角坐标；

步骤四：数据处理：

A、将被测量段轨道所有被测钢轨位置相对于被测量段轨道起、终点的相对三维角坐标经计算机拟合得出被测量段轨道曲线；将得出的被测量段轨道曲线与被测量段轨道起、终点绝对三维坐标X₁/Y₁/Z₁、X₂/Y₂/Z₂结合，得出被测量段轨道任一被测钢轨位置绝对三维坐标x₁/y₁/z₁；依据被测量段轨道任一被测钢轨位置绝对三维坐标x₁/y₁/z₁，被测量段轨道任一被测钢轨位置中心线横向偏差和中心线垂向偏差分别由下面两式计算得到：

中心线横向偏差： (y₁- y₀) *cosα-( x₁- x₀)*sinα；

中心线垂向偏差： z₁- z₀；

式中，x₁/y₁/z₁被测钢轨位置实测绝对三维坐标，x₀/y₀/z₀为被测钢轨位置理论绝对三维坐标，α为被测钢轨位置的方位角，它是指被测钢轨位置相对于大地坐标系北偏东的角度；

B、纵梁两端下部两个纵梁轮组装置的测量轮之间钢轨内侧面弦高对应纵梁端的轨道轨距变化值，将纵梁两端下部两个纵梁轮组装置的测量轮之间的距离a结合纵梁两端下部两个纵梁轮组装置的测量轮之间的轨道曲线及被测钢轨位置绝对三维坐标x₁/y₁/z₁通过计算机拟合计算得出被测钢轨位置纵梁端的轨道轨距变化值d₁；

C、将被测量段轨道任一被测钢轨位置纵梁端的轨道轨距变化值d₁、横梁端的轨道轨距变化值d₂、与轨道轨距初始值d₀代数相加得被测钢轨位置的轨道轨距值d。

步骤三中，横梁端的轨道轨距变化值d₂的来源为：横梁轮组装置的测量轮在轨距弹簧作用下紧贴一钢轨内侧，横梁轮组装置随轨道的变化在滑动导轨上移动的位移对应横梁端轨道轨距的变化；轨道检查小车匀速运行中，轨道水平值h为两钢轨高度的相对变化，由设置在横梁中部的倾角传感器直接测出。

一种实现用于轨道参数约束测量的方法的轨道检查仪，其特征在于包括轨道检查小车、全站仪无线通讯元件、控制和数据处理系统及全站仪；所述全站仪通过全站仪无线通讯元件与控制和数据处理系统相连接；所述轨道检查小车包括电气箱、推行架、横梁、辅助定位装置、纵梁、编码器；所述小车棱镜安装在纵梁上，且位于辅助定位装置的上方；所述横梁的一端与纵梁的中部通过快速拆装定位装置固定连接；

所述电气箱安装在快速拆装定位装置上；所述电气箱内设置有电池、电路板、捷联惯性传感器、小车无线通讯元件；所述电池安装在电气箱内部右侧；所述捷联惯性传感器安装在电池的旁边，捷联惯性传感器的下端固定在电气箱的底部；所述电气箱设置有至少四块电路板，安装在电气箱内部左侧且所有电路板纵向平行排列；所述小车无线通讯元件安装在电气箱内，一端伸出电气箱外侧；所述捷联惯性传感器内设置有陀螺仪和至少一个加速度传感器；

所述横梁内部设置有倾角传感器、位移传感器、滑动导轨及横梁轮组装置；

所述纵梁设置有至少两个纵梁轮组装置；所述纵梁的中间外侧设置有辅助定位装置；

所述辅助定位装置设置有操作手柄、复位按钮、铰链组件、铰链弹簧；所述铰链弹簧套在辅助定位装置的中部的柱子上，铰链弹簧的一端通过铰链组件与操作手柄连接；所述操作手柄设置在辅助定位装置的上部；所述复位按钮设置在辅助定位装置的左部；所述辅助定位轮设置在辅助定位装置的下端；所述编码器与任一纵梁轮组装置相连接；

所述推行架安装在横梁上；

所述控制和数据处理系统安装在推行架上。

所述电气箱设置有四块电路板安装在电气箱内部左侧且四块电路板纵向平行排列。

所述滑动导轨安装在横梁的内部右侧，且横梁轮组装置安装在滑动导轨上。

所述位移传感器安装在横梁内部，位于滑动导轨的左侧，位移传感器通过轨距弹簧与横梁轮组装置相连接。

所述倾角传感器安装在横梁的内部中间位置。

所述纵梁轮组装置包括测量轮、走行轮和轮子支架；所述轮子支架固定在纵梁一端下部；所述测量轮固定在轮子支架的下端；所述走行轮固定在轮子支架的中部；所述走行轮与编码器相连接。 

所述纵梁两端下部各安装一纵梁轮组装置。

所述横梁设置有至少一个横梁轮组装置。

本发明用于轨道参数约束测量的检测方法及轨道检查仪，其有益效果在于：

1、由于被测量段轨道除起、终点外其余无需全站仪跟踪测量，即不受全站仪有效测量距离的限制，从而达到长距离连续、动态测量轨道相对三维坐标的目的，并大大提高作业效率，可达800-1000m/h；

2、该检测方法及轨道检查仪采用将被测量段轨道起、终点的绝对三维坐标及被测量段轨道所有被测钢轨位置相对于被测量轨道起、终点坐标的相对三维角坐标通过控制和数据处理系统程序拟合出被测量段轨道所有被测钢轨位置绝对三维坐标的检测方法，提高了检测精度，进而提高了中心线横向偏差及中心线垂向偏差的测试精度；

3、采用本发明提供的轨道参数约束测量的检测方法及轨道检查仪对轨道进行检测时，获得轨道参数的装置性能稳定，测量重复性好；

4、采用本发明提供的轨道参数约束测量的检测方法及轨道检查仪不仅可以给出轨道精确的绝对三维坐标，进而给出中心线横向偏差及中心线垂向偏差，还可以给出有关轨距、水平等重要参数，为线路的养护维修提供依据。

附图说明

图1为用于轨道参数约束测量的轨道检查仪的主视图。

图2为轨道检查小车的主视图。

图3为轨道检查小车的俯视图。

图4为电气箱内部剖示图。

图5为图2中B部分局部放大示意图。

图6为辅助定位装置的结构示意图。

图7为纵梁轮组装置和编码器示意图。

图8为本发明用于轨道参数约束测量的检测方法的流程图。

其中，1、轨道检查小车；2、全站仪无线通讯元件；3、控制和数据处理系统；4、全站仪；101、小车棱镜；102、电气箱；103、推行架；104、横梁；105、横梁轮组装置；106、位移传感器；107、倾角传感器；108、辅助定位装置；109、纵梁；110、快速拆装定位装置；111、编码器；112、滑动导轨；113、轨距弹簧；114、纵梁轮组装置；1021、电池；1022、电路板；1023、捷联惯性传感器；1024、小车无线通讯元件；1081、操作手柄；1082、复位按钮；1083、铰链组件；1084、铰链弹簧；1085、辅助定位轮；1141、测量轮；1142、走行轮；1143、轮子支架。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。但它不是对本发明的进一步限制。

如图1、图2、图3所示，该用于轨道参数约束测量的轨道检查仪，包括轨道检查小车1、全站仪无线通讯元件2、控制和数据处理系统3及全站仪4；全站仪4通过全站仪无线通讯元件2与控制和数据处理系统3相连接；轨道检查小车1包括小车棱镜101、电气箱102、推行架103、横梁104、辅助定位装置108、纵梁109、编码器111；小车棱镜101安装在纵梁109上，且位于辅助定位装置108的上方；横梁104的一端与纵梁109的中部通过快速拆装定位装置110固定连接；横梁104内部设置有倾角传感器107、位移传感器106、滑动导轨112及横梁轮组装置105；滑动导轨112安装在横梁104的内部右侧；横梁轮组装置105安装在滑动导轨112上；位移传感器106安装在横梁104内部，位于滑动导轨112的左侧，位移传感器106通过轨距弹簧113与横梁轮组装置105相连接；倾角传感器107安装在横梁104的内部中间位置；推行架103通过旋转螺钉安装在横梁104上，推行架103有可伸缩、旋转、倾斜和折叠等特性；控制和数据处理系统3安装在推行架103上；纵梁109的中间外侧设置有辅助定位装置108，该辅助定位装置108具有快速实现升、降和抱紧、松开钢轨功能，从而使仪器运行更加稳定；纵梁109两端下部各安装一纵梁轮组装置114；编码器111与任一纵梁轮组装置114相连接；电气箱102安装在快速拆装定位装置110上。

如图4所示，电气箱102内设置有电池1021、电路板1022、捷联惯性传感器1023、小车无线通讯元件1024；电池1021安装在电气箱102内部右侧；捷联惯性传感器1023安装在电池1021的旁边，捷联惯性传感器1023的下端固定在电气箱102的底部；电气箱设置有至少四块电路板1022，安装在电气箱102内部左侧且所有电路板1022纵向平行排列；小车无线通讯元件1024安装在电气箱内，一端伸出电气箱102外侧。捷联惯性传感器1023内设置有陀螺仪和至少一个加速度传感器。重要传感器及电气元件集中安装，实现高度集成，这样不仅可以简化轨道检查小车1的结构，还可以保护重要传感器及电气元件，延长轨道检查小车1的使用寿命。

如图5所示，辅助定位装置108下方有一纵梁轮组装置114，该纵梁轮组装置114为纵梁下部设置的纵梁轮组装置114之一。

如图6所示，辅助定位装置108设置有操作手柄1081、复位按钮1082、铰链组件1083、铰链弹簧1084；铰链弹簧1084套在辅助定位装置108的中部的柱子上，铰链弹簧1084的一端通过铰链组件1083与操作手柄1081连接；操作手柄1081设置在辅助定位装置108的上部；复位按钮1082设置在辅助定位装置108的左部；辅助定位轮1085设置在辅助定位装置108的下端。

如图7所示，纵梁轮组装置114包括测量轮1141、走行轮1142和轮子支架1143。轮子支架1143固定在纵梁109一端下部。测量轮1141固定在轮子支架1143的下端。走行轮1142固定在轮子支架1143的中部。编码器111与走行轮1142相连接。

进一步地，电气箱102设置有四块电路板1022安装在电气箱102内部左侧且四块电路板1022纵向平行排列；纵梁109设置有至少两个纵梁轮组装置114；进一步地，横梁104设置有至少一个横梁轮组装置105。

一种用于轨道参数约束测量的检测方法，所述轨道参数包括中心线横向偏差、中心线垂向偏差、轨道轨距、轨道水平；其特征在于：所述用于轨道参数约束测量的检测方法是采用静态、动态相结合的模式约束测量被测量段轨道，获得被测量段轨道的轨道参数，包括如下步骤：

步骤一：轨道检查小车1放在校准平台，对轨道检查小车1上的捷联惯性传感器1023、位移传感器106、倾角传感器107校准清零，以d₀=1435mm为轨道轨距初始值；并测量出纵梁109两端下部两个纵梁轮组装置114的测量轮1141之间的距离a；

步骤二：测量前，将校准之后的轨道检查小车1安装在被测量段轨道上，扳动辅助定位装置108的操作手柄1081，辅助定位装置108的辅助定位轮1085与纵梁轮组装置114的测量轮1141一起抱实钢轨，走行轮1142紧贴钢轨上平面；依据大地坐标系，以正北方向为X轴正方向，正东方向为Y轴正方向，以大地水准面为基准面垂直向上为高程Z正方向；在铁路沿线设置的控制网CPⅢ或既有铁路线建立的固定参考点设站；采用静态交会测量模式，全站仪4照准铁路沿线设置的控制网CPⅢ或既有铁路线建立的固定参考点，测量出设站点绝对三维坐标；并且在设站点，全站仪4自动照准小车棱镜101精确测量出轨道检查小车1起、终点绝对三维坐标X₁/Y₁/Z₁、X₂/Y₂/Z₂，全站仪无线通讯元件2将测得的数据输送到控制和数据处理系统3；轨道检查小车1起、终点绝对三维坐标即为被测量段轨道起、终点绝对三维坐标； 

步骤三：控制轨道检查小车1在钢轨上匀速运行，每经过相等距离，编码器111发出脉冲信号触发捷联惯性传感器1023、位移传感器106、倾角传感器107采集数据；采集到的数据包括被测钢轨位置相对于被测量段轨道起、终点的相对三维角坐标、横梁端的轨道轨距变化值d₂、轨道水平值h；小车无线通信元件1024将所采集的数据实时输送到控制和数据处理系统3；

捷联惯性传感器1023设置有陀螺仪和至少一个加速度传感器；轨道检查小车1在钢轨上匀速运行，随着轨道的变化，捷联惯性传感器1023设置的陀螺仪的角运动随之变化，与陀螺仪配合的加速度传感器记录这些变化，并转换为数据即被测钢轨位置相对于被测量段轨道起、终点的相对三维角坐标；

横梁端的轨道轨距变化值d₂的来源为：横梁轮组装置105的测量轮在轨距弹簧113作用下紧贴一钢轨内侧，横梁轮组装置105随轨道的变化在滑动导轨112上移动的位移对应横梁端轨道轨距的变化；轨道检查小车1匀速运行中，轨道水平值h为两钢轨高度的相对变化，由设置在横梁104中部的倾角传感器107直接测出；

步骤四：数据处理：

A、将被测量段轨道所有被测钢轨位置相对于被测量轨道起、终点的相对三维角坐标经计算机拟合得出被测量段轨道曲线；将得出的被测量段轨道曲线与被测量段轨道起、终点绝对三维坐标X₁/Y₁/Z₁、X₂/Y₂/Z₂结合，得出被测量段轨道任一被测钢轨位置绝对三维坐标x₁/y₁/z₁；依据被测量段轨道任一被测钢轨位置绝对三维坐标x₁/y₁/z₁，被测量段轨道任一被测钢轨位置中心线横向偏差和中心线垂向偏差分别由下面两式计算得到：

中心线横向偏差： (y₁- y₀) *cosα-( x₁- x₀)*sinα；

中心线垂向偏差： z₁- z₀；

式中，x₁/y₁/z₁被测钢轨位置实测绝对三维坐标，x₀/y₀/z₀为被测钢轨位置理论绝对三维坐标，α为被测钢轨位置的方位角，它是指被测钢轨位置相对于大地坐标系北偏东的角度；

B、纵梁109两端下部两个纵梁轮组装置114的测量轮1141之间钢轨内侧面弦高对应纵梁端的轨道轨距变化值，将纵梁109两端下部两个纵梁轮组装置114的测量轮1141之间的距离a结合纵梁109两端下部两个纵梁轮组装置114的测量轮1141之间的轨道曲线及被测钢轨位置绝对三维坐标x₁/y₁/z₁通过计算机拟合计算得出被测钢轨位置纵梁端的轨道轨距变化值d₁；

C、将被测量段轨道任一被测钢轨位置纵梁端的轨道轨距变化值d₁、横梁端的轨道轨距变化值d₂、与轨道轨距初始值d₀代数相加得被测钢轨位置的轨道轨距值d，即d= d₀ +d₁ +d₂，其中d₁，d₂可以为正数，也可以为负数；如果纵梁端随轨道变化，向钢轨外侧移动，d₁为正，相反向钢轨内侧移动，d₁为负；同样，如果横梁端随轨道变化，向钢轨外侧移动，d₂为正，相反向钢轨内侧移动，d₂为负。

当然，轨道全线可以分为几段被测量段轨道，分别测量每段被测量段轨道，下一个被测量段以前一个被测量段终点为起点，将采集的几段被测量段轨道的数据通过控制和数据处理系统3处理，得出轨道全线的轨道参数，包括中心线横向偏差、中心线垂向偏差、轨道轨距、轨道水平。

实施例1

于成灌高铁都江堰右支线K46+15.951-K46+635.286区段进行现场测量，被测量轨道全长620米（包含直线、缓和曲线及圆曲线），分为3段，在200~210米距离内连续动态测量，连续动态测量采样间隔为0.2083米，共测量4个来回，其中第4个来回将轨道检查小车掉头180°后进行测量，单遍测量时间为35分钟。在所测数据中按4米左右间隔选取152点进行分析结果如下：

测量重复性：

轨距：极差值0.45mm内测量重复性为96.78%；

水平：极差值0.45mm内测量重复性为95.82%；

中心线横向偏差：极差值3mm内测量重复性为95.66%；

中心线垂向偏差：极差值2.5mm内测量重复性为97.68%；

测试精度：

轨距的示值误差绝对值在0.3mm内达95.43%；

水平的示值误差绝对值在0.3mm内达95.11%；

中心线横向偏差的示值误差绝对值在3mm内达96.43%；

中心线垂向偏差的示值误差绝对值在2.5mm内达95.18%。

实施例2

于成灌高铁都江堰右支线K46+15.951-K46+635.286区段再次进行现场测量，被测量轨道全长620米，分为5段，将每段连续动态测量距离控制在120~130米之间，连续动态测量采样间隔为0.2083米，共测量4个来回，其中第4个来回将小车掉头后进行测量，单遍测量时间为50分钟。在所测数据中按实施例1中选取点分析结果如下：

测量重复性：

轨距：极差值0.45mm内测量重复性为96.85%；

水平：极差值0.45mm内测量重复性为95.82%；

中心线横向偏差：极差值3mm内测量重复性为99.56%；

中心线垂向偏差：极差值2.5mm内测量重复性为99.68%；

测试精度：

轨距的示值误差绝对值在0.3mm内达95.57%；

水平的示值误差绝对值在0.3mm内达95.11%；

中心线横向偏差的示值误差绝对值在3mm内达97.83%；

中心线垂向偏差的示值误差绝对值在2.5mm内达97.18%。

轨道检查小车1在连续动态测量中要求匀速推行，依据捷联惯性传感器1023，对其进行零点标定后，捷联惯性传感器1023零点会随着时间漂移，从而影响相对三维角坐标的测量精度，因此减小连续动态测量距离可以提高相对三维角坐标测量精度。

Claims (10)

1.一种用于轨道参数约束测量的检测方法，所述轨道参数包括中心线横向偏差、中心线垂向偏差、轨道轨距、轨道水平；其特征在于：所述用于轨道参数约束测量的检测方法是采用静态、动态相结合的模式约束测量被测量段轨道，获得被测量段轨道的轨道参数，包括如下步骤：

步骤一：轨道检查小车（1）放在校准平台，对轨道检查小车（1）上的捷联惯性传感器（1023）、位移传感器（106）、倾角传感器（107）校准清零，以d₀=1435mm为轨道轨距初始值；并测量出纵梁（109）两端下部两个纵梁轮组装置（114）的测量轮（1141）之间的距离a；将校准之后的轨道检查小车（1）安装在被测量段轨道的起始位置；

步骤二：依据大地坐标系，以正北方向为X轴正方向，正东方向为Y轴正方向，以大地水准面为基准面垂直向上为高程Z正方向；在铁路沿线设置的控制网CPⅢ或既有铁路线建立的固定参考点设站；采用静态交会测量模式，全站仪（4）照准铁路沿线设置的控制网CPⅢ或既有铁路线建立的固定参考点，测量出设站点绝对三维坐标；并且在设站点，全站仪（4）自动照准小车棱镜（101）精确测量出轨道检查小车（1）起、终点绝对三维坐标X₁/Y₁/Z₁、X₂/Y₂/Z₂，全站仪无线通讯元件（2）将测得的数据输送到控制和数据处理系统（3）；轨道检查小车（1）起、终点绝对三维坐标即为被测量段轨道起、终点绝对三维坐标；

步骤三：控制轨道检查小车（1）在钢轨上匀速运行，每经过相等距离，编码器（111）发出脉冲信号触发捷联惯性传感器（1023）、位移传感器（106）、倾角传感器（107）采集数据；采集到的数据包括被测钢轨位置相对于被测量段轨道起、终点的相对三维角坐标、横梁端的轨道轨距变化值d₂、轨道水平值h；小车无线通信元件（1024）将所采集的数据实时输送到控制和数据处理系统（3）；

捷联惯性传感器（1023）设置有陀螺仪和至少一个加速度传感器；轨道检查小车（1）在钢轨上匀速运行，随着轨道的变化，捷联惯性传感器（1023）设置的陀螺仪的角运动随之变化，与陀螺仪配合的加速度传感器记录这些变化，并转换为数据即被测钢轨位置相对于起、终点的相对三维角坐标；

步骤四：数据处理：

A、将被测量段轨道所有被测钢轨位置相对于被测量段轨道起、终点的相对三维角坐标经计算机拟合得出被测量段轨道曲线；将得出的被测量段轨道曲线与被测量段轨道起、终点绝对三维坐标X₁/Y₁/Z₁、X₂/Y₂/Z₂结合，得出被测量段轨道任一被测钢轨位置绝对三维坐标x₁/y₁/z₁；依据被测量段轨道任一被测钢轨位置绝对三维坐标x₁/y₁/z₁，被测量段轨道任一被测钢轨位置中心线横向偏差和中心线垂向偏差分别由下面两式计算得到：

中心线横向偏差： (y₁- y₀) *cosα-( x₁- x₀)*sinα；

中心线垂向偏差： z₁- z₀；

式中，x₁/y₁/z₁被测钢轨位置实测绝对三维坐标，x₀/y₀/z₀为被测钢轨位置理论绝对三维坐标，α为被测钢轨位置的方位角，它是指被测钢轨位置相对于大地坐标系北偏东的角度；

B、纵梁（109）两端下部两个纵梁轮组装置（114）的测量轮（1141）之间钢轨内侧面弦高对应纵梁端的轨道轨距变化值，将纵梁（109）两端下部两个纵梁轮组装置（114）的测量轮（1141）之间的距离a结合纵梁（109）两端下部两个纵梁轮组装置（114）的测量轮（1141）之间的轨道曲线及被测钢轨位置绝对三维坐标x₁/y₁/z₁通过计算机拟合计算得出被测钢轨位置纵梁端的轨道轨距变化值d₁；

C、将被测量段轨道任一被测钢轨位置纵梁端的轨道轨距变化值d₁、横梁端的轨道轨距变化值d₂与轨道轨距初始值d₀代数相加得被测钢轨位置的轨道轨距值d。

2.按照权利要求1所述的用于轨道参数约束测量的检测方法，其特征在于：步骤三中，横梁端的轨道轨距变化值d₂的来源为：横梁轮组装置（105）的测量轮在轨距弹簧（113）作用下紧贴一钢轨内侧，横梁轮组装置（105）随轨道的变化在滑动导轨（112）上移动的位移对应横梁端轨道轨距的变化；轨道检查小车（1）匀速运行中，轨道水平值h为两钢轨高度的相对变化，由设置在横梁（104）中部的倾角传感器（107）直接测出。

3.一种实现权利要求1所述的用于轨道参数约束测量的方法的轨道检查仪，其特征在于包括轨道检查小车（1）、全站仪无线通讯元件（2）、控制和数据处理系统（3）及全站仪（4）；所述全站仪（4）通过全站仪无线通讯元件（2）与控制和数据处理系统（3）相连接；所述轨道检查小车（1）包括小车棱镜（101）、电气箱（102）、推行架（103）、横梁（104）、辅助定位装置（108）、纵梁（109）、编码器（111）；所述小车棱镜（101）安装在纵梁（109）上，且位于辅助定位装置（108）的上方；所述横梁（104）的一端与纵梁（109）的中部通过快速拆装定位装置（110）固定连接；

所述电气箱（102）安装在快速拆装定位装置（110）上； 所述电气箱（102）内设置有电池（1021）、电路板（1022）、捷联惯性传感器（1023）、小车无线通讯元件（1024）；所述电池（1021）安装在电气箱（102）内部右侧；所述捷联惯性传感器（1023）安装在电池（1021）的旁边，捷联惯性传感器（1023）的下端固定在电气箱（102）的底部；所述电气箱设置有至少四块电路板（1022），安装在电气箱（102）内部左侧且所有电路板（1022）纵向平行排列；所述小车无线通讯元件（1024）安装在电气箱内，一端伸出电气箱（102）外侧；所述捷联惯性传感器（1023）内设置有陀螺仪和至少一个加速度传感器；

所述横梁（104）内部设置有倾角传感器（107）、位移传感器（106）、滑动导轨（112）及横梁轮组装置（105）；

所述纵梁（109）设置有至少两个纵梁轮组装置（114）；所述纵梁（109）的中间外侧设置有辅助定位装置（108）；

所述辅助定位装置（108）设置有操作手柄（1081）、复位按钮（1082）、铰链组件（1083）、铰链弹簧（1084）；所述铰链弹簧（1084）套在辅助定位装置（108）的中部的柱子上，铰链弹簧（1084）的一端通过铰链组件（1083）与操作手柄（1081）连接；所述操作手柄（1081）设置在辅助定位装置（108）的上部；所述复位按钮（1082）设置在辅助定位装置（108）的左部；所述辅助定位轮（1085）设置在辅助定位装置（108）的下端； 

所述编码器（111）与任一纵梁轮组装置（114）相连接；

所述推行架（103）安装在横梁（104）上；

所述控制和数据处理系统（3）安装在推行架（103）上。

4.按照权利要求3所述的用于轨道参数约束测量的轨道检查仪，其特征在于： 所述电气箱（102）设置有四块电路板（1022）安装在电气箱（102）内部左侧且四块电路板（1022）纵向平行排列。

5.按照权利要求3所述的用于轨道参数约束测量的轨道检查仪，其特征在于：所述滑动导轨（112）安装在横梁（104）的内部右侧，且横梁轮组装置（105）安装在滑动导轨（112）上。

6.按照权利要求3或5所述的用于轨道参数约束测量的轨道检查仪，其特征在于：所述位移传感器（106）安装在横梁（104）内部，位于滑动导轨（112）的左侧，位移传感器（106）通过轨距弹簧（113）与横梁轮组装置（105）相连接。

7.按照权利要求3或5所述的用于轨道参数约束测量的轨道检查仪，其特征在于：所述倾角传感器（107）安装在横梁（104）的内部中间位置。

8.按照权利要求3所述的用于轨道参数约束测量的轨道检查仪，其特征在于：所述纵梁轮组装置（114）包括测量轮（1141）、走行轮（1142）和轮子支架（1143）；所述轮子支架（1143）固定在纵梁（109）一端下部；所述测量轮（1141）固定在轮子支架（1143）的下端；所述走行轮（1142）固定在轮子支架（1143）的中部；所述走行轮（1142）与编码器（111）相连接。 

9.按照权利要求3所述的用于轨道参数约束测量的轨道检查仪，其特征在于：所述纵梁（109）两端下部各安装一纵梁轮组装置（114）。

10.按照权利要求3所述的用于轨道参数约束测量的轨道检查仪，其特征在于：所述横梁（104）设置有至少一个横梁轮组装置（105）。

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