CN109109910A - 一种用于既有普速铁路维护的轨道基准控制网及测量方法 - Google Patents

一种用于既有普速铁路维护的轨道基准控制网及测量方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用于既有普速铁路维护的轨道基准控制网及测量方法，包括线下线路基准网和线上轨道控制网，线下线路基准网布设于铁路两侧防护栅栏以外，线上轨道控制网布设于铁路轨道两侧接触网杆上，线下线路基准网设有GNSS接收机，线上轨道控制网到铁路中心线的投影距离小于线下线路基准网与铁路中心线的距离。本发明通过分别布设线下线路基准网和线上轨道控制网两级建设完成，其中线下线路基准网主要用于控制线路的绝对走向，线上轨道控制网用于控制线路的相对平顺性。确保非垂直天窗期轨道控制网测量工作的正常开展。采用基于超站仪的线上线下同步自由设站测量技术作业方法，技术精度可靠，测量成本低，作业效率高。

Description

一种用于既有普速铁路维护的轨道基准控制网及测量方法
技术领域
本发明属于运营铁路测量技术领域，具体涉及一种用于既有普速铁路维护的轨道基准控制网及测量方法。
背景技术
既有普速有砟铁路运营维护阶段的测量工作一般在天窗时间进行，但是在双线铁路运营维护的过程中，考虑到运营管理和行车安全的现实状况，一些特殊线路要求左线(或右线)正常运行而右线(或左线)可以进行维护测量，即运营天窗为非垂直天窗。且这种天窗为V型天窗，允许上道测量的时间较短，因此在各级控制网与轨道测量过程中，必须要缩短上道测量的时间，提高工作效率。
非垂直天窗时，考虑到铁路运营的安全，在使用靠近左线(或右线)的轨道控制点时，是不允许人员来回穿越到右线(或左线)的轨道控制点安置棱镜的，由此导致非垂直天窗期按照传统方法进行的轨道控制网测量工作无法正常开展。
发明内容
针对运营中的普速铁路轨道控制网测量中所面临的问题，本发明的目的在于提供一种用于既有普速铁路维护的轨道基准控制网，相对于传统的导线建网，技术精度更高，建网成本更低，更能适应轨道平顺性维护的需要。
本发明的另一个目的在于提供一种既有普速铁路轨道基准控制网测量方法，测量作业效率高，投入成本低。
本发明提供的技术方案如下：
一种用于既有普速铁路维护的轨道基准控制网，包括线下线路基准网和线上轨道控制网，所述线下线路基准网布设于铁路两侧防护栅栏以外，所述线上轨道控制网布设于铁路轨道两侧接触网杆上，所述线下线路基准网设有GNSS接收机，所述线上轨道控制网到铁路中心线的投影距离小于线下线路基准网与铁路中心线的距离。
所述线下线路基准网包括多个沿铁路两侧线路设置的线路基准点，所述GNSS接收机安置在线路基准点上。
所述线上轨道控制网包括多个轨道控制点，所述多个轨道控制点在既有普速铁路线上接触网杆处间隔固定距离成点对左右布设。
所述线上轨道控制网设于轨面上方55-65cm处。
两侧相邻两个线路基准点距离线路中心线投影距离间隔20-30km，每个线路基准点距离铁路线路中线垂直距离大于200m。
所述多个轨道控制点在既有普速铁路线上接触网杆处每隔100-140米成点对左右布设。
一种既有普速铁路轨道基准控制网测量方法，使用既有普速铁路轨道控制网，包括以下步骤：
步骤1）先在拟观测的轨道控制点附近的线路基准点上安置GNSS接收机，同步在轨面上方以自由设站的方式架设超站仪；
步骤2）线下线路基准网的线路基准点和超站仪构成同步GNSS观测网，通过同步接收GNSS卫星信号进行数据处理将线路基准点的平面坐标传递给超站仪，计算出自由设站点的平面坐标；
步骤3）全站仪通过对轨道控制点的边角交会测量，依据自由设站点的平面坐标通过边角关系计算出每个轨道控制点的平面坐标。
所述超站仪包括GNSS接收机和全站仪，所述超站仪在拟观测的轨道内自由设点。
安置GNSS接收机的线路基准点相邻且连接后形成三角形，该三角形覆盖拟观测的轨道控制点。
本发明的有益效果是：
本发明既有普速铁路轨道基准控制网的建设是通过分别布设线下线路基准网和线上轨道控制网两级建设完成，其中线下线路基准网主要用于控制线路的绝对走向，线上轨道控制网用于控制线路的相对平顺性。确保非垂直天窗期轨道控制网测量工作的正常开展。
采用基于超站仪的线上线下同步自由设站测量技术作业方法，技术精度可靠，测量成本低，作业效率高。
下面将结合附图做进一步详细说明。
附图说明
图1是既有普速铁路轨道控制网的一种实施示意图；
图2是基于超站仪的线上线下同步自由设站测量方法示意图。
具体实施方式
实施例1：
本实施例提供了一种用于既有普速铁路维护的轨道基准控制网，包括线下线路基准网和线上轨道控制网，所述线下线路基准网布设于铁路两侧防护栅栏以外，所述线上轨道控制网布设于铁路轨道两侧接触网杆上，所述线下线路基准网设有GNSS接收机，所述线上轨道控制网到铁路中心线的投影距离小于线下线路基准网与铁路中心线的距离。
其中，线下线路基准网主要用于控制线路的绝对走向，线上轨道控制网用于控制线路的相对平顺性。确保非垂直天窗期轨道控制网测量工作的正常开展。
本发明采用各等级控制网的布网与测量方式，面向普速铁路两级建网，即建立线下线路基准网和线上轨道控制网，对运营时速为160km/h的既有线铁路进行相关测量维护工作。
本发明相对于传统的导线建网，技术精度更高，更能适应轨道平顺性维护的需要；相对于高铁的轨道控制网和测量方法，具有投入成本低，测量作业效率高的特点。
实施例2：
在实施例1的基础上，本实施例提供了一种用于既有普速铁路维护的轨道基准控制网，所述线下线路基准网包括多个沿铁路两侧线路设置的线路基准点，所述GNSS接收机安置在线路基准点上。
线下线路基准网用于控制线路的绝对走向，线路基准点所在位置应开阔无遮挡，便于接收GNSS卫星信号且无信号干扰，沿线路构成带状的线下线路基准网；
本发明中线上是指铁路轨道防护网以内区域，线下是指铁路轨道防护网以外区域。
实施例3：
在实施例1的基础上，本实施例提供了一种用于既有普速铁路维护的轨道基准控制网，所述线上轨道控制网包括多个轨道控制点，所述多个轨道控制点在既有普速铁路线上接触网杆处间隔固定距离成点对左右布设。
线上轨道控制网用于控制线路的相对平顺性，在既有普速铁路线上接触网杆处每隔100-140米成点对左右布设轨道控制点，轨道控制点要求安置在距轨面高60cm左右处，沿线路构成带状的线上轨道控制网。如图1所示。
实施例4：
在前述实施例的基础上，本实施例提供了一种如图1所示的既有普速铁路轨道基准控制网，分线下线路基准网和线上轨道控制网两级布设。既有普速铁路线下两侧每隔20~30kM布设一个线路基准点，线路基准点距离线路中线垂直距离应大于200m，所在位置应开阔无遮挡，便于接收GNSS卫星信号且无信号干扰，沿线路构成带状的线下线路基准网；在既有普速铁路线上接触网杆处每隔100米成点对左右布设轨道控制点，轨道控制点要求安置在距轨面高60cm左右处，沿线路构成带状的线上轨道控制网。
两侧相邻两个线路基准点投影间隔20-30km，如图1所示，在本实施例中，即线路基准点A与线路基准点B、线路基准点C的距离均为20 km（是线路基准点A与线路基准点B在铁路线路中线上的投影间的距离），线路基准点B、和线路基准点C的距离为40 km。
实施例5：
本实施例提供了一种既有普速铁路轨道基准控制网测量方法，测量既有普速铁路轨道控制网，包括以下步骤：
步骤1）先在拟观测的轨道控制点附近的线路基准点上安置GNSS接收机，同步在轨面上方以自由设站的方式架设超站仪；
步骤2）线下线路基准网的线路基准点和超站仪构成同步GNSS观测网，通过同步接收GNSS卫星信号进行数据处理将线路基准点的平面坐标传递给超站仪，计算出自由设站点的平面坐标；
步骤3）全站仪通过对轨道控制点的边角交会测量，依据自由设站点的平面坐标通过边角关系计算出每个轨道控制点的平面坐标。
以轨道控制点坐标为基准测量轨道的三维坐标，通过坐标对比便可分析线路的变形，依据线路变形对轨道的平顺性进行维护。
本实施例是基于超站仪的线上线下同步自由设站测量技术作业方法实现的。该测量方法相对于传统的测量方法，技术精度更高，更能适应轨道平顺性维护的需要；相对于高铁的轨道测量方法，具有投入成本低，测量作业效率高的特点。
实施例6：
在实施例5的基础上，本实施例提供了一种既有普速铁路轨道基准控制网测量方法，如图2所示，轨道控制网测量前，先在拟观测的线上轨道控制点附近的线路基准点上安置GNSS接收机，同步在线上采用超站仪（GNSS接收机+全站仪）对6~12个轨道控制点采用自由设站边角交会测量方法进行轨道控制网测量。
如图2所示，线下线路基准点和线上全站仪自由设站点构成同步GNSS观测网，通过同步接收GNSS卫星信号进行数据处理将线下基准点的平面坐标传递给线上的自由设站点；在自由设站点处通过全站仪对线上轨道控制点的边角交会测量将自由设站点的平面坐标传递给线上轨道控制点，从而测量出每个轨道控制点的平面坐标。
其中，超站仪包括GNSS接收机和全站仪，所述超站仪在拟观测的轨道内自由设点。
安置GNSS接收机的线路基准点相邻且连接后形成三角形，该三角形覆盖拟观测的轨道控制点。
综上所述，本发明相对于传统的导线建网和测量方法，技术精度更高，更能适应轨道平顺性维护的需要；相对于高铁的轨道控制网和测量方法，具有投入成本低，测量作业效率高的特点。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。

Claims (9)

1.一种用于既有普速铁路维护的轨道基准控制网，其特征在于：包括线下线路基准网和线上轨道控制网，所述线下线路基准网布设于铁路两侧防护栅栏以外，所述线上轨道控制网布设于铁路轨道两侧接触网杆上，所述线下线路基准网设有GNSS接收机，所述线上轨道控制网到铁路中心线的投影距离小于线下线路基准网与铁路中心线的距离。
2.根据权利要求1所述的一种用于既有普速铁路维护的轨道基准控制网，其特征在于：所述线下线路基准网包括多个沿铁路两侧线路设置的线路基准点，所述GNSS接收机安置在线路基准点上。
3.根据权利要求1所述的一种用于既有普速铁路维护的轨道基准控制网，其特征在于：所述线上轨道控制网包括多个轨道控制点，所述多个轨道控制点在既有普速铁路线上接触网杆处间隔固定距离成点对左右布设。
4.根据权利要求1所述的一种用于既有普速铁路维护的轨道基准控制网，其特征在于：所述线上轨道控制网布设于轨面上方55-65cm处。
5.根据权利要求2所述的一种用于既有普速铁路维护的轨道基准控制网，其特征在于：两侧相邻两个线路基准点距离线路中心线投影距离间隔20-30km，每个线路基准点距离铁路线路中线垂直距离大于200m。
6.根据权利要求3所述的一种用于既有普速铁路维护的轨道基准控制网，其特征在于：所述多个轨道控制点在既有普速铁路线上接触网杆处每隔100-140米成点对左右布设。
7.一种既有普速铁路轨道基准控制网测量方法，使用权利要求3所述的既有普速铁路轨道控制网，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1）先在拟观测的轨道控制点附近的线路基准点上安置GNSS接收机，同步在轨面上方以自由设站的方式架设超站仪；
步骤2）线下线路基准网的线路基准点和超站仪构成同步GNSS观测网，通过同步接收GNSS卫星信号进行数据处理将线路基准点的平面坐标传递给超站仪，计算出自由设站点的平面坐标；
步骤3）全站仪通过对轨道控制点的边角交会测量，依据自由设站点的平面坐标通过边角关系计算出每个轨道控制点的平面坐标。
8.根据权利要求7所述的一种既有普速铁路轨道基准控制网测量方法，其特征在于：所述超站仪包括GNSS接收机和全站仪，所述超站仪在拟观测的轨道控制网内自由设站。
9.根据权利要求7所述的一种既有普速铁路轨道基准控制网测量方法，其特征在于：安置GNSS接收机的线路基准点相邻且连接后形成三角形，该三角形覆盖拟观测的轨道控制点。
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