CN109212569A - 高精度快速定位方法 - Google Patents

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CN109212569A CN201811215176.3A CN201811215176A CN109212569A CN 109212569 A CN109212569 A CN 109212569A CN 201811215176 A CN201811215176 A CN 201811215176A CN 109212569 A CN109212569 A CN 109212569A
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丁志刚
过静珺
白征东
曾润国
贾庆鲁
周百胜
王增岩
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BEIJING HUACHEN WANTAI TECHNOLOGY Co Ltd
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BEIJING HUACHEN WANTAI TECHNOLOGY Co Ltd
Shandong Beidou Hua Chen Navigation Technology Ltd By Share Ltd
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/42—Determining position
    • G01S19/421—Determining position by combining or switching between position solutions or signals derived from different satellite radio beacon positioning systems; by combining or switching between position solutions or signals derived from different modes of operation in a single system

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Abstract

本发明涉及定位技术领域，尤其涉及一种高精度快速定位方法。本发明利用卫星定位技术，通过固定的轨道沿线建设的多个基站和轨检小车上的三个天线同步观测约一定时间，从而计算出轨检小车停止观测点处的三维坐标，精度±2mm。本发明利用卫星定位技术实现高铁轨道上轨枕的绝对测量，不受天气影响，可全天候作业，不依赖CPIII坐标的影响，作业效率大大提高，一个天窗4小时，可测量2～3公里。

Description

高精度快速定位方法
技术领域
本发明涉及定位技术领域，尤其涉及一种高精度快速定位方法。
背景技术
随着我国高速铁路的快速发展，运营速度的不断提升，对高速铁路轨道的平顺性要求也越来越高。高铁轨道平顺性检测内容包括外部几何参数的测量和内部几何参数的测量，外部几何参数的测量也称为绝对测量，目的是测量轨道的空间三维坐标，以评估轨道长波的不平顺性问题。
目前绝对测量主要是基于CPIII控制点，采用全站仪设备，测量轨道上每个轨枕的三维坐标。工作过程为，首先将全站仪在测试段内自由设站，利用附近的6～8个CPIII点后方交会计算出全站仪位置的三维坐标，然后将轨检小车推到轨枕处保持静止，再利用全站仪测量小车停止位置处的三维坐标，进而测出轨枕的三维坐标。
但是上述方式具有以下缺点：
1)基于自动化全站仪的测量系统，测量时其极易受外界环境，如温度、湿度、光线、能见度和风速等影响；
2)同时由于其自身不带有固定的参照系统，需借助对足够的布设在轨道沿线两侧，间隔60米的CPⅢ控制点的观测才能完成轨道检测任务；
3)效率低，一个作业小组，一天开窗4小时，至多只能测300米线路的轨道三维坐标。
发明内容
本发明所要解决的问题在于提供一种高精度快速定位方法，能够对高铁轨道的空间三维坐标进行测量，不依赖CPIII，节约大量的成本；同时利用卫星定位技术，不受天气气候的影响，可全天候进行测量。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种高精度快速定位方法，包括以下步骤：
(1)在固定的轨道沿线建设多个基站，通过基站获取实时GNSS卫星数据；
(2)将装有北斗三天线及一体化接收机的轨检小车放置于轨道上，并推至要测量的观测点静止约10分钟；
(3)轨检小车通过北斗三天线及一体化接收机获取同步观测GNSS卫星数据；
(4)利用轨检小车上的GNSS卫星数据和离轨检小车最近处的基站的GNSS数据进行解算计算出静止处轨枕的高精度三维坐标。
作为一种优选的方案，(1)的步骤为：
在轨道沿线两侧每个1公里建设一个固定的GT-GNSS基站，所述基站主要用于采集GNSS卫星数据，并通过网络将数据送到数据处理中心或存储在接收机内进行处理，获得基站的精确坐标。
作为一种优选的方案，轨检小车包括三滚轮车体、三个卫星接收天线、一体化轨检卫星接收机、惯导系统、PC机；三个卫星信号接收天线分别安装在轨检小车横梁和纵梁上；一体机安置在横梁中间，小车上装有惯导系统和PC机。
作为一种优选的方案，三个卫星信号接收天线固定在轨检小车上，卫星信号接收天线接收GNSS信号获得观测数据；一体化轨检卫星接收机解调出三组原始观测数据，三组原始观测数据通过网口上传给轨检小车车上的PC机，PC机同步记录惯导数据；PC机的程控解算单元用来分别提取轨检车的惯导数据与GNSS原始观测值数据进行联合解算，并将结果进行存储和显示；CPU单元控制设备各模块、单元的接收、存储、解算、显示工作；电源模块为各模块、单元提供工作电源。
作为一种优选的方案，惯导系统记录轨检车在运动过程中的三维状态。
作为一种优选的方案，所述基站包括基准站墩，基准站墩作为高铁沿线上接收卫星信号的载体，GNSS数据卫星接收设备固定在基站敦内。
本发明有益效果：
本发明利用卫星定位技术，通过固定的轨道沿线建设的多个基站和轨检小车上的三个天线同步观测约一定时间，从而计算出轨检小车停止观测点处的三维坐标，精度±2mm。本发明利用卫星定位技术实现高铁轨道上轨枕的绝对测量，不受天气影响，可全天候作业，不依赖CPIII坐标的影响，作业效率大大提高，一个天窗4小时，可测量2～3公里。
具体实施方式
实施例1：
本发明提供一种高精度快速定位方法，包括以下步骤：
(1)在固定的轨道沿线建设多个基站，通过基站获取实时GNSS卫星数据；
(2)将装有北斗三天线及一体化接收机的轨检小车放置于轨道上，并推至要测量的观测点静止约10分钟；
(3)轨检小车通过北斗三天线及一体化接收机获取同步观测GNSS卫星数据；
(4)利用轨检小车上的GNSS卫星数据和离轨检小车最近处的基站的GNSS数据进行解算计算出静止处轨枕的高精度三维坐标。
作为一种优选的方案，(1)的步骤为：
作为一种优选的方案，轨检小车包括三滚轮车体、三个卫星接收天线、一体化轨检卫星接收机、惯导系统、PC机；三个卫星信号接收天线分别安装在轨检小车横梁和纵梁上；一体机安置在横梁中间，小车上装有惯导系统和PC机。
作为一种优选的方案，三个卫星信号接收天线固定在轨检小车上，卫星信号接收天线接收GNSS信号获得观测数据；一体化轨检卫星接收机解调出三组原始观测数据，三组原始观测数据通过网口上传给轨检小车车上的PC机，PC机同步记录惯导数据；PC机的程控解算单元用来分别提取轨检车的惯导数据与GNSS原始观测值数据进行联合解算，并将结果进行存储和显示；CPU单元控制设备各模块、单元的接收、存储、解算、显示工作；电源模块为各模块、单元提供工作电源。
作为一种优选的方案，惯导系统记录轨检车在运动过程中得三维状态。
作为一种优选的方案，所述基站包括基准站墩，基准站墩作为高铁沿线上接收卫星信号的载体，GNSS数据卫星接收设备固定在基站敦内。
实施例2：
本发明为解决对高铁轨道的空间三维坐标进行测量的问题，在高铁轨道沿线两侧每个1公里左右建设一个固定的GT-GNSS基准站，数据连续实时传输至数据中心或存储在接收机内；将装有北斗三天线及一体化接收机、惯导等传感器的轨检小车放置于高铁轨道上，并推至要测量的轨枕处静止10分钟左右；推行轨检小车一百米后再在轨枕位置静止10分钟左右；重复以上步骤，直至完成整段轨道的平顺性测量。
将轨检小车附近的多个GT-GNSS基准站的观测数据与轨检小车上三天线的同步观测数据联合解算，计算出静止处轨枕的高精度三维坐标；利用静止处轨枕的三维坐标及惯导三个姿态、里程、轨距等数据，推算静止点间其它轨枕的三维坐标，进而完成所有轨枕的三维坐标的测量。

Claims (6)

1.一种高精度快速定位方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)在固定的轨道沿线建设多个基站，通过基站获取实时GNSS卫星数据；
(2)将装有北斗三天线及一体化接收机的轨检小车放置于轨道上，并推至要测量的观测点静止约10分钟；
(3)轨检小车通过北斗三天线及一体化接收机获取同步观测GNSS卫星数据；
(4)利用轨检小车上的GNSS卫星数据和离轨检小车最近处的基站的GNSS数据进行解算计算出静止处轨枕的高精度三维坐标。
2.根据权利要求1所述的一种高精度快速定位方法，其特征在于，(1)的步骤为：
在轨道沿线两侧每个1公里建设一个固定的GT-GNSS基站，所述基站主要用于采集GNSS卫星数据，并通过网络将数据送到数据处理中心或存储在接收机内进行处理，获得基站的精确坐标。
3.根据权利要求1所述的一种高精度快速定位方法，其特征在于，轨检小车包括三滚轮车体、三个卫星接收天线、一体化轨检卫星接收机、惯导系统、PC机；三个卫星信号接收天线分别安装在轨检小车横梁和纵梁上；一体机安置在横梁中间，小车上装有惯导系统和PC机。
4.根据权利要求3所述的一种高精度快速定位方法，其特征在于，三个卫星信号接收天线固定在轨检小车上，卫星信号接收天线接收GNSS信号获得观测数据；一体化轨检卫星接收机解调出三组原始观测数据，三组原始观测数据通过网口上传给轨检小车车上的PC机，PC机同步记录惯导数据；PC机的程控解算单元用来分别提取轨检车的惯导数据与GNSS原始观测值数据进行联合解算，并将结果进行存储和显示；CPU单元控制设备各模块、单元的接收、存储、解算、显示工作；电源模块为各模块、单元提供工作电源。
5.根据权利要求4所述的一种高精度快速定位方法，其特征在于，惯导系统记录轨检车在运动过程中得三维状态。
6.根据权利要求1所述的一种高精度快速定位方法，其特征在于，所述基站包括基准站墩，基准站墩作为高铁沿线上接收卫星信号的载体，GNSS数据卫星接收设备固定在基站敦内。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110673182A (zh) * 2019-09-29 2020-01-10 清华大学 一种gnss高精度快速定位方法及装置
CN112147924A (zh) * 2020-08-27 2020-12-29 航天东方红卫星有限公司 一种高精度程控任务管理系统

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