CN111380512A - 基于惯性技术的高铁轨道长波测量方法 - Google Patents

基于惯性技术的高铁轨道长波测量方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111380512A
CN111380512A CN201811621583.4A CN201811621583A CN111380512A CN 111380512 A CN111380512 A CN 111380512A CN 201811621583 A CN201811621583 A CN 201811621583A CN 111380512 A CN111380512 A CN 111380512A
Authority
CN
China
Prior art keywords
long wave
navigation system
inertial navigation
gcpc
ith
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201811621583.4A
Other languages
English (en)
Inventor
张金红
党进
彭登全
刘小溪
冯岑
景江
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian Flight Automatic Control Research Institute of AVIC
Original Assignee
Xian Flight Automatic Control Research Institute of AVIC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian Flight Automatic Control Research Institute of AVIC filed Critical Xian Flight Automatic Control Research Institute of AVIC
Priority to CN201811621583.4A priority Critical patent/CN111380512A/zh
Publication of CN111380512A publication Critical patent/CN111380512A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/10—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration
    • G01C21/12—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning
    • G01C21/16—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning by integrating acceleration or speed, i.e. inertial navigation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Machines For Laying And Maintaining Railways (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Abstract

本发明涉及基于惯性技术的高铁轨道长波测量方法。本发明采取的方案通过惯性技术采集数据，然后根据算法将长波不平顺空间位移转化成角度和里程测量，用来求解长波弦线和不平顺数值。方法测量全过程无需建站，遇到轨枕点不停车测量，检测效率高。

Description

基于惯性技术的高铁轨道长波测量方法
技术领域
本发明属于高铁轨道平顺性检测技术，具体涉及一种基于惯性技术的轨道长波不平顺测量方法。
背景技术
高速铁路的车载运行速度达到250km/h及其以上，为保证列车安全和运行舒适性，对轨道平顺性的静态指标要求从普速轨道10m弦的短波计算，提高到300m弦150m校验的长波计算。目前采用全站仪测量高铁轨道上的每个轨枕点的绝对坐标，通过绝对坐标计算长波弦线及不平顺数值。这种方法的优点是精度高，缺点是每90m需要重复一次全站仪建站，每个轨枕点需要停车3s左右测量，综合计算下来，每个工班8小时能够测量1-2公里轨道，工作效率与轨道交通快速发展不匹配。
发明内容
本发明提出一种基于惯性技术的高铁轨道长波测量方法，将长波不平顺空间位移变化转换成角度和里程测量。
本发明的技术方案：基于惯性技术的高铁轨道长波测量方法，其特征为所述的方法包括如下步骤：
步骤1、安装惯性导航系统的轨道检查仪停在起点，惯性导航系统对准；
步骤2、对准结束后，沿轨道向终点移动，运动过程中输出测量数据；
步骤3、到达终点后结束数据采集，开始长波计算。
进一步的，在步骤2中，数据采集为里程触发，每0.625m输出一组数据，且数据格式为
Figure BDA0001926988130000011
其中其中，i为惯性导航系统输出数据的序列号，
L(i)为惯性导航系统输出的第i个里程数据，
Figure BDA0001926988130000012
为惯性导航系统输出的第i个航向角数据，
θ(i)惯性导航系统输出的第i个俯仰角数据，
γ(i)惯性导航系统输出的第i个横滚角数据。
进一步的，步骤3中，长波计算流程如下：
1.左高低长波不平顺计算；
2.右高低长波不平顺计算；
3.左轨向长波不平顺计算；
4.右轨向长波不平顺计算；
本发明的有益效果：
测量全过程无需建站，遇到轨枕点不停车测量，检测效率高；
以10公里铁路线坐标测量为例，采用原有方法需要采用水平测量坐标高程，采用全站仪测量轨道平面，完成测量任务需要3个测量人员60小时。本发明的提出可降低到1人1小时，效率提升180倍。
附图说明
图1为基于惯性技术的高铁轨道长波测量方法流程图
具体实施方式
假设有一段待测量轨道，长度10公里左右。
选择一个T形结构的轨道检查仪作为载体，在该载体双轮侧安装惯性导航系统，本实施例选用闭环光纤捷联惯性导航系统。闭环光纤捷联惯性导航系统采用轨道检查仪提供的24V直流电源；数据通过RS422总线或其他总线接入轨道检查仪的计算机；安装时采用过渡板与轨道检查仪连接，安装重复性不大于1角分。
安装完毕后，将轨道检查仪放置在待测轨道的起点，按照以下步骤操作。
步骤1：将轨道检查仪停在起点，锁紧轨道检查仪的驻车开关防止溜车，惯性导航对准，该步骤可参照惯性技术教科书设计实现，推荐使用5分钟罗经对准；
步骤2：对准结束后，松开驻车开关机构，沿待检测轨道向终点移动，运动过程中，按照里程触发，每0.625m输出一组以下数据
Figure BDA0001926988130000021
其中，i为惯性导航系统输出数据的序列号；
L(i)为惯性导航系统输出的第i个里程数据
Figure BDA0001926988130000022
为惯性导航系统输出的第i个航向角数据
θ(i)惯性导航系统输出的第i个俯仰角数据
γ(i)惯性导航系统输出的第i个横滚角数据
步骤3：惯导部件到达到终点后，结束数据采集，开始长波计算；左高低长波不平顺计算
GDl(i)＝GCPCl(i)-GCPCl(i+n0)
Figure BDA0001926988130000031
右高低长波不平顺计算
GDr(i)＝GCPCr(i)-GCPCr(i+n0)
GCPCr(i)＝GCPCl(i)+1505·sin(γ(i)-γ1(i))
左轨向长波不平顺计算
GXl(i)＝PMPC1(i)-PMPCl(i+n0)
Figure BDA0001926988130000032
右轨向长波不平顺计算
GXr(i)＝PMPCr(i)-PMPCr(i+n0)
PMPCr(i)＝PMPCl(i)-G(i)
Figure BDA0001926988130000033
式中，i表示惯导系统的数据采集序号；
GDl(i)表示第i个轨枕处的左轨高低长波不平顺；
GDr(i)表示第i个轨枕处的右轨高低长波不平顺；
GCPCl(i)表示第i个轨枕处的左轨高程坐标施工值与设计值的差值；
GCPCr(i)表示第i个轨枕处的右轨高程坐标施工值与设计值的差值；
n0表示150m对应的检测点数
δ为检测点检测，根据不同线路分布在0.5-0.8m之间。
Figure BDA0001926988130000034
为第i个轨枕处的设计航向角
θ1(i)为第i个轨枕处的设计俯仰角
l1表示轨道检查仪走行轮中心间距，本实施例中取820mm
l2表示轨道检查仪轨距测量轮中心间距，本实施例中取780mm
至此，得到了轨道的左轨向长波不平顺、右轨向长波不平顺，左高低长波不平顺和右高低长波不平顺。

Claims (3)

1.基于惯性技术的高铁轨道长波测量方法，包括以下步骤：
步骤1、安装惯性导航系统的轨道检查仪停在起点，惯性导航系统对准；
步骤2、对准结束后，沿轨道向终点移动，运动过程中输出测量数据；
步骤3、到达终点后结束数据采集，开始长波计算。
2.根据权利要求1所述的基于惯性技术的高铁轨道长波测量方法，其中在步骤2中，数据采集为里程触发，每0.625m输出一组数据，且数据格式为
Figure FDA0001926988120000011
其中其中，i为惯性导航系统输出数据的序列号，L(i)为惯性导航系统输出的第i个里程数据，
Figure FDA0001926988120000012
为惯性导航系统输出的第i个航向角数据，θ(i)惯性导航系统输出的第i个俯仰角数据，γ(i)惯性导航系统输出的第i个横滚角数据。
3.根据权利要求1所述的基于惯性技术的高铁轨道长波测量方法，其中在步骤3中，长波计算方法如下：
左高低长波不平顺计算
GDl(i)＝GCPCl(i)-GCPCl(i+n0)
Figure FDA0001926988120000013
右高低长波不平顺计算
GDr(i)＝GCPCr(i)-GCPCr(i+n0)
GCPCr(i)＝GCPCl(i)+1505·sin(γ(i)-γ1(i))
左轨向长波不平顺计算
GXl(i)＝PMPCl(i)-PMPCl(i+n0)
Figure FDA0001926988120000014
右轨向长波不平顺计算
GXr(i)＝PMPCr(i)-PMPCr(i+n0)
PMPCr(i)＝PMPCl(i)-G(i)
Figure FDA0001926988120000015
式中，i表示惯导系统的数据采集序号；
GDl(i)表示第i个轨枕处的左轨高低长波不平顺；
GDr(i)表示第i个轨枕处的右轨高低长波不平顺；
GCPCl(i)表示第i个轨枕处的左轨高程坐标施工值与设计值的差值；
GCPCr(i)表示第i个轨枕处的右轨高程坐标施工值与设计值的差值；
n0表示150m对应的检测点数
δ为检测点检测，根据不同线路分布在0.5-0.8m之间；
Figure FDA0001926988120000021
为第i个轨枕处的设计航向角；
θ1(i)为第i个轨枕处的设计俯仰角；
l1表示轨道检查仪走行轮中心间距；
l2表示轨道检查仪轨距测量轮中心间距。
CN201811621583.4A 2018-12-28 2018-12-28 基于惯性技术的高铁轨道长波测量方法 Pending CN111380512A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811621583.4A CN111380512A (zh) 2018-12-28 2018-12-28 基于惯性技术的高铁轨道长波测量方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811621583.4A CN111380512A (zh) 2018-12-28 2018-12-28 基于惯性技术的高铁轨道长波测量方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111380512A true CN111380512A (zh) 2020-07-07

Family

ID=71221553

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811621583.4A Pending CN111380512A (zh) 2018-12-28 2018-12-28 基于惯性技术的高铁轨道长波测量方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111380512A (zh)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100053609A1 (en) * 2008-08-27 2010-03-04 Chrisp Michael P Wide Swath Imaging Spectrometer Utilizing A Multi-Modular Design
JP2011156995A (ja) * 2010-02-02 2011-08-18 Railway Technical Research Institute 慣性測定法による軌道検測装置の低速時精度補償方法及びその装置
CN201971030U (zh) * 2011-03-04 2011-09-14 陈国英 轨道线路动态信息采集器装置
CN102252636A (zh) * 2011-04-12 2011-11-23 中国航空工业第六一八研究所 一种多波长高铁轨道平顺性检测装置和检测方法
CN103207403A (zh) * 2013-01-15 2013-07-17 萨伏威（西安）导航技术有限公司 一种卫星导航与惯性测量组合轨道测量系统与方法
CN103754235A (zh) * 2013-12-24 2014-04-30 湖北三江航天红峰控制有限公司 一种高铁测量用惯性定位定向装置及方法
CN104358194A (zh) * 2014-10-27 2015-02-18 同济大学 基于激光跟踪仪的轨道静态平顺性测量与分析方法
CN105857340A (zh) * 2016-04-01 2016-08-17 郑君伟 基于组合导航的轨道检测系统及方法
CN108842544A (zh) * 2018-06-12 2018-11-20 湖北三江航天红峰控制有限公司 一种利用光纤惯导的高铁轨道静态参数检测系统和方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100053609A1 (en) * 2008-08-27 2010-03-04 Chrisp Michael P Wide Swath Imaging Spectrometer Utilizing A Multi-Modular Design
JP2011156995A (ja) * 2010-02-02 2011-08-18 Railway Technical Research Institute 慣性測定法による軌道検測装置の低速時精度補償方法及びその装置
CN201971030U (zh) * 2011-03-04 2011-09-14 陈国英 轨道线路动态信息采集器装置
CN102252636A (zh) * 2011-04-12 2011-11-23 中国航空工业第六一八研究所 一种多波长高铁轨道平顺性检测装置和检测方法
CN103207403A (zh) * 2013-01-15 2013-07-17 萨伏威（西安）导航技术有限公司 一种卫星导航与惯性测量组合轨道测量系统与方法
CN103754235A (zh) * 2013-12-24 2014-04-30 湖北三江航天红峰控制有限公司 一种高铁测量用惯性定位定向装置及方法
CN104358194A (zh) * 2014-10-27 2015-02-18 同济大学 基于激光跟踪仪的轨道静态平顺性测量与分析方法
CN105857340A (zh) * 2016-04-01 2016-08-17 郑君伟 基于组合导航的轨道检测系统及方法
CN108842544A (zh) * 2018-06-12 2018-11-20 湖北三江航天红峰控制有限公司 一种利用光纤惯导的高铁轨道静态参数检测系统和方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
孙海丽;姚连璧;王璇;周跃寅;: "基于三维线形坐标系的轨道静态平顺性数据处理方法研究", 铁道勘察, no. 06 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105155372B (zh) 一种基于ins/gnss与全站仪组合使用的轨道几何参数测量方法
CN102251451B (zh) 基于多源信息融合的轨道几何状态测量方法
CN108444432B (zh) 一种铁路既有线控制网及轨道线形同步测量方法
CN102252633B (zh) 一种基于描点的轨道方向不平顺测量方法
CN100561134C (zh) 列车gps里程自动修正系统及其修正方法
CN103207403B (zh) 一种卫星导航与惯性测量组合轨道测量系统与方法
CN107815935B (zh) 高速铁路轨道几何状态实时监测方法及系统
CN103644888B (zh) 一种用于检测桥梁形变的惯性基准测量方法
CN204286406U (zh) 使用mems陀螺仪的便携式轨道几何量检测系统
CN109594439A (zh) 一种基于gnss/ins与全站仪组合使用的轨道几何参数测量方法
CN104047212B (zh) 一种基于角度量测的轨道沉降自动测量装置及方法
CN109334706A (zh) 卫星定位与惯导一体化的轨检小车
CN203396366U (zh) 一种大跨距钢轨轨距测量装置
CN102445176A (zh) 高速列车运行姿态参数测量系统
CN104567783A (zh) 使用mems陀螺仪的便携式轨道几何量检测系统及方法
CN102180187A (zh) 一种铁路轨道高低高精度检测装置和检测方法
CN202124809U (zh) 轨道几何形位检测成套体系装置
CN110657788B (zh) 一种起重机轨道平顺性动态检测方法
CN102979018A (zh) 有砟轨道工程上砟整道测量快速定位方法
CN114132358B (zh) 一种多平台智能化轨道综合检测系统
CN107339982A (zh) 高铁线路测绘方法
CN114136275A (zh) 一种轨道线路状态检测装置及路基沉降检测方法
CN107402398B (zh) 高铁定位装置及定位方法
CN108020162B (zh) 基于二维激光扫描与三角原理的轨距仪及其使用方法
CN211977946U (zh) 一种基于imu组合导航的轨道检测仪

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200707

RJ01 Rejection of invention patent application after publication