CN1122856C - 测量轨道的方法 - Google Patents

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Abstract

为了测量轨道(9)，移动式的第一辆测量车(1)驶向固定式的第二辆测量车(2)。此时记录轨道实际位置与激光射线所形成的基准直线(14)之间的误差。每个测量周期开始时，使用GPS接收器(19)确定固定式测量车(2)相对于一个在地球坐标系统中已知的、与准备测量的轨道区段相邻的、且地点固定的GPS基准站的相对位置。根据确定的位置数据，将基准直线(14)对准移动式测量车(1)，然后向前开行移动式测量车(1)，以进行轨道的测量。

Description

测量轨道的方法
本发明涉及一种用两辆独立走行的测量车测量轨道的方法。其中第一辆移动式测量车置放在准备测量的轨道区段的两个终端点的一个点上，而在测量过程中固定不动的第二辆测量车的位置坐标被确定。两辆测量车之间有一条测量光射线形式的基准直线。根据此基准直线，第一辆测量车驶向位于对面的固定式测量车。第一辆测量车的接收单元相对于基准直线的每次位置变化，均作为校正值予以记录。
专业期刊“铁道工程师”(Der Eisenbahningenieur)第46卷1995年第5期第314-315页刊登的文章“EM-SAT型轨道初步测量车的使用经验”中进一步介绍了一套类似的方法。测量过程是按循环方式进行的。测量轨道时，装有激光发射器的固定式测量车(也称卫星)沿作业方向驶向下一个按大地测量学测定的固定点。这个固定点在正常情况下位于接触网电杆上。激光发射器相对于一个沿轨道横向相邻的固定点调整，使之处于精确的给定位置上，然后利用固定在激光发射器上的望远镜将激光发射器对准位于移动式测量车(确切地说主机)上的接收器。此时移动式测量车的测量轴准确地位于一个固定点上。这个固定点事先用颜色标记在轨底上。若使用一部摄像机显示轨底和测量轴的车轮，对上述准确定位会有所帮助。
开始测量轨道区段时，移动式轨行测量车向前行驶。此时每隔20厘米测一次激光射线相对轨道实际位置的位置，并加以储存。利用一个专门的计算机程序，可以在轨道标志平面图上，从几何图形的参数中计算出用于方向和高度的给定正矢。为此只需输入轨道几何图形和固定点的位置。这些数值用于与测到的正矢进行比较，其差数就是轨道标高和方向的校正值。一旦移动式测量车达到固定式测量车，轨道区段的测量即告结束。固定式测量车为进行下一轮测量驶向下一个固定点时，计算出所测轨道区段的起拨道值。确定的校正值可存入磁盘，以便在机械上，比如在捣固车上读入，用于为准确校正轨道位置进行自动运算。
US 5493499号专利公开了另一种测量轨道的方法，已为人们所知。在此方法中，有两辆轨行的测量单元分别置放在准备测量的轨道区段的两端，并确定其相对于固定点的位置，然后使两辆测量单元中的一辆，以步进方式驶向另一辆测量单元，其中每次中断走行进行测量时，对轨道实际位置测值与轨道给定位置测值进行比较，计算出相应的差值后加以储存。与此同时在收到测量卫星(全球定位系统GPS)的位置电报后，在一个坐标系统上确定两辆测量单元相互间的位置。第二辆测量单元走向对面的测量单元过程中，每次中断走行时，在收到测量卫星发来的另一份位置电报后，确定位置的相对变化。
专业期刊“铁道工程师”(Der Eisenbahningenieur)第46卷1995年第8期560-563页刊登的文章“利用EM-SAT或GPS进行长弦测量的当前水平”中，对上述测量轨道的方法，也进行了详细的阐述。
在1994年12月出版的期刊“铁路时代”(Railway Age)中第66和67页刊登的文章“建立在GPS基础上的数据收集”中，介绍了利用GPS确定需要整修的轨道区段的方法。
最后，US 4812911号专利介绍了一种方法和装置，用于迅速而准确地确定一部可移动的接收器相对于另一部固定设置的接收器的坐标位置。
本发明的目的就是要创造一种本文开头详细介绍的方法，要求用这种方法能在保留高度测量精确度的情况下，使作业有较快的进度。
本发明的目的是在本文前言所述类型的方法的基础上，通过下述措施来实现的，就是在每个测量周期开始时，用一部GPS-接收器确定固定式测量车相对于固定设置的GPS-基准站的相对位置。这个基准站在地面坐标系统中是已知的，并与准备测量的轨道区段相邻。然后以所确定的位置参数为基础，将基准直线对准移动式测量车，并在移动式测量车向前行驶时测量轨道。
这种测量方法的特殊优点是，可不必花费许多时间进行激光发射器对相邻固定点的校准，从而也同样不必花费许多时间在准备测量的轨道区段的起点和终点对两辆测量车进行定位。另外，能避免多边形导线测量而交叠地测量轨道区段。最后，测到的位置参数也可以以优良的方式用于绘制一张坐标精确的轨道位置平面图。
下面将利用附图所示实施例进一步阐明本发明，附图中：
图1为测量一个轨道区段用的两辆测量车的侧视图，
图2为轨道给定位置的草图，以及由两辆测量车的激光射线所形成的基准直线，
图3至5分别为测量轨道时两辆测量车所处不同位置的极其简化的示意图。
图1所示主机在下文称为移动式测量车1，因为测量轨道时，这辆测量车相对于第二辆固定式测量车2移动。两辆测量车1，2均有支承在走行机构3，4上的机架5，6。每辆测量车都有各自的走行驱动装置7，8，能各自在轨道9上走行。移动式测量车1的驾驶室10内有控制与计算单元11。箭头12所示是测量车1测量轨道时的作业方向。机械前端的下面有两个走行机构3，4以外，还有一套由快速图形评价系统组成的接收单元13，用于对一条由激光射线组成的基准直线14进行定位。铰接固定在机架5一端的接收单元13，通过带缘滚轮15支承在轨道9的钢轨16上。
为操作人员配备有座椅17的固定式测量车2，在机架6上装有二极管激光式发射器18，利用驱动装置可使之移动。为了结合众所周知的全球定位系统(GPS)接收位置参数，固定式测量车2上也装有GPS接收器19。为了在两辆测量车1，2之间传输数据并将数据传输给控制与计算单元11，配备有无线电单元20。为测定里程，在移动式测量车1上装有里程表21。
图2简单示出对轨道9的给定位置的确定。在轨道标志平面图中，轨道9是按坐标精确地相对于固定在接触网电杆23上的固定点23而确定。一点一划细线24标出了轨道中心线。轨道位置由相隔5米的正矢25确定。作为正矢25基础的钢弦26由给定点27确定。这些给定点按给定距离与上述固定点22相距。
前文所述利用EM-SAT测量轨道的已知方法中，固定式测量车2的发射器18精确对准给定点27，以便借助于激光射线作为基准直线14，为正矢25提供一个基础。为了精确地测定发射器18的位置，在测量轨道之前，需要由一个测量组在考虑对面固定点22的情况下，进行一些相应的测量工作，并将测量结果记下来，比如写在轨枕上。也可以利用固定在发射器上的瞄准望远镜测定发射器18的位置。这样自然要花费一定时间，而且要准确地使移动式测量车1在事先测定的给定点27定位。
下面将专门利用图3至5进一步介绍符合本发明的测量轨道区段28的新方法。
开始测量轨道时，固定式测量车2驶入准备测量的轨道区段28，直到从气候条件达到能接收激光射线，或者说达到能接收基准直线14的距离界限为止。开动GPS接收器19，以接收固定式测量车2的位置数据，然后与位于轨道9附近的、地点固定的GPS基准站29的已知位置数值进行比较。因为GPS基准站29在地球坐标系统中的准确坐标是已知的，所以也可在坐标系统中准确地查到固定式测量车2的坐标位置，并利用无线电单元20传输给控制与计算单元11。在此单元中，位置数据立即与储存的给定数据进行比较，并在下一步测量中对可能出现的差值加以考虑。
调整发射器18射向接收单元13的激光射线形成的基准直线14以后，使移动式测量车1前进，开始测量轨道区段28。此时，每隔20厘米测量基准直线14相对于轨道实际位置所处的位置。轨道实际位置通过带缘滚轮15传给接收单元13。根据里程表21测定的里程，将给定值与实际值的差值所提供的校正测值，按不同地点加以存储。
图4展示了测量周期的结尾。此时移动式测量车1在测量范围内达到了固定式测量车2。固定式测量车2向前行驶，下一个测量周期即行开始(图5)。

Claims (1)

1.一种用两辆独立走行的测量车(1，2)测量轨道(9)的方法，其中第一辆移动式测量车(1)置放在准备测量的轨道区段(28)两个终端点的一个点上，而在测量过程中固定不动的第二辆测量车(2)的位置坐标被确定，两辆测量车(1，2)之间有一条测量光射线形式的基准直线(14)，根据此基准直线，第一辆测量车(1)驶向位于对面的固定式测量车(2)，第一辆测量车(1)的接收单元(13)相对于基准直线(14)的每次位置变化，均作为校正测值予以记录，其特征在于：在每个测量周期开始时，使用一部GPS-接收器(19)确定固定式测量车(2)相对于固定设置的GPS-基准站(29)的相对位置，这个基准站在地面坐标系统中是已知的并与准备测量的轨道区段(28)为邻，然后以所确定的位置参数为基础，将基准直线(14)对准移动式测量车(1)，并在移动式测量车(1)向前行驶时测量轨道。
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