[发明专利]一种铁路既有线控制网及轨道线形同步测量方法

说明书

本发明公开了一种铁路既有线控制网及轨道线形同步测量方法，解决了现有技术不适应于既有线建网及轨道精测的问题。技术要点包括在线路的接触网柱上安装控制点；在待测路线区段的测量起点进行里程定位，测量小车对控制点坐标、轨道中心坐标进行测量，为线路建立绝对控制，用于指导轨道维修。本系统及方法使得控制网建网及线路精测同步一次完成，极大提高了作业效率，建网简捷、快速，建网过程中不需要跨线，确保作业人员和线路运营安全。通过本系统及方法获得的控制点坐标及轨道精测获得的线路坐标能有效满足既有线铁路的维护要求。

技术领域

本发明涉及工程测量技术领域，更具体地说，它涉及一种铁路既有线控制网建网及轨道精测方法。

背景技术

截止到2016年底铁路总运营里程12.4万公里，其中高速铁路2.2万公里。控制网及轨道精测技术在高速铁路上已获得广泛应用。为了提高既有线的养护维修水平，提升线路质量，铁路总公司提出要在既有线上推广使用控制网及轨道精测技术。铁路总公司工务部门已经对此工作做了总体安排，各铁路局工务部门也逐渐在其管内线路上开展此项工作。

1.铁路既有线现状

1)作业干扰大

既有线不是垂直天窗，即如果左线封闭维修，那么右线还是在运营的。因此，既有线运输压力大、天窗时间短，天窗时间内不可以跨线作业，作业过程中，邻线来车频繁，须频繁中断。传统的“导线控制网”或“CP3控制网”方法在建网时必须要跨线作业，效率低且危险。

2)资金预算有限

既有线维修养护预算较低，难以按照高铁的技术标准建网并进行轨道精测。既有线一般行车速度低于160km/h,行车速度低对线路平顺性的技术要求低，对控制网点位的精度要求也要低一些。高铁运营速度高，线路线形需具有高平顺性，那么控制网点位精度就需要非常高。因此，既有线建网及轨道精测也没有必要照搬高铁的技术标准，应研发一种适用于既有线的的建网及轨道精测技术方案。

2.现有布网及轨道精测方法

现有方法布网与轨道精测分两步进行，即先布网再精测。步骤如下：

1)在线路周边地面或电杆上埋设控制点桩，建立控制网。

2)利用全站仪、水准仪按照一定技术标准对控制网点进行观测，并经平差后得到控制网点的三维绝对坐标。

3)利用控制点的三维坐标，使用测量小车等仪器测量线路的三维绝对坐标。现有各种测量小车主要分成两类：

(1)以全站仪作为主要测量模块的常规静态测量小车。

(2)基于惯性导航系统(INS)和全球卫星导航系统(GNSS)的快速连续测量小车。

常规静态测量小车工作时全站仪放置在三角架上，和小车相距约70m，后视一定数量的控制点，确定全站仪的坐标位置后，测量小车上反射棱镜的坐标来确定轨道坐标。全站仪和测量小车之间一般通无线通讯模块进行数据交换。这种设备技术成熟，测量精度高，但集成度不高，效率很低。

现有技术中存在一种基于惯性导航系统(INS)与全站仪组合的测量小车，可以实现对轨道的快速测量，但是无法同时对控制网进行测量。

4)将测量的一定间隔的(一般是5m)三维绝对坐标导出来，用软件进行线形拟合，得到线路线形及轨道偏差(起、拨道量)。

现有的测量方法效率较低，投资也非常大，尤其是控制网测量时需要先架设好控制点，然后使用全站仪和水准仪对控制网进行观测，然后进行平差，因此非常耗时，如现有的“四等导线网”测量方法。既有的轨道精测系统均是基于已经建好控制网的前提下对轨道线形进行精测，无法实现控制网与轨道的同步测量。

发明内容