[发明专利]一种基于改进的布尔莎模型的不整平自由设站方法

说明书

本发明公开了一种基于改进的布尔莎模型的不整平自由设站方法，该方法包括在初始设站点人工瞄准线路后视点，采用改进的布尔莎模型计算设站点坐标，在下一设站点利用里程计测量信息计算设站点里程，然后计算设站点的三维坐标，计算设站点到后视点的距离、水平角、竖直角，循环直至本段线路测量完成。本发明在初始设站点瞄准后视点后，采用改进的布尔莎模型，利用设站点里程、设计超高及纵坡等信息对设站点三维坐标以及设站点到后视点的距离、水平角、竖直角进行计算，从而实现在后续设站点无需瞄准测点进行自动测量，减少了测量工作量，提高了测量工作效率，降低了安全风险。

技术领域

本发明属于测绘技术领域，具体设计一种基于改进的布尔莎模型的不整平自由设站方法。

背景技术

全站仪自由测站测量已被广泛的应用到各个工程领域，发挥了很大的作用。全站仪自由测站测量技术从德国引进后，打破了传统测量模式，极大地提高了测量效率。全站仪自由测站测量其实指的是全站仪可以随意架设在某个地方，不需要对全站仪进行对中，只要对全站仪进行整平操作后就可以测量了。这种测量方式是以每一个测站建立一个对应的全站仪独立坐标系，不同的观测站具有不同的测站坐标系，所以全站仪在自由测站时可以自由架设仪器，以任意方向可为坐标北方向。由全站仪自由测站测量原理可知，全站仪在测量之前必须对其进行整平操作，而现如今，随着技术的进步，对测量人员的工作效率要求越来越高。例如，在高速铁路轨道运营维护期间，由于轨道在高速列车的长期重复施压和冲击下，将会导致轨道的横向和垂向发生变形和扭曲，从而影响轨道的平顺性，使得轨道处于不安全的状态，所以需要按时对轨道进行相应的检修工作。但是在高速铁路运营期间，轨道的检测和维护工作需要在有限的“天窗”时间内完成。为了更好更快的完成维护任务，此时需要更高的测量效率。如果无需对全站仪进行整平及尽最大程度减少人工瞄准目标棱镜的次数就能进行测量，那么将会显著地提高工作人员的测量效率、降低工作成本。

目前，虽然不整平自由设站有一定的进展，但每一站仍需要瞄准并测量三个点，并且一般在夜里测量，给测量人员带来很多不便。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种基于改进的布尔莎模型的不整平自由设站方法，旨在解决既有方法中存在的以上全部或部分技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种基于改进的布尔莎模型的不整平自由设站方法，包括以下步骤：

S1、在初始设站点人工依次瞄准线路两侧至少3个后视点，并测量后视点坐标；

S2、根据步骤S1测量的后视点坐标，采用改进的布尔莎模型计算设站点坐标及线路路程，并自动照准测量剩余后视控制点；

S3、推行全站仪设备至下一设站点，利用里程计测量两个设站点之间的里程差，根据上一设站点里程与测量的里程差计算本次设站点里程；

S4、根据设站点里程、设计超高及纵坡计算该设站点的三维坐标；

S5、根据设站点的三维坐标计算设站点到后视点的距离、水平角、竖直角，无需人工对准目标棱镜，全站仪自动照准后视控制点，。

S6、重复步骤S3至S5，直至本段线路测量完成。

作为上述不整平自由设站方法的进一步改进，所述步骤S1中，在初始设站点人工依次瞄准线路两侧共3个后视点。

作为上述不整平自由设站方法的进一步改进，所述步骤S2中，根据步骤S1测量的后视点坐标，采用改进的布尔莎模型计算设站点坐标及线路路程，具体包括以下分步骤：

S21、根据步骤S1在不整平状态下测量的后视点坐标，采用坐标转换方法计算设站点的近似坐标；

S22、计算设站坐标与线路坐标系的定向角差异；

S23、根据步骤S22得到的定向角差异对设站坐标系进行修正；