PPK辅助无人机摄影测量在公路勘测中的应用

近年来,PPK辅助无人机摄影测量技术由于灵活性高、对环境要求低、操作方便等优点而在测绘领域备受青睐。为验证PPK辅助无人机摄影测量在公路勘测中的精度,从事后差分解算无人机POS数据入手,探讨滑动式拉格朗日多项式插值算法、空间偏移改正等关键技术,并总结PPK辅助无人机摄影测量技术流程,然后基于新疆某高速公路工程勘测实践,对PPK辅助无人机摄影测量航测成图精度进行分析。研究表明,采用PPK辅助无人机摄影测量技术在一定程度上减少了测绘外业人员和仪器设备投入,提高了作业效率,生成的地形图精度能够达到平面中误差≯0.04 m,高程中误差≯0.12 m,满足高速公路勘测设计的需要。     

基于无人机的大比例尺带状地形图快速建模技术研究

采用无人机进行铁路与公路应急灾害调查处理需要高精度的建模技术支持。研究利用超轻型大疆MAVIC无人机实现带状地形图快速建模方法。基于单基站CORS系统获取地面控制点及检测点的坐标,完成1km实验段道路的航测与三维建模。通过正射影像图中的控制点与地面控制点三维坐标对比分析可知,利用该技术可以达到1∶500的DOM及1∶2 000的DEM的测量精度,满足大比例尺带状图的快速建模要求。     

高铁轮对高精度测量系统设计与实现

针对国内轮对尺寸测量手段落后、精度不高、测量效率以及自动化水平低的问题,设计并实现了一种接触式轮对外形尺寸自动化测量系统。该系统利用接触式触发测头以及位移传感器实现了轮对外形尺寸自动化测量,并通过相对测量原理以及温度补偿算法实现了包括内侧距离、轮位、轴颈直径等长度尺寸及径向尺寸的高精度测量。通过在高铁轮对生产组装现场实际试验及试用验证,该系统的测量结果具有高精度和高一致性,满足高铁轮对各个尺寸的测量精度要求。     

高速铁路运营期基础沉降长期监测技术研究

研究目的:我国高速铁路跨越地域广,各类复杂地质结构和大量过渡段频繁交替,同一条线路往往还要面临多种不同气候差异等诸多复杂因素的综合作用,因此欲解决其运营期沉降问题,需要采取可靠的手段进行实时在线监测,从而为高速铁路的安全运营提供技术保障。研究结论:(1)气压差式高精度竖向位移传感器测量精度可达0.1 mm,在对温度、重力加速度等系统误差修正后,其精度满足结构长期监测的要求;(2)试验验证了气压差式高精度竖向位移传感器的长期时漂和温漂稳定性均在±0.5 mm范围内,并且该传感器在-20℃的极寒条件下仍能正常工作;(3)采用气压差式高精度竖向位移监测系统,结合太阳能供电和物联网技术,实现了部分试验段高速铁路运营期基础沉降长期自动连续监测,其精度、稳定性和安全性等方面均能满足高速铁路相关要求,该技术可以在运营高速铁路的其他关键路段实施。     

无人机LiDAR技术在山区铁路测绘中的应用

复杂山区铁路建设项目中,所涉及的区域一般自然环境恶劣,地形条件复杂,传统测绘手段难以获取满足设计精度要求的测绘资料。结合我国西部高海拔山区的某铁路勘测项目,根据工作区域、地形地貌等特点,提出基于北斗高精度区域定位的旋翼无人机多载荷仿地飞行方案,获取测区有效范围内高密度、高精度、高质量激光点云数据以及数码高清影像等数据资料,再对数据进行试验加工处理,形成各类测绘产品,满足勘察设计各专业对测绘资料精度需求,同时系统总结了适用于高海拔复杂地形、大高差、高寒缺氧等特殊环境下的无人机LiDAR测绘作业模式与技术手段,包括载荷性能指标、飞行航线指标、飞行平台指标、采集参数设置、内业数据处理详细步骤等。研究表明,在高海拔复杂山区作业环境下,充分利用无人机LiDAR机动灵活、环境适应能力强、数据精度高、仿地飞行等优势,可作为传统卫星影像测量、航空摄影测量等勘测技术的有效补充,在铁路勘察小范围精细化地形图制作、中线测量中具有得天独厚的优势,可以解决高海拔复杂山区铁路测绘难题。     

免像控无人机高清倾斜摄影三维建模精度分析

对于大落差山区,常规无人机倾斜摄影测量往往难以顾及山脚等重点关注区域,为达到测图精度并将模型转换为工程所需坐标系,通常需要布设大量可靠的外业像控点,然而,在地灾体上人工布设测量像控点的难度极大。结合西南山区某铁路山体滑坡抢险项目的内外业工作,利用Phantom4 RTK无人机在不同航高、不同角度进行免像控模拟倾斜摄影,通过航线优化设计及对曝光点进行坐标转换,完成重点关注区域的高精度模型三维重建。研究表明,相较于传统无人机倾斜摄影,新方法可减少1/3的内外业工作,精度可达到1∶1 000比例的三维模型精度要求。     

基于高精度真正射影像的铁路既有线岔心测量方法

传统铁路道岔岔心测量采用直接丈量法和交点法等人工外业测量方式完成，存在上线难、工作量大、安全性差及作业效率低等问题。为此，提出1种基于高精度真正射影像的铁路既有线岔心测量方法，包括多角度倾斜摄影测量数据获取、高精度数字表面模型建立、高精度真正射影像制作、主线和侧线平面中心线提取以及岔心平面坐标计算5项关键技术，旨在通过非接触的方式完成铁路既有线岔心坐标测量。结果表明：相较于传统作业方法，该方法基于高精度真正射影像开展既有线岔心测量，避免人员上线作业，在保证岔心测量精度的同时，可大幅度提升作业效率和铁路既有线作业安全性；基于多角度倾斜摄影制作的真正射影像可有效解决传统正射影像轨道扭曲变形问题，为高精度轨顶特征点的提取提供了良好基础；采用2种不同算法分别对主线和侧线线路中心线进行提取，可减少由单一算法引起的中心线提取误差，提高岔心测量的精度和可靠性。     

动车组BTM天线灵敏度测量装置

BTM天线是动车组列控车载设备接收应答器信息的核心设备,其感应灵敏度直接影响行车安全。针对目前检修维护时存在测量精度低、安全性差、劳动效率不高等问题,研发了一款以STM32F407单片机为主控芯片的BTM天线灵敏度测量装置,将激光测距传感器测量的距离数据通过远距离无线电LORA进行传输,并开发了适用于Android、Windows等平台的上位机软件,能够满足作业人员在不同场景下获取数据的需要。该装置实现了BTM天线灵敏度的远程高精度测量,可以有效保障作业安全,提高作业效率。     

列车轴承内径的测量方法和不确定度分析

针对传统测量方法很难保证轴承内圈直径尺寸的高精度自动测量,提出一种在十字定位测量轴承内径基础上的比较测量方法,它可以改善传统测量方法的不足。介绍该测量系统设计的整体方案,对其测量的不确定度作了分析。该测量系统实现了自动校准、定位和测量,减小了人工测量误差,提高了测量精度,有力地保证了轴承选配数据的准确性,具有很高的实用价值。     

基于机器视觉的轨距检测方法研究

提出了一种基于机器视觉的轨距检测方法,该方法采用4个CCD摄像机和2个红色扇形光源构成检测系统。对检测系统进行了定标分析,采用提取分量的方式对图像的目标区域和背景区域进行分割,利用图像差影法去除噪声,应用自适应迭代阈值法对图像进行二值化处理,并通过膨胀和细化算法得到轨道的截面轮廓线。试验结果表明,该方法能有效地实现轨距参数的高精度动态测量,精度可达到0.07mm。     

港珠澳大桥高程控制和天文GPS水准法的应用

适合工程应用的高精度宽海域高程直接传递是工程测量急待解决的问题。利用港珠澳大桥既有测量资料进行天文GPS水准法的应用研究,提出天文GPS水准多测线平均法。通过大量实测资料统计、分析得出:用天文GPS水准多测线平均法求得宽海域两侧高程基准差的精度优于二等水准精度,为高精度大跨距直接传递两岸高程提供了借鉴。     

“空地水”一体化测绘技术在航道测量中的应用

航道测量主要包括RTK陆上地形测量、单波束水下地形水深测量等,测绘成果通常只能以坐标点、矢量线形式体现在图纸上,无法获取测区直观的影像资料,并且受现场测量技术和条件的制约,在测区较大、通航或施工繁忙等情况下,难以保证水上水下测量的时效性、一致性和完整性。结合无人机低空摄影测量、高精度单机RTK定位、三维激光与影像扫描、多波束扫测及单波束测量、无人测量船综合应用等多种高新测绘技术,研究了适用于长江航道的多平台、多方位协同采集与多源数据融合处理的作业方式,对所获取的各种数据的类型、格式、数据量等,依据统一的数据标准进行融合及加工,以用于数据融合展示与分析,并基于该作业方法开发了一套可满足各种航道测绘的多源数据融合处理及成果可视化展示平台。研究结果表明,该多波束测深精度达到0.3 m,激光点云的平面精度和高程精度均达到0.4 cm,达到了规范要求的精度水平。     

无人机LiDAR技术在铁路勘测中的应用分析

为了提高铁路勘测制图的精度和效率,减少外业勘测的工作量,结合工程实例,选用适合的无人机平台和轻小型Li DAR系统,对铁路沿线进行无人机Li DAR航摄,以验证无人机Li DAR系统的可靠性和植被穿透性,并对出现的技术问题提出解决方法。研究表明:(1)对获取的Li DAR点云进行坐标转换、高程改正、点云分类并生成DEM,同时基于高精度POS数据制作正射影像,根据实测点统计出的DEM和DOM精度指标,可满足铁路工程制作大比例地形图的要求。(2)根据DEM和DOM制作的大比例地形图和线路横断面图,通过外业勘测核实,相较于传统立体航测,中误差从0. 423 m减少为0. 265m,数据利用率提高了45. 5%,极大减少了外业勘测工作量。项目应用效果表明,无人机Li DAR摄影制图具有数据获取灵活、外业工作量少、成果精度高等优势,可以为今后的工程应用提供参考。     

基于无人机遥感平台的铁路测绘航空摄影若干问题探讨

阐述无人机机载GPS辅助航空摄影系统的原理、方法,对其生产应用过程进行分析,探讨一种高精度、快捷、经济的航空摄影测量技术,以期对铁路大比例地形图航测提供借鉴。     

铁路工点地形近景摄影测量系统的误差改进研究

介绍铁三院自主研制的铁路工点近景摄影测量系统,该系统采用无控制点支持的近景摄影测量方法对铁路工点(隧道洞口)进行近景摄影测量,获取工点的等高线图和数字模型。针对该近景摄影测量数据获取的方式,分析原始数据获取的误差来源,并在此基础上进行平差算法和平差程序的研发,最终获取高精度的立体像对定向元素。     

北斗定位技术在高速铁路沉降变形监测中的应用

运用北斗高精度定位技术对一高速铁路的桥梁段、路基段沉降变形进行了现场监测试验,研究该技术用于高速铁路基础设施沉降变形监测的精度和可靠性。研究结果表明:高速铁路接触网高压线对北斗测量精度的影响可以忽略,受台风天气电离层的影响较大,分析长期变形监测数据时应注意对台风天气引发的异常值进行识别和处理;北斗变形监测系统的测量中误差与基线长度呈线性正相关,基线长度在3 km以内时测量中误差不超过3 mm,可满足高速铁路有砟轨道的沉降观测技术要求,在监测精度要求较为严格时,建议基线长度控制在1 km以内。     

提高全站仪自由设站精度方法的研究

研究目的:铁路大提速对轨道施工和维护测量提出了更高的要求,如何达到规定标准,其关键技术就是提高测量精度.采用全站仪设站是进行客运专线轨道测量必须开展的先期工作,也是提高客运专线轨道测量精度的关键步骤,通过研究提出提高全站仪自由设站精度的方法.研究结论:通过采用全站仪对轨道测量中边角平差法和程序补偿法的研究和实验,证明这2种方法对设站精度都有一定的提高.当环境理想时,边角平差法效果较好,当环境较恶劣时,程序补偿法效果更佳.同时,也可以将2种方法结合使用,进一步提高全站仪自由设站的精度.     

基于ARM的双路差分同步采样电路设计与实现

随着科学技术的快速发展,FMCW雷达应用非常广泛,雷达系统对差频信号精确采集决定着测距的精度.为实现对宽带高频信号的精确采样,基于ARM单片机设计了一种双路差分同步采样电路系统.该系统不仅可以实现普通数据采样功能,还可以实现多通道、高精度、高采样率的差分同步采样功能.系统以ARM单片机为主控芯片,使用ARM内部ADC模...     

数字化轨道水平测量系统的研究

轨道尺作为铁路工务常用轨道检测器具正逐渐向数字化、智能化方向发展.通过对数字化轨道水平测量系统的分析和研究,为数字化轨道尺的研制提供电子和软件设计参考.系统基于定点测量原理,采用高精度倾角传感器和高分辨率A/D转换器,并运用系统迁零、温度补偿、硬件和软件滤波、可靠性设计等措施保证测量精度和可靠性.     

基于LabVIEW的便携式通用型司机控制器测试系统

针对现有司机控制器测试台通用性差、价格昂贵、携带不便等缺点,设计了便携式通用型司机控制器测试系统。该系统包括上位机和下位机,检测时只需将控制器接口和测试系统接口对接,即可实现司机控制器相关参数的采集、显示、存储等功能。测试结果表明,测试系统性能稳定、测量精度良好、使用便捷,具有一定的应用价值。