全站仪半盘位自由设站测量的精度分析

在高速铁路工程测量过程中,经常会使用到全站仪进行半盘位的自由设站测量,之后再根据测量数据计算自由设站点的三维坐标值和定向角参数。由于全站仪半盘位的实测数据不能减弱或者消除全站仪的一些系统误差,因此该方法的精度与可靠性有待进一步研究。通过介绍自由设站三维平差的原理及其优点,使用实例进行自由设站测量的精度分析,在全站仪补偿器开和关的情况下,进行全站仪的全盘位和半盘位的自由设站测量实验,进行严密的三维平差,并研究不同类观测量的定权方法,比较各种条件下的坐标值及其精度。研究结果表明:在补偿器打开的条件下,利用全站仪半盘位自由设站测量可以达到较高的精度。     

高速铁路免置平车载全站仪CPⅢ自动照准测量方法研究

在车载全站仪免置平设站中,考虑全站仪测量精度和CPⅢ控制网的相对精度,通常需要进行多余观测以提高设站精度,但其依靠人工照准和观测的方式,测量效率低,操作体验差,难以满足高速铁路无砟轨道测量在效率和适应性方面的要求。基于车载全站仪位置姿态模型,提出一种免置平车载全站仪CPⅢ自动照准测量方法。计算机仿真结果表明,通常情况下,该方法能确保全站仪在免置平设站过程中正确锁定和照准目标棱镜;当线路偏差较大时,个别目标的正确锁定存在挑战,通过程序法或补偿法进行处理,可保证设站自动化的顺利进行。线路试验表明,基于免置平自动设站CPⅢ自动照准方法,设站测量效率提高1倍,综合测量效率提高50%,用户评价和体验得到改善。     

车载全站仪位姿估计方法研究

提出一种移动站车载全站仪位姿估计方法,结合线路线形、小车姿态及1个CPIII控制点测量信息等,对后续站全站仪位置和姿态进行估计,并已此为基础计算CPIII控制点相对于全站仪的位置,实现全站仪免置平设站测量的自动化。理论分析表明,位姿估计误差的大小与线路质量关系密切,但与全站仪ATR窗口搜索范围(缺省值为4°)相比,旋转照准精度足够满足要求。线路试验表明,以免置平车载全站仪位姿估计为基础,程序能准确计算出目标棱镜所在的方位,实现免置平自动设站(自动旋转和自动测量),一定程度提升测量效率与用户体验。     

基于车载全站仪免置平设站的轨道精测模型与算法

“相对+绝对”复合测量模式在数据处理方法上取得突破,达到了较好的效果,但在测量环节上,仍然存在一些急需解决的问题。本文提出一种基于车载全站仪免置平设站的轨道精测方法,通过全站仪免置平设站方法打破了全站仪必须置平才能设站的传统,采用轨道中线坐标“设站即测量”的方式,从根本上消除了原有小车棱镜测量环节中测角误差的存在。线路试验表明:相比于现有“相对+绝对”复合测量模式,该轨道精测方法测量结果更稳定,不但提高了测量效率,还改善了测量精度,具有较高的工程价值和现实意义。     

轨道精测与精调自由设站测量算法研究

自由设站测量是铁路工程测量中一项非常重要的工作，目前轨道施工测量及其平顺性检测几乎都使用Leica智能型全站仪的自由设站测量功能完成，但其具体算法还不得而知。鉴于这种情况，提出并推导基于平面坐标转换的自由设站测量平差算法及其相应的精度评定方法，然后通过3次自由设站测量实验验证了智能型全站仪内置自由设站测量平差算法为本文推导的基于三参数坐标转换的自由设站测量平差算法。基于上述算法开发自由设站测量及其数据处理软件，经验证具有较好的数据交互性，能够提高自由设站测量工作的效率，对指导轨道施工测量及其平顺性检测具有一定实际意义。     

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.     

非整平自由设站在轨道快速测量中的应用

为实现轨道的快速测量,基于罗德里格矩阵及轨道控制网(CPⅢ)建立智能型全站仪非整平自由设站的数学模型,给出了站心三维坐标及其精度评定的计算公式。在运营无砟轨道线路的直线、缓和曲线、左偏圆曲线、右偏圆曲线、竖曲线、上坡段、下坡段等不同测试环境下开展试验,通过对获取的124站非整平自由设站数据的解算,得到站心三维坐标和每个坐标分量的中误差以及CPⅢ控制点的坐标残差。数据分析结果表明:该方法能够适用于各种倾斜状态下非整平自由设站的测量数据解算,解算过程快速、稳定;99%以上的CPⅢ控制点坐标分量的残差小于2 mm,并可基于残差进行控制点稳定性分析;站心三维坐标分量的中误差均小于0.7 mm,能够满足高精度轨道测量的应用要求。     

一种严密的高精度自由设站方法研究

为提高全站仪自由设站精度,降低全站仪挑选标准,从而增强全站仪的适用性,本文详细研究了全站仪加常数、乘常数及竖盘指标差等误差对自由设站精度的影响,并针对不同误差源提出了提高全站仪自由设站精度的不同处理方法:(1)对于能快捷测定的系统误差通过外业现场测定系统消除;(2)对于不易测定的系统误差和偶然误差通过附加参数的平差方式...     

轨道静态检测轨向高低新算法及精度研究

基于自动跟踪、自动照准功能的全站仪和轨道测量仪轨道静态检测技术已广泛应用于普速铁路和高速铁路的建设运营中。目前相关规范只对轨道静态检测的自由设站精度和轨道几何参数限差进行了规定,未对轨道几何参数的测量精度进行相关说明。基于轨道静态检测自由设站的设站误差和全站仪的观测误差,提出并推导利用轨道点横向、垂向偏差,计算轨向、高低的新算法及其精度模型。研究表明,使用标称精度为0.5″的全站仪施测,可满足轨道静态检测的精度要求。     

全站仪中自由设站坐标解求和精度分析

对全站仪中自由设站方法进行了详细剖析,指出了现今全站仪中自由设站解求待定点坐标和精度评定的缺陷,首次给出了以待定点坐标为虚拟观测值的严密平差解求思路,通过实验比较得出了一些有益的结论.     

自由设站放样测量在轨道交通连续刚构PC梁架设中的应用

芜湖轨道交通二号线是国内外首次采用跨坐式连续刚构PC梁的轨道交通项目,相较于国内外现有轨道交通项目的跨坐式简支PC梁,在梁体安装精度、线路平顺性控制、施工技术难度等方面均优于跨坐式简支PC梁。介绍了跨坐式连续刚构PC梁架设中自由设站放样测量控制网的测设原理、布点方法及布点形式,利用自由设站放样测量方法设站灵活、放样精度高等特点,结合自主研发的专用放样工装设备,解决了轻轨跨坐式连续刚构PC梁架设中测量精度不稳定、高程上桥困难、作业时遮挡严重、测量人员安全风险大、多榀梁连接平顺性差等测量难题,可将轨道梁中线偏差控制在3 mm以内,轨道梁中心变化率控制在1.5 mm/1.5 m以内,线路超高情况下的角度公差控制在±1/8°以内。实践证明:自由设站放样测量能够满足轨道PC梁精调施工定位的精度要求,且效率高、精度高、安全性高,在同类项目中具有推广和应用价值。     

绝对测量在无砟轨道的轨向控制中的精度分析

研究目的:目前,我国高速铁路无砟轨道的精调主要是基于全站仪的绝对测量精调模式,其是以外部几何状态来控制内部几何状态,该方法与轨道平顺性的概念并不完全兼容。本文从绝对测量精调技术的误差分析出发,分析在轨道平顺性模型中该精调模式的控制精度。研究结论:通过理论分析及实验数据表明,配以高精度全站仪,绝对测量模式能够保证高速铁路±2 mm的平面控制精度要求。     

浅析坡地地铁高架车站的基础设计

结合实际工程案例,研究坡地地铁高架车站的基础结构设计方案,以减少前期场坪及临时边坡的处理费用。依据建筑及铁路行业规范,利用Midas有限元软件建立2层地铁高架车站的三维数值模型,分析设防烈度为7度、抗震等级为一级的地铁高架车站基础设计。分析结果表明:既有坡地采用坡率1∶1.25的多级放坡浆砌片石刷坡处理,边坡稳定性满足规范要求。车站基础采用柱与桩直接连接的吊脚结构基础,嵌固端取为桩顶,保证其上部结构具有一定的安全储备。桩基则依据边界条件进行分段受力验算,加强其强度及延性设计,并保证足够的嵌固深度穿透滑裂面,可满足工程安全要求,减少前期场地及边坡的处理费用,降低施工风险,缩短施工工期。     

一种三角高程测量新方法的应用研究

研究目的:针对高速铁路无砟轨道工程项目高架路段长、测量精度要求高的特点,经过充分的理论分析研究,通过采用不量取仪器高和棱镜高的三角高程测量新方法,来解决客运专线施工阶段,桥上轨道梁精调高程控制网与地面勘测高程控制网联测带来的困难.研究结论:新方法既结合了水准测量任意设站的特点,又可在测量过程中消除因量取仪器高和棱镜高引起的误差根源,方便可行、测量速度快,很好地解决了客运专线施工阶段,桥上轨道梁精调高程控制网与地面勘测高程控制网联测带来的困难.采用合适的测角和测距精度的全站仪,在一定距离(≤60 m)和一定垂直角(≤20°)的条件下,从地面高程控制网引测至高架桥上轨道梁精调高程控制网的测量精度,能够满足高架桥上轨道梁高程定位精度(±1.0 mm)要求,比传统的三角高程测量精度更高,甚至可达到二等水准测量的要求.     

客运专线动车组运用周转计算方法研究

基于Excel表格函数和统计功能,针对客运专线动车组开行方案,计算出动车组运用套数及车站驻勤车数,并统计出动车组平均日车公里数。本计算方法模拟动车组运用周转过程,突破传统简单化、平均化计算方式的局限性,实现动车组运行交路接续、套跑的逻辑判断和计算以及动车组配属统计,提高计算准确性,减轻计算工作量,对于确定动车段(所)的规模,具有指导意义。动态调整相关参数,优化动车组运营参数,减少动车组配属,缩小动车段(所)规模,减少工程投资。     

铁路中间站平面辅助设计系统研究

针对铁路中间站平面设计中地形复杂、约束条件丰富,计算统计多而杂,往往牵一发而动全身,占用了设计人员大量时间和精力的现状,设计了一种基于ARX的AutoCAD二次开发,采用MS Access 2003数据库系统,用VS.Net 2005、Object ARX 2007作为开发平台的铁路中间站辅助设计系统,用于铁路中间站的初步设计。系统地减少了站场平面设计的工作量,为人工细化设计奠定了基础,极大提高了工作效率。     

轨道交通供电系统混合变电站的仿真研究

轨道交通混合变电站仿真系统的建立能够为变电站检修工提供一个有效的培训系统。在建立混合变电站电气设备的三维模型与数学模型基础上,通过模拟车站与列车负载,结合电力调度系统的操作,对变电站进行潮流计算得到各电气设备的电气量,从而模拟实现电气设备的三维浏览及操作,以及供电系统的远控、站控及近控3种控制方式。轨道交通混合变电站仿真系统具有可反复操作、不费材、无危险等特点,对提高培训人员的培训效率能起到重要作用。     

铁路计算机联锁站场数据自动提取方法研究

针对计算机联锁自动测试软件所需的铁路站场数据依赖人工手动输入、自动化程度不高的问题，提出了铁路计算机联锁站场数据自动提取方法。以经过验证无误的联锁上位机界面图像作为图像识别系统的输入，分析信号设备显示特征并定义数据模型，基于OpenCVSharp计算机视觉库，利用图像识别相关算法，设计识别流程，自动提取站场数据。采用上述方法开发软件，展示信号设备识别与数据提取效果。该方法能准确识别出联锁上位机界面中的信号机、道岔与轨道区段，从而实现相关站场数据的自动提取。