基于北斗CORS的铁路快速静态测量方法研究

复杂环境下由于卫星信号质量差等原因,常规地区的测量技术标准不具有适用性。为研究复杂环境下快速静态测量的技术方案,利用某铁路带状稀疏卫星导航定位基准站(Continuously Operating Reference Stations,CORS)综合服务系统,开展一系列快速静态测量实验,通过箱形图等方式,分析不同星座、不同观测时长下的测量精度。与铁路控制网的成果比较后发现,观测时长为5~25min且解算成功的前提下,基于CORS的GPS+BDS、单GPS与单BDS的快速静态测量成果计算的外符合精度差异较小,平面和高程中误差整体优于16 mm和45 mm,均可满足像控点测量精度要求;存在解算失败的情况,解算失败的像控点与其距CORS站的距离无显著联系,随着观测时长的增加,解算失败的时段数明显减少。此外,在相同观测时长下,基于CORS的GPS+BDS与单BDS模式测量精度较高,单GPS相对较差。对于复杂环境,北斗CORS系统在铁路快速静态测量方面替代GPS是可行的,建议快速静态测量时长在25 min以上为宜。

一种稳健空间圆拟合方法及其在地铁洞门环检测中的应用

空间圆拟合在点云数据处理、地铁建设、工业检测中应用广泛,但存在计算步骤繁琐、拟合精度易受异常值影响等不足。针对这些问题,提出一种基于结合改进的主成分分析和罗德里格投影的空间圆拟合方法。首先提出改进的主成分分析法在拟合空间圆所在最佳平面的同时也可以剔除测量中的粗差,该剔除粗差步骤简单、高效,也提升了算法稳健性;接着利用罗德里格投影将三维坐标投影到拟合的平面上进行平面圆的拟合,拟合后再投影至三维坐标系,该步骤进一步提高了算法便捷性;最后利用深圳某地铁车站洞门钢环实际测量数据和几种常见的空间圆拟合算法进行对比实验,分析改进算法的普适性和剔除粗差的能力。实验结果表明,提出的空间圆拟合方法拟合结果可靠,能够有效地剔除观测带来的粗差,提升空间圆的拟合精度和工作效率。在有粗差的情况下拟合的平均圆度为4.8 mm,较对比方法拟合平均圆度提高约50%。

高分辨航天卫星影像大场景制作方法研究

研究目的:高精度实景地理要素信息高效获取技术是建设实景中国的重要基础手段之一,传统的实景三维获取技术存在精度与效率不能同时兼顾的问题,出现纹理、几何信息的扭曲与变形现象,无法高效精准感知地理三维数据。本文针对以上问题,同时面向解决传统立体范围局限性的弊端,研究实现一种基于高分辨率卫星影像的立体场景生成技术,以实现在保留真实纹理信息的基础上,提供高精度的测量手段与无缝实景感知效果,旨在为极复杂艰险山区重大工程建设的高效三维信息获取提供技术支撑。研究结论:(1)高效构建了无缝的实景三维立体感知模型,解决了几何与辐射扭曲、场景不连续等问题;(2)满足相应比例尺地形勘察需求,为智能化、绿色化勘察领域提供一种浸入式实景立体感知手段;(3)采用高分辨航天卫星影像大场景制作技术,可极大地提高内业勘察实景感知能力,降低外业勘察工作量,保障工程进度,该技术已广泛应用于铁路勘察领域。

基于多期区域似大地水准面的自动化正常高转换方法及应用研究

为了提高正常高转换的效率,减少人为因素对转换结果的影响,降低质量风险,本文提出一种基于多期区域似大地水准面的自动化正常高转换方法。首先,将多期区域似大地水准面模型进行拼接,实现水准面模型自动化选取;其次,提出一种文本格式泛化识别思路,实现多种源文件的数据格式统一。实际应用表明,该方法功能全面,可实现自动化监控式作业,既能大幅提高工作效率,又能确保质量,可在生产中推广应用。

低成本亚米级PPP/INS组合导航定位系统研究

铁路智慧工地建设中,对车辆、机具、人员等有实时定位和安全管理等位置服务需求,设计了一种亚米级、低成本、基于微机电传感器(MEMS)的PPP/INS组合导航定位系统。首先介绍系统终端采用的基于零速度更新(ZUPT)和非完整约束(NHC)算法的PPP/INS松组合导航定位方法,然后介绍系统组成,并通过车载实验对开阔环境和半开阔环境下的系统动态定位精度进行分析。实验结果表明,该系统在开阔环境下可满足亚米级定位精度,在半开阔环境下定位精度优于1.0%×失锁距离,相比PPP和u-blox SPP单系统定位优势明显。研究成果对铁路智慧工地位置服务中低成本、亚米级导航定位研究及成果转化具有一定的参考价值。

全站仪半盘位观测竖盘指标差计算方法研究

高速铁路轨道多采用全站仪半盘位观测,全站仪的竖盘指标差无法通过全站仪的盘左和盘右观测直接消除,会对轨道测量的结果产生严重影响。为了解决上述问题,根据轨道测量自由设站的特点,以及竖盘指标差对高程测量的影响规律,提出一种轨道测量全站仪半盘位观测的竖盘指标差计算方法。研究结果表明,轨道测量全站仪半盘位观测的竖盘指标差计算方法理论严密、过程简单、算法可行且计算准确,不仅削弱了竖盘指标差对轨道测量的影响,提高了自由设站和相邻测站间的高程精度,使CPⅢ控制点的高程不符值和相邻测站间高程搭接误差均小于2.0 mm,而且避免了轨道测量前的全站仪检校,节省15 min的作业时间。

超长铁路隧道洞内平面控制网横向贯通误差仿真计算分析与应用

当前在建某高原铁路全线有17座20 km以上超长隧道,但我国尚未正式公布超长铁路隧道测量的相关规范要求,仅在某暂行规范中制定了20~25 km的超长隧道横向贯通误差的相关限差。为验证暂行规范中限差的合理性并对长度超过20 km的超长铁路隧道洞内横向贯通中误差的限差提出推荐值,设计进行仿真计算实验。模拟计算3种常用平面控制测量网下各20组20~44 km范围内7种长度的超长隧道在观测精度分别为隧道二等和平面二等精度时的洞内横向贯通中误差,得到以下成果:(1)给出两种不同观测精度下洞内横向贯通中误差的分布情况和限差推荐值;(2)观测精度为平面二等精度时,暂行规范中洞内横向贯通中误差的限差值偏大,且随着隧道长度增加,自由测站边角交会网精度最优;(3)观测精度为隧道二等精度时,暂行规范中隧道洞内横向贯通中误差的限差值偏小,且交叉导线网精度最优。

空中三角测量的再认识

简单回顾空中三角测量的发展 ,并介绍HATS自动空中三角测量系统的作业过程 ,通过将HATS等自动空中三角测量的作业方法与解析空中三角测量作对比 ,论述对 1∶5 0 0～ 1∶2 0 0

工程独立坐标系的建立方法研究

本文详细地介绍了建立工程独立坐标系所需的工程椭球构建模型及国家坐标系到工程独立坐标系的换算模型;设计了相应的工程独立坐标系计算软件,并采用某高速铁路客运专线实测数据进行了分析计算。

铁路工程测绘技术标准体系研究

技术标准体系是标准化的顶层设计工作,也是标准化的基本建设工作。通过对铁路工程测绘标准化历程回顾,从适应铁路和测绘技术发展需求角度,对铁路工程测绘专业标准体系进行研究,得到以下成果:(1)以信息视角为主,将铁路现行有效规范及待制定的标准划分为基础类、技术类、成果与检验类;(2)基础类包括8部标准,技术类包括22部标准,成果与检验类包括5部标准,构建了铁工程测绘标准体系框架和标准体系表。研究成果可为铁路工程测绘专业后续标准的制修订提供借鉴。

铁路BDS/GNSS高精度位置服务平台建设方案研究

铁路工程建设和运营管理迫切需要高精度位置服务,卫星导航定位基准站网技术为铁路高精度空间位置服务提供了新的解决方案。对铁路BDS/GNSS高精度位置服务平台建设方案进行研究,重点探讨平台构成、技术架构及网络RTK关键技术,对后续铁路工程GNSS基准站网的建设具有指导意义。

高速铁路精密控制测量网有关问题的探讨

根据高速铁路控制网测量的实践,对框架网的建立、精密控制网测量建立的时机、投影方式的确定等问题进行了探讨,并提出了相关建议。

空中三角测量及其成果共享

空中三角测量是摄影测量工作中的一个重要工序 ,本文论述了目前空中三角测量的方法、空中三角测量作业中应用的坐标系统、空中三角测量成果共享的方法以及成果共享实际应用中可能存在的问题 。

GAMIT软件的安装与使用

介绍GPS长基线解算软件GAMIT的安装配置及利用GAMIT进行数据处理的事例。

DSW200数字扫描工作站

本文以铁一院航测大队所引进的数字扫描工作站ＤＳＷ２００软、硬件为基础，简要介绍了ＤＳＷ２００硬件构成和软件模块ＳＣＡＮ和ＨＡＴＳ的作业过程以及作者对ＤＳＷ２００的初步认识。

高铁运营期桥梁的平面变形监测

以高铁运营期某桥梁的平面变形监测为例,介绍了桥梁墩顶、墩底的平面变形监测方法,并结合监测数据进行了分析,对相关工程项目的监测有一定参考意义。

轨道动静结合快速检测多源数据采集模块设计

多源异构数据的高精度同步采集是轨道动静结合快速检测系统中的关键技术。设计了一套轨道动静结合快速检测多源数据采集模块,该模块以Xilinx公司的Artix-7系列FPGA为主控芯片,以英伟达TX2高性能计算机为核心数据处理单元,利用高稳晶振、结合GPS输出的PPS脉冲和NEMA数据建立高精度时间基准,通过控制AD采样频率实现位移传感器、温度传感器、激光位移传感器等多传感器数据的高精度实时同步采集。该模块体积小、成本低。测试表明,该模块可实现多传感器数据高精度同步采集,同步精度达微秒级。

CRTSⅡ型无砟轨道板精调系统设计与实现

在消化、吸收国内外无砟轨道板定位测量技术的基础上,研制了基于轨道基准网的CRTSⅡ型无砟轨道板精调系统,系统包含硬件装置、精调软件及技术流程。设计加工了以轨道板大钳口斜面为参考的精密标架,以轨道基准网为定位基准,采用测量机器人进行自动化观测数据采集。采用蓝牙、数传电台、有线多种通信方式相结合实现标架系统、测量机器人系统及测量控制终端之间的数据通讯。研制了一套适合CRTSⅡ型无砟轨道板精调软件,实现轨道板实时调整计算。文章介绍了CRTSⅡ型无砟轨道板精调系统的设计与实现过程,重点对系统的设计思想、总体结构、关键技术和主要特点进行阐述。

新基建背景下的智能勘察设计发展研究

勘察设计作为基础设施建设的基础,在新基建背景下要求从侧重管理上协同的“多测合一”到全体系的数据链信息协同,借助多种勘察设计新技术与新基建技术体系实现勘察设计一体化、智能化,推动数字基建孪生综合体建设与智能化协同,最终服务于未来智慧都市圈经贸、文化交流。智能化勘察设计发展的重要性可见一斑,因此新基建背景下的智能勘察设计发展牵动着整个智慧基础设施实现的大局,影响不同区域乃至国内经济循环大动脉,文章从智能勘察设计数据层、处理技术层、业务服务层、应用解决方案4个方面阐述智能勘察设计体系建设、行业布局与发展一张图,剖析行业相关业务的前景,为智能勘察体系建设提供有益发展参考。

兰渝铁路兰州至广元段精密工程控制测量技术体系及特点

兰渝铁路精密工程控制测量技术体系的建立贯穿了我国铁路精密工程控制测量标准从建立到逐步完善的全过程。为给类似铁路项目测量方案的设计与实施提供参考和借鉴,结合兰渝铁路兰州至广元段建立的精密工程控制网技术体系,从全线统一的"三网合一"的测量技术体系、基于CGCS2000的平面坐标基准、工程独立坐标系、符合工程实际的水准基点平差方案、地震对测量控制网造成影响的评估、长大隧道洞内CPⅡ控制网建网及其分段测量方法等方面进行研究和论述。研究结论及实践经验对于丰富和完善铁路精密工程控制测量标准具有一定意义。