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。

一种基于间接平差的免置平设站方法

置平是全站仪设站必不可少的先期工作,但手动置平操作繁琐,自动化水平低,影响设站的工作效率。同时,这种以精确置平为先决条件的设站方法也不利于移动站车载全站仪的快速设站和测量。提出一种基于间接平差的免置平设站方法,以高程、平面及姿态的联立求解为基础,通过变量代换、泰勒展开、矩阵求逆等方法求全站仪站点位置和姿态,采用验后精度求权和平差迭代的方法提高设站精度。该方法原理清晰,物理意义明确,打破了置平才能设站的传统。计算机仿真和线路试验表明,该免置平设站方法具有较高设站精度,能够达到高速铁路测量的精度要求。

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。

一种车载免置平全站仪概略位姿求解方法

“相对+绝对”复合测量是轨道测量技术研究和发展的主要方向,在既有线养护维修中也具有广阔的应用前景。车载全站仪免置平设站是复合测量中的重要环节,解决不依赖线路设计线形的车载免置平全站仪概略位姿求解方法,关系免置平设站及其线路测量的工作效率,关乎复合测量模式在不同工况下的适用性。在不依赖线路设计线形的情况下,基于全站仪虚拟水平测量坐标系,实现概略位姿估计参数和设站点未知数求解的降维,进而构建概略位姿求解模型,达到基于2个CPⅢ控制点进行免置平设站概略位姿求解的目的。该方法构思精巧,原理清晰,为提高设站效率和测量自动化奠定了基础。理论精度分析表明,基于该求解算法可获得较高精度的站点信息,用其估算后续CPⅢ点照准方向,方向中误差≯0.29°,远小于理论允许值0.67°。线路试验表明:在自动设站过程中全站仪均能准确地找到待测目标,照准误差≯0.5°,具有较强的实用性。