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。

全站仪免置平自由设站及其测量方法

当利用全站仪对高速铁路无砟轨道进行绝对测量时需频繁换站,每次换站之后都要对全站仪重新进行人工手动置平,将显著影响测量效率。通过研究全站仪免置平自由设站及其测量方法,在每次换站之后就无需置平,可节约工程测量的人力成本、时间成本,提高自动化程度。通过充分利用全站仪在非置平状态下的测量信息,研究基于方向余弦矩阵的三维坐标转换模型,完成全站仪在非置平状态下的三维空间自由设站及其测量。实验结果表明,全站仪免置平状态下测量精度与置平状态下测量精度相当,验证了方法的可行性。

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。

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。

高速铁路CPⅢ控制网置平处理结果分析

目前(边角)后方交会控制网已成为构建高速铁路CPⅢ网的主要形式,但所采用的数据处理方法一直采用经典的约束网平差,未采用先进的控制网置平技术等测量数据处理方法。经过中铁八局集团有限公司和西南交通大学的共同努力,研制出了和国外同类软件一样具有控制网置平功能的CPⅢ网数据平差软件包(WZTCS)。本文根据WZTCS的CPⅢ网置平功能特点,利用CPⅠ、CPⅡ和CPⅢ控制网仿真试验和在建客运专线的工程实例,证实了采用先进的控制网置平技术比采用经典的约束网平差,CPⅢ控制网的精度和平顺性更高。

LiDAR点云生成DEM的水面置平方法研究与实现

以LiDAR激光点云数据为基础,分析了水面信息自动识别和置平处理的技术方法,并使用C#语言编程实现,取得了理想的效果,在实际DEM生产过程中得到了很好的应用。

高速铁路CPⅢ平面网区段间置平衔接方法研究

每个CPⅢ点的平面坐标实际上仍含有误差,对区段间重叠测量的CPⅢ点进行强制约束搭接,可能会因起算数据间不兼容,影响搭接区域CPⅢ平面控制网的精度与轨道最终的平顺性。提出了采用置平的方法对CPⅢ平面网进行区段间衔接处理的方法,通过分析、对比两种处理方法的计算结果,证明新方法与既有约束搭接法计算结果基本一致。此外,置平方法可避免由于控制点间不兼容的因素造成衔接区域搭接后的网形发生扭曲变形,在理论上较原有的约束搭接法更合理。

一种全站仪免置平实现的刚体六自由度测量方法

刚体六自由度是机械系统重要参数,其测量既可应用于运动学与动力学理论模型的验证,也可作为已知条件求解系统的约束反力等动力学分析。针对目前六自由度测量对仪器需求高、操作复杂的问题,提出一种基于常规测绘仪器全站仪实现的世界坐标系下刚体六自由度的测量方法,特点是通过全站仪测量分别设置在世界坐标系(World coordinate system,W系)和刚体的体坐标系(Body coordinate system,B系)一组已知控制点,即可实现刚体六自由度的测量,而且测量过程中全站仪无须置平操作。论文基于矩阵分析法分析了本全站仪免置平测量六自由度方法的原理,提出了数学模型并通过最小二乘法和奇异值分解相结合,实现模型的解算,在此基础上提出了本方法完整的应用步骤。利用SGT320E型三轴多功能转台与KTS460RM全站仪对本文方法进行了试验验证,并进行了相关误差分析。结果表明,全站仪免置平实现的刚体六自由度测量所得欧拉角精度(按Z-Y-X旋转顺序)分别为2.738°、3.424°、2.344°;刚体质心位置精度(按X-Y-Z顺序)分别为0.006 m、0.013 m、0.009 m,证明全站仪免置平测量方法理论和实践应用的可行性,可以满足多体机械系统中刚体六自由度的测量需求。

曲面板件三维模型表面数据的提取与平置处理

在板件冲压成形模具的计算机辅助设计与制造过程中首先要分析板件的表面数据,阐述了曲面板件三维模型数据的提取与分析方法,将板件模型进行平置处理,并计算板件成形时的模具压力中心,同时,结合水泵叶片模型数据,阐述叶片三维模型表面数据的提取与处理过程。该方法为曲面板件成形模具的设计及其自动化加工提供了一种数据处理的途径。

复杂激励下平置板式浮筏功率流传递特性研究

针对隔振理论研究领域中舰船的振动和噪声控制问题 ,建立六维[1,2 ] 平置板式弹性浮筏的多机组隔振理论分析计算模型 ,导出了弹性浮筏传递功率流的表达式 ,从振动能量传输的角度来评价浮筏系统隔振效果 ,绘制了功率谱曲线 ,揭示机组的布置 ,筏架刚度等结构参数对功率流传递的影响 。

疝环充填法及平片置入法无张力修补术治疗腹股沟嵌顿疝

目的:探讨无张力修补治疗嵌顿性腹股沟疝的临床效果及疝环充填法与平片置入法在不同类型疝中的应用。方法:总结分析采用无张力疝修补治疗的38例腹股沟嵌顿疝患者(疝环充填式30例,平片式修补8例)的临床资料。结果:38例手术过程顺利,无手术死亡病例,随访3～12个月,无伤口感染,术后无复发。结论:腹股沟嵌顿疝一期行无张力疝修补术并发症少,是安全可行的,远期疗效尚待观察。疝环充填法与平片置入法修补,可以根据疝的不同分型而选择使用。对于被嵌顿内容物只要无脓肿形成、坏死肠管未破裂同样适合。

平台式惯性/星光组合系统斜置对准方法

采用星敏感器内置于惯性平台方案的惯性/星光组合系统需要在发射时将星敏感器对准目标恒星。提出一种通过控制平台转位实现恒星射前对准的平台斜置对准方案,并开展相应的误差分析,最后通过试验验证了方案的有效性。

基于LiDAR生成的DEM水域半自动置平处理方法

提出了半自动提取水域边界、批量实现对水域置平处理的方法,提高了数字高程模型（digital elevation model,DEM）生产数据的效率,对实验数据的DEM水域置平结果采用视觉评判及水域内高程统计的方法进行了评价。

新型平置电动防护门设计和仿真分析

目前人防工程水平口部的防护设备非常稀缺,针对平置电动防护门的防护特点和要求,提出了一种手电两用、内外均可开启的新型平置电动防护门设计方案,设计了手动、电动两种控制模式兼容的布置方案,以解决手动开启需较大开启力的难题。基于建立的防护门门扇有限元模型,对门扇截面和骨架布置进行优化计算,提出相应的载荷加载和约束设置的方法和建议,通过仿真分析验证了设计的合理性和可靠性。基于动力学仿真技术,建立了防护门电动执行机构的仿真模型和约束设置方法,确定了电动部件所需推力的理论峰值。制作了新型平置电动防护门的样机并进行试验,结果表明该防护门运行稳定,可满足6级防护抗力的人防要求。提出的平置电动防护门设计和仿真分析技术可为其他类似防护设备的研制提供参考。

可容纳平置担架的消防电梯轿厢尺寸设计初探

高层建筑发生火灾时,消防电梯是消防员抢救伤员、扑救火灾的重要设施和载体。但由于有关消防技术规范对消防电梯轿厢尺寸没有具体规定,以至于在用高层建筑消防电梯不具备容纳可平置担架的功能,对抢救危重伤员造成严重影响。基于此,对消防电梯轿厢尺寸存在问题的原因、现行国家标准对消防电梯轿厢尺寸的规定是否能容纳平置担架、如何合理选用消防电梯轿厢尺寸等问题进行计算和分析,并在此基础上提出建议,合理规范高层建筑消防电梯轿厢尺寸,以充分满足消防救援需要。

动平台条件下基于全站仪的标校技术

舰船靠泊码头进行起降引导系统标校时,甲板处于晃动状态,架设在甲板上的全站仪无法满足置平要求,针对这一问题进行了动平台条件下基于全站仪的标校技术研究。首先,建立全站仪测量数学模型,以全站仪在动态条件下的测量数据为基础,将测量数据经空间几何运算后求得任意两目标点在甲板固连坐标系下的相对位置;其次,根据空间物体几何不变的性质,设计实验进行不同倾斜条件下的全站仪数据测量和相对位置偏差求解;最后,通过仿真分析了测量误差对相对位置平均偏差的影响。结果表明,全站仪在动平台条件下其测距、测角精度能满足标校要求。

车身多点橡胶悬置系统布置形式研究

分析了平置式和V型布置式车身多点橡胶悬置系统的运动规律及特点,并以某6×6型军用车辆为模型样车,基于ADAMS对其进行了振动特性的仿真研究与优化对比。结果表明:橡胶悬置元件在V型布置中具有更好的应用价值;V型布置式车身多点橡胶悬置系统拥有更好的隔振效果,尤其在垂向和侧倾方向。