本发明专利技术公开了一种基于角度量测的轨道沉降量测装置及量测方法，操作时，先设定一端为固定起始点并读出初始角度，在动力装置控制下沿轨道匀速移动车架至第一点(每次车架移动距离相同且不超过车架轮轴轴距)并读出第一点的角度，如此类推第二点、第三点至最终点，并进行计算作为初始值；再次操作时，仍以一端固定起始点开始并读出角度，移动车架至第一点并读出第一点的角度，如此类推第二点、第三点至最终点，并进行计算作本次量测值；前后两次的读数分别计算并对同一点数值进行比较即可计算出轨道相对下沉量。该基于角度量测的轨道沉降量测装置及量测方法成本低、易于实施、测量精度高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及。
技术介绍
现有技术中，轨道路基沉降监测有多种方法，根据测点布置的儿何分布不同，主要可分为单点沉降、分层沉降、横剖面沉降以及纵剖面沉降等，根据量测方法又可分为沉降板法、电磁式沉降仪、土位移计、测斜管法、静力水准法、液压沉降仪、光纤光栅传感器及卫星遥感(成本高且精度有限)等方法。对于现有的测点布置方式及量测方法来说，测点布置要求高、工作量大、尤其长期监测时维护工作量大，量测时数据采集受外部环境影响较大且数据采集工作量也较大。因此，有必要设计一种全新的轨道沉降量测装置及量测方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供，该基于角度量测的轨道沉降量测装置及量测方法成本低、易于实施、测量精度高。专利技术的技术解决方案如下:一种基于角度量测的轨道沉降量测方法，在轨道上设置一个测量车，测量车的车架上设有动力装置、车轮位置传感及测点编码器、角度测量仪以及采样和计算单元；所述动力装置用于驱动车轮；车轮位置传感及测点编码器用于检查测量车是否到达测点位置及测点编码；角度测量仪用于检查测量车的倾角；采样和计算单元用于对车轮位置传感及测点编码器和角度测量仪的输出信号进行采样，并执行数据计算以得到最终的各测点的沉降值；在轨道上等间距设定多个测点，分别是&、A1, A2, A3,……，分别称为固定起始点(基点或高程参考点)、第一点、第二点、第三点，…;相邻测点的间距为L ； (L 一般小于6m)所述的量测包括以下步骤:步骤1:获取各测点的角度初始值并计算各测点的原始高程值:测量车从固定起始点开始，依次运行到第一点、第二点、第三点，…，直到终点；并分别记录每一测点处测量车倾斜的角度即角度初始值:α _、a lt(l> a 2t(l、α 3t(l、…；设固定起始点为Ηω，各测点的原始高程值则为: δ Alt0 = HA0+Ltg α _δ A2t(l = δ Alt(l+Ltg α lt0δ A3t0 — δ A2t(i+Ltg α 2t0......；δ Ait(l = δ (Ai_1)t0+Ltga(1-l)tO......；其中下标t0表示初次的数据；δΜω表示第i个测点的初始位移值，i = 1，2，3，…；步骤2:获取各测点的本次角度并计算各测点的本次高程值；测量车再次从初始点开始，依次运行到第一点、第二点、第三点，…，并分别记录每一测点处测量车倾斜的角度:α Μ1、a m、a 2tl、a 3tl、…；[0021 ] 设固定起始点为Haci，各测点的本次高程值为:δ Altl — HA0+Ltg a otlδ A2tl = δ Altl+Ltg α ltlδ A3tl = δ A2ti+Ltg α 2tl......δ Aitl = δ (Αη) tl+Ltga (i_1)tl......;其中下标tl表示本次的数据；δΑηι表示第i个测点的本次高程值，i = 1，2，3，…；步骤3:计算得到各测点的沉降值；AAltl = δ Altl- δ Alt0AA2tl — δ A2tl_ δ A2t0Δ A3tl — δ A3tl_ δ A3t0......Δ Aitl = δ Aitl_ δ Ait0......AAitl是第i个测点的本次沉降值【又称为实际沉降值】；i = 1,2,3,…。所述的L小于车架轮轴轴距【轴距是指前后轮轴之间的距离】。当L < 3000mm车架移动速度控制在40Km/h以下，当3000mm ^ L ^ 6000mm时车架移动速度控制在75Km/h以下造句。所述的动力装置采用NTC290型发动机，NTC290型发动机与RT-11509C型变速箱传动连接，车轮位置信号从RT-11509C型变速箱输出的里程信号中获取，角度测量仪采用LE-60型倾角仪。【即RT-11509C型变速箱兼做车轮位置传感器】一种基于角度量测的轨道沉降量测装置，包括设置在轨道上的测量车，测量车的车架上设有动力装置、车轮位置传感器、角度测量仪以及采样和计算单元；所述动力装置用于驱动车轮；车轮位置传感及测距编码器用于检查测量车是否到达测点位置并识别测点；角度测量仪用于检查测量车的倾角；采样和计算单元用于对车轮位置传感及测点编码器和角度测量仪的输出信号进行采样，并执行数据计算以得到最终的各测点的沉降值；采用前述的基于角度量测的轨道沉降量测方法对轨道上的多个测点实施沉降量量测。所述的动力装置采用NTC290型发动机，NTC290型发动机与RT-11509C型变速箱传动连接，车轮位置信号从RT-11509C型变速箱输出的里程信号中获取，角度测量仪采用LE-60型倾角仪。有益效果:本专利技术的基于角度量测的轨道沉降量测装置及量测方法，是一种全新而巧妙的方案； 本专利技术巧妙的利用了现有的轨道这一前提和基础，并基于此基础创造性地提出了一种独特的方案，虽然其实现方法本身是简单的，但是效果却是极其明显的，包括成本低(只需增加车架及少许测量设备和运算平台)、易于实施(可以实现全自动的数据采集和计算，而且计算过程简单)且精度极高。本专利技术只需一个参考基点和若干个里程校核点(当监测范围较长时)，无需埋设其它测点，量测时将本专利技术中的量测装置沿被测轨道行走通过即可完成量测数据采集，沿线被测点数不限，沿线被测点间距不限(当测点间距大于6米时可按L < 3000mm模式或按L < 6000mm模式进行数据采集，并在数据输出时进行筛选【如果测点间距要求15m时，可按L = 3000mm模式进行数据采集，数据输出时只输出A。，A5, A1Q，…，等点的值】)。本专利技术能应用于轨道(尤其是运营轨道如高铁、准轨、城铁、地铁等)的路堤、桥梁及隧道沉降量测，亦可在建已铺轨道的路堤、桥梁及隧道沉降量测，操作方便，对线路通行影响小。最大的优点是不需破坏路堤(路基)埋设沉降观测点，不受气象条件的影响，量测精度高，量测数据采集快等。【附图说明】图1为基于角度量测的轨道沉降量测装置的结构示意图；图2为轨道上的测点及倾斜角的示意图。标号说明:1-轨道，2-车轮，3-车轮位置传感及测点编码器，4-角度测量仪，5-采样和计算单元，6-输出单元，7-动力装置。【具体实施方式】以下将结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细说明:如图1-2，一种基于角度量测的轨道沉降量测方法，在轨道上设置一个测量车，测量车的车架上设有动力装置、车轮位置传感及测点编码器、角度测量仪以及采样和计算单元；所述动力装置用于驱动车轮；车轮位置传感及测点编码器用于检查测量车是否到达测点位置及测点编码；角度测量仪用于检查测量车的倾角；采样和计算单元用于对车轮位置传感及测点编码器和角度测量仪的输出信号进行采样，并执行数据计算以得到最终的各测点的沉降值；在轨道上等间距设定多个测点，分别是&、A1, A2, A3,……，分别称为固定起始点(基点或高程参考点)、第一点、第二点、第三点，…；相邻测点的间距为L ；所述的量测包括以下步骤:步骤1:获取各测点的角度初始值并计算各测点的原始高程值:测量车从固定起始点开始，依次运行到第一点、第二点、第三点，…，直到终点；并分别记录每一测点处测量车倾斜的角度即角度初始值:a oto> a lt(l> a 2t(l、a 3本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于角度量测的轨道沉降量测方法，其特征在于，在轨道上设置一个测量车，测量车的车架上设有动力装置、车轮位置传感及测点编码器、角度测量仪以及采样和计算单元；所述动力装置用于驱动车轮；车轮位置传感及测点编码器用于检查测量车是否到达测点位置及测点编码；角度测量仪用于检查测量车的倾角；采样和计算单元用于对车轮位置传感及测点编码器和角度测量仪的输出信号进行采样，并执行数据计算以得到最终的各测点的沉降值；在轨道上等间距设定多个测点，分别是A0、A1、A2、A3、……，分别称为固定起始点、第一点、第二点、第三点，…；相邻测点的间距为L；所述的量测包括以下步骤：步骤1：获取各测点的角度初始值并计算各测点的原始高程值：测量车从固定起始点开始，依次运行到第一点、第二点、第三点，…，直到终点；并分别记录每一测点处测量车倾斜的角度即角度初始值：α0t0、α1t0、α2t0、α3t0、…；设固定起始点高程为HA0，各测点的原始高程值为：δA1t0＝HA0+Ltgα0t0δA2t0＝δA1t0+Ltgα1t0δA3t0＝δA2t0+Ltgα2t0……δAit0＝δ(Ai‑1)t0+Ltgα(i‑1)t0……；其中下标t0表示初次的数据；δAit0表示第i个测点的初始位移值，i＝1，2，3，…；步骤2：获取各测点的本次角度并计算各测点的本次高程值；测量车再次从初始点开始，依次运行到第一点、第二点、第三点，…，并分别记录每一测点处测量车倾斜的角度：α0t1、α1t1、α2t1、α3t1、…；设固定起始点高程为HA0，各测点的本次高程值为：δA1t1＝HA0+Ltgα0t1δA2t1＝δA1t1+Ltgα1t1δA3t1＝δA2t1+Ltgα2t1……δAit1＝δ(Ai‑1)t1+Ltgα(i‑1)t1……；其中下标t1表示本次的数据；δAit1表示第i个测点的本次高程值，i＝1，2，3，…；步骤3：计算得到各测点的沉降值；ΔA1t1＝δA1t1‑δA1t0ΔA2t1＝δA2t1‑δA2t0ΔA3t1＝δA3t1‑δA3t0……ΔAit1＝δAit1‑δAit0……ΔAit1是第i个测点的本次沉降值；i＝1，2，3，…。...
【技术特征摘要】
1.一种基于角度量测的轨道沉降量测方法，其特征在于，在轨道上设置一个测量车，测量车的车架上设有动力装置、车轮位置传感及测点编码器、角度测量仪以及采样和计算单元；所述动力装置用于驱动车轮；车轮位置传感及测点编码器用于检查测量车是否到达测点位置及测点编码；角度测量仪用于检查测量车的倾角；采样和计算单元用于对车轮位置传感及测点编码器和角度测量仪的输出信号进行采样，并执行数据计算以得到最终的各测点的沉降值； 在轨道上等间距设定多个测点，分别是Ap A2、A3、……，分别称为固定起始点、第一点、第二点、第三点，…；相邻测点的间距为L ； 所述的量测包括以下步骤: 步骤1:获取各测点的角度初始值并计算各测点的原始高程值: 测量车从固定起始点开始，依次运行到第一点、第二点、第三点，…，直到终点；并分别记录每一测点处测量车倾斜的角度即角度初始值:α _、a lt0> a 2t(l、α 3t(l、…；设固定起始点高程为Haci，各测点的原始高程值为:δ Alto = HA0+Ltg a oto ^ A2t0 — ^ AltO+Ltg a lt0 ^ A3t0 — ^ A2t0+Ltg α 2t0 ^ AitO — ^ (A1-DtO+Ltg α (1-l)tO 其中下标to表示初次的数据；δ Mw表示第i个测点的初始位移值，i = 1,2,3,…； 步骤2:获取各测点的本次角度并计算各测点的本次高程值； 测量车再次从初始点开始，依次运行到第一点、第二点、第三点，…，并分别记录每一测点处测量车倾斜的角度:α _、a m、a 2tl、α 3tl、…； 设固定起始点高程为Haci，各测点的本次高程值为:δAm = HA0+Ltg a otlδ A2ti = δ Aiti+Ltg α ltl ^ A3tl — ^ A2tl+Ltg Q 2tl ^ Aitl — 3 (A1-Dtl+Ltg α (1-l)tl 其中下标tl表示本次的数据；δΑηι表示第i 个测点的本次...
【专利技术属性】
技术研发人员：邱业建，雷明锋，彭立敏，施成华，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43
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