一种铁路里程测量方法技术

本发明专利技术公开了一种铁路里程测量方法，包括以下步骤：铁路里程测量车沿铁路运行，GNSS模块实时获取铁路里程测量车在铁路轨道上行进的铁路中线的经纬度坐标；根据所需的测量类型，通过测量车的工控机配置里程间隔和海拔参数，分别通过直线或曲线模型计算铁路里程，测量人员选择是否继续测量，若选择继续测量，则返回重新测量，若选择终止测量，则导出工控机计算的里程数据，得出铁路里程距离，完成铁路里程测量。GNSS实时采集铁路中线坐标，并通过工控机内的算法能够计算出精确的铁路里程距离，有效提高了铁路里程测量精度，改变了传统的里程测量作业模式，提高了安全系数，测量效率高。率高。率高。

【技术实现步骤摘要】
一种铁路里程测量方法


[0001]本专利技术属于铁路测量
，尤其是涉及一种铁路里程测量方法。

技术介绍

[0002]随着铁路建设的快速发展，铁路客运的安全已成为铁路运营的重大研究课题，铁路局工务部门需要掌握线路设备的变化规律，及时掌握线路的几何状态，加强线路检测管理是确保线路质量、保证运输安全的一项重要的基础性工作。
[0003]铁路里程系统是铁路进行设备管理的唯一标准，对于铁路建设来说，里程系统是基于测绘基准来实现的，通过先进的测量手段可以实现精准的定位。对于运营线路来说，里程系统的精准定位是普遍的难题。
[0004]目前，传统的方式采用钢尺丈量，其测量精度较低，还会采用一些测量设备以基于里程计的方式来进行里程标定，但是，这种里程测量方法对钢轨的光滑度和传感器的灵敏度可靠性有较高的要求，其推广应用十分困难。对于已建成的铁路，只有天窗点才能上道进行轨道检测作业，时间短，工作量大，测量困难大。我国现行规范要求的铁路建设投影精度普速要达到1/40000，高铁要达到1/100000，而目前通常采用钢尺丈量的测量方法，所测结果经分析，其测量精度仅为1/2000，这样的测量精度低，难以适用现代的铁路里程测量要求。
[0005]因此，为了解决上述技术问题，需要设计一种能够安全系数高、提高里程测量的作业效率的里程测量方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种测量精度高、安全系数高的铁路里程测量方法。
[0007]本专利技术的技术方案如下：
[0008]一种铁路里程测量方法，包括以下步骤：
[0009]S1.铁路里程测量车沿铁路运行，通过测量车的GNSS模块实时获取铁路里程测量车在铁路轨道上行进的铁路中线的经纬度坐标；
[0010]S2.根据所需的测量类型，通过测量车的工控机配置里程间隔和海拔参数，当选择直线测量时，则执行步骤S3，当选择曲线测量时，则执行步骤S4；
[0011]S3.直线测量的计算：
[0012]S301.通过GNSS模块获取每段里程间隔(里程间隔为直线)的起点A及终点B的经纬度坐标，其中，A点经纬度坐标为(wa,ja)，B点经纬度坐标为(wb,jb)，通过工控机将起点A(wa,ja)和终点B(wb,jb)的经纬度坐标换算为三维坐标A(Xa，Ya，Za)，B(Xb，Yb，Zb)，通过如下公式计算：
[0013][0014][0015]其中，R为地球半径，R＝6378.137km；
[0016]S302.根据所述S301的三维坐标A(Xa，Ya，Za)，B(Xb，Yb，Zb)，计算AB两点之间的直线长度，通过如下公式计算：
[0017]AB2＝(Xa-Xb)2+(Ya-Yb)2+(Za-Zb)2[0018]ꢀꢀꢀ
＝2R2(1-Cos(wa)Cos(wb)Cos(ja-jb)-Sin(wa)Sin(wb))
ꢀꢀꢀ
(3)；
[0019]S303.根据AB的直线长度，计算AB两点与地心之间的夹角∠AOB，通过如下公式计算：
[0020][0021]S304.根据所述S303的夹角∠AOB，计算AB两点的弧长(由于地球是球体，铺设在地球表面的铁路线相对于地球表面是直线，但对于地球是弧线，因此需要计算出AB两点的弧长)通过如下公式计算：
[0022][0023]S4.曲线测量的计算：
[0024]S401.通过GNSS模块获取每段里程间隔(里程间隔为曲线)的起点C及终点D的经纬度坐标，其中，C点经纬度坐标为(wc,jc)，D点经纬度坐标为(wd,jd)，通过工控机将起点C(wc,jc)和终点D(wd,jd)的经纬度坐标换算为三维坐标C(Xc，Yc，Zc)，D(Xd，Yd，Zd)，通过如下公式计算：
[0025][0026][0027]其中，R为地球半径，R＝6378.137km；
[0028]S402.根据所述S401的三维坐标C(Xc，Yc，Zc)，D(Xd，Yd，Zd)，计算CD两点之间的直线长度，通过如下公式计算：
[0029][0030]S403.根据CD两点之间的直线长度，计算CD两点与地心之间的夹角∠COD，通过如下公式计算：
[0031][0032]S404.根据所述夹角∠COD，计算CD两点的弧长通过如下公式计算：
[0033][0034]S405.根据所述CD两点的弧长铁路圆曲线圆心为P，铁路圆曲线半径r，计算出铁路圆曲线周长L与铁路圆曲线弧长Lm对应的夹角∠CPD，(如图6所示，铁路圆曲线弧长Lm是铁路线转弯的一段铁路弧长，根据三角函数的计算方法，弧长是相对于铁路圆曲线这段弧长的弦，通过弧长的弦计算出夹角∠CPD)，通过如下公式计算：
[0035]L＝2πr
ꢀꢀꢀ
(11)
[0036][0037]Lm＝r∠CPD
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(13)；
[0038]S5.测量人员选择是否继续测量，若选择继续测量，则返回步骤S1重新测量，若选择终止测量，则导出工控机计算的里程数据，得出铁路里程距离，完成铁路里程测量。
[0039]在上述技术方案中，在铁路里程测量车上设置平板电脑，所述平板电脑通过蓝牙与工控机通讯连接，测量人员通过平板电脑选择或控制测量车的运行，在所述步骤S1前，设置平板电脑与工控机蓝牙连接。
[0040]一种铁路里程测量车，包括：车架、用于驱动车架沿待测铁路移动的行走机构、用于测量铁路里程的测量机构和用于定距喷码的喷码机构；
[0041]所述车架包括底架和支撑架，所述支撑架竖直固装在底架的一端，所述底架的中间安装有一支撑横梁，所述底架上设有安装板，在所述安装板上安装有可拆卸地座椅以供测量人员乘坐；
[0042]所述行走机构包括发电机、电机控制箱、一对轮毂电机和多个导向轮，一对轮毂电机对称安装在所述底架的底部，且该轮毂电机分别设置在所述支撑横梁的两端，用于驱动车体移动，所述导向轮安装在底架的底部，且该导向轮对称设置在底架的前后两侧，用于导向车体沿铁路推到行走，所述发电机安装在底架上，所述电机控制箱安装在底架上，所述发电机与电机控制箱电连接，所述电机控制箱与轮毂电机电连接，用于控制轮毂电机的运行；
[0043]所述测量机构包括GNSS模块和工控机，所述GNSS模块安装在所述支撑架的顶部，用于采集铁路线路的中心坐标，所述工控机安装在支撑架的顶部，所述GNSS模块与工控机通讯连接，用于将采集的铁路线路的中心坐标发送至工控机，所述工控机用于接收采集的铁路线路的中心坐标处理，计算生成车体的行走数据；
[0044]所述喷码机构包括喷码箱、喷码管和喷嘴，所述喷码箱安装在底架上，所述喷码箱的出料口与喷码管的一端连接，喷码管的另一端与喷嘴连接，且该喷码管向车体的外侧伸出，所述喷嘴的出口朝下，用于向铁路上喷码标记。
[0045]在上述技术方案中，所述底架由两个横梁和两个纵梁拼接构成，两个所述横梁平行设置，两个纵梁对称安装在两个横梁本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铁路里程测量方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.铁路里程测量车沿铁路运行，通过测量车的GNSS模块实时获取铁路里程测量车在铁路轨道上行进的铁路中线的经纬度坐标；S2.根据所需的测量类型，通过测量车的工控机配置里程间隔和海拔参数，当选择直线测量时，则执行步骤S3，当选择曲线测量时，则执行步骤S4；S3.直线测量的计算：S301.通过GNSS模块获取每段里程间隔的起点A及终点B的经纬度坐标，其中，A点经纬度坐标为(wa,ja)，B点经纬度坐标为(wb,jb)，通过工控机将起点A(wa,ja)和终点B(wb,jb)的经纬度坐标换算为三维坐标A(Xa，Ya，Za)，B(Xb，Yb，Zb)，通过如下公式计算：通过如下公式计算：其中，R为地球半径，R＝6378.137km；S302.根据所述S301的三维坐标A(Xa，Ya，Za)，B(Xb，Yb，Zb)，计算AB两点之间的直线长度，通过如下公式计算：AB2＝(Xa-Xb)2+(Ya-Yb)2+(Za-Zb)2＝2R2(1-Cos(wa)Cos(wb)Cos(ja-jb)-Sin(wa)Sin(wb))
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(3)；S303.根据AB的直线长度，计算AB两点与地心之间的夹角∠AOB，通过如下公式计算：S304.根据所述S303的夹角∠AOB，计算AB两点的弧长通过如下公式计算：S4.曲线测量的计算：S401.通过GNSS模块获取每段里程间隔的起点C及终点D的经纬度坐标，其中，C点经纬度坐标为(wc,jc)，D点经纬度坐标为(wd,jd)，通过工控机将起点C(...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨育林，李志祥，石峰，刘浩，
申请(专利权)人：包头市绘宇测绘服务有限责任公司，
类型：发明
国别省市：