铁路隧道接触网连接点快速放样的方法及自动测量系统技术方案

本发明专利技术公开了一种铁路隧道接触网连接点快速放样的方法及自动测量系统，该方法按如下步骤进行：制作自动化测量系统的脚架；安装自动化测量系统并将其移到测站点；调整脚架使工作台水平且全站仪位于两铁轨中线；计算得到转向角；使全站仪瞄准后视点后转过转向角，得到接触网连接点点位所在的竖直面；测量人员在该竖直面内转动全站仪镜头并使其连续观测，观测过程中获得多组测量数据，全站仪实时将每组测设数据代入公式，当公式成立时全站仪报警；此时停止测量并记录该组测设角和其对应的测设距离；全站仪打出激光显示在隧道壁上的一点即为放样点，测量人员在隧道壁上标出该点，放样完毕。该方法和系统能够实现高效、高精度的放样接触网连接点点位。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于精密工程测量学、自动化测量
具体涉及一种铁路隧道接触网连接点快速放样的方法及自动测量系统。
技术介绍
在如今的铁路隧道建设中，安全、准确、高效的放样出铁路隧道接触网连接点点位是尤为重要的。但这项放样却让铁路隧道工程建设中的测量人员头疼不已。这是由于施工人员想要放样出架设在空间的铁路隧道接触网的连接点点位，首先需要根据设计院设计出的坐标反算出待放样点位的坐标，再通过导线测量定出全站仪所在点位的坐标；再通过计算导出放样点与全站仪中心的角度、距离；得到上述数据后，一个测量人员使用全站仪，另一个测量人员利用梯子爬到放样点周围，拿着反射棱镜待使用全站仪的测量人员观测，使用全站仪的测量人员需要间断性的找点观测，一直观察着距离与角度，并指示梯子上的人员移动到合适位置。而且，在铁轨拐弯处由于轨道面不水平，全站仪在这种情况下无法放样。综上，现阶段铁路隧道接触网连接点点位的放样方法缺点与弊端显而易见，具体如下第一，工程建设中最重要的就是人员安全，施工人员爬上3、4米高的梯子还要不停地移动手中的棱镜，而且如果是对已有的接触网补点还有可能带电作业，危险性非常大。工程建设过程中由此引发的事故非常多；第二，放样出的点位精度不高。因为放样是一个不连续的、间断的过程，且施工过程中为了提高效率，往往把精度不是很高的点作为放样点；第三，效率过低。施工人员间断性找点观测，偶然性过大，导致效率过低；第四，特殊情况(如轨道面不平行)下无法常规测量，导致延缓工期。因此，上述现有的铁路隧道接触网连接点点位放样的方法过于简单，不成体系，安全系数低，效率低，精度无保证，特殊情况无法及时处理。所以急需一种安全、准确、高效的接触网连接点点位放样的方法，这种方法对于铁路隧道工程施工有着重要的实际意义和应用价值。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的缺陷或不足，本专利技术的目的在于，提供一种铁路隧道接触网连接点快速放样的方法及自动化测量系统，该方法和系统能够实现高效、高精度的放样接触网连接点点位。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术解决方案—种铁路隧道接触网连接点快速放样的方法，具体按照如下步骤进行步骤1:制作自动化测量系统的脚架；所述自动化测量系统包括脚架和安装在脚架上的全站仪；所述脚架包括长方形工作台，工作台长度方向的两端下方分别安装支柱，其中一个支柱顶端通过旋转轴与工作台的一端连接，工作台能够绕旋转轴转动；另一个支柱上半部分中空，其中安插有伸缩杆，伸缩杆上端与工作台通过旋转轴连接，伸缩杆能够绕该旋转轴转动；伸缩杆能够在支柱中空部分上下移动，一个制动螺旋旋入支柱中空部分，通过旋紧制动螺旋能够使其顶住伸缩杆的下部从而将其固定在支柱内；伸缩杆的上半部分标有第一精密刻度标尺，第一精密刻度标尺的刻度值增大方向向下且其零刻度与工作台下边沿平齐；工作台上设有用于计算出工作台所在点位的坐标并显示的坐标定位器；工作台上表面设有圆水准器；工作台上表面设置有与工作台长度方向一致的导轨，导轨上安装有能够沿导轨滑动的全站仪安装底座，全站仪安装底座通过设置在工作台上的竖向制动螺旋固定；在工作台长度方向的边沿上设有第二精密刻度标尺，第二精密刻度标尺的零刻度与所述通过旋转轴连接工作台的支柱的中心线平齐，第二精密刻度标尺的中间刻度在两支柱中心线之间的中点；全站仪安装底座上设有定位线；全站仪安装底座的初始位置是将定位线对准第二精密刻度标尺的中间刻度；全站仪通过全站仪安装底座安装在工作台上；步骤2:安装自动化测量系统并将其移动到测站点；将脚架架设在某已知点位处的铁轨上并将全站仪安装在全站仪安装底座上，将定位线对准第二精密刻度标尺的中间刻度；伸缩杆所在立柱的顶端接触工作台下表面；初始化坐标定位器并输入脚架架设处的已知点坐标到坐标定位器内，测量人员推动脚架沿轨道向待放样的接触网连接点C点的方向滑动至某个与连接点C点通视的点位，将该点作为后视点A点,此时坐标定位器显示后视点A点的坐标(xA, yA, zA);测量人员推动脚架继续滑行，实时观察坐标定位器上显示的X坐标和y坐标与连接点C点的X坐标和y坐标对应的差值均出现增大趋势时停止滑动，将该停止点作为测站点B点，锁定制动螺旋，此时坐标定位器显示测站点B点坐标(xB, yB, zB)；步骤3:根据轨道面是否水平，调整脚架使得工作台水平且全站仪自然位于两铁轨的中线上；步骤4:测量并放样；测量人员量取仪器高h，并向全站仪输入放样点C点坐标(xc, yc, zc)、仪器高h、工程中所设定的限差Mtl;全站仪通过公式2计算得到转向角a并显示；测量人员使全站仪瞄准后视点A后转过转向角a，此时得到接触网连接点点位所在的竖直面；测量人员在该竖直面内转动全站仪镜头并使其连续观测，观测过程中获得多组测量数据，全站仪实时将每组测设数据代入公式3，当公式3成立时全站仪报警；此时停止测量并记录该组测设角3和其对应的测设距离b;全站仪打出激光显示在隧道壁上的一点即为放样点，测量人员在 隧道壁上标出该点，放样完毕本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁路隧道接触网连接点快速放样的方法，其特征在于，具体按照如下步骤进行：步骤1：制作自动化测量系统脚架；所述自动化测量系统包括脚架和安装在脚架上的全站仪；所述脚架包括长方形工作台（1），工作台（1）长度方向的两端下方分别安装支柱（6），其中一个支柱（6）顶端通过旋转轴与工作台（1）的一端连接，工作台（1）能够绕旋转轴转动；另一个支柱（6）上半部分中空，其中安插有伸缩杆（4），伸缩杆（4）上端与工作台（1）通过旋转轴连接，伸缩杆（4）能够绕该旋转轴转动；伸缩杆（4）能够在支柱（6）中空部分上下移动，一个制动螺旋（5）旋入支柱（6）中空部分，通过旋紧制动螺旋（5）能够使其顶住伸缩杆（4）的下部从而将其固定在支柱（6）内；伸缩杆（4）的上半部分标有第一精密刻度标尺（10），第一精密刻度标尺（10）的刻度值增大方向向下且其零刻度与工作台（1）下边沿平齐；工作台（1）上设有用于计算出工作台所在点位的坐标并显示的坐标定位器（12）；工作台（1）上表面设有圆水准器（13）；工作台（1）上表面设置有与工作台长度方向一致的导轨，导轨上安装有能够沿导轨滑动的全站仪安装底座（11），全站仪安装底座（11）通过设置在工作台（1）上的竖向制动螺旋（3）固定；在工作台（1）长度方向的边沿上设有第二精密刻度标尺（15），第二精密刻度标尺（15）的零刻度与所述通过旋转轴连接工作台（1）的支柱（6）的中心线平齐，第二精密刻度标尺（15）的中间刻度在两支柱（6）中心线之间的中点；全站仪安装底座（11）上设有定位线（14）；全站仪安装底座（11）的初始位置是将定位线（14）对准第二精密刻度标尺（15）的中间刻度；全站仪通过全站仪安装底座（11）安装在工作台（1）上；步骤2：安装自动化测量系统并将其移动到测站点；将脚架架设在某已知点位处的铁轨上并将全站仪安装在全站仪安装底座（11）上，将定位线（14）对准第二精密刻度标尺（15）的中间刻度；伸缩杆（4）所在立柱（6）的顶端接触工作台（1）下表面；初始化坐标定位器（12）并输入脚架架设处的已知点坐标到坐标定位器（12）内，测量人员推动脚架沿轨道向待放样的接触网连接点C点的方向滑动至某个与连接点C点通视的点位，将该点作为后视点A点，此时坐标定位器（12）显示后视点A点的坐标（xA,yA,zA）；测量人员推动脚架继续滑行，实时观察坐标定位器（12）上显示的x坐标和y坐标与连接点C点的x坐标和y坐标对应的差值均出现增大趋势时停止滑动，将该停止点作为测站点B点，锁定制动螺旋（2），此时坐标定位器（12）显示测站点B点坐标（xB,yB,zB）；步骤3：根据轨道面是否水平，调整脚架使得工作台(1)水平且全站仪自然位于两铁轨的中线上；步骤4：测量并放样；测量人员量取仪器高h，并向全站仪输入放样点C点坐标(xC，yC，zC)、仪器高h、工程中所设定的限差M0；全站仪通过公式2计算得到转向角α并显示；测量人员使全站仪瞄准后视点A后转过转向角α，此时得到接触网连接点点位所在的竖直面；测量人员在该竖直面内转动全站仪镜头并使其连续观测，观测过程中获得多组测量数据，全站仪实时将每组测设数据代入公式3，当公式3成立时全站仪报警；此时停止测量并记录该组测设角β和其对应的测设距离b；全站仪打出激光显示在隧道壁上的一点即为放样点，测量人员往隧道壁上标出该点，放样完毕；α=arctan(yA-yBxA-xB)-arctan(yC-yBxC-xB)(公式2)m=|cosβ*b+h+sin(arctand/l)*l/2+zB?zC|≤M0???????????(公式3)其中，(xA，yA，zA)、(xB，yB，zB)、(xC，yC，zC)分别为后视点A、测站点B、放样点C点的坐标；β为测设角；b为测设距离；h为仪器高；d为超高距，初始值为零即轨道面水平是为零；l为两铁轨中线间距离；m为点位误差；M0为工程中所设定的限差。...

【技术特征摘要】
1.一种铁路隧道接触网连接点快速放样的方法，其特征在于，具体按照如下步骤进行: 步骤1:制作自动化测量系统脚架； 所述自动化测量系统包括脚架和安装在脚架上的全站仪；所述脚架包括长方形工作台(I),工作台(I)长度方向的两端下方分别安装支柱(6),其中一个支柱(6)顶端通过旋转轴与工作台(I)的一端连接，工作台(I)能够绕旋转轴转动；另一个支柱(6)上半部分中空，其中安插有伸缩杆(4)，伸缩杆(4)上端与工作台(I)通过旋转轴连接，伸缩杆(4)能够绕该旋转轴转动；伸缩杆(4)能够在支柱(6)中空部分上下移动，一个制动螺旋(5)旋入支柱(6)中空部分，通过旋紧制动螺旋(5)能够使其顶住伸缩杆(4)的下部从而将其固定在支柱(6)内；伸缩杆(4)的上半部分标有第一精密刻度标尺(10)，第一精密刻度标尺(10)的刻度值增大方向向下且其零刻度与工作台(I)下边沿平齐； 工作台(I)上设有用于计算出工作台所在点位的坐标并显示的坐标定位器(12);工作台(I)上表面设有圆水准器(13);工作台(I)上表面设置有与工作台长度方向一致的导轨，导轨上安装有能够沿导轨滑动的全站仪安装底座(11)，全站仪安装底座(11)通过设置在工作台(I)上的竖向制动螺旋(3 )固定；在工作台(I)长度方向的边沿上设有第二精密刻度标尺(15)，第二精密刻度标尺(15)的零刻度与所述通过旋转轴连接工作台(I)的支柱(6)的中心线平齐，第二精密刻度标尺(15)的中间刻度在两支柱(6)中心线之间的中点；全站仪安装底座(11)上设有定位线(14 );全站仪安装底座(11)的初始位置是将定位线(14 )对准第二精密刻度标尺(15)的中间刻度；全站仪通过全站仪安装底座(11)安装在工作台(I)上； 步骤2:安装自动化测量系统 并将其移动到测站点； 将脚架架设在某已知点位处的铁轨上并将全站仪安装在全站仪安装底座(11)上，将定位线(14)对准第二精密刻度标尺(15)的中间刻度；伸缩杆(4)所在立柱(6)的顶端接触工作台(I)下表面；初始化坐标定位器(12)并输入脚架架设处的已知点坐标到坐标定位器(12)内，测量人员推动脚架沿轨道向待放样的接触网连接点C点的方向滑动至某个与连接点C点通视的点位,将该点作为后视点A点，此时坐标定位器(12)显示后视点A点的坐标(xA, yA, zA);测量人员推动脚架继续滑行，实时观察坐标定位器(12)上显示的X坐标和y坐标与连接点C点的X坐标和y坐标对应的差值均出现增大趋势时停止滑动，将该停止点作为测站点B点,锁定制动螺旋(2),此时坐标定位器(12)显示测站点B点坐标(xB, yB, zB)； 步骤3:根据轨道面是否水平，调整脚架使得工作台(I)水平且全站仪自然位于两铁轨的中线上； 步骤4:测量并放样； 测量人员量取仪器高h，并向全站仪输入放样点C点坐标(x。，yc, zc)、仪器高h、工程中所设定的限差Mtl;全站仪通过公式2计算得到转向角a并显示；测量人员使全站仪瞄准后视点A后转过转向角a，此时得到接触网连接点点位所在的竖直面；测量人员在该竖直面内转动全站仪镜头并使其连续观测，观测过程中获得多组测量数据，全站仪实时将每组测设数据代入公式3，当公式3成立时全站仪报警；此时停止测量并记录该组测设角3和其对应的测设距离b;全站仪打出激光显示在隧道壁上的一点即为放样点，测量人员往隧道壁上标出该点，放样完毕；2.如权利要求1所述的铁路隧道接触网连接点快速放样的方法，其特征在于，所述自动测量系统的两个支柱(6)之间固定有与工作台(I)平行的连接杆(7)，在连接杆(7)的中部宽度方向的两侧分别通过旋转轴安装有可伸缩的架腿(8)，两个架腿(8)顶端均能够绕旋转轴转动...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨志强，王超，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：