基于北斗导航卫星的遥控轨道测量车的制作方法

本实用新型属于铁路轨道测量领域，特别是涉及一种基于北斗导航卫星的遥控轨道测量车。

背景技术：

铁路轨道测量是铁路设计、维护或改造等工程需要开展的工作，其目的是准确测量轨道的现状，即轨道的详细位置和形态。

但是，用现有的测量装置进行测量时，不仅作业强度高、效率较低，且测量点的采样密度较稀疏，不利于全面分析轨道的位置形态。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种测量点密度大、作业强度低且作业效率较高的轨道测量装置。

为此，本实用新型的技术方案如下：

一种基于北斗导航卫星的遥控轨道测量车，其设置在待测铁路轨道上，所述遥控轨道测量车包括车架、一对驱动轮、测距轮、驱动电机、惯性导航单元、北斗卫星定位接收机以及工控电脑和遥控器，所述驱动轮安装在所述车架两侧的底部，用于驱动车体移动；所述测距轮在所述车架的底部设置有至少有一个，用于测量铁路轨道的里程；所述驱动电机安装在所述车架上，用于驱动所述驱动轮，进而带动车体移动；在车架中间设置有横梁，所述横梁为绝缘体；所述北斗卫星定位接收机安装在所述横梁上，用于测量铁路轨道的三维坐标；所述惯性导航单元安装在车架上，用于获取车体的运行姿态，并在北斗卫星定位接收机测量的铁路轨道三维坐标基础上，通过车体的运行姿态获取铁路轨道轨迹，并进一步计算出铁路轨道里程；所述遥控器用于遥控所述驱动电机的动作；所述工控电脑用于接收所述测距轮、北斗卫星定位接收机和惯性导航单元测得的数据，对所述数据进行分析对比并将分析对比的结果输出。

优选的是，所述测距轮在所述车架的两侧底部各设置有一个，且分别沿两侧的轨道移动。

另外，所述车架上还安装有一为所述驱动电机提供电力的电瓶。在本实用新型的一个实施例中，所述电瓶为12V。

优选的是，所述北斗卫星定位接收机安装在一立杆上，所述立杆竖直安装在所述横梁的中部。

所述的遥控轨道测量车还包括用于推动所述车架移动的手推杆，该手推杆的底端与所述横梁固装，手推杆的上端向车架的后上方伸出。在本实用新型的一个实施例中，所述手推杆呈倒立的U形，在手推杆上设置有分别用于放置工控电脑和遥控器的托架。

所述遥控器在不使用时可以挂在所述托架上，使用时将其取下。在所述手推杆的两侧还可以各安装有一个把手，以便于在电机不工作时，用手推动车体移动。

本实用新型中，利用遥控机电驱动技术，使用12V电瓶，能够遥控测量车前进或后退，代替人工推动测量车行进；利用北斗卫星定位测量技术，能够测量轨道的三维坐标，并将北斗卫星定位接收机与惯性导航系统集成在一起，可以获得整个轨道的连续的位置形态。

本实用新型将北斗卫星定位测量接收机与惯性导航系统集成在能够遥控行进的测量车上，测量车在行进过程中连续进行测量，测量点密度大，作业强度低，作业效率高。测距轮测得的轨道里程数据与北斗卫星定位接收机及惯性导航系统集成后测量的数据可以相互检查，保证了里程测量数据的准确性，能够实现对铁路轨道的连续快速精确测量。

附图说明

图1是本实用新型的遥控轨道测量车的结构示意图；

图2是利用本实用新型的遥控轨道测量车进行轨道里程测量检测的流程图。

图中：

1、车架，2、横梁，3、驱动轮，4、测距轮，5、驱动电机，6、遥控天线，

7、惯性导航单元，8、北斗卫星定位接收机，9、手推杆，10、把手，11、工控电脑托架，

12、遥控器托架，13、电瓶。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步说明本实用新型的技术方案。

参见图1，本实用新型的基于北斗导航卫星的遥控轨道测量车，在使用时设置在待测铁路轨道上，用于测量铁路轨道的里程。该遥控轨道测量车包括车架1、一对驱动轮3、测距轮4、驱动电机5、惯性导航单元7、北斗卫星定位接收机8以及工控电脑和遥控器。

具体地说，所述驱动轮3安装在所述车架1两侧的底部，用于驱动车体移动；所述测距轮4在所述车架1的底部设置有至少有一个，用于测量铁路轨道的里程；所述驱动电机5安装在所述车架1上，用于驱动所述驱动轮3，进而带动车体移动；在车架中间设置有横梁2，所述横梁2为绝缘体；所述北斗卫星定位接收机8安装在所述横梁2上，用于测量铁路轨道的三维坐标；所述惯性导航单元7安装在车架1上，用于获取车体的运行姿态，并在北斗卫星定位接收机测量的铁路轨道三维坐标基础上，通过车体的运行姿态获取铁路轨道轨迹，并进一步计算出铁路轨道里程；所述遥控器用于遥控所述驱动电机5的动作；所述工控电脑用于接收所述测距轮4、北斗卫星定位接收机8和惯性导航单元7测得的数据，通过内置的软件系统对所述数据进行分析对比并将分析对比的结果输出记录为电子文件。

另外，为了便于手动驱动该遥控轨道测量车，在该测量车上还安装了用于推动所述车架1移动的手推杆9，该手推杆9的底端与横梁2固装，手推杆9的上端向车架的后上方伸出。手推杆9设计成倒立的U形，在手推杆9上设置有工控电脑托架和遥控器托架，工控电脑和遥控器(图中未示)分别设置在各自的托架上。在手推杆9的两侧各安装有一个把手10。

测距轮4可以设置一个，也可以在车架两侧的底部各设置一个。设置两个测距轮4时，两个测距轮4分别沿两侧的轨道移动。

另外，在车架1上还安装有一个为驱动电机5提供电力的电瓶13。在本实用新型的一个实施例中，所述电瓶13为12V。另外，所述北斗卫星定位接收机8安装在一立杆上，所述立杆竖直安装在所述横梁2的中部。所述遥控器可以挂在托遥控器架上，使用时，将其取下即可。上述惯性导航单元7可以采用IGI公司基于光纤陀螺的惯性测量单元FOG-IMU-IIF。

本测量车为工字型结构，左侧2个车轮，分别为驱动轮和测距轮，右侧1个测距轮或者是一个驱动轮和一个测距轮。主要采用遥控电机驱动，沿铁路轨道方向前进或后退，运动速度可达到1米/秒。不使用遥控时，也可采用人工推动。测距车轮可以获得测量车的里程。本测量车搭载北斗卫星定位测量接收机和惯性导航系统。通过北斗卫星定位接收机获取测量车行进过程中的位置信息，可以设定每1秒记录一个点的三维坐标，并通过惯性导航系统将采样间隔为1秒的测量点连续起来形成一条完整的轨迹，从而获得铁路轨道的详细位置形态。

利用上述轨道测量车测量检测铁路里程的方法包括以下步骤：

S1:所述测距轮测量铁路轨道的里程L1；

S2:所述北斗卫星定位接收机测量铁路轨道的三维坐标；

S3:所述惯性导航系统获取测量车的运行姿态，并在北斗卫星定位接收机测量的铁路轨道三维坐标基础上通过测量车运行姿态获取铁路轨道轨迹；

S4:所述工控电脑对北斗卫星定位接收机和惯性导航系统测量的数据进行处理，获得所述测量车的坐标，并通过所述坐标计算铁路轨道的里程L2；

S5:所述工控电脑对测距轮测得的里程L1和计算获得的铁路轨道里程L2进行对比检测，计算二者的差值△＝L1-L2；

S6:所述工控电脑对得到的检测结果△进行判定，如果△不满足技术指标，则判定为不合格，需及时查找原因并返回步骤S1和S4重新进行测量；如果检测结果△符合技术指标，则认为检测合格，进入步骤S7；

通常，上述技术指标为1/2000，即：L1和L2是从同一起点测量推算的里程，其对应的距离为S1和S2，这两个数据的差值△＝L1-L2＝S1-S2，这段距离为S＝(S1+S2)/2，如果△/S小于1/2000,则测量合格，如果△/S大于1/2000,则测量不合格，需要返回到本次测量的起点处重新测量，直至合格。

S7:记录检测合格的铁路轨道里程数据，并继续向前测量下一点铁路轨道里程。

在上述方法中，工控电脑根据北斗卫星定位接收机和惯性导航系统获取的数据对测量车的坐标进行计算，从而获得铁路轨道的里程。

优选的是，在进行步骤S1前先启动工控电脑，输入起点里程和已知坐标，设置数据记录格式和测量间隔。测量车的行进可以通过遥控器指挥，测量数据按照预设模式自动记录在工控电脑中。在步骤S7中，所得的测量数据能够在工控电脑中显示并输出，经检查无误后，可以按照规定的格式输出为电子文档，记录铁路轨道的里程及三维坐标信息。