激光直接测量路基沉降的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于激光测量技术领域，涉及一种利用激光远程测量路基沉降的方法。
【背景技术】
[0002]高速铁路路基沉降监测作为铁路口常运营指挥工作的重要组成部分，对于保障高速铁路的正常运营具有十分重要的意义。高速铁路无碴轨道对路基沉降控制非常严格，要求工后沉降为“零沉降”，因此路基沉降控制技术已成为高速铁路建造技术中的关键问题。
[0003]目前用于测量道路路基沉降观测装置主要有水杯沉降仪、沉降板测量装置、剖面沉降仪、PVC管沉降仪、磁环沉降仪。但是这几种方式都在不同程度上面临着一定的问题，例如造价昂贵、安装困难、受环境影响大、易受到破坏、难修复以及精度不够高等。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种利用激光远程测量路基沉降的方法。该方法是利用先进的激光测量技术实现，结构简单，方便易操作，无需CCD、透镜或其他光学元件，即可以对路基的沉降进行远程测量。该激光测量路基沉降方法可以具有高精密度的优点。在光路中间不需要其他光学元件，可避免产生多个误差。该测量方法简单易操作，可适用于参考位置和待测目标距离较远的情况。
[0005]本发明提供一种激光直接测量路基沉降的方法，包括如下步骤:
[0006]步骤1:设定固定的参考位置A点和B点4和8点位于参考平面上竖立的标尺上；设定待测路基位置C点，C点位于位于待测路基上固定的竖立的标尺上；
[0007]步骤2:分别测量固定参考点A点和B点的坐标位置，以及A、B点之间的距离AB ；
[0008]步骤3:分别测量固定点A和B到C的距离AC和BC;
[0009]步骤4:路基发生沉降后，C点移动到C’点，分别测量固定点A和B到C’点的距离AC’和BC’ ；
[0010]步骤5:根据步骤2和3得到的距离AB、AC和BC，因而在三角形ABC中三条边已知，可得到C点的坐标位置；
[0011]步骤6:根据步骤2和4得到的距离AB、AC’和Be’，因而在三角形ABC中三条边已知，可得到C点的坐标位置；
[0012]步骤7:根据步骤5和步骤6得到的C和C’点的坐标位置，得到CC’的距离，即路基沉降值，
[0013]其中，A和B点的位置在参考平面上竖立的标尺上，A点和B点为标尺上两个选定的点，A点和B点位置已知，其距离为AB;A点和B点所在标尺在测量过程中不发生移动;C点位于待测路基上固定的竖立的标尺上，C点初始位置未知待测，当路基发生沉降时，C点也相应移动，沉降到C’点。
[0014]本发明中，仅需在参考位置测量标尺上的A和B位置，即可得到待测路基处初始位置C和最终移动到的位置C’，从而得到待测路基沉降位移，S卩CC’。测试时只需在参考位置测量，无需抵达待测路基处进行实地测量，也无需知道待测路基的初始值，对待测路基进行远程测量即可获得路基沉降结果，具有方便快捷的特点。
【附图说明】
[0015]为进一步说明本发明的技术内容，以下结合实施例及附图详细说明如后，其中:
[0016]图1为本发明激光直接测量路基沉降的方法的流程图；
[0017]图2为本发明路基沉降测量方法的结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]请参阅图1并结合参阅图2所示，本发明提供一种激光直接测量路基沉降的方法，该方法是:
[0019]设定A点和B点所在的位置为固定的参考位置，C点处为待测路基，路基沉降后C点移动到C’点。测量C点处的路基沉降，即测量C点竖直方向的位移距离，即CC’。
[0020]A和B点的位置在参考平面上竖立的标尺，A点和B点为标尺上两个选定的点，A点和B点位置已知，其距离为AB13A点和B点不发生移动。C点为待测路基上固定的竖立的标尺，C点初始位置待测。当路基发生沉降时，C点也相应移动，沉降到C’点。
[0021]已知长度AB，可采用激光测距仪测量出长度AC’、AC、BC’和BC。
[0022]在三角形AABC中，三条边已知。因而可得到C点的坐标位置。
[0023]在三角形ΛΑΒ C’中，三条边已知。因而可得到C点的坐标位置。
[0024]通过C点和C’点的坐标位置，进而计算出距离CC’记录，即待测的路基沉降距离。
[0025]请参阅图1并结合参阅图2所示，本发明提供一种激光直接测量路基沉降的方法，包括如下步骤:
[0026]步骤1:设定固定的参考位置A点和B点4和8点位于参考平面上竖立的标尺上。设定待测路基位置C点，C点位于位于待测路基上固定的竖立的标尺上。
[0027]步骤2:分别测量固定参考点A点和B点的坐标位置，以及A、B之间的距离AB;
[0028]步骤3:分别测量固定A点和B点到C点的距离AC和BC。
[0029]步骤4:路基发生沉降后，C点移动到C’点。分别测量固定点A和B点到C’点的距离AC’和BC’。
[0030]步骤5:根据步骤2和3得到的距离AB、AC和BC，因而在三角形AABC中三条边已知。可得到C点的坐标位置。
[0031]步骤6:根据步骤2和4得到的距离AB、AC’和BC’，因而在三角形AABC中三条边已知。可得到C点的坐标位置。
[0032]步骤7:根据步骤5和步骤6得到的C和C’点的坐标位置，得到CC’的距离，即路基沉降值，测量完毕。
[0033]其中，A和B点的位置在参考平面上竖立的标尺上，A点和B点为标尺上两个选定的点，A点和B点位置已知，其距离为AB13A点和B点所在标尺在测量过程中不发生移动。C点位于待测路基上固定的竖立的标尺上，C点初始位置未知待测。当路基发生沉降时，C点也相应移动，沉降到C’点。
[0034]所述的激光直接测量路基沉降的方法，其中所述的A和B点为不在路基上的两点，其高度在路基沉降过程中并不发生改变。
[0035]所述的激光直接测量路基沉降的方法，其中所述的待测路基外置C点为路基上的任意一点或多点，其高度会随着路基沉降而发生改变。
[0036]所述的激光直接测量路基沉降的方法，用激光测距仪测出A点和B点到到C点的距离，分别为AC和BC。
[0037]所述的激光直接测量路基沉降的方法，用激光测距仪测出A点和B点到C’点的距离，分别为A ClPB C’。
[0038]所述的激光直接测量路基沉降的方法，测量出C点和C’点的坐标。
[0039]所述的激光直接测量路基沉降的方法，其中待测点沉降的测量公式为IC-C’ I =CC，。
[0040]以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种激光直接测量路基沉降的方法，包括如下步骤: 步骤1:设定固定的参考位置A点和B点，A和B点位于参考平面上竖立的标尺上；设定待测路基位置C点，C点位于位于待测路基上固定的竖立的标尺上； 步骤2:分别测量固定参考点A点和B点的坐标位置，以及A、B点之间的距离AB ； 步骤3:分别测量固定点A和B到C的距离AC和BC; 步骤4:路基发生沉降后，C点移动到C’点，分别测量固定点A和B到C’点的距离AC’和BC，； 步骤5:根据步骤2和3得到的距离AB、AC和BC，因而在三角形ABC中三条边已知，可得到C点的坐标位置； 步骤6:根据步骤2和4得到的距离AB、AC’和BC’，因而在三角形ABC中三条边已知，可得至IjC点的坐标位置； 步骤7:根据步骤5和步骤6得到的C和C ’点的坐标位置，得到CC ’的距离，即路基沉降值， 其中，A和B点的位置在参考平面上竖立的标尺上，A点和B点为标尺上两个选定的点，A点和B点位置已知，其距离为AB;A点和B点所在标尺在测量过程中不发生移动;C点位于待测路基上固定的竖立的标尺上，C点初始位置未知待测，当路基发生沉降时，C点也相应移动，沉降到C’点。2.根据权利要求1所述的激光直接测量路基沉降的方法，其中所述的A和B点为不在路基上的两点，其高度在路基沉降过程中并不发生改变。3.根据权利要求1所述的激光直接测量路基沉降的方法，其中所述的待测路基外置C点为路基上的任意一点或多点，其高度会随着路基沉降而发生改变。4.根据权利要求1所述的激光直接测量路基沉降的方法，用激光测距仪测出A点和B点至IJ到C点的距离，分别为AC和BC。5.根据权利要求1所述的激光直接测量路基沉降的方法，用激光测距仪测出A点和B点到C’点的距离，分别为AC’和BC’。6.根据权利要求1所述的激光直接测量路基沉降的方法，测量出点C和C’点的坐标。7.根据权利要求1所述的激光直接测量路基沉降的方法，其中待测点沉降的计算公式为 |c-c’ |=cc’。
【专利摘要】一种激光直接测量路基沉降的方法，包括如下步骤：设定固定的参考位置A点和B点，A和B点位于参考平面上竖立的标尺上；设定待测路基位置C点，C点位于位于待测路基上固定的竖立的标尺上；分别测量固定参考点A点和B点的坐标位置，以及A、B点之间的距离AB；分别测量固定点A和B到C的距离AC和BC；路基发生沉降后，C点移动到C’点，分别测量固定点A和B到C’点的距离AC’和BC’；根据步骤2和3得到的距离AB、AC和BC，因而在三角形ABC中三条边已知，可得到C点的坐标位置；根据步骤2和4得到的距离AB、AC’和BC’，因而在三角形ABC中三条边已知，可得到C点的坐标位置；根据步骤5和步骤6得到的C和C’点的坐标位置，得到CC’的距离，即路基沉降值。
【IPC分类】G01C5/00
【公开号】CN105547243
【申请号】CN201510941291
【发明人】杨盈莹, 林学春, 杨松, 李备
【申请人】中国科学院半导体研究所
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月16日