专利名称：既有线三维约束测量方法
技术领域：
本发明涉及一种测量方法，尤其涉及一种既有线三维约束测量方法。
背景技术：
既有线三维精测，是铁道部正在酝酿的一种既有线轨道测量技术发展思路。 在此之前，既有线采用相对不平顺检测技术，建立了相关的行业标准和设备体 系。而新建轨道已经在施工中提出并逐步建立了轨道三维定位测量技术体系。 但由于既有线工作在线路开通状态下，直接将新建轨道时采用的轨道三维测量 技术移植到既有线的养护维修测量将受到作业时间、效率和成本的巨大影响与 限制，无法在工程上得到认可和实施。
轨道三维定位测量系统是一种针对无砟轨道施工测量而开发的专业精调测
量系统，其核心技术是以轨道精测网为基准(CP3)，以具有自动跟踪、自动照 准和自动测量功能，能够进行远程遥控的高精度的全站仪为外部传感器，通过 全站仪测量绝对测量小车上布置的一个棱镜点的三维坐标，通过与小车其他内 部传感器测量信息进行融合，可获得轨道中线三维坐标。
轨道三维定位测量系统的典型工作流程为全站仪设站，定点或连续逐点 对轨道中线进行三维测量，移站，全站仪重新设站，重叠段测量，下一轮的定 点或连续逐点对轨道中线进行三维测量……。
既有线利用轨道桩等进行轨道控制，可采用一些简易的工具如巻尺、平尺 或带数字显示的激光测距仪等进行人工测量，但目前尚没有公开报道的数字化 的既有线三维约束测量小车产品。
发明内容
本发明的目的在于提供一种既有线三维约束测量方法，该测量方法快速、 设备操作便捷、价格低廉，可行性好，适应面广，可作为既有线日常养护维修 或经常保养时的轨道三维精测设备，可普及到线路车间。
本发明是这样来实现的，其特征是操作方法步骤为
3(1) 轨道约束桩设置在铁道线路沿线，与既有线三维测量基准网进行联
测联调；
(2) 将带轨道约束桩测量功能的轨检小车停靠在与轨道约束桩对应的轨 道标记点处，利用轨道约束桩测量装置测量轨检小车与轨道约束桩的相对位 置，同时利用轨检小车测量轨道的轨距和水平，通过计算机计算轨道中线与轨 道约束桩之间的横向偏距和垂向偏距；
(3) 根据轨道约束桩坐标与轨道线型参数，反算轨道中线实测坐标；
(4) 根据轨道线型参数，计算轨道中线实测坐标与中线理论坐标之间的 横向偏差和垂向偏差，并进行现场超限声光报警。
本发明所述的轨道约束桩测量装置，它包括轨检小车、水平测量装置、 轨距测量装置、约束测量支柱、拉线式位移传感器、测量线、轨道约束桩，其 特征是轨道约束桩设置在铁道线路沿线，铁道线路上安放轨检小车，轨检小车 上分别连接水平测量装置和轨距测量装置，轨检小车的一端连接直立的约束测 量支柱，约束测量支柱上连接一个滑动的拉线式位移传感器，经拉线式位移传 感器的导线轮牵出测量线连接至轨道约束桩的标记点上。
本发明所述的约束测量支柱由一端铰接在轨检小车上的约束测量摆杆代替。
本发明所述的约束测量支柱由带角度测量传感器的约束测量旋转头代替。
本发明所述的约束测量支柱上、下两端各连接一只拉线式位移传感器。 本发明所述的拉线式位移传感器由激光测距传感器代替。 本发明的优点是不需要全站仪，全套测量装置结构紧凑、操作简单、测 量效率高、环境与气候条件适应性好、成本低，满足既有线工务检查测量要求。
图l为本发明的结构示意图。
图2为本发明采用约束测量摆杆测距的结构示意图。
图3为本发明采用约束测量旋转头测距的结构示意图。
图4为本发明利用激光测距传感器测距的结构示意图。
在图中，1、轨检小车2、水平测量装置3、轨距测量装置4、约束测量 支柱5、上拉线式位移传感器6、下拉线式位移传感器7、测量线8、轨道约 束桩9、轨道10、约束测量摆杆11、约束测量旋转头12、激光测距传感器
具体实施例方式
如图l、图2、图3、图4所示，本发明是这样来实现的，它包括轨检小 车l、水平测量装置2、轨距测量装置3、约束测量支柱4、上拉线式位移传感 器5、下拉线式位移传感器6、测量线7、轨道约束桩8、轨道9约束测量摆杆 10、约束测量旋转头11、激光测距传感器12，其特征是轨道约束桩8设置在 铁道线路沿线，轨道9上安放轨检小车1，轨检小车1中端连接水平测量装置 2，轨检小车1的一端连接轨距测量装置3，轨检小车1的另一端连接直立的约 束测量支柱4，约束测量支柱4的上、下端分别连接上拉线式位移传感器5和 下拉线式位移传感器6，上拉线式位移传感器5和下拉线式位移传感器6分别 牵出测量线7连接轨道约束桩8的标记点上。
首先测量约束测量摆杆10上的拉线式位移传感器与轨道约束桩8的标记 点的距离，然后滑动约束测量摆杆10重新测量约束测量摆杆上拉线式位移传 感器与轨道约束桩8的标记点的距离，得出两个不同的距离数据后，结合轨检 小车1的水平测量装置2和轨距测量装置3测量数据，经坐标变换，得到轨道 中线的横向偏差和垂向偏差。轨检小车1上的约束测量旋转头11的一端旋转一定角度通过拉线式位移
传感器牵出测量线7测量约束测量旋转头11与轨道约束桩8的标记点的距离，并利用角度传感器测量出旋转角度，结合轨检小车的水平测量装置2和轨距测量装置3测量数据，经坐标变换，得到轨道中线的横向偏差和垂向偏差。
轨检小车1上的约束测量旋转头11的一端旋转一定角度通过激光测距传感器12测量约束测量旋转头11与轨道约束桩8的标记点的距离，并利用角度传感器测量出旋转角度，结合轨检小车的水平测量装置2和轨距测量装置3测量数据，经坐标变换，得到轨道中线的橫向偏差和垂向偏差。
权利要求
1、一种既有线三维约束测量方法，其特征是操作方法步骤为(1)轨道约束桩设置在铁道线路沿线，与既有线三维测量基准网进行联测联调；(2)将带轨道约束桩测量功能的轨检小车停靠在与轨道约束桩对应的轨道标记点处，利用轨道约束桩测量装置测量轨检小车与轨道约束桩的相对位置，同时利用轨检小车测量轨道的轨距和水平，通过计算机计算轨道中线与轨道约束桩之间的横向偏距和垂向偏距；(3)根据轨道约束桩坐标与轨道线型参数，反算轨道中线实测坐标；(4)根据轨道线型参数，计算轨道中线实测坐标与中线理论坐标之间的横向偏差和垂向偏差，并进行现场超限声光报警。
2、 根据权利要求1所述的既有线三维约束测量方法，所述的轨道约束 桩测量装置，它包括轨检小车、水平测量装置、轨距测量装置、约束测量支柱、 拉线式位移传感器、测量线、轨道约束桩，其特征是轨道约束桩设置在铁道线 路沿线，铁道线路上安放轨检小车，轨检小车上分别连接水平测量装置和轨距 测量装置，轨检小车的一端连接直立的约束测量支柱，约束测量支柱上连接一 个滑动的拉线式位移传感器，经拉线式位移传感器的导线轮牵出测量线连接至 轨道约束桩的标记点上。
3、 根据权利要求2所述的既有线三维约束测量方法，其特征是约束测量支柱由一端铰接在轨检小车上的约束测量摆杆代替。
4、 根据权利要求2所述的既有线三维约束测量方法，其特征是约束测量支柱由带角度测量传感器的约束测量旋转头代替。
5、 根据权利要求2所述的既有线三维约束测量方法，其特征是约束测量支柱上、下两端各连接一只拉线式位移传感器。
6、 根据权利要求2、 5所述的既有线三维约束测量方法，其特征是拉线 式位移传感器由激光测距传感器代替。
全文摘要
一种既有线三维约束测量方法，其特征是操作方法步骤为(1)轨道约束桩设置在铁道线路沿线，与既有线三维测量基准网进行联测联调；(2)将带轨道约束桩测量功能轨检小车停靠在与轨道约束桩对应的轨道标记点处，通过计算机测量并计算轨道中线与轨道约束桩之间的横向偏距和垂向偏距；(3)根据轨道约束桩坐标与轨道线型参数，反算轨道中线实测坐标；(4)根据轨道线型参数，计算轨道中线实测坐标与中线理论坐标之间的横向偏差和垂向偏差，并进行现场超限声光报警；本发明的优点是不需要全站仪，全套测量装置结构紧凑、操作简单、测量效率高、环境与气候条件适应性好、成本低，满足既有线工务检查测量要求。
文档编号E01B35/00GK101487211SQ20091011485
公开日2009年7月22日 申请日期2009年1月19日 优先权日2009年1月19日
发明者朱洪涛, 捷 陶 申请人:江西日月明铁道设备开发有限公司