專利名稱：測定一段軌道實際位置誤差的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測定一段軌道實際位置與規(guī)定位置之間誤差的方法，其中在一段待測量的軌道兩個終點(diǎn)上放置一個在軌道上可行駛的第一測量單元和另一個第二測量單元，并標(biāo)定其相對于軌道基準(zhǔn)點(diǎn)的方位，而第二測量單元則是從一個起點(diǎn)向第一測量單元方向步進(jìn)地駛向終點(diǎn)，每次為進(jìn)行測量過程而中斷行駛時，對軌道實際位置的測量數(shù)據(jù)和規(guī)定位置的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，接著算出相應(yīng)的差值，也可在必要時將其存儲，本發(fā)明還涉及實施該方法的裝置。
“ETR-鐵路技術(shù)展望”雜志39卷1990年第4期第202和203頁描述了一些測定一段軌道實際位置與其規(guī)定位置之間誤差的測量機(jī)械。在一個設(shè)于軌道基準(zhǔn)點(diǎn)的稱為激光發(fā)射車的測量單元和另一個連續(xù)駛向該激光發(fā)射車的稱為測量車的測量單元之間有一個激光束被用作基準(zhǔn)弦。此時測量相對于激光基準(zhǔn)弦的矢高，使之?dāng)?shù)字化存在一臺計算機(jī)內(nèi)。再通過測量與軌道基準(zhǔn)點(diǎn)的側(cè)向距離，就可以確定與規(guī)定位置的差值，然后算出要作的移軌量和升軌量，這些應(yīng)做為道床搗固機(jī)主計算機(jī)ALC的輸入數(shù)據(jù)。由于需要產(chǎn)生激光束形式的基準(zhǔn)弦，對激光束進(jìn)行必要的掃描而言，是用一個激光接收器來限制激光發(fā)射車和測量車之間的距離。
由“鐵路軌道和結(jié)構(gòu)”雜志1990年5月第21頁已知，一個軌道的基準(zhǔn)點(diǎn)可以借助于一個衛(wèi)星接收器來測定。這種GPS(全球定位系統(tǒng))衛(wèi)星接收器處理測量衛(wèi)星的方位電報信號，并且設(shè)于一輛鐵路公路兩用車上，使該車在軌道上駛向各個要測量的軌道基準(zhǔn)點(diǎn)。
本發(fā)明的任務(wù)就在于提出一種開頭所述的測定方法以及實施該方法的一種裝置，用該方法時為得到經(jīng)濟(jì)的工作方式，可使兩個測量單元相距較遠(yuǎn)，同時測出的校正值具有較高的精確度。
按本發(fā)明實施上述任務(wù)的技術(shù)措施是，a)通過接收測量衛(wèi)星的方位電報信號，在一個坐標(biāo)系內(nèi)確定兩個測量單元的相互方位，b)每當(dāng)?shù)诙y量單元由于接收測量衛(wèi)星的另一個方位電報信號而中斷行駛時，能確定測量單元的相對方位變化。通過將上述測量步驟組合起來，并利用最新的測量方法，可使測定所需移軌量的測量過程大為簡化，因為現(xiàn)在可以將兩個測量單元相互布置得較遠(yuǎn)，使花費(fèi)在起點(diǎn)或終點(diǎn)上校準(zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn)的時間可以大大縮短。一個特別的優(yōu)點(diǎn)還在于兩個測量單元之間不再需要光學(xué)直視通信，因此例如對位于路塹內(nèi)彎曲的軌道段，也可以順利地進(jìn)行測量。因為兩個測量單元的相互位置測定實際上是用同一方位電報信號進(jìn)行的，所以測量單元的相對標(biāo)高和相對方向位置具有很高的相對精確度，而與方位電報信號的絕對精確度完全無關(guān)。因為起點(diǎn)和終點(diǎn)對位于該處的軌道基準(zhǔn)點(diǎn)的絕對位置是已知的，從而可以將包括兩個測量單元的坐標(biāo)系中所測定的相對標(biāo)高值和相對側(cè)向位置值順利地?fù)Q算成精確的絕對值。因為現(xiàn)在不需要激光束形式的基準(zhǔn)弦，所以測量過程可以有利地進(jìn)行，也不受壞氣候的影響。
本發(fā)明方法的一個進(jìn)一步構(gòu)型是，a)用存入計算機(jī)的給定軌道位置數(shù)據(jù)通過計算測定要測量的軌道區(qū)段在其垂直和水平兩個面上規(guī)定位置的曲率分布(Krümmungsverlauf)，然后用計算方法將其布設(shè)在相對于規(guī)定位置標(biāo)定的起點(diǎn)和終點(diǎn)之間，b)通過接收測量衛(wèi)星的一個方位電報信號確定兩個測量單元在一個坐標(biāo)系中的相對位置，并在每次檢測實際位置的測量過程中確定要從起點(diǎn)駛到終點(diǎn)的測量單元在該坐標(biāo)系中的方位變化，和c)通過求出計算測定的規(guī)定位置和各個測量點(diǎn)檢測的實際位置之間的差值，計算配給這些測量點(diǎn)的移軌量。上述方法還具有的優(yōu)點(diǎn)是，使測量點(diǎn)之間的距離可以任意選用，而和按軌道布置圖的矢高分布無關(guān)。
本發(fā)明還涉及一種測定一段軌道實際位置與規(guī)定位置之間誤差的裝置，該裝置具有兩個實施如下所述方法的測量單元測量一段軌道實際位置與規(guī)定位置之間誤差的方法，其中在一段要測量的軌道的兩個終點(diǎn)上設(shè)置一個在軌道上可行駛的第一測量單元和另一個第二測量單元，并標(biāo)定其相對于軌道基準(zhǔn)點(diǎn)作為軌道實際位置的方位，第二測量單元則是從一個起點(diǎn)向第一測量單元方向步進(jìn)地駛向終點(diǎn)，每次為進(jìn)行測量過程而中斷行駛時，對軌道實際位置的測量數(shù)據(jù)和規(guī)定位置的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，接著算出相應(yīng)的差值，必要時可將其存儲，通過接收測量衛(wèi)星的方位電報信號在一個坐標(biāo)系內(nèi)確定兩個測量單元的相互方位，每當(dāng)?shù)诙y量單元由于接收測量衛(wèi)星的另一個方位電報信號而中斷行駛時(此時其測量行駛方向朝向第一測量單元)，能確定測量單元的相對方位變化。依上述方法的測量單元則各具有一個在軌道上可支承在有輪緣車輪上的測量架以及一個行駛傳動機(jī)構(gòu)，該裝置對每個測量單元設(shè)有一個為接收測量衛(wèi)星方位電報信號而設(shè)的衛(wèi)星接收器。這種裝置在結(jié)構(gòu)上較易實施，實際上可用于全自動軌道測量，因此就可以排除由于使用不當(dāng)或操作草率引起的測量結(jié)果誤差。通過上述兩個測量單元上分別設(shè)置衛(wèi)星接收器就有可能進(jìn)行具有高測量精度的相對測量，該測量和絕對方位確定精度無關(guān)。由于使用兩個相互獨(dú)立可行駛的測量單元本來是和以前所用的現(xiàn)有技術(shù)相同的，因此該裝置就可以有利的方式?jīng)]有限制地有助于用來實施迄今已知的方法，例如假如在一個隧道內(nèi)或因接觸網(wǎng)有干擾使其和測量衛(wèi)星不可能取得聯(lián)系時。
按另一結(jié)構(gòu)，至少對一個測量單元配有一臺計算機(jī)，該計算機(jī)用于輸入規(guī)定位置數(shù)據(jù)，然后用這些數(shù)據(jù)通過計算測定軌道曲率的給定分布。
在另一個結(jié)構(gòu)中，衛(wèi)星接收器是通過一個傳動裝置可轉(zhuǎn)動地裝在測量單元的測量架上。因此可使與該接收器連接的天線調(diào)到相應(yīng)最有利的位置上，以便有盡可能好而且不受干擾的接收。
按照另一個結(jié)構(gòu)，一個接收器天線是通過傳動裝置可偏轉(zhuǎn)地裝在衛(wèi)星接收器或測量架上。因而可以具有的優(yōu)點(diǎn)是，例如一種因橫向傾斜或一種不良的軌道位置而引起的天線相對于鋼軌的傾斜，可以通過相應(yīng)的相反方向傾斜來補(bǔ)償。
在一個變型方案中，對測量單元設(shè)置一個檢測垂直于軌道中心線走向的橫向傾斜以及一個檢測軌道縱向走向的縱向傾斜的測斜器。此外，還設(shè)有將天線自動偏轉(zhuǎn)到一個垂直位置上的天線偏轉(zhuǎn)傳動裝置，可以通過兩個和傾斜誤差有關(guān)的測斜器來控制。因此，不準(zhǔn)確的天線位置是可以自動計算的，并且可以借助于天線傳動裝置來補(bǔ)償。
按照一個進(jìn)一步的構(gòu)型，對至少一個測量單元設(shè)置一個可繞一個垂直和水平軸線偏轉(zhuǎn)的、并為檢測偏轉(zhuǎn)角與兩個測角器相連接的激光發(fā)射器。在另一種結(jié)構(gòu)中，對至少一個測量單元設(shè)置一個激光接收器。因此，在設(shè)置測量單元后就可在待測量的軌道區(qū)段終點(diǎn)，借助于激光發(fā)射器精確測定測量單元到一個基準(zhǔn)點(diǎn)的距離。從而使以經(jīng)濟(jì)方式投入一個專門的測量隊去進(jìn)行對該基準(zhǔn)點(diǎn)的測量成為多余。
在一個有利的結(jié)構(gòu)中，兩個測量單元中的一個按搗固機(jī)作業(yè)和測量方向設(shè)置在搗固機(jī)的前面，并且與該搗固機(jī)相連接。本發(fā)明的一個進(jìn)一步構(gòu)型是，為了能斷續(xù)移動，測量單元構(gòu)造得可通過一個傳動裝置對搗固機(jī)縱向移動。這就使應(yīng)用本發(fā)明的方法和使用搗固機(jī)相結(jié)合成為可能，此時由設(shè)在前面測量單元測定的移軌量立即經(jīng)無線電傳輸?shù)綄壍牢恢眠M(jìn)行相應(yīng)校正的搗固機(jī)上。由于測量單元相對于搗固機(jī)的縱向移動，使該搗固機(jī)可以完全自由地用于連續(xù)的向前行駛作業(yè)，而直接設(shè)在前面的、進(jìn)行各個測量過程的測量單元則可就地停止而進(jìn)行測量作業(yè)。
最后，按照本發(fā)明另一個變型方案，行駛傳動機(jī)構(gòu)和激光發(fā)射器以及一個與該激光發(fā)射器相連接的電視攝象機(jī)和兩個其他的用于視頻技術(shù)掃描、分別對準(zhǔn)一鋼軌、并設(shè)置在至少一個測量單元上的電視攝象機(jī)均設(shè)計成可以遙控的。因此，在作業(yè)方向最前面的測量單元(例如按前面所述)和一臺搗固機(jī)聯(lián)合使用，就可用搗固機(jī)前駕駛室控制測量單元的行駛和對其進(jìn)行調(diào)整。
下面借助于附圖所示的實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。其中

圖1表示兩個放置在一段待測量軌道起點(diǎn)和終點(diǎn)上的測量單元簡示側(cè)視圖，上述測量單元各設(shè)有一個衛(wèi)星接收器;
圖2表示兩個測量單元的俯視圖;
圖3表示利用矢高測出所需移軌量的軌道實際走向和規(guī)定走向的示意圖;
圖4表示一個測量單元的放大詳圖，該測量單元對于一個衛(wèi)星接收器還附設(shè)有一個激光發(fā)射器;
圖5表示按圖4所示測量單元的俯視圖;
圖6表示一臺搗固機(jī)的部分側(cè)視圖，該搗固機(jī)依其作業(yè)方向前端與一個具有一個衛(wèi)星接收器的測量單元相連接;
圖7-10表示說明測定軌道校正值的計算過程的不同曲線圖。
如圖1和2所示，裝備最簡單的、并且相互間隔距離約為1000米的測量單元1、2各由一個測量架3構(gòu)成，該測量架借助于一個傳動裝置4和帶有輪緣車輪5可以在一條軌道6上行駛。為了將各個位于測量架3的兩側(cè)上帶有輪緣車輪5壓緊在線路6的左或右鋼軌上，設(shè)有一個已為公知的壓緊裝置7。對每個測量單元1、2設(shè)有一個帶有天線9的衛(wèi)星接收器8。測量單元1具有一個無線電裝置，該裝置將由測量衛(wèi)星接收來的位置數(shù)據(jù)傳送到一個位于另一測量單元上的計算機(jī)10。該計算機(jī)是為輸入給定軌道數(shù)據(jù)以及為用上述給定數(shù)據(jù)計算測定軌道6的曲率分布而設(shè)的。
為了測定一段軌道的實際位置與其規(guī)定位置之間的誤差，將兩個測量單元1、2架設(shè)在一段要測量的軌道兩個端點(diǎn)上。上述也稱為起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置是在一個軌道布置圖上準(zhǔn)確標(biāo)定的軌道基準(zhǔn)點(diǎn)11。將相應(yīng)的測量單元1、2壓緊在線路6的任一條鋼軌上以后，測定一個在測量單元1、2上的零點(diǎn)相對于軌道基準(zhǔn)點(diǎn)11的高度位置和側(cè)向位置。因此，待測量軌道區(qū)段的起點(diǎn)和終點(diǎn)實際位置，在各自位置上相對于按軌道布置圖的規(guī)定位置是完全確定的。借助于一個由兩個衛(wèi)星接收器8接收的方位電報信號構(gòu)成一個地面坐標(biāo)系，通過該坐標(biāo)系就可準(zhǔn)確地確定兩個衛(wèi)星接收器8相互間的相對位置。因為衛(wèi)星接收器在起點(diǎn)和終點(diǎn)的絕對位置也是已知的，所以該地面坐標(biāo)系中的每個位置也就完全可以確定。
在處于起點(diǎn)的終點(diǎn)之間的軌道區(qū)段其軌道幾何圖形的給定數(shù)據(jù)輸入計算機(jī)10以后計算其相對于規(guī)定位置的曲率分布，并且如以后還要詳述的那樣，用計算方法布設(shè)在起點(diǎn)和終點(diǎn)之間。在下一步使位于起點(diǎn)的測量單元2相對于原地不動、位于終點(diǎn)的測量單元1行駛到下一測量點(diǎn)。在該測量點(diǎn)上借助于另一個方位電報信號來測定測量單元2在所述地面坐標(biāo)系內(nèi)相對于第二測量單元1的方位變化。緊接著通過將該確定軌道實際位置的方位和用于該測量點(diǎn)、由給定數(shù)據(jù)用計算機(jī)算出、并換算成地面坐標(biāo)系中規(guī)定位置的方位相減來計算移軌和軌高校正值，并且結(jié)合測量點(diǎn)和起點(diǎn)之間的距離值存儲。
但按照另一個可行實施方案也可以經(jīng)無線電直接將這些數(shù)據(jù)傳遞到一臺在后面相距較遠(yuǎn)進(jìn)行作業(yè)的搗固機(jī)上。那些測定的移軌及軌高校正值在該搗固機(jī)上借助于一個計算機(jī)存儲。搗固機(jī)的起撥軌機(jī)組一俟到達(dá)相當(dāng)于上述存儲校正值的、由計程裝置測定的測量點(diǎn)上，即自動地控制起撥軌傳動機(jī)構(gòu)，以使該軌道提升到所要求的規(guī)定位置上。
在結(jié)束整個軌道區(qū)段的測量后，最好是遙控測量單元1駛到下一個測量點(diǎn)，那時在相對于絕對位置已知的起點(diǎn)和終點(diǎn)上重復(fù)進(jìn)行上述方位確定，并求出軌道實際位置和規(guī)定位置之間的差值。各個測量點(diǎn)之間的距離以相當(dāng)于軌道布置圖中規(guī)定的矢高距離為宜。但也可以選成任意的距離。
不用由給定數(shù)據(jù)來計算軌道走向時，也有可能借助于已知的、而且換算到地面坐標(biāo)系中軌道基準(zhǔn)點(diǎn)的位置構(gòu)成一個虛設(shè)的輔助弦以根據(jù)該弦來計算矢高。緊接著通過將給定矢高和實際矢高相比較計算移軌和軌高校正值。
圖7表示一個軌道彎道的曲率圖，基中R是指曲率半徑，而U則指軌道中心線。
在圖8中示有由曲率圖的積分形成的角度圖，其中β表示坡度。
圖9表示如何將給定曲線或軌道中心線通過坐標(biāo)變換轉(zhuǎn)為笛卡爾坐標(biāo)系。用標(biāo)號36表示一些軌道實際位置的單個測量點(diǎn)。虛線表示軌道的規(guī)定位置。
在圖10中示有軌道基準(zhǔn)點(diǎn)11處移軌量的重疊情況。用括號37表示總移軌量。
下面對計算移軌及軌高校正值作補(bǔ)加說明。規(guī)定的幾何圖形走向在鐵路常用的曲線一覽表上用曲率分布表示。整個彎道的曲率為常數(shù)值1/R(R為半徑)。通過對曲率圖的積分得到一個所謂的角度圖(參閱圖8)。若要得到以笛卡爾坐標(biāo)表示的坐標(biāo)圖，則應(yīng)進(jìn)行所謂的測設(shè)(由于軌道坐標(biāo)u是彎曲的)，逐步地在笛卡爾坐標(biāo)(x，y)中組成坐標(biāo)圖。這一點(diǎn)用計算機(jī)可以很簡單地通過數(shù)字方式在u是連續(xù)的情況下進(jìn)行。用這種方法得出的坐標(biāo)圖就可以通過坐標(biāo)變換(見圖9)使起點(diǎn)和終點(diǎn)變換成位于新坐標(biāo)系的x軸上。對通過衛(wèi)星接收器測定的實際位置也做上述處理。圖9和10說明由測定的實際值和計算的規(guī)定值可以很簡單地求出移軌和軌高校正值。圖10表示對上述移軌量還要加上在同一基準(zhǔn)點(diǎn)11上需要的移軌量。在軌道基準(zhǔn)點(diǎn)11處的移軌量(△VMj)通過對軌道實際距離和標(biāo)定的規(guī)定距離相比較進(jìn)行測量并求出。這一點(diǎn)可以借助于測桿由人工進(jìn)行，或如上所述用一種基準(zhǔn)點(diǎn)測量儀來進(jìn)行。
圖3的示意概圖表示在一段處于兩個軌道基準(zhǔn)點(diǎn)11之間需要測量的軌道中其軌道的實際位置為12，而規(guī)定位置則為13。按照開頭所述的現(xiàn)有技術(shù)在絕對位置上，即借助于軌道基準(zhǔn)點(diǎn)11確定的、需要測量軌道區(qū)段的起點(diǎn)A和終點(diǎn)B之間，設(shè)一個激光基準(zhǔn)弦C。在各個測量點(diǎn)E上測定軌道實際位置對激光基準(zhǔn)弦C的誤差。由于該激光基準(zhǔn)弦C對軌道布置圖上的弦F其位置是已知的，因而可以根據(jù)弦F與軌道實際位置之間所確定的差值來計算需要的軌道校正值。本發(fā)明的方法與上述公知方法的區(qū)別在于如前所述不必設(shè)激光基準(zhǔn)弦作為輔助手段，因為各個測量點(diǎn)上的方位變化可以通過衛(wèi)星接收器來確定。
圖4和5中示有測量單元2的另一實施例，其中與圖1和2相同的部件標(biāo)以同一個標(biāo)號。衛(wèi)星接收器8設(shè)在測量架3上可以通過一個傳動裝置14轉(zhuǎn)動，并與天線9相連接，天線又固定在接收器8上可以通過傳動裝置15偏轉(zhuǎn)。測量架3上設(shè)有兩個測斜器16、17，上述測斜器分別是為檢測垂直于軌道中心線或軌道縱向走向的傾斜度而設(shè)的。根據(jù)兩個測斜器16、17測定的傾斜誤差控制傳動裝置15，以便將天線9自動地偏轉(zhuǎn)到垂直位置上。除衛(wèi)星接收器8外在測量架3上還附設(shè)有一個激光發(fā)射器18。該激光發(fā)射器18設(shè)成可相互無關(guān)地分別繞一個垂直軸線19和一個水平軸線20偏轉(zhuǎn)，同時與兩個測角器21、22相連接，以檢測相應(yīng)的偏轉(zhuǎn)角α或β。為使激光發(fā)射器18繞上述軸線19、20偏轉(zhuǎn)，設(shè)有可遙控的傳動裝置23、24。一個與該激光發(fā)射器18相連接的瞄準(zhǔn)望遠(yuǎn)鏡25在其目鏡范圍內(nèi)與一臺電視攝象機(jī)26相連接。另有兩臺電視攝象機(jī)27與測量架3相連接，以便用視頻技術(shù)對一個位于軌底的軌道基準(zhǔn)點(diǎn)28進(jìn)行掃描。
為測量一段軌道，將兩個測量單元1、2駛向起點(diǎn)，其中只有按作業(yè)方向在前面的測量單元裝有一個激光發(fā)射器18。此時，前面的測量單元1一直駛到由相應(yīng)的電視攝象機(jī)27認(rèn)定測量架3上的標(biāo)志與一個軌道基準(zhǔn)點(diǎn)位置相一致為止。啟動一個相應(yīng)的傳動裝置，使相應(yīng)的壓緊裝置7壓靠在鋼軌外側(cè)，以消除輪緣和鋼軌之間的游隙。下一步通過電視攝象機(jī)26和瞄準(zhǔn)望遠(yuǎn)鏡25瞄準(zhǔn)軌道基準(zhǔn)點(diǎn)11，然后在考慮到通過上述兩個測角儀21、22檢測到激光發(fā)射器18與規(guī)定位置的誤差情況下，測量對上述軌道基準(zhǔn)點(diǎn)11的實際位置，并輸入計算機(jī)10。最后，將前面測量單元1駛向待測量軌道區(qū)段的終點(diǎn)，同樣以上述方式測定對相應(yīng)軌道基準(zhǔn)點(diǎn)的實際位置。在此期間，后面的第二測量單元2駛向在其實際位置事先設(shè)定的起點(diǎn)，并通過壓緊裝置7將其靠緊在相應(yīng)的基準(zhǔn)鋼軌上。由兩個測量衛(wèi)星接收器8接收測量衛(wèi)星發(fā)來的位置電報信號以開始對圖1和2所述及的測量過程。
為使全球定位系統(tǒng)的天線9具有盡量好而無干擾的接收性能，必須借助于傳動裝置14使該天線對準(zhǔn)衛(wèi)星。在測定測量點(diǎn)相應(yīng)坐標(biāo)的同時，也可以測定所需的天線9調(diào)整值。因此可使天線9自動地對準(zhǔn)衛(wèi)星。除需將全球定位系統(tǒng)的坐標(biāo)系換算成鐵路常用的坐標(biāo)系(要是進(jìn)行絕對測量)以外，還必須補(bǔ)償因天線相對于鋼軌傾斜可能出現(xiàn)的積累誤差。當(dāng)測量單元1、2分別位于超高和縱向坡度上，就會出現(xiàn)上述積累誤差。這兩個數(shù)值由兩個測斜器16、17檢測，例如用精密電子擺或傾角儀檢測，并以此算出天線9的位置誤差。借助于傳動裝置15可以補(bǔ)償相應(yīng)的位置誤差。另一可能方案是重新調(diào)整垂直于接觸面的接收中心線?；谏鲜鲈?，在任何情況下應(yīng)將天線9盡量靠近鋼軌頂面設(shè)置。
由于受到目前所需全球定位系統(tǒng)的限制(例如與測量衛(wèi)星的光學(xué)直視通信，因接觸網(wǎng)形成的干擾等)，最好是按現(xiàn)有技術(shù)使測量單元能輔助形成一個激光基準(zhǔn)弦。為此在一個測量單元上可以使用前面所述的激光發(fā)射器18，而在另一測量單元上裝設(shè)激光接收器。
如圖6所示，圖4和5所述的測量單元1在作業(yè)方向前端與搗固機(jī)29相連接。該測量單元1通過一個傳動裝置30可以縱向移動地與搗固機(jī)29相連接，代替使測量單元1縱向移動的傳動裝置4。該搗固機(jī)以公知的方式設(shè)有調(diào)平與整直參照系統(tǒng)31，搗固機(jī)構(gòu)32，直接位于搗固機(jī)構(gòu)前方的測量軸33及起撥軌機(jī)組。
類似于對圖1和2或圖4和5所述的情況，使與搗固機(jī)29連接在一起的測量單元1走在前面，以測定所需的軌道校正值，此時第二測量單元2則被固定地放置在要測量軌道段的終點(diǎn)，按作業(yè)方向大約位于搗固機(jī)前面1000米處。第一測量單元1借助于傳動裝置30移到最前面用點(diǎn)劃線所示的終端位置，并且通過壓緊裝置7壓緊，將其暫時固定地設(shè)置在相應(yīng)的基準(zhǔn)鋼軌上，而通過搗固機(jī)29進(jìn)行的搗固作業(yè)則不受影響，此時傳動裝置30處于浮動位置。在測量單元1的位置原地不變的情況下，按上述方法通過方位電報信號來確定相對的實際位置。方位確定好后，又借助于傳動裝置30向下一個測量點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)推移。根據(jù)算出實際位置與規(guī)定位置的誤差，使搗固機(jī)29的調(diào)平和整直參照系統(tǒng)31的弦34可以直接設(shè)在軌道的規(guī)定位置上。兩個測量單元的衛(wèi)星接收器中的數(shù)據(jù)可用無線電傳輸?shù)綋v固機(jī)29的計算機(jī)中。
上述圖6所述方案的另一變型是設(shè)置一定數(shù)量固定的、絕對準(zhǔn)確地校準(zhǔn)的衛(wèi)星接收器來替代以前常用的軌道基準(zhǔn)點(diǎn)。對于這些固定的衛(wèi)星接收器來說，實際上可以將借助于與搗固機(jī)連接的測量單元1上的衛(wèi)星接收器測定的相對位置換算成絕對坐標(biāo)。此時采用逐點(diǎn)測量。由于這些點(diǎn)的規(guī)定位置也是用絕對坐標(biāo)表示的，因而可以直接給出移軌和軌高的校正值。
用標(biāo)號35表示一個直接固定在測量軸33上的衛(wèi)星接收器。該衛(wèi)星接收器在搗固機(jī)29進(jìn)行作業(yè)時不斷地確定位于測量軸33范圍內(nèi)軌道段其方向和高度的絕對位置。這樣就可以直接通過測出的絕對規(guī)定位置與實際位置之間的誤差來控制直接設(shè)在搗固設(shè)備32前面的起撥軌機(jī)組。
如果出于速度原因不能連續(xù)地測定絕對的實際位置，則可在作業(yè)過程開始前確定該位置，然后算出移軌和升軌的校正值，并加以儲存。接著將其轉(zhuǎn)到軌道中?；诮^對測量和實際位置可能出現(xiàn)大的誤差(例如長距離的高度誤差)，因此必須檢查起撥軌值在實際上的可行性。至于超出預(yù)定極限值時，其處理方法則可以事先規(guī)定。
權(quán)利要求
1.測定一段軌道實際位置與規(guī)定位置之間誤差的方法，其中在一段要測量的軌道的兩個終點(diǎn)上設(shè)置一個在軌道上可行駛的第一測量單元和另一個第二測量單元，并標(biāo)定其相對于軌道基準(zhǔn)點(diǎn)作為軌道實際位置的方位，第二測量單元則是從一個起點(diǎn)向第一測量單元方向步進(jìn)地駛向終點(diǎn)，每次為進(jìn)行測量過程而中斷行駛時，對軌道實際位置的測量數(shù)據(jù)和規(guī)定位置的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，接著算出相應(yīng)的差值，必要時可將其存儲，其特征在于a)通過接收測量衛(wèi)星的方位電報信號在一個坐標(biāo)系內(nèi)確定兩個測量單元的相互方位，和b)每當(dāng)?shù)诙y量單元由于接收測量衛(wèi)星的另一個方位電報信號中斷行駛時(此時其測量行駛方向朝向第一測量單元方向)，能確定測量單元的相對方位變化。
2.按權(quán)利要求1的方法，其特征在于a)用存入計算機(jī)的給定軌道位置數(shù)據(jù)通過計算測定待測量的軌道段在其垂直和水平兩個面上規(guī)定位置的曲率分布，然后用計算方法將其布設(shè)在相對于規(guī)定位置標(biāo)定的起點(diǎn)和終點(diǎn)之間，b)通過接收測量衛(wèi)星的一個方位電報信號確定兩個測量單元在一個坐標(biāo)系中的相對位置，并在每次檢測實際位置的測量過程中確定要從起點(diǎn)駛到終點(diǎn)的測量單元在該坐標(biāo)系中的方位變化，和c)通過求出計算測定的規(guī)定位置和各個測量點(diǎn)檢測的實際位置之間的差值，計算配給這些測量點(diǎn)的移軌值。
3.測定一段軌道實際位置與規(guī)定位置之間誤差的裝置，該裝置具有兩個實施按權(quán)利要求1方法的測量單元，而測量單元則各具有一個在軌道上可支承在有輪緣車輪上的測量架以及一個行駛傳動機(jī)構(gòu)，其特征在于，對每個測量單元(1、2)設(shè)有一個為接受測量衛(wèi)星方位電報信號而設(shè)的衛(wèi)星接收器(8)。
4.按權(quán)利要求3的裝置，其特征在于至少對一個測量單元(2)配有一臺計算機(jī)(10)，該計算機(jī)用于輸入規(guī)定位置數(shù)據(jù)，然后用這些數(shù)據(jù)通過計算測定軌道曲率的給定分布。
5.按權(quán)利要求3的裝置，其特征在于衛(wèi)星接收器(8)是通過一個傳動裝置(14)可轉(zhuǎn)動地裝在測量單元(1、2)的測量架(3)上。
6.按權(quán)利要求3的裝置，其特征在于接收器(8)的天線(9)是通過傳動裝置(15)可偏轉(zhuǎn)地裝在衛(wèi)星接收器(8)或測量架(3)上。
7.按權(quán)利要求3至6中任一項的裝置，其特征在于對測量單元(1、2)設(shè)置一個檢測垂直于軌道中心線走向的橫向傾斜以及一個檢測軌道縱向走向的縱向傾斜的測斜器(16、17)。
8.按權(quán)利要求7的裝置，其特征在于將天線(9)自動偏轉(zhuǎn)到垂直位置上的天線偏轉(zhuǎn)傳動裝置(15)，可以通過兩個測斜器(16、17)根據(jù)傾斜偏差量來控制。
9.按權(quán)利要求3至6中任一項的裝置，其特征在于對至少一個測量單元(1、2)設(shè)置一個可繞一個垂直和水平軸線(19、20)偏轉(zhuǎn)的、并為檢測偏轉(zhuǎn)角(α、β)與兩個測角器(21、22)相連接的激光發(fā)射器(18)。
10.按權(quán)利要求3至6中任一項的裝置，其特征在于對至少一個測量單元(1、2)設(shè)置一個激光接收器。
11.按權(quán)利要求3至6中任一項的裝置，其特征在于兩個測量單元(1、2)中的一個按搗固機(jī)作業(yè)和測量方向設(shè)在搗固機(jī)(29)的前面，并且與該搗固機(jī)相連接。
12.按權(quán)利要求11的裝置，其特征在于為了能斷續(xù)地移動，測量單元(1)構(gòu)造得可通過一個傳動裝置(30)對搗固機(jī)縱向移動。
13.按權(quán)利要求3至6中任一項的裝置，其特征在于行駛傳動機(jī)構(gòu)(4)和激光發(fā)射器(18)以及一個與該激光發(fā)射器相連接的電視攝象機(jī)(26)和兩個其他的用于視頻技術(shù)掃描、分別對準(zhǔn)一鋼軌、并設(shè)置在至少一個測量單元(1、2)上的電視攝象機(jī)(27)均設(shè)計成可以遙控的。
全文摘要
一種測定一段軌道實際位置與規(guī)定位置之間誤差的方法，在一段待測軌道兩個終點(diǎn)設(shè)置一可行駛的第一測量單元和另一第二測量單元，并標(biāo)定其相對于軌道基準(zhǔn)點(diǎn)的方位。第二測量單元從一起點(diǎn)向第一測量單元方向步進(jìn)地駛向終點(diǎn)，每次為進(jìn)行測量而中斷行駛時，對軌道實測數(shù)據(jù)和規(guī)定數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，算出相應(yīng)差值，必要時存儲。同時通過接收測量衛(wèi)星的方位電報信號確定兩個測量單元在一個坐標(biāo)系中的相對方位。在第二測量單元每次中斷行駛時能確定測量單元的相對方位變化。
文檔編號G01S19/51GK1068660SQ92105619
公開日1993年2月3日 申請日期1992年7月11日 優(yōu)先權(quán)日1991年7月12日
發(fā)明者J·福勒, B·利希特貝格 申請人:弗蘭茨普拉沙路軌機(jī)械制造工業(yè)股份有限公司