高速铁路轨道测量系统研究.doc

摘 要
目前我国正在大规模建设高速客运专线,客运专线将广泛采用当代铁路建设的新技术和新成果，新建高速客运专线,对于铁路建设者的管理、设计、建造技术和施工部门来说，都是一个全新的课题，高速铁路建设没有成功的经验可以利用，高速铁路轨道测量在我国更是没有先例。因此,作为初始轨道建设技术关键和运营管理基础的轨道测量系统正是目前高速铁路建设阶段所面临的挑战性问题，探讨可行的轨道测量方法势在必行。
论文首先论述了轨道测量的基础部分,即高速铁路控制网的布设,平面测量控制网分三级布设，第一级为ＧPS基础平面控制网CＰI,第二级为线路控制网CＰII，，控制网由CＰI、CＰIＩ、CPIII和大地水准点组成。
根据高速铁路轨道测量质量精度要求、特点及重要性，研究了先进的测量设备和测量方法,即轨检小车测量系统，其功能是及时准确地提供铺设轨道所需要的轨道位置、高程及轨道几何状态等参数，,在高精度全站仪配合下,使用自由设站，根据CPＩIＩ进行定位，采用配合全站仪的测量系统来计算轨道平面位置和高程的偏移量,高精度传感器记录超高、轨距等轨道几何状态参数，整个设备都固定在轨检小车上，系统由电脑控制。
为了适应和促进国民经济发展,必须大力增加铁路运输能力。这方面除了修建新线之外,对既有线进行技术改造,充分其挖掘潜能，也是一种有效的措施。论文的最后一部分实现了用坐标法复测既有线的目的，其目的是对其现状作详细的测绘和调查,把其现状准确地反映出来，为
既有铁路的运营管理、养护、技术改造、改建和增建第二线提供资料，把线路整正到圆顺状态。利用坐标法实测的坐标计算出正矢变化图,从而选出圆曲线上点，，最后计算出相应各测点的拨道量，及特征点的里程和坐标。
【关键词】：　轨道几何状态,轨道测量,自由设站,轨检小车，复测既有线
目 录
摘 要 I
AｂstｒactﻩIＩ
第1章 绪论 １

高速铁路轨道测量的重要性ﻩ2
高速铁路轨道测量的意义 ３
1．4 高速铁路轨道测量的特点ﻩ3
．1 轨道测量的高精度要求ﻩ4
1。 高速铁路轨道的高平顺性要求 5
１。５ 轨检小车测量系统的研究意义 ６
1．6 本文研究的主要内容 ７
第2章 高速铁路工程控制网的布设ﻩ9
2．1 铁路工程测量概述 9
高速铁路控制网的布设ﻩ9
2。 高速铁路测量控制网布设原则 １0
　平面测量控制网布设ﻩ11
2。2．3 平面控制网的测量方法ﻩ13
２．2。4　高程控制测量ﻩ１５
第3章 轨检小车测量系统用于高速铁路轨道测量ﻩ17
3．1 高速铁路轨道测量设备发展状况ﻩ１7
3．２ 轨检小车测量系统介绍 1８
3。 轨检小车测量系统的构成及原理ﻩ1９
3．2。2 轨检小车测量系统的性能 20
3．3。3 轨距测量原理ﻩ21
３。3。４　超高测量原理 23
3。 里程传感器的等间距采样ﻩ24
3。 轨道中线坐标的计算 25
3．3　轨检小车测量系统用于轨道测量 ２5
3。３。１ 轨道测量的任务 ２6
轨道测量的作业方法ﻩ２７
３。４ 全站仪自由设站原理和实现 2８
近似坐标的计算和数据的自动采集ﻩ２9
。2 以方向为观测值列误差方程 ３1
3．4．3　以边长为观测值列误差方程ﻩ３2
3。 平差计算和自由设站精度分析 33
3。4。5 三角高程法测量原理ﻩ３5
37
3。4。7　自由设站的优点ﻩ39
3。5 自由设站的计算实例 39
3．6 坐标推算线路里程及中线偏移量 44
3。 圆曲线段里程和中线偏移量的算法 4６
3．4。2 缓和曲线段里程和中线偏移量的算法 4６
３。4。3 缓和曲线段和圆曲线段的判别及操作步骤ﻩ48
第4章　极坐标法复测既有铁路线路 50
复测既有铁路线路的意义ﻩ50
既有线路测量的主要内容和方法 5１
４。2．1 复测既有曲线的主要方法ﻩ52
4。2．２ 偏角法和矢距法 52
４。
4．２．4 GＰS－ＲＴK法ﻩ５4
４。３ 圆曲线参数的拟和算法 5４
．１　坐标法计算原理ﻩ55
4。3。２ 解析法优化圆曲线半径和圆心ﻩ5６
4。 最小二乘法拟和圆曲线半径和圆心ﻩ58
曲线的整正和参数的优化 ６0
4。4．1优化