CN109334706A - 卫星定位与惯导一体化的轨检小车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轨道的平顺性检测技术领域，具体涉及一种卫星定位与惯导一体化的轨检小车，包括T形车体，T形车体一侧固定轨枕识别器，T形车体底面的设置行走轮，对应行走轮安装轨距传感器和里程计，T形车体顶面设置3根天线柱，天线柱上固定卫星信号接收天线，每根卫星信号接收天线对应设有一台卫星接收机，T形车体的一条边顶面设置容置槽，容置槽内固温度传感器、卫星接收机、倾角传感器和供电电源，T形车体上还固定惯性导航***，前述各传感器、卫星接收机、惯性导航***、轨枕识别器和里程计均连接至处理单元。本发明增强轨检设备的抗干扰性，使其能全天候作业，不受环境影响，提高检测精度和检测效率。

Description

卫星定位与惯导一体化的轨检小车

技术领域

本发明涉及轨道的平顺性检测技术领域，具体涉及一种卫星定位与惯导一体化的轨检小车。

背景技术

现有的铁路轨道平顺性检测装置测量时建立在CPⅢ控制点的基础上，通过全站仪的角度和距离测量，在换算成线性偏差的间接测量。CPⅢ控制点是在铁路建设之初就设计在铁路两旁，间隔60米左右各一个，CPⅢ控制点上设置强制对中标志，是已知坐标点位。在检测时，在CPⅢ控制点上安置棱镜，然后在轨道架设全站仪，通过观测已知CPⅢ控制点坐标确定全站仪架站坐标，然后逐个轨枕观测轨检车上的棱镜，测量中线坐标，进而推算轨道平顺性参数。

由于CPⅢ控制点的精度就会影响检测精度，所以铁路运维方必须定期花大量的费用做CPⅢ控制点的精度复测，由于该技术采用的逐个轨枕检测，所以检测速度慢，效率低，一个作业小组，一个“天窗点”(4h)，至多只能测300m线路。另外，由于全站仪对环境条件的极度敏感性，测量时轨道几何状态测量仪(以下简称轨测仪)极易受外界环境，如温度、湿度、光线、能见度和风速等影响，致使测得的坐标值准确度虽然能够满足线路位置测量要求(±10mm)，但是不能满足轨道中、短波平顺性要求(≤2mm)。而且全站仪的高程测量精度很低，且测量结果不稳定。因此，目前采用的轨道测量方法难以满足运营时对轨道中、短波平顺性的测量要求。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于：提供一种卫星定位与惯导一体化的轨检小车，增强轨检设备的抗干扰性，使其能全天候作业，不受环境影响，提高检测精度和检测效率。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案为：

所述卫星定位与惯导一体化的轨检小车，包括T形车体，所述T形车体一侧固定轨枕识别器，T形车体底面的三端设置行走轮，任选一个行走轮连接里程计，任选一个行走轮安装轨距传感器，T形车体顶面的三端分别设置一根天线柱，天线柱上固定卫星信号接收天线，每根卫星信号接收天线对应设有一台卫星接收机，所述T形车体的一条边顶面设置容置槽，容置槽内固温度传感器、卫星接收机、倾角传感器和供电电源，T形车体上还固定惯性导航***，温度传感器、卫星接收机、倾角传感器、轨距传感器、惯性导航***、轨枕识别器和里程计通过接口控制单元连接至处理单元。

本发明在T形车体上安装三根卫星信号接收天线以及三套卫星接收机，通过安装在T形车体上的三根卫星信号接收天线接收卫星数据，然后在卫星接收机里做解析存储处理，三根卫星信号接收天线在T形车体上的相对位置固定已知，高精度惯性导航***记录T形车体在运动过程中得三维状态，通过轨距传感器实时记录T形车体在运动以及静止状态测量的轨距数据，倾角传感器测量T形车体在静止状态下的三维状态，温度传感器实时记录设备工作期间的环境温度，轨枕识别器实时记录T形车体在运动状态下经过的轨枕数，所有的数据都通过接口控制单元连接至处理单元进行后续处理，处理单元可采用平板电脑、笔记本电脑或PC机。

设备工作时，在标定好T形车体自身的倾角参数后，开始推动T形车体向轨检作业前进方向前进，在前进过程中，高精度惯性导航***实时记录T形车体的航向，侧倾，横滚三维状态，同时，配合卫星接收机记录的卫星定位数据、轨距传感器记录的运动状态下的实时轨距数据和轨枕识别器识别的轨枕数据可作为计算轨道的轨向、高低和超高参数和轨枕位置的原始数据，数据的采集不依赖CPⅢ控制点，提高了轨检作业精度，解决了CPⅢ控制点精度随时间变化导致轨检精度降低的问题。

其中，优选方案为：

所述容置槽中间位置通过横梁固定显示器支架，处理单元连接的显示器通过显示器支架固定；显示器支架一侧设置把手，显示器固定在把手旁边，便于推车时使用和查看显示器。

所述T形车体的两条边之间设置加强筋；所述加强筋上固定轨枕识别器。

上述温度传感器、卫星接收机、倾角传感器、轨距传感器、惯性导航***、轨枕识别器和里程计均采用市面现售产品。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明增强轨检设备的抗干扰性，使其能全天候作业，不受环境影响，提高检测精度和检测效率。采用卫星定位测量轨道绝对坐标，可以直接测量，不依赖CPⅢ控制点，提高了轨检作业精度，解决了CPⅢ控制点精度随时间变化导致轨检精度降低的问题，高精度惯性导航***记录T形车体在运动过程中得三维状态，通过轨距传感器实时记录T形车体在运动以及静止状态测量的轨距数据，倾角传感器测量T形车体在静止状态下的三维状态，温度传感器实时记录设备工作期间的环境温度，轨枕识别器实时记录T形车体在运动状态下经过的轨枕数，结合高精度惯导***装置记录轨检车三维数据进而通过高精度卫星定位设备计算的静止点坐标推算逐个轨枕坐标，不需要每个轨枕都要停止测量，大大提高了轨检作业效率。

附图说明

图1本发明结构图1。

图2本发明结构图2。

图中：1、T形车体；2、轨枕识别器；3、行走轮；4、天线柱；5、卫星信号接收天线；6、卫星接收机；7、容置槽；8、温度传感器；9、倾角传感器；10、供电电源；11、惯性导航***；12、横梁；13、显示器支架；14、把手；15、加强筋。

具体实施方式

实施例1：

如图1-2所示，所述卫星定位与惯导一体化的轨检小车，包括T形车体1，所述T形车体1一侧固定轨枕识别器2，T形车体1底面的三端设置行走轮3，任选一个行走轮3连接里程计，任选一个行走轮3安装轨距传感器，T形车体1顶面的三端分别设置一根天线柱4，天线柱4上固定卫星信号接收天线5，每根卫星信号接收天线5对应设有一台卫星接收机6，所述T形车体1的竖直边顶面设置容置槽7，容置槽7内固温度传感器8、卫星接收机6、倾角传感器9和供电电源10，T形车体1上还固定惯性导航***11，温度传感器8、卫星接收机6、倾角传感器9、轨距传感器、惯性导航***11、轨枕识别器2和里程计通过接口控制单元连接至处理单元，处理单元还连接显示器，轨距传感器和里程计因遮挡在图1和图2中并未体现。

其中，容置槽7中间位置通过横梁12固定显示器支架13，处理单元连接的显示器通过显示器支架13固定；显示器支架13一侧设置把手14，显示器固定在把手14旁边，便于推车时使用和查看显示器；T形车体1的两条边之间设置加强筋15；所述加强筋15上固定轨枕识别器2。

上述温度传感器8、卫星接收机6、倾角传感器9、轨距传感器、惯性导航***11、轨枕识别器2和里程计均采用市面现售产品。

本发明在T形车体1上安装三根卫星信号接收天线5以及三套卫星接收机6，通过安装在T形车体1上的三根卫星信号接收天线5接收卫星数据，然后在卫星接收机6里做解析存储处理，三根卫星信号接收天线5在T形车体1上的相对位置固定已知，高精度惯性导航***11记录T形车体1在运动过程中得三维状态，通过轨距传感器实时记录T形车体1在运动以及静止状态测量的轨距数据，倾角传感器9测量T形车体1在静止状态下的三维状态，温度传感器8实时记录设备工作期间的环境温度，轨枕识别器2实时记录T形车体1在运动状态下经过的轨枕数，所有的数据都通过接口控制单元连接至处理单元进行后续处理，处理单元可采用平板电脑、笔记本电脑或PC机，接口控制单元一般采用串口转网口模块，将各测量设备的测量信号通过串口转网口模块整合后发送至处理单元，串口转网口模块采用市面现售产品即可。

设备工作时，在标定好T形车体1自身的倾角参数后，开始推动T形车体1向轨检作业前进方向前进，在前进过程中，高精度惯性导航***11实时记录T形车体1的航向，侧倾，横滚三维状态，同时，配合卫星接收机6记录的卫星定位数据、轨距传感器记录的运动状态下的实时轨距数据和轨枕识别器2识别的轨枕数据可作为计算轨道的轨向、高低和超高参数和轨枕位置的原始数据，数据的采集不依赖CPⅢ控制点，提高了轨检作业精度，解决了CPⅢ控制点精度随时间变化导致轨检精度降低的问题。

Claims (6)

1.一种卫星定位与惯导一体化的轨检小车，其特征在于，卫星定位与惯导一体化的轨检小车，包括T形车体(1)，所述T形车体(1)一侧固定轨枕识别器(2)，T形车体()底面的三端设置行走轮(3)，任选一个行走轮(3)连接里程计，任选一个行走轮(3)安装轨距传感器，T形车体(1)顶面的三端分别设置一根天线柱(4)，天线柱(4)上固定卫星信号接收天线(5)，每根卫星信号接收天线(5)对应设有一台卫星接收机(6)，所述T形车体(1)的一条边顶面设置容置槽(7)，容置槽(7)内固定温度传感器(8)、卫星接收机(6)、倾角传感器(9)和供电电源(10)，T形车体(1)上还固定惯性导航***(11)，温度传感器(8)、卫星接收机(6)、倾角传感器(9)、轨距传感器、惯性导航***(11)、轨枕识别器(2)和里程计通过接口控制单元连接至处理单元。

2.根据权利要求1所述的卫星定位与惯导一体化的轨检小车，其特征在于，所述容置槽(7)中间位置通过横梁(12)固定显示器支架(13)，显示器通过显示器支架(13)固定。

3.根据权利要求2所述的卫星定位与惯导一体化的轨检小车，其特征在于，所述显示器支架(13)一侧设置把手(14)。

4.根据权利要求1所述的卫星定位与惯导一体化的轨检小车，其特征在于，所述T形车体(1)的两条边之间设置加强筋(15)。

5.根据权利要求3所述的卫星定位与惯导一体化的轨检小车，其特征在于，所述加强筋(15)上固定轨枕识别器(2)。

6.根据权利要求5所述的卫星定位与惯导一体化的轨检小车，其特征在于，所述轨枕识别器(2)采用红外传感器。