(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210707198.1 (22)申请日 2022.06.21 (71)申请人 北京兴宸伟业科技有限公司 地址 100000 北京市房山区良乡凯旋大街 建设路18号-D1987 (72)发明人 韩清旭　武建新　 (74)专利代理 机构 北京广技专利代理事务所 (特殊普通 合伙) 11842 专利代理师 张国香 (51)Int.Cl. G01D 21/02(2006.01) G01C 15/00(2006.01) E01B 35/00(2006.01) (54)发明名称 用于高速铁路轨道的高精度测量及调整的 方法及设备 (57)摘要 本发明提供了用于高速铁路轨道的高精度 测量及调整的方法及设备， 其在轨道线路的预定 位置布置测量车和全站仪， 并指示测量车沿轨道 线路运动过程中采集测量车自身的运动状态数 据、 轨道线路的平面数据、 轨道线路的高程数据、 轨距及水平和超高； 再对上述采集得到的数据进 行分析， 从而调整当前轨道线路的铺设轨迹走 向， 轨道的轨距和水平和超高， 轨道铺设高度， 这 样只需要一次设置全站仪后， 即可利用测量车对 轨道线路沿线进行自动持续的测量， 这样能够减 少轨道线路测量的人力和时间成本， 以及提高轨 道线路测量的自动化 程度和精确性。 权利要求书4页 说明书9页 附图1页 CN 114923528 A 2022.08.19 CN 114923528 A 1.用于高速 铁路轨道的高精度测量及调整的方法， 其特 征在于， 其包括如下步骤： 步骤S1， 在轨道线路的预定位置布置测量车和全站仪， 指示测量车沿着轨道线路从预 定位置朝开始运动， 在运动过程中指示测量车上的惯导系统采集测量车自身的运动状态数 据、 轨道线路的平面数据、 轨道线路的高程数据、 轨距及水平和超高； 步骤S2， 根据所述运动 状态数据， 得到测量车的实际运动轨迹； 根据 所述实际运动轨迹 与轨道线路的期望设计轨 迹之间的轨 迹偏移信息， 调整当前轨道线路的铺设轨 迹走向； 步骤S3， 根据所述轨道线路的平面数据， 得到轨道平面位置与设计平面位置的偏差； 再 根据所述轨距与轨道线路的设计轨距之间的差异信息， 调整当前轨道线路两侧轨道的轨 距； 步骤S4， 根据所述轨道线路的高程数据， 得到轨道线路的轨面高程和设计轨面高程的 偏差； 根据所述水平和超高数据与设计水平和超高之间的差异信息， 调整当前轨道线路的 轨道铺设高度。 2.如权利要求1所述的用于高速 铁路轨道的高精度测量及调整的方法， 其特 征在于： 在所述步骤S1中， 在轨道线路的预定位置布置测量车和全站仪， 指示测量车沿着轨道 线路从预定位置朝开始运动具体包括： 指示测量车沿着轨道线路从预定位置开始匀速运动， 并在匀速运动过程中采集测量车 经过的轨道线路图像。 3.如权利要求2所述的用于高速 铁路轨道的高精度测量及调整的方法， 其特 征在于： 在所述步骤S1中， 还 包括： 对所述轨道线路图像进行识别处 理， 得到轨道线路上 所有钢轨支撑点所处的位置点。 4.如权利要求1所述的用于高速 铁路轨道的高精度测量及调整的方法， 其特 征在于： 在所述步骤S1中， 在运动过程中指示测量车上的惯导系统采集测量车自身的运动状态 数据、 轨道线路的平面数据、 轨道线路的高程数据包括： 在运动过程中指示测量车上的惯 性 传感器连续采集测量车自身的运动加速度数据； 在运动过程中指示测量车 上的激光轨距传感器连续采集轨道线路两 轨道的轨距数据； 在运动过程中指示测量车上的激光倾斜传感器连续采集轨道线路的两轨道的高差数 据。 5.如权利要求 4所述的用于高速 铁路轨道的高精度测量及调整的方法， 其特 征在于： 在所述步骤S1中， 在运动过程中指示测量车上的激光倾斜传感器连续采集轨道线路的 两轨道的高差数据具体包括： 将多个激光倾斜传感器安装在测量车上测量轨道线路的两轨道的高差数据， 所述激光 倾斜传感器包括两组激光倾斜传感单元， 每组激光倾斜传感单元均包括轴承、 连杆、 重块和 激光测距仪， 所述轴承与所述测量车 的底盘的嵌套空间嵌套连接， 并且所述轴承在所述嵌 套空间内存在一个圆柱轴， 所述轴承能够绕所述圆柱轴进行左右旋转， 所述连杆与所述轴 承焊接， 并且随着所述轴承进 行同步旋转， 所述重块套焊在所述连杆的最小端， 所述激光测 距仪安装在所述重块的下方并且所述激光测距仪的测距方向与所述连杆向下的方向保持 一致， 每个激光倾斜传感器的连杆由于重块的重力作用使得所述激光测距仪始终保持竖直 向下状态， 所述激光测距仪能够始终连续地测 量当前激光倾斜传感器与地面的竖直高度， 根据每个激光倾斜传感器包含的两组激光倾斜传感单元的轴承的安装点之间的连线与所权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 114923528 A 2述测量车的两侧轮毂连线相对于地面的倾斜角度， 以及 对多个激光倾斜传感器测量各自得 到的测量车的两侧轮毂连线相对于地面的倾斜角度进 行数据整合， 得到测量车的两侧轮毂 连线相对于地面的平均倾斜角度， 再根据所述平均倾斜角度和当前测量车的两侧轮毂之间 的距离值， 得到 轨道线路的两 轨道的高差数据， 其具体包括： 步骤S101， 利用下面公式(1)， 根据每个激光倾斜传感器中两个轴承安装点之间的距离 值和当前两个激光测距传感器测量得到与地面的竖直高度， 得到每个激光倾斜传感器测量 得到的当前测量车的两侧轮毂 连线相对于地 面的倾斜角度， θ(a)＝arcsi n{[H1(a)‑H2(a)]/Sz(a)}   (1) 在上述公式(1)中， θ(a)表示第a个激光倾斜传感器测量得到的当前测量车的两侧轮毂 连线相对于地面的倾斜角度； H1(a)表示第a个激光倾斜传感器中距离测量车的右侧轮毂最 近的激光测距传感器测量到的与地面的竖直高度值； H2(a)表示第a个激光倾斜传感器中距 离测量车的左侧轮毂最近的激光测距传感器测量到的与地面的竖直高度值； Sz(a)表示第a 个激光倾斜传感器两个轴承安装点之间的距离值； 步骤S102， 利用下面公式(2)， 根据每个激光倾斜传感器测量各自得到的测量车的两侧 轮毂连线相对于地面的倾斜角度进行数据整合， 得到测量车的两侧轮毂连线相对于地面的 平均倾斜角度， 在上述公式(2)， 表示测量车的两侧轮毂连线相对于地面的平均倾斜角度； [1,n]表示 从1到n的闭区间； i表示整数变量， 并且i∈[ 1,n]； argmaxi∈[1,n][θ(i)]表示将的值从1取值 到n代入上述公式(1)中得到θ(i)最大值时对应的i值； argmini∈[1,n][θ(i)]表示将的值从1 取值到n代入上述公式(1)中得到θ(i)最小值时对应的i值； A表示在a∈[1,n]的条件下将a ≠argmaxi∈[1,n][θ(i)]以及a≠argmini∈[1,n][θ(i)]两个数值在[1,n]区间中进行剔除得到 的新集合； L(a)表示第a个激光倾斜传感器中的两组轴承安装点之间的连线与测量车的两 侧轮毂连线这两条平行线之间的距离； ∑a∈A[ ]表示将a∈A的所有值均代入括号内运算并 对所有运 算结果进行求和； 其中， 存在属于正值、 负 值和0值的情况， 当 表示测量车的左侧轮毂相对于地面 的高度要低于右侧轮毂相对于地面的高度； 当 表示测量车的左侧轮毂相对于地面的 高度等于右侧轮毂相对于地面的高度； 当 表示测量车的左侧轮毂相对于地面的高度 要高于右侧轮毂相对于地 面的高度； 步骤S103， 利用下面公式(3)， 根据所述平均 倾斜角度和当前测量车的两侧轮毂的圆心 之间的距离值， 得到 轨道线路的两 轨道的高差数据， 在上述公式(3)中， Δh表示轨道线路的两轨道的高差数据； Sl表示当前测量车的两侧轮 毂的圆心之间的距离值； 其中， Δh存在属于正值、 负值和0值的情况， 当Δh>0表示轨道线路的左侧轨道要低于 轨道线路的右侧轨道； 当Δh＝0表示轨道线路的左侧轨道与轨道线路的右侧轨道高度相权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 114923528 A 3