高铁轨道精调中的线路坐标反算原理分析

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 高铁轨道精调中的线路坐标反算原 理分析 摘 要：铁路线路工程施工测量 中，在曲线要素已定的情况下，已知某 点的里程及距中线的距离，计算该点的 坐标，我们称之为线路坐标正算。相反 地，已知某点的坐标，确定该点在已定 线路中的里程及距中线距离的过程，我 们称之为线路坐标反算。坐标反算的原 理及方法很多，在众多的方法中，寻找 出一种理论简单、计算精度符合高速铁 路轨道精调规范要求的线路坐标反算原 理，显得尤为重要。本文通过高速铁路 线路中正算逐渐接近的试算原理，推导 出的线路反算公式，在进行高速铁路轨 道精调中，将会起到事半功倍的效果。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 中国论文网 /1/view-12782983.htm 关键词：高铁轨道；精调；反算 DOI：10.16640/ki.37- 1222/t.2016.06.091 1 高速铁路轨道精调简介 普速铁路轨道施工时，一般先根 据曲线要素，计算出线路中桩坐标，然 后采用全站仪坐标放样的方法，将各中 桩坐标点测放于线路路基上，并以木桩 铁钉标出点位，以此控制轨道中线，规 范规定，中线点测放的间距，在直线段 为 50m，圆曲线段为 20m，缓和曲线段 为 10m。由于上述方法放样出的点位在 施工中易发生移动，且落点时本身存在 误差，远远不能满足高速铁路轨道精调 的精度要求。目前，我国高速铁路轨道 精调通常有两种方法，一种方法是采用 带马达及自动搜寻目标功能的全站仪 （测量机器人） ，安置于线路任意位置， 通过观测多个已知坐标的 CP点，进 行后方交会，计算出置站点坐标及定向 方位，将轨检小车安置于待精调的轨道 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 上，由全站仪自动瞄准轨检小车上的棱 镜中心，测出棱镜中心坐标，再通过修 正，计算出置镜位置处轨道中心坐标； 另一种方法是将测量机器人安置于线路 上一定位置，通过观测前后各一对（4 个）CP 点，通过后方交会计算出仪器 中心坐标，再通过修正计算出置站点的 轨道中心坐标。这两种方法都是根据轨 道中心坐标及对应的曲线要素，反算出 该坐标点所对应的线路里程及距中线距 离，然后，得出轨检小车（或测量机器 人）对应处的轨道往左或右移动的精确 数据。然后，移动轨检小车（或测量机 器人） ，进行下一点的数据采集。将一 定长度的轨道数据采集并经处理后，得 出整段线路的精调数据。 可见，高铁轨道精调过程中，不 需要测放线路中桩，也不需要事先确定 轨检小车（或测量机器人）的里程，便 可以得出轨道任意位置处的精调数据。 其中的关键，就是运用了线路坐标反算 的原理。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 2 线路坐标反算步骤 2.1 线路已知条件 线路所对应的曲线要素条件均已 知。为了对反算原理进行分析，本文假 定曲线要素如下： ZH 点坐标（） ，里程，曲线半径， 转向角，点至交点方位角，缓和曲线的 长度，线路左转。 2.2 线路坐标反算方法 任意里程处轨道中心点的实测坐 标（） ，计算点位于已知曲线上的里程 及距中距离。 （1）假设的里程为（可任意假 设） 。 （2）按线路正算公式，求里程 的切线方位角，线路中心坐标（） 。计 算时，根据位于曲线的不同位置，按不 同公式进行。 当位于第一缓和曲线段时，根 据回旋线的方程式，得出： 式中：为至点线路长度，-。 当位于圆曲线段时： -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 式中：为至点线路长度，-。 D 为 K1 至 HY 点弦线长度， 当位于第二缓和曲线段，可参 照位于第一缓和曲线的方法求得中线坐 标及方位角。位于直线段时，中线坐标 及方位角容易算出。 （3）计算 A 点至 K1 法线的距 离 K1，见图 1。 （4）令。 （5）按步骤（2）方法，采用线 路正算求的切线方位角，线路中心坐标 （） 。 （6）计算点至 K2 法线的距离， 见图 2。 （7）检查，如果颚颍 则认 为，点在已知线路上的里程，点至线路 中线距离。且当时，点位于线路右侧； 当时，点位于线路左侧。 （8）如果颚颍令。继续按 步骤（2）方法，采用线路正算求的切 线方位角，线路中心坐标（） 。直到 颚颍参照步骤（ 7）的公式，计算及。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 3 结束语 线路坐标反算原理不只是在高速 铁路轨道