所属的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的存储装置、处理装置的具体工作过程及有关说明,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。本领域技术人员应该能够意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的模块、方法步骤,能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现,软件模块、方法步骤对应的程序可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或内所公知的任意其它形式的存储介质中。为了清楚地说明电子硬件和软件的可互换性,在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以电子硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本发明的范围。术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不是用于描述或表示特定的顺序或先后次序。术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备/装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其它要素,或者还包括这些过程、方法、物品或者设备/装置所固有的要素。至此,已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案,但是,本领域技术人员容易理解的是,本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下,本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换,这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
背景技术:
1、铁路接触网横跨杆位放样主要集中在铁路站场咽喉区或者大型车站。区域跨度大,作业时容易受机车遮挡等影响,传统的钢尺放样存在搭接钢轨存在“闪红”风险。
2、现有技术公开了技术方案:基于北斗定位技术的铁路接触网线路及杆位定测系统[1], 包括北斗基站、北斗测量终端、供电装置、测量手簿和差分服务器。系统采用rtk定位方式,实现了利用北斗准确定位进行实时导航,完成对杆塔放样、桩间距测量、定线测量、软横跨测量、硬横跨测量等工作,不会产生累计误差,节省传统接触网杆位中测量的放样工序,提升接触网杆位测量的整体工作效率,且不受环境和场地的限制。
3、现有技术还公开了技术方案:一种铁路接触网软横跨数据处理方法、设备和存储介质[2],包括: 根据相关参数分别生成第一支柱和第二支柱,分别在预定的高度位置生成第一支柱和第二支柱之间的第一水平线和第二水平线, 以第一支柱和第二支柱的内侧相对点为起点生成圆弧参照线,根据多条股道参照线分别确定第一水平线上的多个第目标点,第二水平线上的多个第二目标点和圆弧参照线上的多个第三目标点,并分别进行锁定,分别在第一水平线,第二水平线和圆弧参照线上,使用标注命令标注每两个相邻的目标点之间的距离。可以方便快捷的确定出施工中需要确定的每两个目标点之间的钢绞线长度,从而可以指导施工,提高施工的效率。
4、但是上述的现有技术还存在以下问题:(1)单一的硬件终端和一名人员在站场内进行作业的模式,使得一旦一个坐标出现问题,需要放样人员在站场内重新确定各个点位坐标,效率低下,且没有提及满足接触网支柱采集和放样的误差精度计算方法;(2)利用接触网杆位计算软横跨的钢绞线长度,未涉及接触网横跨的硬横梁和具体接触网杆位放样,且未结合北斗系统降低误差、提高精度。
5、以下文献是与本发明相关的技术背景资料:
6、[1]刘杰、许建国、王恒等,一种基于北斗定位技术的铁路接触网线路及杆位定测系统,2019-03-28,cn209803339u。
7、[2]傅强、郭民祥、马海明等,铁路接触网软横跨数据处理方法、设备和存储介质,2022-10-18,cn115455551a。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中的上述问题,即现有接触网支柱放样采集信息化程度低、效率低、联网作业能力低、技术功能单一、无专业化软件平台的问题,本发明提供了一种基于北斗高精定位的铁路接触网横跨杆位定位方法,所述定位方法包括:
2、设置1台接触网横跨北斗定位基站,为多个一体化接触网横跨北斗放样采集设备发送差分数据;
3、多个所述一体化接触网横跨北斗放样采集设备结合所述差分数据和获取的卫星信号,解算获取对应的杆位初步定位结果;
4、通过基于旋转模型的映射点对误差优化方法和基于钢轨标准空间结构的相位中心补偿优化方法进行所述杆位初步定位结果的误差优化,获得最终的杆位定位结果。
5、在一些优选的实施例中,所述杆位初步定位结果的误差,包括:杆位放样和采集中对中杆使用的倾斜造成的误差;
6、一体化接触网横跨北斗放样和采集设备天线的相位中心不重合造成的误差;
7、杆位放样和采集中一体化接触网横跨北斗放样和采集设备移动造成的误差。
8、在一些优选的实施例中,所述基于旋转模型的映射点对误差优化方法为:
9、将对中杆放在对应的目标点上自旋转多圈,通过一体化北斗放样测采集设备输出围绕所述对中杆的环形定位数据;
10、遍历所述环形定位数据中的每一个数据,分别计算该数据与其他数据的距离和方向,并基于最大似然比原则选取距离大且存在垂直映射点对的数据,作为当前数据的匹配点,获得环形定位数据对应的映射点对;
11、基于所述映射点对计算每个点对应的移动方向,进行多组数据的坐标点平移,并基于误差平均方法进行平移后的多组数据的平滑,完成杆位放样和采集中对中杆使用的倾斜造成的误差消除。
12、在一些优选的实施例中,所述环形定位数据为:
13、;
14、其中,代表环形定位数据中的第个数据,代表环形定位数据的数量,和分别代表第个数据的经度和纬度。
15、在一些优选的实施例中,所述计算该数据与其他数据的距离和方向,包括:
16、;
17、;
18、其中,和分别代表第个数据与其他数据的距离和方向,代表第1个数据的经度和纬度,代表第个数据的经度和纬度,代表通过算法求解第个数据与第1个数据对应的点的距离,代表通过算法求解第个数据与第1个数据对应的点的方向。
19、在一些优选的实施例中,所述进行多组数据的坐标点平移,并基于误差平均方法进行平移后的多组数据的平滑,包括:
20、测定对中杆轴心与天线相位中心距离为,结合每个点对应的移动方向和经纬度坐标,通过算法计算平移后的坐标点,第个点的平移后的坐标点为:
21、;
22、其中,和分别代表第个数据的经度和纬度;
23、基于误差平均方法进行平移后的多组数据的平滑:
24、;
25、其中,为通过误差平均方法平滑后的数据的经纬度坐标。
26、在一些优选的实施例中,所述基于钢轨标准空间结构的相位中心补偿优化方法为:
27、确定待测空间位置点位,并在设定时间内采集个数据;
28、沿钢轨方向移动设备,在第一目标点采集对应的经纬度坐标,并在设定时间内采集个数据;
29、沿轨枕方向移动设备,在第二目标点采集对应的经纬度坐标,并在设定时间内采集个数据;
30、基于采集到的数据,采用算法计算向的方向角和向的方向角,基于方向角和方向角计算平均方向角;
31、测定对中杆轴心与天线相位中心距离为,结合每个点对应的移动方向和经纬度坐标,通过算法计算平移后的坐标点,完成基于钢轨标准空间结构的相位中心补偿优化。
32、在一些优选的实施例中,所述平均方向角为:
33、。
34、本发明的另一方面,提出了一种基于北斗高精定位的铁路接触网横跨杆位定位系统,所述定位系统包括:
35、接触网软横跨快速采集放样算法平台,用于接收接触网横跨北斗放样采集设备发送的实时坐标和高程数据,按照id号码进行数据区分,并对股道线路中心线、最外侧线路、横跨支柱数据进行数据筛选、校正、计算和综合显示,按照横跨支柱测量规范要求,实时给出定位结果,并分发给现场人员、后台管理人员、质量检验人员等,按照业务进行实时核对和确认;
36、接触网横跨北斗放样采集设备,用于对横跨支柱进行坐标放样和采集,所述接触网横跨支柱满足与正线垂直、限界以及高程要求;
37、接触网横跨北斗定位基站,用于为所述接触网横跨北斗放样采集设备提供定位用的差分数据。
38、在一些优选的实施例中,所述接触网软横跨快速采集放样算法平台和所述接触网横跨北斗放样采集设备、以及所述接触网横跨北斗放样采集设备和所述接触网横跨北斗定位基站之间分别通过无线通信进行数据传递;所述无线通信包括4g通信、5g通信、卫星通信中的一种或多种。
39、本发明的有益效果:
40、(1)本发明基于北斗高精定位的铁路接触网横跨杆位定位方法,采用了北斗高精度定位技术,针对接触网施工过程中软横跨、硬软横梁支柱的坐标采集和放样设置了算法及对应的硬件系统,将原有放样人员的由平均3~4以上减少到最少1人,且不受线路车辆遮挡、不受大风下雨天气等作业影响,大大提升了作业效率和效能
41、(2)本发明基于北斗高精定位的铁路接触网横跨杆位定位方法,一体化接触网横跨北斗放样采集设备设置有数据采集成果软件“虚拟”展示和共享,提高了数据的利用效率。
42、(3)本发明基于北斗高精定位的铁路接触网横跨杆位定位方法,采用北斗专用测量系统,将单人单机的非互联网模式放样,提升为多人多机或者单人多点位的互联网作业模式,作业效率尤其是作业联动性更强。
1.一种基于北斗高精定位的铁路接触网横跨杆位定位方法,其特征在于,所述定位方法包括:
2.根据权利要求1所述的基于北斗高精定位的铁路接触网横跨杆位定位方法,其特征在于,所述杆位初步定位结果的误差,包括:
3.根据权利要求2所述的基于北斗高精定位的铁路接触网横跨杆位定位方法,其特征在于,所述基于旋转模型的映射点对误差优化方法为:
4.根据权利要求3所述的基于北斗高精定位的铁路接触网横跨杆位定位方法,其特征在于,所述环形定位数据为:
5.根据权利要求4所述的基于北斗高精定位的铁路接触网横跨杆位定位方法,其特征在于,所述计算该数据与其他数据的距离和方向,包括:
6.根据权利要求5所述的基于北斗高精定位的铁路接触网横跨杆位定位方法,其特征在于,所述进行多组数据的坐标点平移,并基于误差平均方法进行平移后的多组数据的平滑,包括:
7.根据权利要求2所述的基于北斗高精定位的铁路接触网横跨杆位定位方法,其特征在于,所述基于钢轨标准空间结构的相位中心补偿优化方法为:
8.根据权利要求7所述的基于北斗高精定位的铁路接触网横跨杆位定位方法,其特征在于,所述平均方向角为:
9.一种基于北斗高精定位的铁路接触网横跨杆位定位系统,其特征在于,所述定位系统包括:
10.根据权利要求9所述的基于北斗高精定位的铁路接触网横跨杆位定位系统,其特征在于,所述接触网软横跨快速采集放样算法平台和所述接触网横跨北斗放样采集设备、以及所述接触网横跨北斗放样采集设备和所述接触网横跨北斗定位基站之间分别通过无线通信进行数据传递;