国铁集团工电部下达了《运营普速铁路轨道精测精捣指导意见》(工电线路函〔2021〕4号）和《关于进一步规范运营普速铁路控制网建设管理的意见》（工电线路函〔2021〕62号），提出“全面运用轨道精确测量技术，以布设运营普速铁路轨道控制网为主要手段，推行大型养路机械捣固数字化精捣作业，切实提高轨道测量和大机捣固作业效率、质量，提升普速铁路线路运行品质”的要求

本文主要分享依托基准平面控制点，采用“北斗+惯导”小车，实现普速铁路轨道线型快速测量。

图 1 “北斗+惯导”普速铁路轨道线型测量

1. 项目背景

1.1. 控制桩布设方式

某线路依据《普速铁路控制桩设置及测量暂行技术条件》（TJ/GW159-2019）要求，沿线路两侧成对布设控制桩，线路方向点间距100m，桥梁、路基段采用抱箍的形式布设在接触网杆上，隧道段采用预埋件打孔预埋在隧道壁上。

1.2. 基准平面控制点

沿线路走向每隔1000m的距离布设一个基准平面控制点。

1.3. 水准基点

水准基点沿线路走向每隔1000m的距离布设一个，与基准平面控制点共点。

2. 作业必要条件

采用“北斗+惯导”技术，实现普速铁路轨道线型快速测量，需满足以下基本条件：

（1）线路台账资料齐全，基本技术交底完成；

（2）基准平面控制点/水准基点共点，且测量成果满足规范要求；

（3）卫星信号良好；

（4）天窗期作业。

说明：为了便于表述，以下将基准平面控制点和水准基点，统称为基准点。

3. 外业数据采集

第一步：基准站架设。在基准点上架设基准站，基准站按照静态测量标准，对中、整平、量仪器高，基准站先于北斗惯导小车15min以上开机。

图 2 基准站架设

第二步：完成推行北斗惯导小车组装，推行至测量起点，完成设备初始化；

第三步：开始测量，遇到曲线特征点（ZH/HY/YH/HZ）、桥梁、涵洞、信号机、岔前/岔后/岔心等特殊位置进行标记；

第四步：推行北斗惯导小车至测量终点，结束测量，作业完成。

图 3 推行惯导小车

4. 内业数据处理

“北斗+惯导”普速铁路轨道线型测量内业数据处理便捷，导入原始测量数据，即可实现“一键式”数据处理，得到轨道中线三维坐标序列。

（1）线路台账数据（平曲线、坡度、断链等信息）；

（2）基准点成果数据；

（3）北斗惯导小车测量原始数据；

（4）外业标记数据；

（5）基准站数据。

5. 线型拟合

5.1. 平曲线拟合技术要求

平面线形拟合的输入数据为线路中线的东北坐标及起点里程，对特殊点应配置属性。拟合平面曲线应与既有线路最大程度接近，使总拨道量最小。平面线形拟合时，应对桥梁偏心、建筑物限界及线间距进行检查，直到满足要求。（受文章长度限制，具体技术要求参考相关规范）

图 4 平曲线拟合过程

图 5 平曲线拟合成果

5.2. 纵断面拟合技术要求

竖曲线不宜和平面圆曲线重叠，竖曲线不应设在缓和曲线、正线道岔、钢轨伸缩调节器范围内。在数据拟合过程中，变坡点一般选择整10米里程，在个别坡度变化较大地段，变坡点里程可选取整米。曲线段取低轨轨顶高程，直线地段以大里程方向曲线的低轨来取定，如果大里程方向无曲线（或里程断链），则按照小里程方向的曲线的低轨取定。（受文章长度限制，具体技术要求参考相关规范）

图 6 纵断面拟合过程

图 7 纵断面拟合成果

“北斗+惯导”普速铁路轨道线型测量技术分析（一）