全站仪和GPS在铁路状态改善中的应用

全站仪和GPS在铁路状态改善中的应用

摘要：传统的铁路曲线测量方法不能全面、快速、精确的为铁路工作人员提供确切、详细的线路维修数据。伴随着科学技术的进步，全站仪和GPS RTK技术也取得了前所未有的发展，本课题皆在通过研究全站仪和GPS RTK既有曲线坐标算法，通过本算法计算出铁路线路的拨道量，进而为改善线路状态提供科学可靠的依据。

关键字：全站仪；GPS；拨道量；坐标法

1．引言

伴随着科学技术的进步，全站仪和GPS RTK技术也取得了前所未有的发展，并且已经被广泛的应用在各种行业中，常规的铁路测量方法正在被全新技术的、现代的全站仪和GPS RTK测绘技术所代替。

2．既有曲线坐标计算

既有曲线各点的测量方法比较多，通常使用的有：经纬仪偏角法、全站仪极坐标法和GPS坐标转换法。不同的测量方法其既有曲线的坐标计算也不同，本课题主要研究全站仪和GPS测量既有曲线坐标计算。

2．1全站仪测量既有曲线坐标计算

全站仪在铁路中测量曲线，主要是将全站仪放置于铁路线路的目标测量位置，全站仪主要用于测量铁路上各个目标测量点的水平视角以及视距，然后利用测绘的实时数据以及全站仪的置镜点构成一定的几何关系，采用数学函数中的三角函数去计算目标测量点的平面坐标。

任意点置镜测量既有曲线极坐标法计算，特别适用于光电测距仪(全站仪) 的曲线坐标计算。任意点置镜极坐标法测量曲线的特点是：灵活，效率高，宜广泛推广使用。

2．2GPS测量既有曲线坐标计算

GPS测量既有曲线坐标计算，主要是采用全球坐标定位仪对测量点进行坐标定位，接着通过三角函数中的直角坐标转换计算出坐标系的坐标值。图1是GPS坐标转曲线切线坐标计算，为向量AB即坐标轴在平面坐标系中的方向角度：

公式中是平面坐标与切线坐标轴之间的夹角，通过三角函数中的反正切函数求得，方向角通过计算会出现下面的六种情况：