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“北斗+惯导”普速铁路轨道线型测量技术分析（二）
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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。
本文主要分享依托北斗基准站网，采用“北斗+惯导”小车，采用“PPK”数据后处理方式，实现普速铁路轨道线型快速测量。
图 1北斗基准站实物图
1.技术依据
（1）《铁路工程测量规范》（TB 10101-2018）；
（2）《运营普速铁路轨道精测精捣指导意见》（国铁集团工电部工电线路函[2021]4号）；
（3）《国铁集团工电部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）；
（4）《普速铁路控制桩设置及测量暂行技术条件》（TJ/GW159-2019）；
（5）《普速铁路线路修理规则》（TG/GW102-2019）；
（6）《铁路线路设计规范》（TB 10098-2017）；
（7）《既有线轨道不平顺质量指数标准及管理暂行办法》（运基线路[2009]41号）；
（8）《铁路轨道检查仪》（TB/T 3147-2012）；
（9）《铁路轨道检查仪检定规程》（JJG 1090-2013）；
（10）《铁路工程卫星定位测量规范》（TB10054-2010）；
（11）《全球导航卫星系统连续运行基准站网运行维护技术规范》(CH/T 2011-2012)；
（12）《国铁集团工电部关于印发普速铁路线路TQI分级管理值的通知》（国铁集团工电部 工电线路函[2021]10号）；
（13）《北斗铁路地基增强系统基准站暂行技术要求》(TJ/DW223-2019)；
（14）《测绘成果质量检查与验收》(GB/T 24356-2023）；
（15）其他国铁集团、路局安全、质量相关管理文件、会议精神。
平面控制网按照从整体到局部分两级布设，第一级为北斗/GNSS基准站控制网，第二级为固定桩轨道控制网。基准站控制网可为拆离式或连续运行基准站，固定桩轨道控制网按照车站岔区、隧道、无砟道床过渡段等区段进行桩点布设专项设计。
图 2控制网布设示意图
图 3车站固定桩实物图
当区域似大地水准面模型精度满足线路高程控制要求时，宜采用卫星定位高程观测＋似大地水准面模型改正的测量方式，并联测既有高程控制点。
当区域似大地水准面模型精度不明或不符合保密管理要求时，需新建铁路沿线似大地水准面模型或采用贯通四等线路水准测量。推荐沿线路每间隔1km左右布设一个高程加密点，满足GNSS观测条件，线路既有的高程控制点应充分利用。
图 4高程加密点布设图（左图线上/右图线下）
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）控制网测量完成，且精度满足要求；
（3）北斗基准站运行正常，待测轨道卫星观测条件良好，没有长距离隧道或信号不良区段；
（4）天窗期作业。
第一步：完成北斗惯导小车组装，推行至测量起点，完成设备初始化；
第二步：推行小车开始测量，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；
第三步：推行北斗惯导小车至测量终点，结束测量，作业完成。
第四步：下载原始数据并归档存储。
图 5“北斗+惯导”外业数据采集
“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。
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 6平曲线拟合过程
图 7平曲线拟合成果
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 8纵断面拟合过程
图 9纵断面拟合成果
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