鐵路軌道是重要的交通設(shè)施,在國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中有著至關(guān)重要的作用。在高強(qiáng)度的列車(chē)作用力以及軌道外部環(huán)境的影響下,鐵路軌道發(fā)生形變,影響軌道的平順性。鐵路軌道的平順狀態(tài)對(duì)行車(chē)的平穩(wěn)性和速度、乘客的舒適性、列車(chē)的運(yùn)行安全以及列車(chē)和軌道的器件損害程度起著重要的影響。因此,在短時(shí)間內(nèi)快速而精準(zhǔn)地實(shí)現(xiàn)軌道不平順測(cè)量任務(wù)對(duì)于保證軌道的日常維護(hù)和列車(chē)行車(chē)安全是必不可少的。目前,基于高精度全站儀的軌檢小車(chē)在軌道絕對(duì)測(cè)量和不平順檢測(cè)中發(fā)揮著重要的作用。該系統(tǒng)采用“走走停停”模式對(duì)軌道進(jìn)行逐一測(cè)量計(jì)算,可實(shí)現(xiàn)1mm的軌道絕對(duì)位置測(cè)量精度。隨著我國(guó)高速鐵路營(yíng)運(yùn)里程的大幅增長(zhǎng),該方法測(cè)量效率偏低,很難滿足測(cè)量需求。近年來(lái),基于高精度慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的鐵路軌道快速精密測(cè)量系統(tǒng)作為一種新的方法被應(yīng)用于軌道不平順檢測(cè)中。該方法通過(guò)移動(dòng)測(cè)量的方式可以實(shí)現(xiàn)亞毫米級(jí)的相對(duì)測(cè)量精度。但是,由于高精度慣性導(dǎo)航系統(tǒng)價(jià)格高昂,在軌道不平順檢測(cè)中進(jìn)行大規(guī)模的推廣應(yīng)用成本很高。在這種情況下,本文重點(diǎn)關(guān)注軌道的短波不平順,引入MEMS慣性器件代替高精度慣性導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行軌道不平順測(cè)量。相比于現(xiàn)有方案,使用MEMS系統(tǒng)可以大幅降低成本,利于... 

【文章來(lái)源】：武漢大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：83 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 選題背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 研究?jī)?nèi)容與研究難點(diǎn)
        1.3.1 研究?jī)?nèi)容
        1.3.2 研究難點(diǎn)
    1.4 論文結(jié)構(gòu)安排
2 基于MEMS慣導(dǎo)的不平順測(cè)量
    2.1 軌道不平順
        2.1.1 軌道不平順類(lèi)型
        2.1.2 軌道不平順檢測(cè)參數(shù)
        2.1.3 軌道不平順評(píng)估指標(biāo)
    2.2 捷聯(lián)慣性導(dǎo)航
        2.2.1 常用坐標(biāo)系及轉(zhuǎn)換
        2.2.2 姿態(tài)表達(dá)式及轉(zhuǎn)換
        2.2.3 捷聯(lián)慣導(dǎo)機(jī)械編排
        2.2.4 慣性導(dǎo)航誤差方程
    2.3 組合導(dǎo)航基礎(chǔ)
        2.3.1 卡爾曼濾波基礎(chǔ)
        2.3.2 組合導(dǎo)航卡爾曼濾波器設(shè)計(jì)
    2.4 相對(duì)小車(chē)不平順測(cè)量
        2.4.1 測(cè)量原理
        2.4.2 相關(guān)算法
3 基于MEMS慣導(dǎo)的軌道不平順檢測(cè)關(guān)鍵技術(shù)
    3.1 軌道不平順測(cè)量原理
        3.1.1 軌道不平順測(cè)量本質(zhì)
        3.1.2 MEMS軌檢小車(chē)測(cè)量原理
    3.2 軌道幾何參數(shù)計(jì)算
        3.2.1 直線段擬合
        3.2.2 圓曲線段擬合
        3.2.3 緩和曲線段擬合
    3.3 測(cè)量精度提高策略
        3.3.1 設(shè)計(jì)航向輔助
        3.3.2 三維速度約束
        3.3.3 整體平差約束
        3.3.4 零速修正
        3.3.5 反向平滑
4 基于MEMS慣導(dǎo)的軌道幾何狀態(tài)測(cè)量系統(tǒng)實(shí)施方案設(shè)計(jì)
    4.1 測(cè)量系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
        4.1.1 軌檢平臺(tái)
        4.1.2 MEMS/GNSS組合導(dǎo)航系統(tǒng)
        4.1.3 其他傳感器
    4.2 數(shù)據(jù)處理方案
        4.2.1 組合導(dǎo)航解算
        4.2.2 數(shù)據(jù)重采樣
        4.2.3 平順性評(píng)估
5 實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析
    5.1 實(shí)驗(yàn)描述
        5.1.1 MEMS靜態(tài)誤差信號(hào)嫁接
        5.1.2 測(cè)試軌道
        5.1.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及數(shù)據(jù)采集
    5.2 結(jié)果分析
        5.2.1 姿態(tài)角重復(fù)性分析
        5.2.2 內(nèi)符合精度分析
        5.2.3 外符合精度分析
        5.2.4 整體平差約束對(duì)于長(zhǎng)波不平順的影響
    5.3 本章小結(jié)
6 總結(jié)及展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]高速綜合檢測(cè)列車(chē)綜述[J]. 仲崇成,李恒奎,李鵬,曹源,張玉琢.  中國(guó)鐵路. 2013(06)
[2]GJ-6型軌道檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研制[J]. 魏世斌,李穎,趙延峰,陳春雷.  鐵道建筑. 2012(02)

博士論文
[1]基于A-INS組合導(dǎo)航的鐵路軌道幾何狀態(tài)精密測(cè)量技術(shù)研究[D]. 陳起金.武漢大學(xué) 2016
[2]高速鐵路軌道平順性靜態(tài)檢測(cè)理論與精調(diào)技術(shù)研究[D]. 魏暉.南昌大學(xué) 2014
[3]車(chē)載自主定位定向系統(tǒng)研究[D]. 嚴(yán)恭敏.西北工業(yè)大學(xué) 2006

碩士論文
[1]基于機(jī)器人的室內(nèi)定位數(shù)據(jù)庫(kù)自動(dòng)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 毛大智.武漢大學(xué) 2018
[2]軌道不平順檢測(cè)系統(tǒng)中關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 熊仕勇.西南交通大學(xué) 2018
[3]中低速磁浮F軌軌道不平順檢測(cè)及評(píng)估研究[D]. 高雄杰.西南交通大學(xué) 2018
[4]LiDAR/INS組合的室內(nèi)定位與制圖（SLAM）算法改進(jìn)[D]. 余彤.武漢大學(xué) 2017
[5]基于慣性導(dǎo)航機(jī)械編排的組合導(dǎo)航仿真技術(shù)研究[D]. 王強(qiáng).武漢大學(xué) 2017
[6]慣性位移法軌道短波不平順測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 余振華.南昌大學(xué) 2015
[7]高速鐵路軌道靜態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)處理方法研究[D]. 陳文.西南交通大學(xué) 2015
[8]基于視覺(jué)測(cè)量的軌道靜態(tài)檢測(cè)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 李碩.中南大學(xué) 2014
[9]基于GPS的軌道外部幾何參數(shù)測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 李焜武.中南大學(xué) 2014
[10]便攜式軌道幾何檢測(cè)系統(tǒng)研究[D]. 張繼科.北京交通大學(xué) 2014



本文編號(hào)：3196713