【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电子测量，具体涉及一种铁路轨道水平值快速连续测量方法及装置，尤其涉及一种不依赖外部定位信息修正的铁路轨道水平值快速连续测量方法及装置。
技术介绍
1、安全运行是铁路发展的首要条件。轨道水平是左右两根钢轨顶面在同一里程处相对于水平面的高差，在直线段应当保持两根钢轨处于同一水平面，曲线段应根据设计值设置钢轨的超高。水平是轨道几何状态的关键参数，对于行车舒适性和安全性至关重要，对于不符合要求的钢轨水平应当进行及时的精调修正，而精确的测量获取钢轨水平值是精调的前提。目前轨道水平的一种重要测量方式为人工手持道尺、水平测量仪等进行测量获取，这种测量方式仅能在指定位置静止采集水平值，属于离散式测量方式，测量效率低，劳动强度大，测量数据也不便于保存和研究分析，且缺乏经验的员工易在诊断中造成人为错误。所以，轨道水平测量需要向着更加可靠、高效、自动化和数字化的方向发展。
2、鉴于水平对于铁路安全运营的重要性，现有轨道水平测量方法的研究，主要包括轨检小车测量方法及高速动态综合检测车测量方法。轨检小车测量方法基于接触式测量原理，当检测小车运行在钢轨表面时，会因为钢轨几何状态的变化产生车身姿态的变化，其利用内部惯性测量单元感知运动状态的变化，通过积分解算的方式获取水平角度。但是轨检小车价格昂贵，且必须借助外部定位手段对误差进行修正，例如：采用gnss定位技术对检测设备位姿进行持续修正、采用全站仪观测控制点对设备位置误差进行修正。
3、高速动态综合检测车测量方法通常在车体、轴向、转向架、车轮上安装测量传感器，计算机系统
4、综上所述，人工测量方式效率低、采集结果离散化，轨检小车测量方法价格昂贵，且必须依赖于外部定位手段对误差进行修正，在隧道及其他遮蔽环境下难以应用，高速动态综合检测车测量方法水平测量精度低、且位置精度不能满足轨道精调的要求。
技术实现思路
1、为解决铁路轨道水平人工测量效率低、成本高、结果离散化的问题，在本专利技术的第一方面提供了一种铁路轨道水平值快速连续测量方法，包括：采集铁轨初始的重力加速度，并根据所述重力加速度计算铁轨的第一水平角；采集铁轨的瞬时角速度，通过运动积分法和第一水平角，实时计算铁轨的第二水平角；在预设时间间隔内，采样多个第一水平角和多个第二水平角；根据多个第一水平角和多个第二水平角，构建差值序列模型；根据所述差值序列模型对第一水平角进行修正；基于修正后的第一水平角，在预设频率内计算铁轨的连续水平值。
2、在本专利技术的一些实施例中，所述采集铁轨的瞬时角速度，通过运动积分法和第一水平角，实时计算铁轨的第二水平角包括：将第一水平角作为初始值，铁轨的瞬时角速度作为积分项，通过初始值和积分项，计算铁轨的第二水平角。
3、在本专利技术的一些实施例中，所述根据多个第一水平角和多个第二水平角，构建差值序列模型包括：在每次采样时，计算第一水平角与对应第二水平角的差值；基于多个差值构成的序列，通过多项式拟合差值序列模型。
4、进一步的，所述差值序列模型为二次多项式。
5、优选的，所述差值序列模型表示为：
6、,
7、其中， △γm表示对应时刻 m第一水平角与对应第二水平角的差值; tm表示距离起始时刻的时间间隔， b0 、b1 、b2表示二次多项式的系数， ε表示随机误差项。
8、在本专利技术的一些实施例中，所述基于修正后的第一水平角，在预设频率内计算铁轨的连续水平值包括：根据轨道梁体的长度和基于修正后的第一水平角，在预设频率内计算铁轨的连续水平值。
9、本专利技术的第二方面，提供了一种铁路轨道水平值快速连续测量装置，包括：采集模块，用于采集铁轨初始的重力加速度，并根据所述重力加速度计算铁轨的第一水平角；计算模块，用于采集铁轨的瞬时角速度，通过运动积分法和第一水平角，实时计算铁轨的第二水平角；构建模块，用于在预设时间间隔内，采样多个第一水平角和多个第二水平角；根据多个第一水平角和多个第二水平角，构建差值序列模型；修正模块，用于根据所述差值序列模型对第一水平角进行修正；基于修正后的第一水平角，在预设频率内计算铁轨的连续水平值。
10、进一步的，所述构建模块包括：计算单元，用于在每次采样时，计算第一水平角与对应第二水平角的差值；拟合单元，用于基于多个差值构成的序列，通过多项式拟合差值序列模型。
11、本专利技术的第三方面，提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现本专利技术在第一方面提供的铁路轨道水平值快速连续测方法。
12、本专利技术的第四方面，提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现本专利技术在第一方面提供的铁路轨道水平值快速连续测方法。
13、本专利技术的有益效果是：
14、1）基于重力值易于观测的特性，利用较为廉价的加速度计实现短时高精度水平角获取，以作为水平初始值，（2）同时利用陀螺仪可以高频感知角度变化的特性，在运动检测过程中仅用单个陀螺仪测量值积分获取连续高频的水平角度，（3）在连续测量时间过长情况下，利用加速度计短时静止数值重新计算水平角，并对水平角积分的精度进行优化，（4）利用动态情况下计算出的高频水平角计算轨道水平值。本专利技术可低成本、高效、连续的获取轨道水平值，测量数据易于后期保存分析。
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1.一种铁路轨道水平值快速连续测量方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的铁路轨道水平值快速连续测量方法，其特征在于，所述采集铁轨的瞬时角速度，通过运动积分法和第一水平角，实时计算铁轨的第二水平角包括：
3.根据权利要求1述的铁路轨道水平值快速连续测量方法，其特征在于，所述根据多个第一水平角和多个第二水平角，构建差值序列模型包括：
4.根据权利要求3所述的铁路轨道水平值快速连续测量方法，其特征在于，所述差值序列模型为二次多项式。
5.根据权利要求4述的铁路轨道水平值快速连续测量方法，其特征在于，所述差值序列模型表示为：
6.根据权利要求1所述的铁路轨道水平值快速连续测量方法，其特征在于，所述基于修正后的第一水平角，在预设频率内计算铁轨的连续水平值包括：
7.一种铁路轨道水平值快速连续测量装置，其特征在于，包括：
8.根据权利要求7所述的铁路轨道水平值快速连续测量装置，其特征在于，所述构建模块包括：
9.一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当
10.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述的铁路轨道水平值快速连续测量方法。
...【技术特征摘要】
1.一种铁路轨道水平值快速连续测量方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的铁路轨道水平值快速连续测量方法，其特征在于，所述采集铁轨的瞬时角速度，通过运动积分法和第一水平角，实时计算铁轨的第二水平角包括：
3.根据权利要求1述的铁路轨道水平值快速连续测量方法，其特征在于，所述根据多个第一水平角和多个第二水平角，构建差值序列模型包括：
4.根据权利要求3所述的铁路轨道水平值快速连续测量方法，其特征在于，所述差值序列模型为二次多项式。
5.根据权利要求4述的铁路轨道水平值快速连续测量方法，其特征在于，所述差值序列模型表示为：
6.根据权利要求1所述的铁路轨道水平值快速连续测量...
【专利技术属性】
技术研发人员：董翠军，毛庆洲，胡伟，张宗明，施以旋，王彤，郑继忠，李志明，熊勇钢，李夏亮，朱旭波，汪华杰，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：
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