一種基于高精度全球定位系統(tǒng)的高精度車載軌道線路測(cè)量裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于高精度全球定位系統(tǒng)的高精度車載軌道線路測(cè)量裝置，包括：全球定位信息測(cè)量天線、全球定位信息接收模塊、關(guān)鍵點(diǎn)對(duì)標(biāo)確認(rèn)模塊、LKJ數(shù)據(jù)接收模塊、通信模塊I、數(shù)據(jù)分析處理模塊、通信模塊II、輸入輸出模塊、顯示模塊和電源模塊；該車載軌道線路測(cè)量裝置與LKJ2000設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，通過關(guān)鍵點(diǎn)對(duì)標(biāo)確認(rèn)模塊對(duì)軌道線路上關(guān)鍵點(diǎn)全球定位信息測(cè)量和記錄，比較線路關(guān)鍵點(diǎn)的LKJ信息和關(guān)鍵點(diǎn)全球定位信息，從而對(duì)軌道線路進(jìn)行精確測(cè)量，并且校驗(yàn)LKJ線路數(shù)據(jù)，采用多種通信方式保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和高速率性，可為機(jī)車車載設(shè)備提供精確的線路數(shù)據(jù)信息，為列車運(yùn)行提供安全保障。
【專利說明】一種基于高精度全球定位系統(tǒng)的高精度車載軌道線路測(cè)量
裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及列車軌道測(cè)量裝置，一種基于高精度全球定位系統(tǒng)的高精度車載軌道線路測(cè)量裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]LKJ(列車運(yùn)行監(jiān)控裝置)是以保障列車運(yùn)行安全為主要目的的列車速度控制裝置，具有防止列車冒進(jìn)信號(hào)、運(yùn)行超速和輔助司機(jī)操縱等功能。LKJ線路數(shù)據(jù)涉及機(jī)務(wù)、工務(wù)、電務(wù)、車輛、運(yùn)輸、信息等多個(gè)部門，數(shù)據(jù)來源復(fù)雜，標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一。上述部門提供相關(guān)技術(shù)資料的準(zhǔn)確性直接影響LKJ功能控制，如果LKJ線路數(shù)據(jù)中的信號(hào)機(jī)間距離、坡度大小等信息不準(zhǔn)確，可能會(huì)造成列車定位偏差過大、機(jī)車超速等問題，給行車安全帶來隱患。
[0003]普通的GPS (全球定位系統(tǒng))定位技術(shù)具有一定的定位精度、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用車輛和鐵路機(jī)車動(dòng)車的定位，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正在我國(guó)車輛等推廣，但因其定位精度偏差較大、定位信息重復(fù)性差，無法滿足鐵路軌道線路數(shù)據(jù)測(cè)量要求；目前高精度全球定位信息如差分GPS或高精度北斗信號(hào)尚未應(yīng)用于車載高精度軌道線路數(shù)據(jù)的測(cè)量以及對(duì)LKJ線路數(shù)據(jù)的校驗(yàn)。
[0004]目前的車載軌道線路測(cè)量裝置僅對(duì)軌道線路上關(guān)鍵點(diǎn)的全球定位信息進(jìn)行具有一定精度地測(cè)量，但沒有接收LKJ線路數(shù)據(jù)和LKJ實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，沒有考慮到對(duì)軌道線路關(guān)鍵點(diǎn)的LKJ數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，并且現(xiàn)有技術(shù)中的車載軌道線路測(cè)量裝置的裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、現(xiàn)有技術(shù)的模塊處理數(shù)據(jù)較慢、通信接口比較單一受限制，不能滿足車載高精度軌道線路數(shù)據(jù)測(cè)量和對(duì)LKJ線路數(shù)據(jù)校驗(yàn)的需求。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型公開了一種基于高精度全球定位系統(tǒng)的高精度車載軌道線路測(cè)量裝置，該裝置安裝于待測(cè)量軌道線路的運(yùn)行機(jī)車上，包括:全球定位信息測(cè)量天線、全球定位信息接收模塊、關(guān)鍵點(diǎn)對(duì)標(biāo)確認(rèn)模塊、LKJ數(shù)據(jù)接收模塊、通信模塊
1、數(shù)據(jù)分析處理模塊、通信模塊I1、輸入輸出模塊、顯示模塊和電源模塊；該車載軌道線路測(cè)量裝置與LKJ2000設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通信；
[0006]所述全球定位信息測(cè)量天線接收全球定位衛(wèi)星信號(hào)將該信號(hào)傳送至全球定位信息接收模塊；所述全球定位信息接收模塊接收所述關(guān)鍵點(diǎn)對(duì)標(biāo)確認(rèn)模塊傳送的關(guān)鍵點(diǎn)對(duì)標(biāo)指令信息；所述LKJ數(shù)據(jù)接收模塊與LKJ2000設(shè)備相連接、接收LKJ2000設(shè)備傳送的LKJ數(shù)據(jù)信息；所述全球定位信息接收模塊和LKJ數(shù)據(jù)接收模塊將接收到的數(shù)據(jù)信息通過通信模塊I傳送至數(shù)據(jù)分析處理模塊；所述數(shù)據(jù)分析處理模塊通過通信模塊II與輸入輸出模塊和顯示模塊相連接；所述電源模塊與數(shù)據(jù)分析處理模塊相連接將外部環(huán)境電壓轉(zhuǎn)換為各模塊所需的工作電壓。
[0007]所述LKJ數(shù)據(jù)接收模塊和全球定位信息接收模塊上至少設(shè)置有CAN通信接口和RS232接口，所述LKJ數(shù)據(jù)接收模塊和全球定位信息接收模塊通過CAN通信接口和RS232接口分別與LKJ2000設(shè)備和全球定位信息測(cè)量天線相連接。
[0008]所述輸入輸出模塊設(shè)置有CAN通信接口、RS232接口、USB接口和以太網(wǎng)接口，所述輸入輸出模塊通過CAN通信接口、RS232接口、USB接口和以太網(wǎng)接口與外界設(shè)備相連接進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
[0009]由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型提供的一種基于高精度全球定位系統(tǒng)的高精度車載軌道線路測(cè)量裝置，通過關(guān)鍵點(diǎn)對(duì)標(biāo)確認(rèn)模塊對(duì)軌道線路上關(guān)鍵點(diǎn)全球定位信息測(cè)量和記錄，經(jīng)過對(duì)同一軌道線路多次測(cè)量結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，建立基于線路關(guān)鍵點(diǎn)全球定位信息的軌道數(shù)據(jù)庫，通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換及運(yùn)算處理，比較線路關(guān)鍵點(diǎn)的LKJ信息和關(guān)鍵點(diǎn)全球定位信息，從而對(duì)軌道線路進(jìn)行精確測(cè)量，并且校驗(yàn)LKJ線路數(shù)據(jù)。采用多種通信方式保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和高速率性，可為機(jī)車車載設(shè)備提供精確的線路數(shù)據(jù)信息，為列車運(yùn)行提供安全保障。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]為了更清楚地說明本申請(qǐng)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請(qǐng)中記載的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0011]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2為本實(shí)用新型中LKJ數(shù)據(jù)接收模塊的接口的示意圖；
[0013]圖3為本實(shí)用新型中全球定位信息接收模塊的接口的示意圖；
[0014]圖4為本實(shí)用新型中輸入輸出模塊的接口的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015]為使本實(shí)用新型的技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚完整的描述:
[0016]如圖1所示的:一種基于高精度全球定位系統(tǒng)的高精度車載軌道線路測(cè)量裝置，包括:全球定位信息測(cè)量天線10、全球定位信息接收模塊3、關(guān)鍵點(diǎn)對(duì)標(biāo)確認(rèn)模塊1、LKJ數(shù)據(jù)接收模塊2、通信模塊14、數(shù)據(jù)分析處理模塊5、通信模塊116、輸入輸出模塊7、顯示模塊8和電源模塊9。本實(shí)用新型公開的車載軌道線路測(cè)量裝置與LKJ2000設(shè)備11相連接進(jìn)行數(shù)據(jù)信息通信，關(guān)鍵點(diǎn)對(duì)標(biāo)確認(rèn)模塊I與全球定位信息接收模塊3相連接，LKJ2000設(shè)備11與LKJ數(shù)據(jù)接收模塊2相連接。關(guān)鍵點(diǎn)對(duì)標(biāo)確認(rèn)模塊I和LKJ數(shù)據(jù)接收模塊2和全球定位信息接收模塊3通過通信模塊14與數(shù)據(jù)分析處理模塊5相連接。電源模塊9與數(shù)據(jù)分析處理模塊5相連接。數(shù)據(jù)分析處理模塊5通過通信模塊II 6與輸入輸出模塊7和顯示模塊8相連接。輸入輸出模塊7與外界設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通信和人機(jī)交互。顯示模塊8對(duì)數(shù)據(jù)分析處理模塊處理后的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。電源模塊9將外部環(huán)境電壓轉(zhuǎn)換為本裝置各模塊所需的工作電壓。
[0017]如圖2和圖3所示:所述LKJ數(shù)據(jù)接收模塊2和全球定位信息接收模塊3上至少設(shè)置有CAN通信接口和RS232接口，所述LKJ數(shù)據(jù)接收模塊2和全球定位信息接收模塊3通過CAN通信接口和RS232接口分別與LKJ2000設(shè)備11和全球定位信息測(cè)量天線10相連接。
[0018]如圖4所示:所述輸入輸出模塊7設(shè)置有CAN通信接口、RS232接口、USB接口和以太網(wǎng)接口，所述輸入輸出模塊7通過CAN通信接口、RS232接口、USB接口和以太網(wǎng)接口與外界設(shè)備相連接進(jìn)行數(shù)據(jù)通信
[0019]全球定位信息測(cè)量天線10接收全球定位衛(wèi)星信號(hào)將該信號(hào)傳送至全球定位信息接收模塊3中。全球定位信息接收模塊3計(jì)算處理得到當(dāng)前位置的全球定位信息。全球定位信息接收模塊3接收所述關(guān)鍵點(diǎn)對(duì)標(biāo)確認(rèn)模塊I傳送的關(guān)鍵點(diǎn)對(duì)標(biāo)指令信息，所述全球定位信息接收模塊3每次在接收關(guān)鍵點(diǎn)對(duì)標(biāo)指令信息時(shí)同時(shí)記錄下當(dāng)前關(guān)鍵點(diǎn)的全球定位信息。
[0020]數(shù)據(jù)分析處理模塊5在軌道線路測(cè)量時(shí)，對(duì)關(guān)鍵點(diǎn)對(duì)標(biāo)確認(rèn)模塊I自動(dòng)探測(cè)到的關(guān)鍵點(diǎn)軌道線路標(biāo)志進(jìn)行分析判斷，判斷是否為關(guān)鍵點(diǎn)線路標(biāo)志和分析是哪一種關(guān)鍵點(diǎn)線路標(biāo)志，并將判斷結(jié)果傳送至關(guān)鍵點(diǎn)對(duì)標(biāo)確認(rèn)模塊I中，關(guān)鍵點(diǎn)對(duì)標(biāo)確認(rèn)模塊I根據(jù)判斷結(jié)果選擇是否發(fā)送關(guān)鍵點(diǎn)對(duì)標(biāo)確認(rèn)指令信息；在軌道線路測(cè)量時(shí)，所述數(shù)據(jù)分析處理模塊5將存儲(chǔ)所有接收到的數(shù)據(jù)包括全球定位信息和LKJ數(shù)據(jù)信息；在軌道線路測(cè)量后，數(shù)據(jù)分析處理模塊5對(duì)關(guān)鍵點(diǎn)對(duì)標(biāo)確認(rèn)模塊I和全球定位信息接收模塊3多次測(cè)量接收的同一條軌道線路上關(guān)鍵點(diǎn)的全球定位信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析處理、建立基于線路關(guān)鍵點(diǎn)的全球定位信息軌道數(shù)據(jù)庫，將關(guān)鍵點(diǎn)的全球定位信息進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，綜合考慮曲線坡道補(bǔ)償，將實(shí)際線路轉(zhuǎn)化為直線形式的線路數(shù)據(jù)信息，與LKJ信息進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)對(duì)比，對(duì)LKJ線路數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)。
[0021]所述關(guān)鍵點(diǎn)對(duì)標(biāo)確認(rèn)模塊I采用自動(dòng)對(duì)標(biāo)和手動(dòng)對(duì)標(biāo)方式探測(cè)線路關(guān)鍵點(diǎn)的軌道線路標(biāo)志；所述關(guān)鍵點(diǎn)對(duì)標(biāo)確認(rèn)模塊I自動(dòng)探測(cè)到線路關(guān)鍵點(diǎn)的軌道線路標(biāo)志后，經(jīng)過數(shù)據(jù)分析處理模塊的識(shí)別確認(rèn)，關(guān)鍵點(diǎn)對(duì)標(biāo)確認(rèn)模塊I自動(dòng)向全球定位信息接收模塊發(fā)送關(guān)鍵點(diǎn)對(duì)標(biāo)確認(rèn)指令；所述關(guān)鍵點(diǎn)對(duì)標(biāo)確認(rèn)|吳塊I手動(dòng)探測(cè)到線路關(guān)鍵點(diǎn)的軌道線路標(biāo)志后，直接向全球定位信息接收模塊3發(fā)送關(guān)鍵點(diǎn)對(duì)標(biāo)確認(rèn)指令。
[0022]LKJ數(shù)據(jù)包括LKJ線路數(shù)據(jù)和LKJ實(shí)時(shí)位置信息，所述LKJ數(shù)據(jù)接收模塊2在線路測(cè)量前只接收一次LKJ線路數(shù)據(jù)，所述LKJ數(shù)據(jù)接收模塊2在線路測(cè)量過程中對(duì)LKJ位置信息進(jìn)行實(shí)時(shí)接收。
[0023]所述的線路關(guān)鍵點(diǎn)的軌道線路標(biāo)志包括信號(hào)機(jī)、公里標(biāo)、坡度標(biāo)、曲線標(biāo)、橋梁標(biāo)、隧道標(biāo)。所述LKJ線路數(shù)據(jù)校驗(yàn)包括:信號(hào)機(jī)距離校驗(yàn)、坡度數(shù)據(jù)校驗(yàn)、曲線數(shù)據(jù)校驗(yàn)、橋梁隧道位置校驗(yàn)。所述信號(hào)機(jī)距離校驗(yàn)根據(jù)LKJ記錄的通過相鄰兩個(gè)信號(hào)機(jī)的時(shí)間和相同時(shí)間下信號(hào)機(jī)關(guān)鍵點(diǎn)的全球定位經(jīng)緯度信息，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理計(jì)算得到相鄰兩個(gè)信號(hào)機(jī)之間的距離并與LKJ線路數(shù)據(jù)中的信號(hào)機(jī)距離進(jìn)行比較，確定實(shí)際的信號(hào)機(jī)間的距離；所述坡度數(shù)據(jù)校驗(yàn)是根據(jù)全球定位信息接收模塊以固定時(shí)間間隔接收記錄的全球定位經(jīng)緯度信息和海拔高度信息，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理計(jì)算得到線路的坡度數(shù)據(jù)，并與LKJ坡度信息進(jìn)行比較，確定實(shí)際坡度數(shù)據(jù)；所述曲線數(shù)據(jù)校驗(yàn)是根據(jù)全球定位信息接收模塊以固定時(shí)間間隔接收記錄的全球定位經(jīng)緯度信息，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理計(jì)算得到軌道線路曲線處的曲線長(zhǎng)度、曲線半徑和曲線中點(diǎn)位置，并與LKJ曲線信息進(jìn)行比較，確定實(shí)際曲線數(shù)據(jù)。所述的橋梁隧道數(shù)據(jù)的校驗(yàn)是根據(jù)橋梁標(biāo)和隧道標(biāo)關(guān)鍵點(diǎn)的全球定位信息，以及手動(dòng)對(duì)標(biāo)方式獲得的橋梁和隧道起始位置和結(jié)束位置的全球定位信息，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理計(jì)算得到橋梁和隧道的位置和長(zhǎng)度，并與LKJ線路數(shù)據(jù)中對(duì)應(yīng)的橋梁和隧道信息進(jìn)行比較，確定實(shí)際的橋梁隧道數(shù)據(jù)。
[0024]所述全球定位信息測(cè)量天線10和全球定位信息接收模塊3采用差分GPS天線和差分GPS接收模塊或無線電指向標(biāo)-差分北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。因此本實(shí)用新型公開的車載軌道線路測(cè)量裝置不是基于普通的GPS定位系統(tǒng)或北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)，而是高精度定位系統(tǒng)如差分GPS位置信息定位系統(tǒng)或無線電指向標(biāo)-差分北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)等。
[0025]以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案及其實(shí)用新型構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于高精度全球定位系統(tǒng)的高精度車載軌道線路測(cè)量裝置，該裝置安裝于待測(cè)量軌道線路的運(yùn)行機(jī)車上，其特征在于包括:全球定位信息測(cè)量天線、全球定位信息接收模塊、關(guān)鍵點(diǎn)對(duì)標(biāo)確認(rèn)模塊、LKJ數(shù)據(jù)接收模塊、通信模塊1、數(shù)據(jù)分析處理模塊、通信模塊I1、輸入輸出模塊、顯示模塊和電源模塊；該車載軌道線路測(cè)量裝置與LKJ2000設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通信； 所述全球定位信息測(cè)量天線接收全球定位衛(wèi)星信號(hào)將該信號(hào)傳送至全球定位信息接收模塊；所述全球定位信息接收模塊接收所述關(guān)鍵點(diǎn)對(duì)標(biāo)確認(rèn)模塊傳送的關(guān)鍵點(diǎn)對(duì)標(biāo)指令信息；所述LKJ數(shù)據(jù)接收模塊與LKJ2000設(shè)備相連接、接收LKJ2000設(shè)備傳送的LKJ數(shù)據(jù)信息；所述全球定位信息接收模塊和LKJ數(shù)據(jù)接收模塊將接收到的數(shù)據(jù)信息通過通信模塊I傳送至數(shù)據(jù)分析處理模塊；所述數(shù)據(jù)分析處理模塊通過通信模塊II與輸入輸出模塊和顯示模塊相連接；所述電源模塊與數(shù)據(jù)分析處理模塊相連接將外部環(huán)境電壓轉(zhuǎn)換為各模塊所需的工作電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于高精度全球定位系統(tǒng)的高精度車載軌道線路測(cè)量裝置，其特征還在于:所述LKJ數(shù)據(jù)接收模塊和全球定位信息接收模塊上至少設(shè)置有CAN通信接口和RS232接口，所述LKJ數(shù)據(jù)接收模塊和全球定位信息接收模塊通過CAN通信接口和RS232接口分別與LKJ2000設(shè)備和全球定位信息測(cè)量天線相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于高精度全球定位系統(tǒng)的高精度車載軌道線路測(cè)量裝置，其特征還在于:所述輸入輸出模塊設(shè)置有CAN通信接口、RS232接口、USB接口和以太網(wǎng)接口，所述輸入輸出模塊通過CAN通信接口、RS232接口、USB接口和以太網(wǎng)接口與外界設(shè)備相連接進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
【文檔編號(hào)】B61L25/06GK204161394SQ201420598768
【公開日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月16日
【發(fā)明者】柯學(xué), 張立明, 顧謙寧 申請(qǐng)人:中國(guó)北車集團(tuán)大連機(jī)車研究所有限公司