一種高速鐵路軌道基礎(chǔ)沉降監(jiān)控系統(tǒng)及監(jiān)控方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高速鐵路軌道基礎(chǔ)沉降監(jiān)控系統(tǒng)，包括總監(jiān)控端、以及數(shù)個(gè)分別設(shè)置在軌道各監(jiān)測(cè)點(diǎn)上的子監(jiān)控終端；其中，各個(gè)子監(jiān)控終端分別包括控制器、以及分別與控制器相連的衛(wèi)星定位模塊、慣性測(cè)量模塊、子通信模塊；總監(jiān)控端包括相互連接的監(jiān)控服務(wù)器和總通信模塊，總監(jiān)控端與各個(gè)子監(jiān)控終端之間通過(guò)總通信模塊和子通信模塊進(jìn)行通信；本發(fā)明還涉及基于高速鐵路軌道基礎(chǔ)沉降監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控方法，在傳統(tǒng)衛(wèi)星測(cè)量方式的基礎(chǔ)之上，配合慣性測(cè)量模塊實(shí)時(shí)采集其所在監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置信息，有效保證了高速鐵路軌道基礎(chǔ)沉降監(jiān)控的精度。
【專利說(shuō)明】一種高速鐵路軌道基礎(chǔ)沉降監(jiān)控系統(tǒng)及監(jiān)控方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高速鐵路軌道基礎(chǔ)沉降監(jiān)控系統(tǒng)及監(jiān)控方法。
【背景技術(shù)】
[0002]高速鐵路中最重要得兩個(gè)特點(diǎn)是高平順性和高穩(wěn)定性，這兩個(gè)特點(diǎn)決定了軌道基礎(chǔ)沉降變形監(jiān)測(cè)的意義和重要性。
[0003]當(dāng)行車速度在160km/h以下時(shí)，對(duì)波長(zhǎng)為56、70、83、97m中長(zhǎng)波高低的不平順可不予管理，但分別在200、250、300、350km/h速度下時(shí)，其激擾頻率與日本、法國(guó)高速車輛的車體垂向自振頻率IHz相當(dāng)，導(dǎo)致車體產(chǎn)生“不明原因得強(qiáng)烈振動(dòng)”，但軌檢車測(cè)不出這種振動(dòng)，且養(yǎng)路機(jī)械修不了，隨著這個(gè)問(wèn)題逐漸被人們所意識(shí)到，人們開(kāi)始關(guān)注軌道路基的不均勻沉降和初始不平順問(wèn)題，因此，對(duì)于建設(shè)高平順性和高穩(wěn)定性的高速鐵路來(lái)說(shuō)，沉降監(jiān)控的作用和意義顯得尤為重要。
[0004]我國(guó)正著力推廣聞速鐵路建造技術(shù)，并加速推進(jìn)聞速鐵路的建設(shè)，聞速鐵路的建設(shè)首先在施工技術(shù)上要求高，其次對(duì)運(yùn)營(yíng)管理提出了更高的要求。由于我國(guó)地質(zhì)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，區(qū)域性的地面不均勻沉降對(duì)高速鐵路的建設(shè)又會(huì)產(chǎn)生難以預(yù)估的影響，因此沉降監(jiān)測(cè)成為建設(shè)過(guò)程中得重中之重，如何在建設(shè)過(guò)程中對(duì)高速鐵路的建設(shè)進(jìn)行有效的監(jiān)控，不僅是施工順利進(jìn)行的保障，同時(shí)也是施工安全及運(yùn)營(yíng)后得安全保障。
[0005]軌道基礎(chǔ)沉降的分析、建模及科學(xué)預(yù)測(cè)是沉降監(jiān)測(cè)的重要內(nèi)容，沉降監(jiān)測(cè)的目的是通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與分析，以確定軌道基礎(chǔ)的沉降過(guò)程、規(guī)律和幅度，查找變形原因，并判斷這種變形是否正常。近年來(lái)，在我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)高速發(fā)展和“十二五”規(guī)劃大力建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施的背景下，高速鐵路得到了迅猛的發(fā)展，當(dāng)鐵路速度達(dá)到200km/h以上時(shí)，我們稱之為高鐵，針對(duì)高鐵，由于軌道縱向上的不平順而引起的列車震動(dòng)相比于同等條件下的普通列車要嚴(yán)重得多，因此，高鐵軌道的不平順性將大大影響到旅客的舒適度。
[0006]針對(duì)以上問(wèn)題，目前普遍使用衛(wèi)星測(cè)量方式，但該測(cè)量系統(tǒng)使用無(wú)線電波進(jìn)行工作，常常會(huì)受到電離層天氣的影響，在電離層天氣發(fā)生擾動(dòng)時(shí)，測(cè)量系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生幾千米的誤差，因此，電離層的變化嚴(yán)重影響單頻衛(wèi)星接收機(jī)的精度，而電離層閃爍則會(huì)影響所有類型衛(wèi)星接收機(jī)的工作，特別是某些固定的區(qū)域，經(jīng)常無(wú)法進(jìn)行高精度的測(cè)量，衛(wèi)星測(cè)量系統(tǒng)失靈事件時(shí)常發(fā)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種解決了傳統(tǒng)衛(wèi)星測(cè)量方式中的不足，能夠有效提高軌道基礎(chǔ)沉降監(jiān)控精度的高速鐵路軌道基礎(chǔ)沉降監(jiān)控系統(tǒng)。
[0008]本發(fā)明為了解決上述技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案:本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種高速鐵路軌道基礎(chǔ)沉降監(jiān)控系統(tǒng)，包括總監(jiān)控端、以及數(shù)個(gè)分別設(shè)置在軌道各監(jiān)測(cè)點(diǎn)上的子監(jiān)控終端；其中，各個(gè)子監(jiān)控終端分別包括控制器、以及分別與控制器相連的衛(wèi)星定位模塊、子通信模塊；總監(jiān)控端包括相互連接的監(jiān)控服務(wù)器和總通信模塊，總監(jiān)控端與各個(gè)子監(jiān)控終端之間通過(guò)總通信模塊和子通信模塊進(jìn)行通信；所述各個(gè)子監(jiān)控終端還分別包括與控制器相連的慣性測(cè)量模塊。
[0009]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述總通信模塊和各個(gè)子通信模塊均為無(wú)線通信模塊，所述總監(jiān)控端與所述各個(gè)子監(jiān)控終端之間通過(guò)總通信模塊和子通信模塊進(jìn)行無(wú)線通信。
[0010]本發(fā)明所述一種高速鐵路軌道基礎(chǔ)沉降監(jiān)控系統(tǒng)采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果:
[0011](I)本發(fā)明設(shè)計(jì)的高速鐵路軌道基礎(chǔ)沉降監(jiān)控系統(tǒng)，基于現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，增設(shè)慣性測(cè)量模塊的監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行位置信息測(cè)量，有效彌補(bǔ)了傳統(tǒng)衛(wèi)星測(cè)量方式中的不足，大大提高了軌道基礎(chǔ)沉降監(jiān)控的精度，保證了高速鐵路軌道基礎(chǔ)沉降監(jiān)控系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性；
[0012](2)本發(fā)明設(shè)計(jì)的高速鐵路軌道基礎(chǔ)沉降監(jiān)控系統(tǒng)中，針對(duì)總監(jiān)控端與各個(gè)子監(jiān)控終端之間的通信，采用無(wú)線方式進(jìn)行通信，使得系統(tǒng)架設(shè)更加方便，且更加便于后期的設(shè)備維護(hù)。
[0013]與此相應(yīng)，針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于本發(fā)明設(shè)計(jì)的高速鐵路軌道基礎(chǔ)沉降監(jiān)控系統(tǒng)，解決了傳統(tǒng)衛(wèi)星測(cè)量方式中的不足，能夠有效提高軌道基礎(chǔ)沉降監(jiān)控精度的基于高速鐵路軌道基礎(chǔ)沉降監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控方法。
[0014]本發(fā)明為了解決上述技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案:本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種基于高速鐵路軌道基礎(chǔ)沉降監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控方法，所述各個(gè)子監(jiān)控終端中的衛(wèi)星定位模塊實(shí)時(shí)采集其所在監(jiān)測(cè)點(diǎn)的定位信息，并發(fā)送至與之對(duì)應(yīng)的控制器；所述各個(gè)子監(jiān)控終端中的慣性測(cè)量模塊實(shí)時(shí)采集其所在監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置信息，并發(fā)送至與之對(duì)應(yīng)的控制器；控制器按時(shí)間序列分別接收定位信息和位置信息，并按時(shí)間序列將其整合得到監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置信息，控制器將監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置信息發(fā)送至所述總監(jiān)控端，所述監(jiān)控服務(wù)器接收由各個(gè)子監(jiān)控終端發(fā)送的監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置信息，判斷軌道各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的沉降情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)高速鐵路軌道基礎(chǔ)沉降的監(jiān)控。
[0015]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述控制器采用擴(kuò)展卡爾曼濾波器，按時(shí)間序列將定位信息和位置信息進(jìn)行整合得到監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置信息。
[0016]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述控制器按時(shí)間序列接收到由所述衛(wèi)星定位模塊采集到的定位信息后，根據(jù)定位信息對(duì)衛(wèi)星定位模塊工作正常與否進(jìn)行判斷，若判斷衛(wèi)星定位模塊工作正常，則所述控制器按時(shí)間序列將定位信息和位置信息進(jìn)行整合得到監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置信息；若判斷衛(wèi)星定位模塊工作非正常，則所述控制器按時(shí)間序列將由所述慣性測(cè)量模塊采集到的位置信息進(jìn)行整合得到監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置信息。
[0017]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述控制器采用殘差X2檢驗(yàn)法，根據(jù)由所述衛(wèi)星定位模塊采集到的定位信息對(duì)衛(wèi)星定位模塊工作正常與否進(jìn)行判斷。
[0018]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述監(jiān)控服務(wù)器接收由各個(gè)子監(jiān)控終端發(fā)送的監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置信息，針對(duì)同一監(jiān)測(cè)點(diǎn)，對(duì)比不同時(shí)間點(diǎn)該監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置信息，判斷軌道監(jiān)測(cè)點(diǎn)的沉降情況。
[0019]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述監(jiān)控服務(wù)器接收由各個(gè)子監(jiān)控終端發(fā)送的監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置信息，針對(duì)同一時(shí)間點(diǎn)，對(duì)比相鄰監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置信息，判斷軌道監(jiān)測(cè)點(diǎn)的沉降情況。
[0020]本發(fā)明所述一種基于高速鐵路軌道基礎(chǔ)沉降監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控方法采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果:
[0021](I)本發(fā)明設(shè)計(jì)的基于高速鐵路軌道基礎(chǔ)沉降監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控方法，在傳統(tǒng)衛(wèi)星測(cè)量方式的基礎(chǔ)之上，配合慣性測(cè)量模塊實(shí)時(shí)采集其所在監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置信息，有效保證了高速鐵路軌道基礎(chǔ)沉降監(jiān)控的精度；
[0022](2)本發(fā)明設(shè)計(jì)的基于高速鐵路軌道基礎(chǔ)沉降監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控方法中，針對(duì)傳統(tǒng)衛(wèi)星測(cè)量方式的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證判斷，判斷其工作過(guò)程是否正常，并根據(jù)判斷結(jié)果，針對(duì)分別由衛(wèi)星定位模塊和慣性測(cè)量模塊采集到的信息進(jìn)行整合，用以提高最終獲得監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置信息的精確度；
[0023](3)本發(fā)明設(shè)計(jì)的基于高速鐵路軌道基礎(chǔ)沉降監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控方法中，監(jiān)控服務(wù)器針對(duì)最終接收到的監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置信息，可以靈活多樣的采用多種方式進(jìn)行比較判斷，獲得最終軌道監(jiān)測(cè)點(diǎn)的沉降情況。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1是本發(fā)明設(shè)計(jì)的高速鐵路軌道基礎(chǔ)沉降監(jiān)控系統(tǒng)的模塊圖；
[0025]圖2是本發(fā)明設(shè)計(jì)的高速鐵路軌道基礎(chǔ)沉降監(jiān)控系統(tǒng)的方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0027]如圖1所示，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種高速鐵路軌道基礎(chǔ)沉降監(jiān)控系統(tǒng)，包括總監(jiān)控端、以及數(shù)個(gè)分別設(shè)置在軌道各監(jiān)測(cè)點(diǎn)上的子監(jiān)控終端；其中，各個(gè)子監(jiān)控終端分別包括控制器、以及分別與控制器相連的衛(wèi)星定位模塊、子通信模塊；總監(jiān)控端包括相互連接的監(jiān)控服務(wù)器和總通信模塊，總監(jiān)控端與各個(gè)子監(jiān)控終端之間通過(guò)總通信模塊和子通信模塊進(jìn)行通信；所述各個(gè)子監(jiān)控終端還分別包括與控制器相連的慣性測(cè)量模塊。
[0028]本發(fā)明設(shè)計(jì)的高速鐵路軌道基礎(chǔ)沉降監(jiān)控系統(tǒng)，基于現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，增設(shè)慣性測(cè)量模塊的監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行位置信息測(cè)量，有效彌補(bǔ)了傳統(tǒng)衛(wèi)星測(cè)量方式中的不足，大大提高了軌道基礎(chǔ)沉降監(jiān)控的精度，保證了高速鐵路軌道基礎(chǔ)沉降監(jiān)控系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性。
[0029]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述總通信模塊和各個(gè)子通信模塊均為無(wú)線通信模塊，所述總監(jiān)控端與所述各個(gè)子監(jiān)控終端之間通過(guò)總通信模塊和子通信模塊進(jìn)行無(wú)線通信。
[0030]本發(fā)明設(shè)計(jì)的高速鐵路軌道基礎(chǔ)沉降監(jiān)控系統(tǒng)中，針對(duì)總監(jiān)控端與各個(gè)子監(jiān)控終端之間的通信，采用無(wú)線方式進(jìn)行通信，使得系統(tǒng)架設(shè)更加方便，且更加便于后期的設(shè)備維護(hù)。
[0031]與此相應(yīng)，如圖2所示，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種基于高速鐵路軌道基礎(chǔ)沉降監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控方法，所述各個(gè)子監(jiān)控終端中的衛(wèi)星定位模塊實(shí)時(shí)采集其所在監(jiān)測(cè)點(diǎn)的定位信息，并發(fā)送至與之對(duì)應(yīng)的控制器；所述各個(gè)子監(jiān)控終端中的慣性測(cè)量模塊實(shí)時(shí)采集其所在監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置信息，并發(fā)送至與之對(duì)應(yīng)的控制器；控制器按時(shí)間序列分別接收定位信息和位置信息，并按時(shí)間序列將其整合得到監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置信息，控制器將監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置信息發(fā)送至所述總監(jiān)控端，所述監(jiān)控服務(wù)器接收由各個(gè)子監(jiān)控終端發(fā)送的監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置信息，判斷軌道各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的沉降情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)高速鐵路軌道基礎(chǔ)沉降的監(jiān)控。[0032]本發(fā)明設(shè)計(jì)的基于高速鐵路軌道基礎(chǔ)沉降監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控方法，在傳統(tǒng)衛(wèi)星測(cè)量方式的基礎(chǔ)之上，配合慣性測(cè)量模塊實(shí)時(shí)采集其所在監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置信息，有效保證了高速鐵路軌道基礎(chǔ)沉降監(jiān)控的精度。
[0033]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述控制器采用擴(kuò)展卡爾曼濾波器，按時(shí)間序列將定位信息和位置信息進(jìn)行整合得到監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置信息。
[0034]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述控制器按時(shí)間序列接收到由所述衛(wèi)星定位模塊采集到的定位信息后，根據(jù)定位信息對(duì)衛(wèi)星定位模塊工作正常與否進(jìn)行判斷，若判斷衛(wèi)星定位模塊工作正常，則所述控制器按時(shí)間序列將定位信息和位置信息進(jìn)行整合得到監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置信息；若判斷衛(wèi)星定位模塊工作非正常，則所述控制器按時(shí)間序列將由所述慣性測(cè)量模塊采集到的位置信息進(jìn)行整合得到監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置信息。 [0035]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述控制器采用殘差X2檢驗(yàn)法，根據(jù)由所述衛(wèi)星定位模塊采集到的定位信息對(duì)衛(wèi)星定位模塊工作正常與否進(jìn)行判斷。
[0036]本發(fā)明設(shè)計(jì)的基于高速鐵路軌道基礎(chǔ)沉降監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控方法中，針對(duì)傳統(tǒng)衛(wèi)星測(cè)量方式的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證判斷，判斷其工作過(guò)程是否正常，并根據(jù)判斷結(jié)果，針對(duì)分別由衛(wèi)星定位模塊和慣性測(cè)量模塊采集到的信息進(jìn)行整合，用以提高最終獲得監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置信息的精確度。
[0037]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述監(jiān)控服務(wù)器接收由各個(gè)子監(jiān)控終端發(fā)送的監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置信息，針對(duì)同一監(jiān)測(cè)點(diǎn)，對(duì)比不同時(shí)間點(diǎn)該監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置信息，判斷軌道監(jiān)測(cè)點(diǎn)的沉降情況。
[0038]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述監(jiān)控服務(wù)器接收由各個(gè)子監(jiān)控終端發(fā)送的監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置信息，針對(duì)同一時(shí)間點(diǎn)，對(duì)比相鄰監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置信息，判斷軌道監(jiān)測(cè)點(diǎn)的沉降情況。
[0039]本發(fā)明設(shè)計(jì)的基于高速鐵路軌道基礎(chǔ)沉降監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控方法中，監(jiān)控服務(wù)器針對(duì)最終接收到的監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置信息，可以靈活多樣的采用多種方式進(jìn)行比較判斷，獲得最終軌道監(jiān)測(cè)點(diǎn)的沉降情況。
[0040]本發(fā)明設(shè)計(jì)的高速鐵路軌道基礎(chǔ)沉降監(jiān)控系統(tǒng)及監(jiān)控方法在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中，所述各個(gè)子監(jiān)控終端中的衛(wèi)星定位模塊實(shí)時(shí)采集其所在監(jiān)測(cè)點(diǎn)的定位信息，并發(fā)送至與之對(duì)應(yīng)的控制器；所述各個(gè)子監(jiān)控終端中的慣性測(cè)量模塊實(shí)時(shí)采集其所在監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置信息，并發(fā)送至與之對(duì)應(yīng)的控制器；控制器按時(shí)間序列分別接收定位信息和位置信息。
[0041]所述控制器按時(shí)間序列接收到由所述衛(wèi)星定位模塊采集到的定位信息后，根據(jù)定位信息對(duì)衛(wèi)星定位模塊工作正常與否進(jìn)行判斷，若判斷衛(wèi)星定位模塊工作正常，則所述控制器按時(shí)間序列將定位信息和位置信息進(jìn)行整合得到監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置信息；若判斷衛(wèi)星定位模塊工作非正常，則所述控制器按時(shí)間序列將由所述慣性測(cè)量模塊采集到的位置信息進(jìn)行整合得到監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置信息。其中，所述控制器采用殘差X2檢驗(yàn)法，根據(jù)由所述衛(wèi)星定位模塊采集到的定位信息對(duì)衛(wèi)星定位模塊工作正常與否進(jìn)行判斷，過(guò)程如下:
[0042]建立系統(tǒng)誤差方程:
[0043]X{klk-\) = (Mk,k-\)X{k-\)
[0044]Z(k ik-\) = II{k)X{k !k-\)[0045]其中f ^ /-1)為測(cè)量誤差預(yù)測(cè)值，X{k -1)為k_ I時(shí)刻的測(cè)量誤差估計(jì)值，
O (k, k-1)為k_l時(shí)刻到k時(shí)刻的轉(zhuǎn)移矩陣，f(H-l)為觀測(cè)估計(jì)值；H(k)為系統(tǒng)觀測(cè)矩陣。
[0046]如果k_l時(shí)刻以前(包括k_l步時(shí)刻)衛(wèi)星系統(tǒng)輸出無(wú)故障，那么經(jīng)過(guò)卡爾曼濾波得到的k_l時(shí)刻的衛(wèi)星估計(jì)值夕認(rèn)-1/A-1)應(yīng)該是正確的。由系統(tǒng)的狀態(tài)方程得到第k時(shí)刻系統(tǒng)狀態(tài)的遞推值:
[0047]
【權(quán)利要求】
1.一種高速鐵路軌道基礎(chǔ)沉降監(jiān)控系統(tǒng)，包括總監(jiān)控端、以及數(shù)個(gè)分別設(shè)置在軌道各監(jiān)測(cè)點(diǎn)上的子監(jiān)控終端；其中，各個(gè)子監(jiān)控終端分別包括控制器、以及分別與控制器相連的衛(wèi)星定位模塊、子通信模塊；總監(jiān)控端包括相互連接的監(jiān)控服務(wù)器和總通信模塊，總監(jiān)控端與各個(gè)子監(jiān)控終端之間通過(guò)總通信模塊和子通信模塊進(jìn)行通信；其特征在于:所述各個(gè)子監(jiān)控終端還分別包括與控制器相連的慣性測(cè)量模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高速鐵路軌道基礎(chǔ)沉降監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述總通信模塊和各個(gè)子通信模塊均為無(wú)線通信模塊，所述總監(jiān)控端與所述各個(gè)子監(jiān)控終端之間通過(guò)總通信模塊和子通信模塊進(jìn)行無(wú)線通信。
3.一種基于權(quán)利要求1至2中任意一項(xiàng)所述一種高速鐵路軌道基礎(chǔ)沉降監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控方法，所述各個(gè)子監(jiān)控終端中的衛(wèi)星定位模塊實(shí)時(shí)采集其所在監(jiān)測(cè)點(diǎn)的定位信息，并發(fā)送至與之對(duì)應(yīng)的控制器；其特征在于:所述各個(gè)子監(jiān)控終端中的慣性測(cè)量模塊實(shí)時(shí)采集其所在監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置信息，并發(fā)送至與之對(duì)應(yīng)的控制器；控制器按時(shí)間序列分別接收定位信息和位置信息，并按時(shí)間序列將其整合得到監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置信息，控制器將監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置信息發(fā)送至所述總監(jiān)控端，所述監(jiān)控服務(wù)器接收由各個(gè)子監(jiān)控終端發(fā)送的監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置信息，判斷軌道各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的沉降情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)高速鐵路軌道基礎(chǔ)沉降的監(jiān)控。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種基于高速鐵路軌道基礎(chǔ)沉降監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控方法，其特征在于:所述控制器采用擴(kuò)展卡爾曼濾波器，按時(shí)間序列將定位信息和位置信息進(jìn)行整合得到監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述一種基于高速鐵路軌道基礎(chǔ)沉降監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控方法，其特征在于:所述控制器按時(shí)間序列接收到由所述衛(wèi)星定位模塊采集到的定位信息后，根據(jù)定位信息對(duì)衛(wèi)星定位模塊工作正常與否進(jìn)行判斷，若判斷衛(wèi)星定位模塊工作正常，則所述控制器按時(shí)間序列將定位信息和位置信息進(jìn)行整合得到監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置信息；若判斷衛(wèi)星定位模塊工作非正常，則所述控制器按時(shí)間序列將由所述慣性測(cè)量模塊采集到的位置信息進(jìn)行整合得到監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種基于高速鐵路軌道基礎(chǔ)沉降監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控方法，其特征在于:所述控制器采用殘差X2檢驗(yàn)法，根據(jù)由所述衛(wèi)星定位模塊采集到的定位信息對(duì)衛(wèi)星定位模塊工作正常與否進(jìn)行判斷。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種基于高速鐵路軌道基礎(chǔ)沉降監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控方法，其特征在于:所述監(jiān)控服務(wù)器接收由各個(gè)子監(jiān)控終端發(fā)送的監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置信息，針對(duì)同一監(jiān)測(cè)點(diǎn)，對(duì)比不同時(shí)間點(diǎn)該監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置信息，判斷軌道監(jiān)測(cè)點(diǎn)的沉降情況。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種基于高速鐵路軌道基礎(chǔ)沉降監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控方法，其特征在于:所述監(jiān)控服務(wù)器接收由各個(gè)子監(jiān)控終端發(fā)送的監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置信息，針對(duì)同一時(shí)間點(diǎn)，對(duì)比相鄰監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置信息，判斷軌道監(jiān)測(cè)點(diǎn)的沉降情況。
【文檔編號(hào)】G01C5/00GK103676844SQ201310585754
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月20日
【發(fā)明者】王其, 管永康, 陳媛, 李金林, 李辰帥, 程致遠(yuǎn), 朱哲夫 申請(qǐng)人:南京信息工程大學(xué)