CC BY
50
УДК 528.48 В.М. Жидов СГУПС, Новосибирск
ПРИМЕНЕНИЕ СПУТНИКОВОЙ АППАРАТУРЫ ПРИ СЪЕМКЕ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ СТАНЦИЙ
Железная дорога является сложнейшим инженерным сооружением, включающим в себя множество различных объектов, положение каждого из которых определяется с высокой точностью. Контроль геометрических параметров и динамики изменения положения объектов в пространстве являются первостепенной задачей для обеспечения функционирования железной дороги и безопасности движения.
Проведение съемочных геодезических работ на железнодорожных станциях существенно отличается от съемки магистрального пути. Это связано с наличием определенных сложностей:
- Ограниченная прямая видимость;
- Множество точечных объектов;
- Наличие кривых малых радиусов.
Все эти факторы накладывают определенные требования и специфику к детализации съемки. Применение в таких условиях классических геодезических инструментов (теодолиты, тахеометры и т.д.) является трудоемкой задачей.
В мире разрабатываются специализированные системы и устройства, облегчающие и упрощающие процесс измерений на железной дороге. Одним из представителей таких систем является немецкая разработка GEO++® GNBAHN Track Survey System. Принцип работы заключается в Real-time измерениях спутниковой аппаратурой, установленной на ходовой тележке. В систему входит программное обеспечение, позволяющее в режиме реального времени отслеживать текущее положение, анализировать различные измерения по одному и тому же участку. Большим плюсом системы является получение всех материалов измерений в реальном времени, а большим недостатком является отсутствие полного набора измерений, для корректного анализа положения пути.
В научно-инженерном дорожном центре (НИДЦ) Сибирского государственного университета путей сообщения (СГУПС) разработаны различные комплексы по автоматизации процесса съемочных работ. Использование того или иного комплекса зависит от конечного результата. Применение аппаратно-программного комплекса (АПК) «Профиль» при съемке железнодорожный станций значительно упрощает и ускоряет процесс получения конечного продукта - плана станции с характеристиками элементов станционных путей.
Конструкция и состав АПК «Профиль» позволяет проводить полную съемку пути. В набор измерений входит получение следующих данных:
- Пространственные координаты (оси пути) GPS-аппаратурой - через 1-2 метра;
- Условные координаты гироскопической системой - через 1.5 см;
- Междурельсовое расстояние;
- Продольный, поперечный углы наклона ходовой тележки;
- Угол изменения положения в плоскости (условный азимут);
- Пройденное расстояние.
При этом производится синхронизация измерений между спутниковыми данными и остальными устройствами.
К особенностям съемки можно отнести тот факт, что антенна приемника находится на вешке, закрепленной на ходовой тележке и расположенной над осью железнодорожного пути. Таким образом, решается проблема видимости спутников, в случае присутствия железнодорожных составов на соседних путях, и добавляется проблема несовпадения положения вешки с отвесности линией. Ошибки, вносимые таким не совпадением, при высоте антенны 2,0 м могут достигать следующих величин:
- За продольный уклон (при величине уклона 20 %о) - 4 см;
- За поперечный уклон (при возвышении рельса 150 мм и ширине пути 1520 мм) - 19,7 см.
Приведенные значения свидетельствуют о необходимости учета угла наклона вешки при точных геодезических измерениях.
Эта проблема решается путем внесения корректировки в координаты за наклон вешки. Учитывая тот факт, что все измерения синхронизированы между собой, поправки рассчитываются по результатам измерений гироскопической аппаратурой. Зная все углы наклона, ширину колеи и высоту крепления спутниковой антенны на каждые GPS-измерение, рассчитывается поправка за наклон вешки, и проводится проецирование координат на каждую головку рельса. После корректировки спутниковых данных выполнятся совместная обработка всех полученных измерений. Проведение всех вычислений осуществляется программным обеспечением (ПО), разработанным для АПК «Профиль». ПО позволяет выполнять полную обработку всех материалов, и представлять их в утвержденных формах, как в табличном, так и графическом видах.
Такой комплексный подход к получаемым материалам, позволяет получить следующие преимущества:
- Все полученные данные имеют координатную привязку,
- Возможность полного анализа состояния пути, как отдельного объекта, так и в комплексе с граничащими инженерными сооружениями,
- Возможность мониторинга.
Возможности аппаратуры также позволяют заносить дополнительную атрибутивную информацию о наблюдаемых объектах. При съемке станций такой информацией являются технические характеристики объектов станционных путей (светофоры, остановочные платформы, мачты и т.д.) и расстояние до них от головки рельса.
Полученные результаты хранятся в базе данных и передаются в ГИС, где предоставляются множество возможностей по формированию стандартных и
нестандартных отчетов. Заказчику предоставляются все материалы в соответствии с требованиями нормативной документации.
© В.М. Жидов, 2005
