低速磁浮轨道几何参数测量系统

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1、第３５卷第４期国防科技大学学报Ｖｏｌ．３５Ｎｏ．４２０１３年８月ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＮＡＴＩＯＮＡＬＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＤＥＦＥＮＳＥＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＡｕｇ．２０１３低速磁浮轨道几何参数测量系统周文武，吴峻，李中秀，张兴华（国防科技大学机电工程与自动化学院，湖南长沙４１００７３）摘要：轨道几何状态是影响低速磁浮列车运行安全性和舒适性的重要指标，因此，必须定期测量轨道几何参数，并根据测量结果结果开展轨道维护，使轨道状态保持良好。利用ＦＭＳ０１完成了唐山１．５ｋｍ低速磁浮轨道线路几何参数测量，结果表明，以用水准仪的精密测量高低结果为参考，ＦＭＳ０１的高低测量最大误差不超过±０．７ｍｍ；以多

2、次测量的平均值为参考，各参数测量的最大误差不超过±０．２ｍｍ。关键词：Ｆ轨；轨道几何参数；惯性基准法；低速磁浮列车中图分类号：ＴＰ２７４．２文献标志码：Ａ文章编号：１００１－２４８６（２０１３）０４－００５１－０５ＡｔｒａｃｋｇｅｏｍｅｔｒｙｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍｆｏｒｌｏｗｓｐｅｅｄｍａｇｌｅｖＺＨＯＵＷｅｎｗｕ，ＷＵＪｕｎ，ＬＩＺｈｏｎｇｘｉｕ，ＺＨＡＮＧＸｉｎｇｈｕａ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｔｒｏｎｉｃｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＮａｔｉｏｎａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＤｅｆｅｎｓｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１００７３，Ｃｈｉｎａ）

3、Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｑｕａｌｉｔｙｏｆＦｔｒａｃｋｈａｓａｃｒｉｔｉｃａｌｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｔｈｅｓａｆｅｔｙａｎｄｃｏｍｆｏｒｔｏｆｌｏｗｓｐｅｅｄｍａｇｌｅｖｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｒａｃｋｇｅｏｍｅｔｒｙｍｕｓｔｂｅｍｅａｓｕｒｅｄｔｅｒｍｌｙ．ＡｎｄＡｐｐｒｏｐｒｉａｔｅｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅｏｆＦｔｒａｃｋｗｉｌｌｂｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔａｃｃｏｒｄｉｎｇａｓｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｓｔｏｋｅｅｐｔｒａｃｋａｌｌｒｉｇｈｔ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｍａｉｎｔａｉｎｍａｇｌｅｖｇｕｉｄｅｗａｙｅｆｆｉｃｉｅｎｔｌｙ，ＦＭＳ０１ｉｓａＦｔｒａ

4、ｃｋｇｅｏｍｅｔｒｙｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍｍａｄｅｂｙＮａｔｉｏｎａｌＵｎｉｖ．ｏｆＤｅｆｅｎｓｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｔｈｅｆｉｒｓｔｏｎｅｉｎＣｈｉｎａ，ａｎｄｉｔｃａｎｂｅｏｐｅｒａｔｅｄｔｏｍｅａｓｕｒｅｔｒａｃｋｇｅｏｍｅｔｒｙｆａｓｔａｎｄａｃｃｕｒａｔｅｌｙ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｖｅｒｔｉｃａｌｄｅｖｉａｔｉｏｎ，ｌａｔｅｒａｌｄｅｖｉａｔｉｏｎ，ｔｒａｃｋｇａｕｇｅａｎｄｌｅｖｅｌｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｗｈｅｎｍａｇｌｅｖｔｒａｉｎｔｒａｖｅｌａｔ２０１００ｋｍ／ｈ．Ｖｅｒｔｉｃａｌａｎｄｌａｔｅｒａｌｄｅｖｉａｔｉｏｎｃａｎｂｅｍｅａｓｕｒｅｄｂａｓｅｄｏｎｉｎ

5、ｅｒｔｉａｌｐｒｉｎｃｉｐｌｅ．Ｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｏｆｔｈｅ１．５ｋｍｌｏｎｇｌｉｎｅｉｎＴａｎｇｓｈａｎｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｕｓｉｎｇＦＭＳ０１．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｍａｘｉｍｕｍｅｒｒｏｒｏｆｖｅｒｔｉｃａｌｄｅｖｉａｔｉｏｎｉｓｌｅｓｓｔｈａｎ±０．７ｍｍｉｎｒｅｆｅｒｅｎｃｅｔｏｆｉｎｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｕｓｉｎｇｌｅｖｅｌｇａｕｇｅａｎｄｍａｘｉｍｕｍｅｒｒｏｒｏｆｔｒａｃｋｇｅｏｍｅｔｒｉｅｓｉｓｌｅｓｓｔｈａｎ±０．２ｍｍｉｎｒｅｆｅｒｅｎｃｅｔｏｔｈｅａｖｅｒａｇｅｏｆｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｕｓｉｎｇＦＭＳ０１．Ｋ

6、ｅｙｗｏｒｄｓ：Ｆｔｒａｃｋ；ｔｒａｃｋｇｅｏｍｅｔｒｙ；ｉｎｅｒｔｉａｌｐｒｉｎｃｉｐｌｅ；ｌｏｗｓｐｅｅｄｍａｇｌｅｖｔｒａｉｎ低速磁浮列车的发展已经有三十多年的历的不同，主要是磁浮列车与轨道不接触，列车通过［１］史，２００５年３月６日，日本爱知世博会上投入电磁力与轨道作用，通过间隙传感器来反映列车运营的ＴＫＬ线标志着低速磁浮列车已经进入商与轨道垂向位置关系；这就导致磁浮列车对轨道［２］业运营阶段。以国防科技大学为代表的我国要求与轮轨有很多不同；因此，测量系统的结构、磁悬浮列车技术在近３０年的研究中，取得了进传感器布置以及数据融合等均有不同。因而，有展，目前应用该技术的北京Ｓ１线已进入开工

7、建设必要研究Ｆ轨几何参数测量技术，并研制Ｆ轨几阶段。何参数测量系统。国防科技大学从２００９年开始低速磁浮列车作为零高度飞行器，它的稳定研究Ｆ轨几何参数测量技术，取得了一系列研究［３－５］悬浮及运行与Ｆ型轨道（以下简称“Ｆ轨”）的状进展。为了实现对轨道线路快速准确的测态是否正常有着紧密的联系。而且轨道质量状态量，研制成功了国内第一台Ｆ轨几何参数测量系严重影响低速磁浮列车运行的安全性和舒适性，统（以下