热点:中国高铁跑得稳和北斗卫星有关 还有这些“黑科技”
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原题:中国高铁与北斗卫星有关，也有这些“黑科技”。
北斗惯性制导车与利用量规的测量和全站仪半自动测量等以往传输的方法相比，保证了测量精度，作业效率提高了20倍以上，大幅降低了测量价格、外业的数量和复杂度。
10月28日，国务院就年前第三季度交通运输经济运行情况召开了发布会。 交通运输部信息发言人、政策研究室主任吴春耕介绍说，现在大部分在698.61万辆道路运行车辆上安装了北斗系统。 交通运输部公布了在交通运输领域应用北斗卫星的专业计划，铁路、公路等重要行业的政策指导正在加强。
在此之前的10天里，来自铁第五勘察设计院集团有限企业(以下简称铁五院)的工程师们与武汉大学的工程技术人员合作，将自主开发的北斗惯性组合引导到铁路轨道几何状态测量仪(以下简称北斗惯车)，京沈高铁
北斗3号全球卫星导航系统的首次工程化应用于高速铁路建设行业，直接服务于轨道微调，确保轨道的位置和平滑性严格满足设计标准。
那么，距离地球数万公里的北斗系统是如何“脉搏”在铺设于地面的交通干线上的呢？ 能得到什么样的测量精度呢？
为了保证轨迹平滑，需要准确测量各种数据。
据介绍，乘客可以在时速350公里运行的高铁车辆中进行“闲庭信步”，在窗边立硬币也不会倒下，这取决于高铁的高平顺性。 轨道不顺畅的话，机车的车辆会出现系统的振动，会直接影响轨道噪音、轨道相互作用力、乘坐舒适度、安全性等。
为了最大限度地保证轨道的平坦性，员工需要正确获取轨道的三维位置坐标、轨道间距等，实现轨道方向、高低、轨道间距、水平等各几何参数的高精度测量。
“简单来说，需要通过测量轨道中心线的实际位置，求出设计位置、平面(轨道方向)和标高(高低)方向的偏移。 然后，根据该偏差计算调整量。 ”铁五院北斗铁路领域综合应用示范工程项目技术负责人饶雄说。
早期建设和维修铁路时，技术人员需要使用标尺手动测量轨道，作业效率非常低。
后期用专业的高精度全站仪进行轨道测量。 测量员在轨道中的线上暂时架设三脚架，将高精度的全站仪架设在三脚架上，用光电扫描的方法测量选择样品点的新闻，推测轨道的坐标数据，每枕头重复一次，每小时只能测量200米
随着高速铁路建设的迅速发展，轨道精确测量技术也在不断发展。 惯性组合导航铁路轨道几何状态测量仪又称惯导车，是目前最常见的测量方法。
饶雄介绍说，惯导车主要包括陀螺仪、加速度计、惯性导航系统、卫星定位系统等。 测量时，员工需要在轨道上推进惯导车。 汽车在三维空间运动。 建立空间坐标轴，将测量中收集到的3个方位的各数据相加，可以用计算机计算轨道各部分的空间坐标，进一步计算连续点值是否有异常的偏差。
饶雄说，利用惯性导航技术，1台设备可以正确定位任意位置的轨道几何学位置，测量数据一站式综合解决，保证精度，提高了作业效率。 这意味着，将铁路轨道数据收集模式传递给惯导小车后，可以自动收集，自动解决数据，几乎不需要现场过度操作。
北斗辅助测量精度更高作业效率提高20倍
基于前期积累的技术和产品，铁五院与武汉大学共同组成了研发团队，对铁路上普遍使用的惯导车展开了国产化改造升级。 新开发的北斗惯车集成了许多国产技术，最大的好处是使用国产北斗芯片。
“项目用于集成支持北斗3号的国产卫星导航接收机和惯性导航系统，替换以前传达的轨道仔细检查手段。 ”饶雄说。 北斗导航和惯性导航功能是互补的，可以提高系统整体的导航精度、导航性能以及空间校准能力。
我们知道北斗的精密定位功能结合了惯性导航的强大立场和位置估计能力，可以实现连续的移动测量。 员工推着车走就可以进行测量计算。 测定效率会在步行时间的5公里以上。 北斗系统独特的星座设计，因为中国上空的北斗卫星数量在增加，所以测量精度高，抗干扰性和可靠性也强。
另外，北斗高精度测量能力对降低测量误差也有效。 通常惯导系统的数据计算是积分过程，整个过程结合了定位陀螺和加速度计的误差，误差的迅速积累对计算结果有一定的影响。 “通过使用北斗和其他卫星定位技术，可以比较有效地抑制误差的累积，将整个系统长期维持在高精度的水平。 ”饶雄表示，与基于仪表标尺的测量和全站仪半自动测量等以前传来的手段相比，北斗的惯导车保证了测量精度，作业效率提高了20倍以上，测量价格和外业较多，杂音大幅度降低。
“使用国产北斗芯片，我们的惯导车核心传感器完全国产化，可以自主控制，摆脱了对其他导航设施的依赖。 ”饶雄说。
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这些铁路“黑科技”与北斗有关
今年中国国家铁路集团有限企业发布的《新时期交通强国铁路先行计划纲要》确定到2035年率先完成智能铁路网。 高速铁路拥有北斗卫星导航系统、基于5g通信技术的天空天地一体化的“超级大脑”。 事实上，看起来很远的北斗已经来到我们身边，许多成功建设铁路的“黑科技”都和北斗有关。
正确定位中欧班组
中欧班组的运输距离都在1万公里以上，很多时候经过无人区，哪里没有移动通信信号，以前列车经过这些区就会失去信号，不能留下。 安装北斗定位系统后，可以实时记录列车运行数据。 列车运行到有移动通信信号的地方后，回到中欧班列运行服务中心，确保了新闻的完整性。 现在中欧班组连通了21个国家72个城市，北斗卫星可以跟踪中欧班组的运行轨迹，正确定位在10米以内。
24小时预告新闻
北斗基础设施监测应用对铁路设备设施和沿线环境进行24小时实时自动化高精度监测，收集原始监测数据，事先解决数据，实现监测数据的解算、分解、发布警报新闻等功能 例如浩吉铁路沿线的五个要点桥梁和六个要点边坡使用基于北斗的高精度位移和变形监测技术，长时间监视基础设施，保证了监测的实时性和连续性，比较有效地获得了趋势新闻，保证了高精度和自动化
及时控制机车的状态
中国机车远程监视诊断系统( cmd系统)可以通过北斗卫星导航系统，实时向地面系统传输机车故障、警报消息、机车位置消息等，完成车对地、地对车数据的收集解决传输 职能部门可以立即掌握机车故障、警报消息、机车位置消息和机车工作质量状态。 机车乘务员对机车质量管理的便利性和比较有效性大幅度提高。
本报记者正阳
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