光纖陀螺在軌道平順性檢測中的應(yīng)用

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1、分類號:P2210710-2015126022碩士學(xué)位論文光纖陀螺在軌道平順性檢測中的應(yīng)用杜艷忠導(dǎo)師姓名職稱楊志強(qiáng)教授申請學(xué)位類別全日制學(xué)碩碩士學(xué)科專業(yè)名稱大地測量學(xué)與測量工程論文提交日期2018年4月18日論文答辯日期2018年6月1日學(xué)位授予單位長安大學(xué)FOGappliedtotracksmoothnessdetectionAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：DuYanzhongSupervisor：Prof.YangZhiqiangChang’anUniversity,Xi’an,China摘要在軌列車高速、安全運(yùn)行必須有軌

2、道的高平順性來支撐，要實(shí)現(xiàn)軌道的高平順則需要有相應(yīng)的軌道檢測技術(shù)及檢測儀器在軌道鋪設(shè)、精調(diào)、運(yùn)營階段對軌道進(jìn)行檢測，保證軌道形變量限差范圍內(nèi)。本文旨在依托光纖陀螺與傳統(tǒng)測量儀器相結(jié)合的技術(shù)手段來解決目前高速鐵路、客運(yùn)專線、空鐵等新建線路在施工階段軌道精調(diào)、運(yùn)營階段的平順性檢測，后期也可擴(kuò)展應(yīng)用于既有線路日常檢查、指導(dǎo)維護(hù)等項(xiàng)目一體化解決方案當(dāng)中。論文首先通過比較分析目前國內(nèi)外軌道平順性檢測技術(shù)，總結(jié)出軌檢系統(tǒng)需要測量的幾個要素；根據(jù)各測量要素的特點(diǎn)及作用，分別制定相應(yīng)的測量方案及所需要的傳感器件；在此基礎(chǔ)上根據(jù)個傳感器件的功能設(shè)計出軌檢儀數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)程序框圖，并針對軌檢系統(tǒng)中光纖陀螺測

3、角進(jìn)行著重研究。從光纖陀螺的工作原理、結(jié)構(gòu)組成及信號傳輸過程分析可能引起陀螺輸出誤差的原因，列出了幾項(xiàng)常用的誤差指標(biāo)。針對光纖陀螺輸出數(shù)據(jù)中包含的誤差，利用拉伊達(dá)法則、平滑濾波和低通濾波分別對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并通過比較濾波前后的數(shù)據(jù)分布圖來評定濾波效果。由于圖像不能具體反映濾波的增益效果，為此引入Allan方差分析法，用來對陀螺輸出數(shù)據(jù)中包含的隨機(jī)誤差項(xiàng)進(jìn)行識別與量化，量化后的隨機(jī)誤差值可以直觀地表達(dá)出濾波器的增益效果。陀螺輸出數(shù)據(jù)經(jīng)過預(yù)處理后，在一定程度上消除、減弱了部分誤差，但是對于陀螺輸出數(shù)據(jù)的誤差的補(bǔ)償，還需要進(jìn)一步處理。文中采用的方法是通過建立時間序列模型實(shí)現(xiàn)測量誤差的實(shí)時

4、補(bǔ)償，接下來針對處于運(yùn)動狀態(tài)中的輸出數(shù)據(jù)誤差處理，論文又引入卡爾曼濾波法，利用其無延時、先預(yù)測后觀測等特點(diǎn)與ARMA模型結(jié)合在一起，用于整個系統(tǒng)測量數(shù)據(jù)的動態(tài)處理。關(guān)鍵字：光纖陀螺，軌道平順性，Allan方差，ARMA模型IABSTRACTThetraindrivinghighspeedandsafemusthaveahighlycomforttosupportit,inordertoensurethatthetrackishighlysmooth,weneedtohavecorrespondingtrackdetectiontechnologyandcheckinginstrumen

5、ttocheckthetrackinthetracklaying,fineregulationandoperation,guaranteeingeachindexofthetrackwithintherangeoflimitdifference.Thepurposeofthispaperistorelyonthetechnologyoffiberopticgyroandtraditionalmeasuringinstrumentstosolvethehigh-speedrailway,passengerdedicatedlineandskytrainfineregulationands

6、urveyingthetracksmoothness,thenextperiod,itcanbeextendedtocheckandrepairtheintegratedsolutionsofexistinglines.Thispaperfirstanalyzesthedomesticandforeigntrackirregularitydetectiontechniqueatpresent,summedupthetrackirregularityinspectionsystemtomeasureseveralelements;accordingtothecharacteristics

7、andfunctionsofeachmeasurementelements,respectivelyformulatethesensormeasurementschemeandlistthesensors;onthebasis,accordingtothefunctionofeachsensordevice,Idesigntheprogramblockdiagramofthedataacquisitionsystemtotestthetrack