接触网是电气化铁路的供电系统,其在铁路空间位置的准确测量十分重要,是保证列车安全运行的根本所在。根据我国铁路建设特点,接触网的位置参数很容易发生变化,特别是在高速列车大批投入运行的冲击下,接触网的位置参数需要频繁测量修正,传统的测量方式已经不能满足安全、快速、准确的测量要求,和铁路运营信息化管理的发展方向。本文在深入分析接触网空间位置测量特点的基础上,从开发一个符合要求、性能稳定、携带方便的测量仪器出发,通过建立合理的数学模型,应用光学、电子、机械和计算机等方面技术,研究开发了一种全数字化电气化铁路接触网几何参数检测仪,实现了对电气化铁路接触网的全数字化测量和管理。文中详细阐述了与测量相关的电路模块和数据管理方面的技术要点和试验方法,同时,按照计量相关标准和要求对整个仪器的计量性能进行了分析和评估。传感器性能是影响电子测量仪器性能的关键因素。本文中按照工业现场使用要求,分别研究了相位式激光测距传感器、增量式光电编码器和倾角测量芯片等传感器模块的工作原理、性能特征及其在工业环境中的应用技术。在实用性能方面,介绍了系统采用摄像机成像方式来瞄准目标和将测量的数据通过U盘传输的方法,涉及视频图像字符叠加技术和嵌入式U盘文件读写技术。本仪器系统以美国Silicon Laboratories公司的8051F系列SOC单片机作为控制单元,各个功能模块分别用一个单片机控制,中心单片机通过串口与各模块通信。所以文中还涉及到了多个单片机之间相互通信的软硬件技术。本文所研究开发的接触网测量仪器为电气化铁路接触网几何参数的测量提供了一种全新测量手段,使电气化铁路接触网的测量和管理实现信息化成为可能,在铁路部门投入使用以来,获得了较高评价,具有良好的经济和社会效益。