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轨道几何形位是保证铁路列车平稳、安全运行的基础,其检测精度直接影响列车的运行状态。因此,研发高精度的轨道几何形位检测技术具有十分重要的理论和现实意义。本文对国内外轨道几何形位静态检测技术现状进行研究,论述了具有代表性的轨检小车检测轨道几何形位的方法;在分析激光跟踪测量技术现状的基础上,根据激光跟踪测量系统在测量精度、测量范围、测量效率等方面的优势,提出一种基于激光跟踪测量技术的高精度轨道几何形位静态检测方法。本文主要研究内容如下:(1)研究基于激光跟踪测量技术的轨道几何形位三维坐标计算模型。以检测点的三维坐标和轨道几何形位的几何关系为研究对象,建立轨道几何形位三维坐标的计算模型。(2)研究激光跟踪测量轨道几何形位的坐标转换算法。通过分析不同空间坐标系的转换原理及坐标系转换参数的求解方法,研究轨道空间坐标系下检测点三维坐标与激光跟踪测量系统坐标系的转换算法,确定轨道几何形位检测点三维坐标与激光跟踪测量系统球坐标系的坐标转换关系。(3)分析激光跟踪测量轨道几何形位的检测误差。通过分析不同空间坐标系间的转换误差分析方法,研究激光跟踪测量系统坐标系和轨道空间坐标系转换过程中所产生的转换误差;通过采用全局敏感性分析方法定量分析影响激光跟踪测量精度的气象因素,确定提高激光跟踪测量精度的关键性气象因素;并基于样本统计规律,定量分析测量距离对激光跟踪测量精度的影响,确定激光跟踪测量的合理距离。(4)最后,围绕激光跟踪测量系统测量轨道几何形位的站位布局、靶球基座设计、数据处理、检测方式优化方案等技术问题进行研究基于激光跟踪测量技术的轨道几何形位检测的技术方案,并开发基于激光跟踪测量技术的轨道几何形位检测数据处理系统;为验证基于激光跟踪测量技术的轨道几何形位检测方法的可行性,采用激光跟踪测量系统对高速铁路无砟轨道几何形位进行检测试验。研究结果表明,本文提出的基于激光跟踪测量技术的轨道几何形位检测方案具有较高的测量精度和测量重复性,能够满足高速铁路无砟轨道几何形位检测精度要求,可为高速铁路轨道几何形位的检测提供一种高精度的静态测量技术。