中国高铁这么稳，天上的“北斗”功不可没！- 大数跨境

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中国高铁这么稳，天上的“北斗”功不可没！

辽宁北斗

2021-01-14

导读：涨知识了！中国高铁为什么这么平稳？与北斗卫星究竟有什么关联？

中国的北斗世界的北斗一流的北斗

2020年10月28日，国新办就2020年前三季度交通运输经济运行情况举行发布会。交通运输部出台了—“交通运输行业应用北斗卫星的专项规划政策”，正在不断加强铁路、公路等重点领域的政策规划指导。这是北斗三号全球卫星导航系统首次高铁建设领域工程化，确保轨道的位置和平顺性严格达到规划政策的设计标准。那么，距离地球几万公里的北斗卫星导航系统，如何给“站立”于地面的交通干线“把脉”？它测量精度又是怎样的呢？

轨道平顺多种数据精准

据了解，乘客在运行为350公里时速的高铁车厢中“闲庭信步”，在车窗边上面竖硬币不倒，都归功于高铁线路的较高平顺性。轨道不够平顺，就会导致机车出现系统震动，对轮轨噪声、轮轨的相互作用力以及乘车的舒适性、安全性等都会产生比较大的影响。最大限度的保证轨道的高平顺性，就需要精准获取到轨道的三维位置坐标、轨道间距，来实现轨距、轨向、高低、水平线等多项几何参数的高精度测量数据。

铁五院北斗铁路行业综合应用示范工程项目技术负责人饶雄：

首先，先通过精度测量来确定轨道中心线的具体位置，得出在平面（轨向）和高程（高低）方向的数据偏差；其次，根据数据偏差，计算调整量。惯导小车主要包括惯性导航系统、卫星定位系统、陀螺仪及加速度计等。测量时，工作人员要在轨道上推动惯导小车，因惯导小车在三维空间里运动，故可通过建立空间坐标轴、及测量过程中收集的3个方位的数据，计算出轨道各部分的空间坐标数据及连续点位数值是否存在非正常偏差。仅用一台设备，惯性导航技术就可对任意位置的轨道几何形位做到精准定位，测量数据也实现了一站式集成处理，保证高精度数据的同时，也显著提高了作业效率。惯导小车使用铁路轨道数据采集模式后，实现自动采集，数据自动处理，基本不需要现场过多的操作。

北斗助力测量精度更高作业效率提升

北斗的精密定位功能结合惯性导航强大角度和位置推算能力，可以实现连续移动测量，测量效率可以达到步行的每小时5公里左右甚至更快。因为北斗系统独特的星座设计，在中国上空的北斗卫星数量更多，所以测量精度更高，抗干扰性和可靠性也更强。

在前期积累技术和产品基础上，铁五院联合武汉大学共同组成研发团队，对铁路普遍采用的惯导小车开展了国产化改造升级。新研发的北斗惯导小车集成了多项国产技术，最大特点就是采用国产北斗芯片。“项目集成了支持北斗三号的国产卫星导航接收机和惯性导航系统，用于替换传统轨道精测手段。”饶雄介绍说。北斗导航与惯性导航功能可以形成互补,提高系统的整体导航精度、导航性能以及空间校准能力。

另外，北斗的高精度测量能力能有效帮助减少测量数据的误差。常规情况下，惯导系统的数据计算是一个积分过程，整个过程耦合了定位陀螺仪和加速度计的误差，误差快速累积会对计算结果产生一定影响。“采用北斗或者其他卫星定位技术，可有效抑制误差的累积，使整套系统在长时间内都维持在一个高精度的水准。”饶雄说，与利用轨距尺进行测量或全站仪半自动测量等传统手段相比，北斗惯导小车在保证测量精度的同时，作业效率提升了20倍以上，大幅度降低了测量成本和外业复杂度。

这些铁路“黑科技”都与北斗有关：

今年，中国国家铁路集团有限公司颁布的《新时代交通强国铁路先行规划纲要》中，明确提出到2035年，率先完成智能化铁路网，高铁列车将拥有基于北斗卫星导航系统、5G通信技术的空天地一体化的“超级大脑”。

事实上，远在九霄之上的北斗，已经悄然来到我们身边，多项已成功运用于铁路建设的“黑科技”，都与北斗息息相关！

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