Zastosowanie mobilnych pomiarów satelitarnych w projektowaniu i eksploatacji dróg szynowych

W artykule przedstawiono podsumowanie kilkuletnich badań nad zastosowaniem mobilnych pomiarów satelitarnych w projektowaniu i eksploatacji dróg szynowych. Mobilne pomiary satelitarne polegają na objeździe trasy pojazdem szynowym z doczepionymi wagonami-platformami lub wózkami dwuosiowymi, na których zainstalowano odbiorniki GNSS (ang. Global Navigation Satellite System). Opisano przyjętą metodykę badawczą oraz przebieg pomiarów przeprowadzonych w torze kolejowym i tramwajowym. Podjęto kwestię dokładności pomiarów satelitarnych. Wykazano, że aktualnie optymalnym rozwiązaniem – zapewniającym maksymalną dokładność wyznaczenia współrzędnych GNSS podczas badań inwentaryzacyjnych tras szynowych – jest wykorzystanie dwusystemowej satelitarnej sieci geodezyjnej GPS / GLONASS (odpowiednio ang. Global Positioning System i ros. GLObalnaja NAwigacionnaja SiStema). Jednocześnie wskazano, że wyznaczenie współrzędnych istniejącej trasy w państwowym układzie odniesień przestrzennych 2000 technikami GNSS prowadzi do konieczności weryfikacji dotychczasowej metodyki projektowania. W artykule przedstawiono założenia nowej metody projektowania układów geometrycznych toru, dostosowanej do techniki pomiarów satelitarnych, w której rozwiązanie problemu projektowego polega na wyznaczeniu uniwersalnych równań opisujących całość układu geometrycznego. Znajomość współrzędnych pozwala również na identyfikację kształtu geometrycznego istniejącego toru. Opisano moduły opracowanego programu komputerowego SATTRACK do wizualizacji, oceny i projektowania trasy kolejowej, obejmujące wizualizację przebiegu trasy kolejowej, ocenę odcinków prostych trasy, tworzenie poligonu kierunków głównych, ocenę odcinków trasy położonych w łuku oraz określanie kształtu osi eksploatowanego toru kolejowego. Scharakteryzowano również problem oceny efektów regulacji osi toru.

The article presents a summary of several years research of mobile satellite measurements in designing and exploitation of railway lines. Mobile satellite measurements consist of crossing railway and tram routes with a power car and outboard cars or two-axle boogies, on the top of them GNSS (Global Navigation Satellite System) receivers are installed. The adopted research methodology and the measurements carried out in the rail and tram track are described. The accuracy of satellite measurements is also the issue of the analysis. It was proven that the optimal solution with maximum accuracy of determining the coordinates GNSS during the inventory of railway routes is currently the use of the Global Positioning System (in Russian: GLObalnajaNAwigacionnajaSiStema). Simultaneously, it is noted that the determination of the existing routes coordinates in the national reference system 2000 with the use of GNSS techniques leads to the need of verifying the existing designing methodology. The paper presents an assumptions of a new method of railway geometrical layout designing adapted to the techniques of satellite measurements. To resolve the designing issue, the universal system of equations describing the entire geometrical layout is determined. Furthermore, the identification of the geometrical layout of the existing track is enabled by the knowledge of the coordinates. The modules of ongoing software SATTRACK are described. This computer program is made to visualize, assess and design the railway layout. Moreover, it includes visualization of railway route planning, the evaluation of track straight sections, creating a major a polygon directions, evaluation of curved sections and the determination of the exploited railway track axis shape. The assessment of the railway track axis regulation effects are also a subject of the paper.