高铁CPⅢ精密测量实时核检嵌入式系统

摘要

随着经济的快速发展,我国正在大规模建设高速铁路客运专线,由于高速铁路列车运行速度快,对线路平顺性要求高,大大提高了对测量精度的要求。因此,精密工程测量成为保证高铁工程质量的前提和核心环节之一。
　　目前,高铁建设工程项目中,CPⅢ控制测量评估工作大都采用外业测量与内业处理相结合的方式,若有不合格的数据则需要重新测量。一方面测量数据量较大,另一方面为重测的数据重新找点、架设设备需要花费了大量的人力、时间资源,且期间重测数据的可靠性依然未知,从而一定程度了延长了评估周期,给工程施工也带来了很大影响。因此,实时发现测量数据中的错误,减少返工重测数据量是加快工程进度、提高工程效率任务中迫切需要解决的问题。
　　论文从外业测量数据现场核检的角度出发,结合CPⅢ控制网测量评估的要求,开发出一套高铁CPⅢ精密测量实时核检嵌入式系统。该系统结合了ARM Cortex-M3内核的STM32F103处理器、μC/OS-II操作系统、μC/GUI图形用户界面、蓝牙与nRF无线通信模块等实现了对外业测量数据的可靠传输与实时核检,并对不合格数据及时地作出反馈,从而大大减小了评估单位和监理单位核检后重测的概率,有效地缩短了高铁CPⅢ精密测量及核检周期。
　　在数据通信方面,给出了蓝牙通信与nRF通信两种无线数据传输模式,保证了可持设备与全站仪之间无线数据的可靠传输。最后通过实验测试,从通信距离、传输速率以及安全可靠性等方面对两种通信技术进行了测试。实验结果表明,nRF通信与蓝牙通信可以在无线通信中相互补充、相互促进,为可靠通信提供了更有利的保障。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1 课题研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 课题研究意义

1.4 论文研究内容及技术路线

第二章 CPIII控制网的测量与数据处理方法研究

2.1 无砟轨道控制网

2.2 CPIII平面网的测量与数据处理方法研究

2.3 CPIII高程测量与数据处理方法研究

2.4 本章小结

第三章 系统硬件设计与实现

3.1 系统设计要求

3.2 主控板设计方案

3.3 处理器选型

3.4 系统存储模块

3.5 系统功能模块设计

3.6 本章小结

第四章 系统软件设计与实现

4.1 软件开发环境及工具

4.2 嵌入式系统μC/OS-II

4.3 嵌入式图形系统μC/GUI

4.4 系统软件设计目标

4.5 系统软件详细设计

4.6 系统测试与分析

4.7 本章小结

第五章 结论

5.1 论文主要结论

5.2 论文的不足

5.3 进一步研究方向

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢