1.一种钢轨空间三维几何形态构建方法，其特征在于，包括：获取钢轨测量设备的运动状态信息以及钢轨测量设备采集的激光扫描数据；所述运动状态信息包括角速度和线速度；根据所述激光扫描数据建立钢轨三维点云模型并提取模型中钢轨断面顶端的中点；基于钢轨测量设备的运动状态信息判断钢轨设计线形变化点，并根据所述线形变化点进行轨道线形分段；所述轨道线形包括直线、缓和曲线以及圆曲线；根据轨道线形对应的曲线方程进行轨顶中线参数拟合，生成轨顶中线，并利用所述角速度与线速度信息，优化轨顶中线空间位置；联合钢轨断面几何设计参数、优化后的轨顶中线坐标计算轨道断面关键点的大地坐标及目标里程处航向角、俯仰角、横滚角，构建钢轨空间三维几何形态；利用所述角速度与线速度信息，优化轨顶中线空间位置，包括：获取目标里程处的钢轨测量设备的角速度和线速度数据，以及拟合后点云中线点云坐标；通过钢轨测量设备的角速度和线速度数据计算第一轨道曲率半径及对应的曲率半径方差，通过拟合得到的轨顶中线点云坐标解算第二轨道曲率半径及对应的曲率半径方差；利用所述第一轨道曲率半径及对应的曲率半径方差和第二轨道曲率半径及对应的曲率半径方差优化求解目标里程处曲率半径；将所述目标里程处曲率半径作为钢轨先验线形参数代入圆曲线或缓和曲线公式，对所述轨顶中线进行整体约束平差确定圆曲线段或缓和曲线段轨顶中线的空间位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于钢轨测量设备的运动状态信息判断钢轨设计线形变化点，并根据所述线形变化点进行轨道线形分段，包括：从运动状态信息中提取钢轨测量设备的航位信息；若航向角恒定，横滚角为0，则判断钢轨测量设备位于轨道直线段；若航向角恒定变化，横滚角恒定且不为0，则判断钢轨测量设备位于轨道圆曲线段；若航向角变化速度变大，横滚角绝对值逐渐增大，则判断钢轨测量设备位于轨道直线段到圆曲线段的缓和曲线段；若航向角变化速度变小，横滚角绝对值逐渐增小，则判断钢轨测量设备位于轨道圆曲线段到直线段的缓和曲线段。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据轨道线形对应的曲线方程进行轨顶中线参数拟合，生成轨顶中线，包括：利用直线段线形公式以及圆曲线拟合平差解算基本关系式分别对直线段和圆曲线段轨道中线进行拟合；基于缓和曲线段前后相邻的直线段和圆曲线段轨道中线参数，依据缓和曲线线形规律确定其参数，生成缓和曲线段轨道中线。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标里程处曲率半径根据下式求解：式中， R 0 为目标里程处曲率半径， 为第一轨道曲率半径及对应的曲率半径方差， 为第二轨道曲率半径及对应的曲率半径方差。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过钢轨测量设备的角速度和线速度数据计算第一轨道曲率半径及对应的曲率半径方差，计算方法如下：式中， 为第一轨道曲率半径， V 为线速度， 为角速度弧度制数值；基于曲率半径误差传播公式： ，获取误差传播系数 和 ，并利用误差传播系数计算第一轨道曲率半径对应的方差 ： ， 分别为线速度方差和角速度方差。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，联合钢轨断面几何设计参数、轨顶中线坐标计算轨道断面关键点的大地坐标及目标里程处航向角、俯仰角、横滚角，包括：建立钢轨断面坐标系，以目标里程处左右轨顶面中线点连线的中点作为坐标系原点，X轴指向右轨轨顶中点，竖直方向为Y轴，指向天为正，Z轴指向前进方向与X和Y轴构成右手直角坐标系；构建钢轨测量设备坐标系到导航坐标系的第一坐标转换矩阵以及钢轨断面坐标系到钢轨测量设备坐标系的第二坐标转换矩阵；根据钢轨断面几何设计参数，基于钢轨断面坐标系原点以及第一坐标转换矩阵、第二坐标转换矩阵，计算任一轨道断面关键点的大地坐标；若目标里程处位于圆曲线段，则利用下式计算目标里程处航向角 、俯仰角 、横滚角 ： ，若目标里程处位于缓和曲线段，则利用下式计算目标里程处航向角 、俯仰角 、横滚角 ：式中， S i 表示目标里程处的里程数值， S 0 、 S t 分别表示目标里程处所在轨道分段的起点里程数值和终点里程数值， 、 、 分别为目标里程处所在轨道分段的起点的航向角、俯仰角、横滚角， 、 、 分别为目标里程处所在轨道分段的终点的航向角、俯仰角、横滚角。
7.一种钢轨空间三维几何形态构建装置，其特征在于，包括：数据获取模块，获取钢轨测量设备的运动状态信息以及钢轨测量设备采集的激光扫描数据；所述运动状态信息包括角速度和线速度；模型构建模块，根据所述激光扫描数据建立钢轨三维点云模型并提取模型中钢轨断面顶端的中点；轨道分段模块，基于钢轨测量设备的运动状态信息判断钢轨设计线形变化点，并根据所述线形变化点进行轨道线形分段；所述轨道线形包括直线、缓和曲线以及圆曲线；轨顶中线生成及优化模块，根据轨道线形对应的曲线方程进行轨顶中线参数拟合，生成轨顶中线，并利用所述角速度与线速度信息，优化轨顶中线空间位置；计算模块，联合钢轨断面几何设计参数、优化后的轨顶中线坐标计算轨道断面关键点的大地坐标及目标里程处航向角、俯仰角、横滚角，构建钢轨空间三维几何形态；利用所述角速度与线速度信息，优化轨顶中线空间位置，包括：获取目标里程处的钢轨测量设备的角速度和线速度数据，以及拟合后点云中线点云坐标；通过钢轨测量设备的角速度和线速度数据计算第一轨道曲率半径及对应的曲率半径方差，通过拟合得到的轨顶中线点云坐标解算第二轨道曲率半径及对应的曲率半径方差；利用所述第一轨道曲率半径及对应的曲率半径方差和第二轨道曲率半径及对应的曲率半径方差优化求解目标里程处曲率半径；将所述目标里程处曲率半径作为钢轨先验线形参数代入圆曲线或缓和曲线公式，对所述轨顶中线进行整体约束平差确定圆曲线段或缓和曲线段轨顶中线的空间位置。
8.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器，用于存储计算机软件程序；处理器，用于读取并执行所述计算机软件程序，进而实现权利要求1-6任一项所述的一种钢轨空间三维几何形态构建方法。
9.一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有计算机软件程序，所述计算机软件程序被处理器执行时实现如权利要求1-6任一项所述的一种钢轨空间三维几何形态构建方法。
