坐标计算方法

坐标计算方法
坐标计算方法

用全站仪进行工程(公路)施工放样、坐标计算

(九)悬高测量( REM ) *

为了得到不能放置棱镜的目标点高度,只须将棱镜架设于目标点所在铅垂线上的任一点,然后测量出目标点高度 VD 。悬高测量可以采用“输入棱镜高”和“不输入棱镜高”两种方法。

1、输入棱镜高

(1)按 MENU ——P1 ↓—— F1(程序)—— F1(悬高测量)—— F1(输入棱镜高),如:1.3m 。

(2)照准棱镜,按测量( F1 ),显示仪器至棱镜间的平距 HD ——SET (设置)。

(3)照准高处的目标点,仪器显示的 VD ,即目标点的高度。

2、不输入棱镜高

(1)按 MENU ——P1 ↓—— F1(程序)—— F1(悬高测量)—— F2(不输入棱镜高)。

(2)照准棱镜,按测量( F1 ),显示仪器至棱镜间的平距 HD ——SET (设置)。

(3)照准地面点 G ,按 SET (设置)

(4)照准高处的目标点,仪器显示的 VD ,即目标点的高度。

(十)对边测量(MLM ) *

对边测量功能,即测量两个目标棱镜之间的水平距离( dHD )、斜距(dSD) 、高差 (dVD) 和水平角 (HR) 。也可以调用坐标数据文件进行计算。对边测量 MLM 有两个功能,即:

MLM-1 (A-B ,A-C):即测量 A-B ,A-C ,A-D ,…和 MLM-2 (A-B ,B-C):即测量A-B, B-C ,C-D ,…。

以 MLM-1 ( A-B ,A-C )为例,

其按键顺序是:

1、按 MENU ——P1 ↓——程序( F1 )——对边测量( F2 )——不使用文件( F2 )——F2 (不使用格网因子)或 F1 (使用格网因子)——MLM-1 ( A-B , A-C )( F1 )。

2、照准 A 点的棱镜,按测量(F1),显示仪器至 A 点的平距 HD ——SET (设置)

3、照准 B 点的棱镜,按测量(F1),显示 A 与 B 点间的平距 dHD 和高差 dVD 。

4、照准 C 点的棱镜,按测量(F1),显示 A 与 C 点间的平距 dHD 和高差dVD …,按◢ ,可显示斜距。

(十一)后方交会法( resection )(全站仪自由设站) *

全站仪后方交会法,即在任意位置安置全站仪,通过对几个已知点的观测,得到测站点的坐标。其分为距离后方交会(观测 2 个或更多的已知点)和角度后方交会(观测 3 个或更多的已知点)。

其按键步骤是:

1、按 MENU —— LAYOUT (放样)( F2 )—— SKIP (略过)——P↓(翻页)( F4 )——P↓(翻页)( F4 )—— NEW POINT(新点)( F2 )—— RESECTION (后方交会法)( F2 )。

2、按 INPUT (F1),输入测站点的点号——ENT (回车)——INPUT (F1),输入测站的仪器高—— ENT (回车)。

3、按 NEZ(坐标)(F3),输入已知点 A 的坐标——INPUT (F1),输入点 A 的棱镜高。

4、照准 A 点,按 F4 (距离后方交会)或 F3 (角度后方交会)。

5、重复 3 、4 两步,,观测完所有已知点,按 CALA (计算)( F4 ),显示标准差,再按 NEZ (坐标)( F4 ),显示测站点的坐标。

第二章高等级公路中桩边桩坐标计算方法

一、平面坐标系间的坐标转换公式

如图 9 ,设有平面坐标系 xoy 和 x'o'y' (左

手系——x 、 x' 轴正向顺时针旋转90°为 y 、 y' 轴正向); x 轴与 x' 轴间的夹角为θ( x 轴正向顺时针旋转至 x' 轴正向,θ范围:0° —360°)。设 o' 点在 xoy 坐标系中的坐标为( xo',yo' ),则任一点 P 在 xoy 坐标系中的坐标( x,y )与其在 x'o'y' 坐标系中的坐标( x',y' )的关系式为:

二、公路中桩边桩统一坐标的计算

(一)引言

传统的公路中桩测设,常以设计的交点( JD )为线路控制,用转点延长法放样直线段,用切线支距法或偏角法放样曲线段;边桩测设则是根据横断面图

上左、右边桩距中桩的距离(、),在实地沿横断面方向进行丈量。随

着高等级公路特别是高速公路建设的兴起,公路施工精度要求的提高以及全站仪、 GPS 等先进仪器的出现,这种传统方法由于存在放样精度低、自动化程度低、现场测设不灵活(出现虚交,处理麻烦)等缺点,已越来越不能满足现代公路建设的需要,遵照《测绘法》的有关规定,大中型建设工程项目的坐标系统应与国家坐标系统一致或与国家坐标系统相联系,故公路工程一般用光电导线或GPS 测量方法建立线路统一坐标系,根据控制点坐标和中边桩坐标,用“极坐标法”测设出各中边桩。如何根据设计的线路交点( JD )的坐标和曲线元素,计算出各中边桩在统一坐标系中的坐标,是本文要探讨的问题。

(二)中桩坐标计算

任何复杂的公路平面线形都是由直线、缓和曲线、圆曲线几个基本线形单元组成的。一般情况下在线路拐弯时多采用“完整对称曲线”,所谓“完整”指第一缓和曲线和第二缓和曲线的起点( ZH 或 HZ )处的半径为∞ ;所谓“对

称”指第一缓和曲线长和第二缓和曲线长相等。但在山区高速公路和互

通立交匝道线形设计中,经常会出现“非完整非对称曲线”。根据各个局部坐标系与线路统一坐标系的相互关系,可将各个局部坐标统一起来。下面分别叙述其实现过程。

1、直线上点的坐标计算

如图 10 a) b) 所示,设 xoy 为线路统一坐标系, x'-ZH-y' 为缓和曲线按切线支距法建立的局部坐标系,则 JDi-1—JDi 直线段上任一中桩 P 的坐标为:

( 1 )式( 1 )中(, )

为交点 JDi-1 的设计坐标;,分别为 P 点、 JDi-1 点的设计里程;

为 JD i-1 ~JD i 坐标方位角,可由坐标反算而得。

曲线起点(ZH 或 ZY),曲线终点(HZ 或 YZ)均是直线上点,其坐标可按式(1)来计算。

2、完整曲线上点的坐标计算

如图 10 a ) ,某公路曲线由完整的第一缓和曲线、半径为 R 的圆曲

线、完整的第二缓和曲线组成。

(1)第一缓和曲线及圆曲线上点的坐标计算

当 K 点位于第一缓和曲线( ZH—HY )上,按切线支距法公式有:

( 2 )

当 K 点位于圆曲线( HY—YH )上,有:

( 3 )其中有:( 4 )

式( 2 )( 3 )( 4 )中,为切线角;为 K 点至 ZH i 点

的设计里程之差,即曲线长; R 、、、 p 、 q 为常量,分别表示圆曲

线半径,第一缓和曲线长、缓和曲线角()、内移值

()、切线增值()。

再由坐标系变换公式可得:

( 5 )式( 5 )中 f 为符号函数,右转取“ + ”,左转取“ - ”(见图 1 b ))。

图 10 a)直线第一缓和曲线圆曲线段点坐标计算(右转)图 10 b)直线第一缓和曲线圆曲线段点坐标计算(左转)

(2)第二缓和曲线上点的坐标计算

如图 12 所示,当 M 点位于第二缓和曲线( YH—HZ )上,有:

( 6 )

式( 6 )中,,为 M 点至 HZ 点的曲线长; R 为圆曲线半径,

为第二缓和曲线长。

再由坐标系变换公式可得:

( 7 )式( 7 )中 f 为符号函数,线路右转时取“ - ”,左转取“ + ”。

(3)单圆曲线(ZY—YZ)上点的坐标计算

单圆曲线可看作是带缓和曲线圆曲线的特例,即缓和曲线段长为零。令式

( 3 )( 4 )中内移值 p 、切线增长 q 、第一缓和曲线长、缓和曲线角

为零,计算出单圆曲线上各点的局部坐标后,由式( 5 )可得 ZY~YZ 上各点的统一坐标。

图 12 第二缓

和曲线段点坐标计算(右转)图 13 非完整缓和曲线段点坐标计算(右转)

3、非完整曲线上点的坐标计算

如图 13 所示,设非完整缓和曲线起点 Q 的坐标为(, ),桩号,曲率半径,切线沿前进方向的坐标方位角为;其终点 Z 的桩号,曲率半径,则 Z 点至 Q 点曲线长。若> ,则该曲线可看成是曲率半径由∞ 到的缓和曲线去掉曲率半径由∞ 到后的剩余部分。设 N 点为该曲线上一点, N 点至 Q 点的曲线长为; O 为对应完整缓

和曲线的起点, Q 点至 O 点的曲线长为,则由回旋型缓和曲线上任一点曲率半径与曲线长成正比的性质,有:

得:( 8 )

设,则由缓和曲线的切线角公式及偏角法计算公式知:

( 9 )

( 10 )

( 11 )

由图 13 知:

( 12 )

则直线 QO 的坐标方位角为:

( 13 )

O点切线方向轴的坐标方位角为:

( 14 )

式( 13 )( 14 )中, f 为符号函数,线路右转时,取“ - ”;线路左转时,取“ + ”。

故 O 点坐标()为:

( 15 )将式(14)、(15)代入坐标平移旋转公式,得任一点 N 的坐标为:

( 16 )式( 16 )中,(,

)按式( 2 )计算,代入时用()替代; f 为符号函数,右转取

“ + ”左转取“ - ”。

(三)边桩坐标计算

有了中桩坐标( x,y )及其至左、右边桩的距离 d L 、 d R 后,计算出中桩至左、右边桩的坐标方位角 AZ-L 、 AZ-R ,则由式( 17 )、( 18 )得

左、右边桩坐标(, )、(, )。

( 17 )( 18 ) 1、直线上点 AZ-L 、 AZ-R

的计算

从图 10 a ) b )知:

( 19 )2、第一缓和曲线及圆曲线段点 AZ-L 、 AZ-R 的计算

如图 10 a ) b )所示,有:

( 20 )式( 20 )中,当 K 点位于第一缓和曲线上,

按式( 9 )计算;当 K 点位于圆曲线段,按式( 4 )计算。 f 为符号函数,右转取“ + ”,左转取“ - ”。

3、第二缓和曲线段点AZ-L 、 AZ-R 的计算

如图 12 所示,有:

( 21 )式( 21 )中,按式计算; f 为符号函数,右转取“ - ”,左转取“ + ”。

(四)算例

如图 13 设某高速公路立交匝道 ( 右转 ) 的非完整缓和曲线段起点 Q 的桩号 K8+249.527 ,曲率半径 R Q = 5400m ,切线沿前进方向的坐标方位角

,坐标为( 91412.164 , 79684.008 );终点 Z 桩号 K8+329.527 ,

曲率半径 R Z = 1800m 。中桩 K8+309.527 到左、右边桩的距离 d L = 18.75m ,

d R = 26.50m ,试计算 K8+309.527 的中、边桩坐标。

1、完整缓和曲线起点 O 的计算

由公式( 8 )—( 15 )计算得:,,,

,,,,。

2、中桩坐标的计算

由式( 2 )( 14 )( 16 )计算得:m ,m ;

轴的坐标方位角;,。

3、边桩统一坐标的计算

由式( 9 )( 20 )得:,,

式( 20 )中 Ai-1-i 即轴的坐标方位角。再由式( 17 )( 18 )得

,;,。

(五)小结

通过坐标转换的方法,在传统测设的各个局部坐标系与线路统一坐标系间

建立了纽带,通过编程能实现各个中桩边桩坐标的同步计算。对于复曲线、回头曲线、喇叭形立交、水滴形立交等复杂线形,可将其分解成直线、非完整非对称缓和曲线、圆曲线形式,再按文中的方法进行计算。

用线路统一坐标进行放样,测设灵活方便,不必在实地标定交点( JD )位置,这对于交点位于人无法到达的地方(如山峰、深谷、河流、建筑物内),是十分方便的。应用中,以桩号 L 为引数,建立包括中桩、边桩、控制点在内的坐标数据文件。将坐标数据文件导入全站仪或 GPS 接收机,应用坐标放样功能,便可实现中、边桩的同时放样。特别是 GPS 的 RTK 技术出现后,无需点间通视,大大提高了坐标放样的工作效率,可基本达到中、边桩放样的自动化。

第三章建筑施工点位坐标计算及放样方法

一、平面坐标系间的坐标转换公式

如图 14 ,设有平面坐标系 xoy 和 x'o'y' (左

手系——x 、 x' 轴正向顺时针旋转90°为 y 、 y' 轴正向); x 轴与 x' 轴间的夹角为θ( x 轴正向顺时针旋转至 x' 轴正向,θ范围:0°—360°)。设 o' 点在 xoy 坐标系中的坐标为( xo',yo' ),则任一点 P 在 xoy 坐标系中的坐标( x,y )与其在 x'o'y' 坐标系中的坐标( x',y' )的关系式为:

在建筑施工中,上面的平面坐标系 xoy 一般多为城市坐标系,平面坐标系x'o'y' 一般多为建筑施工坐标系 AOB ;若 xoy 、 x'o'y' 均为左手系,则用上式进行转换;但有时建筑施工坐标系 AOB 会出现右手系——x' ( A )轴正向逆时针旋转90°为 y' ( B )轴正向。此时,应注意上面的计算公式变为:

二、建筑基线测设及角桩定位

如图 15 ,选择100m × 35m 的一个开阔场地作为实验场地,先在地面上定出水平距离为 55.868m 的两点,将其定义为城建局提供的已知导线点 A5 、A6 ,其中 A5 同时兼作水准点。

图 15 基线测设及角桩定位图1、“ T ”形建筑基线的测设

(1)根据建筑基线 M、O、N、P 四点的设计坐标和导线点 A5 、 A6 坐标,用极坐标法进行测设,并打上木桩。已知各点在城市坐标系中的坐标如下:A5(2002.226,1006.781,20.27) , A6(2004.716,1062.593) ,

M(1998.090,996.815) , O(1996.275,1042.726) , N(1994.410,1089.904) ,P(1973.085,1041.808) 。

(2)测量改正后的

MO 、 ON 距离,使其与设计值之差的相对误差不得大于 1/10000 。

(3)在 O 点用正倒镜分中法,拨角90°,并放样距离 OP ,在木桩上定出 P 点的位置。

(4)测量

与设计值之差的相对误差不得大于 1/10000 。

2、根据导线进行建筑物的定位

设图中 NOP 构成的是建筑施工坐标系 AOB ,并设待建建筑物 F2 在以 O 点原点的建筑施工坐标系 AOB 中的坐标分别为 1# ( 3 , 2 )、 2# ( 3 ,17 )、 3# ( 23 , 17 )、 4# ( 23 , 2 ),且已知建筑坐标系原点 O 在城市坐标系中的坐标为 O ( 1996.275 , 1042.726 ), OA 轴的坐标方位角

为,试计算出 1# 、 2# 、 3# 、 4# 点在城市坐标系中的坐标,

并在在 A6 测站,后视 A5 ,用极坐标法放样出 F2 的 1# 、 2# 、 3# 、 4# 四个角桩。并以 A5 高程( 20.47m )为起算数据,用全站仪测出 F2 的 1# 、 2# 、3# 、 4# 四个角桩的填挖深度。( F2 的地坪高程为 20.50m )。

参考答案: F2 的 4 个角桩的设计坐标分别如下:

1#( 1994.158,1045.644 )、 2#( 1979.170,1045.051 )、 3#

( 1978.378,1065.035 )、 4# ( 1993.366,1065.629 )

检查 1—2 个角桩的水平角与90° 的差是否小于,距离与设计值之

差的相对误差不得大于 1/3000 。

3、根据建筑基线进行建筑物的定位 *

根据图中的待建建筑物 F1 与建筑基线的关系,利用建筑基线,用直角坐标法放样出 F1 的 1# 、 2# 、 3# 、 4# 四个角桩。检查 1—2 个角桩的水平

角与90°的差是否小于,距离与设计值之差的相对误差不得大于

1/3000。

三、圆曲线中桩测设的局部极坐标法

如图 16 所示,用局部极坐标法测设圆曲线中桩的方法是:

(1)以圆曲线起点 ZY 为原点,切线指向交点 JD 为 x 轴正向,再顺时针旋转90°为 y 轴正向,建立切线支距法坐标系。

(2)用切线支距法同样的方法求出各中桩 P 在该坐标系中的坐标。(注意 y 坐标的正负符号。)

其中有:

(3)在 ZY 点架仪,输入测站点坐标( 0 ,

0 ),后视 x 轴正向,输入方位角,测出一任意点 ZD 在该坐标系中

的坐标。

(4)在 ZD 点设站,后视 ZY 点,根据各中桩 P 的坐标用全站仪坐标放样功能,放样出各中桩。若使用经纬仪,则可先用坐标反算公式,求出 P 点至 ZD 点的距离 D 及转角δ(方位角之差),再进行拨角、量边。

第四章 CASIO FX-4800P 程序

一、缓和曲线切线支距法程序

1、程序名: HUAN QIE (缓切)

2、用途

该程序是“完整对称带缓和曲线的圆曲线”的切线支距法详细测设坐标计算程序。

3、程序数学模型

按切线支距法建立的缓和曲线局部坐标系。即以曲线起点或终点为坐标原点,切线方向为 X 轴正向,圆心方向为 Y 轴正向。

4、程序清单

A “ ZH ”: R :S “ LS ”:Lbl 1 ↙

{L ,B} ↙

:↙

Lbl 2 ↙

C=Abs(L-A) : D=RS : X=C-C^5 ÷ 40D 2 +C^9 ÷ 3456D^4-C^13 ÷ 599040D^6+C^17 ÷ 17542600D^8 ◢

Y=C^3 ÷ 6D-C^7 ÷ 336D^3+C^11 ÷ 42240D^5-C^15 ÷ 9676800D^7+C^19 ÷ 3530097000D^9 ◢ Goto 1 ↙

Lbl 3 ↙

E=180(Abs(L-A)-S) ÷ R ÷π+180S ÷ (2 πR) :P=S 2 ÷ 24 ÷ R-S^4 ÷ 2688 ÷ R^3 :Q=S ÷ 2-S^3 ÷ 240 ÷ R 2 ↙

X=RsinE+Q ◢

Y=R-RcosE+P ◢

Goto 1 ↙

5、程序说明

ZH —— ZH 点桩号(里程); R ——圆曲线半径; LS ——缓和曲线长;L ——待测设桩的桩号(里程); B ——当待测设中桩位于缓和曲线段,则输入“ 1 ” ,当待测设中桩位于圆曲线段,则输入“ 1 ” 以外的数值。 X ——切线支距法的 X 值; Y ——切线支距法的 Y 值。

二、平面坐标转换程序

1、程序名: ZHUAN HUAN (转换)

2、用途

该程序是“两平面坐标系间坐标转换”的计算程序。

3、程序数学模型

根据图 14 的平面坐标系间坐标转换的平移旋转公式,进行计算,即有公式:

4、程序清单:

C“X0”:E“Y0”:D“ANGLE”:F“SIGN” ↙

Lbl 0 ↙

{A ,B} ↙

F 1 A=A : B=-B Δ X=C+AcosD-BsinD ◢

Y=E+BcosD+AsinD ◢

Goto 0

5、程序说明:

X0 ,Y0 ——施工坐标系( A-O'-B )的原点 O' 在统一坐标系( x-o-y )中的坐标。

ANGLE ——为统一坐标系的 x 轴顺时针旋转至施工坐标系的 A 轴的角值。

SIGN ——为符号函数,若输入“ 1 ” 时,则表明 x-o-y 为左手系,且A-O'-B 也为左手系;若输入“ 1 ” 之外值,则表明 x-o-y 为左手系,而 A-O'-B 为右手系。

A ,

B ——某点在施工坐标系中的纵、横坐标。

X , Y ——该点在相应统一坐标系中的纵、横坐标。

第五章理论与实操习题集

一、理论习题

说明:请路桥类学生完成第 1 、 4 题,请建工类学生完成第 2 、 3 、 4 题。

1、在左转的带缓和曲线的圆曲线中桩测设中,设起点 ZH 桩号为

K5+219.63 ,其坐标为( 31574.163,62571.446 ),其切线方位角为,

缓和曲线长为 120m ,圆曲线的半径为 1000m ,试计算:

(1)直线上中桩 K5+160 、 K5+180 、 K5+200 的坐标。

(2)缓和曲线上中桩 K5+260 、 K5+280 、 K5+300 的坐标。

(3)圆曲线上中桩 K5+340 、 K5+360 、 K5+380 的坐标。

(4)若将题目的“左转”改为“右转”,试计算直线上中桩 K5+180 、缓和曲线上中桩 K5+300 、圆曲线上中桩 K5+340 的坐标。

部分参考答案:

左转时,有:

K5+180 : x=31551.259 , y=62603.787

K5+300 : x'=80.36417853 , y'=0.7209861767 , x=31620.020 ,

y=62505.446 。

K5+340 : x'=120.3261366 , y'=2.421637931 , x=31641.728 ,

y=62471.850 。

2、如图 16 ,已知单圆曲线的半径 R= 300m ,交点的里程为 K3+182.76 ,转角,试计算出里程为 K3+120 、 K3+130 、 K3+140 三个中桩的

切线支距法坐标。

3、完成此教材 P26-P27 的“ 建筑基线测设及角桩定位”中角桩的坐标计算及实地测设方法。

4、用 CASIO fx-4800P 或 CASIO fx-4500PA 编程计算器编制程序,使其实现以上计算功能。

二、实操习题

1、输入棱镜常数 PSM 为 -30mm ,气温 T 为35°C ,气压 P 为

760mmHg 。

2、将倾斜改正的 X 、 Y 均打开。

3、将竖盘读数 V 的显示由目前的“望远镜水平时盘左为90°” 改为“望远镜水平时盘左为0°” (即显示的 V 直接为竖直角。)

4、将测量模式由目前的“精测( Fine )”改为“粗测( coarse )”,再改回“精测”。

5、将距离单位由目前的“米”改为“英尺”,再改回“米”。

6、在地面上任取 2 个点,为 A 和 B ,在 B 点架全站仪,后视地面上任一点 A ,用“距离放样方式( S.O )”在 BA 直线上找到一点,使其与 B 点的距离等于 23.115m 。

7、在地面点上任意选 3 个点,分别为 D1 、 D2 、 D3 ,在 D2 架仪,后视 D1 ,用“测角模式”中的“盘左盘右取平均的方法”(测回法),测出所夹的水平角。然后在“距离测量模式”中,测出 D2 至 D3 的水平距离。

8、在地面点上任意选 3 个点,分别为 D1 、 D2 、 D3 ,在 D2 架仪,后视 D1 ,设 D2 的三维坐标为( 1367.357 , 2568.854 , 58.348 ), D2 至

D1 的坐标方位角为,用盘左测出 D3 点的三维坐标。

9、在地面上任取 2 个点,为 A 和 B ,在 B 点架全站仪,后视地面上任一点 A ,设 B 点的平面坐标为(3458.129 , 9761.275 ),坐标方位角

,用“偏心测量方式(OFSET)”,测出一棵树中心的平面坐标。

10、在地面上任取 2 个点,为 A 和 B ,在 B 点架全站仪,后视 A 点,设 B 点三维坐标为( 1035.447,3316.815,52.617 ),坐标方位角

, D 点的三维坐标为( 1038.000,3307.509 , 52.505 ),

试放样出点 D 的平面位置及需填挖的深度。

11、利用全站仪“面积测量”功能,测出地面上一个花池的平面面积。

12、利用全站仪的“悬高测量”功能,测出某一栋建筑物的高度。

13、利用全站仪的“对边测量”功能,测出地面上两点间的距离、高差。

14、用全站仪的“坐标输入”( COORD.INPUT )功能,在全站仪上建立一个“坐标数据文件”,文件名为“ ZBSJWJ1 ”。输入文件的内容为: D1

( 209.232,100.199, 12.551 )、 D2 ( 200.736,100.458, 10.458 )、 D3 ( 189.345,120.441,11.512 )、 K0+000 ( 207.334,105.465, 10.700 )、K0+020 ( 212.521,111.664, 10.700 )、 K0+040 ( 214.629,117.384, 10.900 )、 K0+060 ( 218.542,122.442, 10.900 )、 K0+080

( 224.331,129.214, 11.200 )、 K0+100 ( 230.615,132.671, 11.400 )、K0+120 ( 235.986,133.900, 11.400 )、 K0+140 ( 240.333,138.262, 11.500 )、 K0+160 ( 245.326,140.341, 11.500 )。

15、在电脑上利用 TOPCON 通讯软件“ T-COM ”,将内容为: D1

( 209.232,100.199, 12.551 )、 D2 ( 200.736,100.458, 10.458 )、 D3 ( 189.345,120.441,11.512 )、 K0+000 ( 207.334,105.465, 10.700 )、K0+020 ( 212.521,111.664, 10.700 )、 K0+040 ( 214.629,117.384, 10.900 )、 K0+060 ( 218.542,122.442, 10.900 )、 K0+080

( 224.331,129.214, 11.200 )、 K0+100 ( 230.615,132.671, 11.400 )、K0+120 ( 235.986,133.900, 11.400 )、 K0+140 ( 240.333,138.262, 11.500 )、 K0+160 ( 245.326,140.341, 11.500 )的坐标数据文件上传至全站仪,文件名为“ ZBSJWJ2 ”。

高速公路线路坐标计算

高速公路线路(缓和曲线、竖曲线、圆曲线、匝道)坐标计算公式 个人日记 2009-11-20 21:53 阅读646 评论1 字号:大中小 高速公路的一些线路坐标、高程计算公式(缓和曲线、竖曲线、圆曲线、匝道) 一、缓和曲线上的点坐标计算 已知:①缓和曲线上任一点离ZH点的长度:l ②圆曲线的半径:R ③缓和曲线的长度:l0 ④转向角系数:K(1或-1) ⑤过ZH点的切线方位角:α ⑥点ZH的坐标:xZ,yZ 计算过程: 说明:当曲线为左转向时,K=1,为右转向时,K=-1, 公式中n的取值如下: 当计算第二缓和曲线上的点坐标时,则: l为到点HZ的长度 α为过点HZ的切线方位角再加上180° K值与计算第一缓和曲线时相反 xZ,yZ为点HZ的坐标 切线角计算公式:

二、圆曲线上的点坐标计算 已知:①圆曲线上任一点离ZH点的长度:l ②圆曲线的半径:R ③缓和曲线的长度:l0 ④转向角系数:K(1或-1) ⑤过ZH点的切线方位角:α ⑥点ZH的坐标:xZ,yZ 计算过程: 说明:当曲线为左转向时,K=1,为右转向时,K=-1, 公式中n的取值如下: 当只知道HZ点的坐标时,则: l为到点HZ的长度 α为过点HZ的切线方位角再加上180° K值与知道ZH点坐标时相反 xZ,yZ为点HZ的坐标 三、曲线要素计算公式

公式中各符号说明: l——任意点到起点的曲线长度(或缓曲上任意点到缓曲起点的长度) l1——第一缓和曲线长度 l2——第二缓和曲线长度 l0——对应的缓和曲线长度 R——圆曲线半径 R1——曲线起点处的半径 R2——曲线终点处的半径 P1——曲线起点处的曲率 P2——曲线终点处的曲率 α——曲线转角值 四、竖曲线上高程计算 已知:①第一坡度:i1(上坡为“+”,下坡为“-”) ②第二坡度:i2(上坡为“+”,下坡为“-”)

FX5800道路路线测量程序

道路中边桩坐标放样正反算CASIO fx-5800P程序(全线贯通) 编辑 | 删除 | 权限设置 | 更多▼ 设置置顶推荐日志转到私密记事本 转载自王中伟转载于2009年08月12日 17:34 阅读(1) 评论(0) 分类:技术交流权限: 公开 一、前言 本程序是《CASIO fx-5800P计算与道路坐标放样计算》中道路坐标放样计算程序的升级改进版本。原道路坐标放样计算程序只基于道路的单个基本型曲线,有效计算范围仅包括平曲线部分和前后的两条直线段,使用时需要输入平曲线设计参数,无坐标反算桩号功能。 改进后的程序名称为:道路中边桩坐标放样正反算程序(全线贯通),增加了可实现全线贯通的数据库功能和坐标反算桩号功能,主要是: 1.使用道路平面数据库子程序,可将一段或若干段道路的交点法格式平面参数(可容易从直线、曲线及转角表中获得)以数据库子程序形式输入计算器,程序在计算时省却了输入原始数据的麻烦; 2.坐标正算方面,输入桩号即可进行道路的中、边桩坐标计算,若输入了测站坐标,还可同时计算全站仪极坐标放样数据(拨角和平距); 3.坐标反算方面,输入平面坐标,即可计算对应的桩号和距中距离(含左右信息); 4.对于存在断链的道路,可分段分别编写数据库子程序,然后在主程序中添加一个路段选择的功能即可实现(可参照立交匝道程序中匝道的选择)。 程序的特点: 1.可进行中桩坐标的正、反算,程序代码简洁,便于阅读和改写; 2.主程序通过调用数据库子程序,省却了使用时输入平面参数的繁琐; 3.使用数据库子程序,换项目只需改写数据库子程序,程序通用性强。 二、道路示例项目基本资料 基本资料同《CASIO fx-5800P计算与道路坐标放样计算》第6章HY高速公路第2合同段(合同段起止桩号:K4+800~K9+600)。这里摘取直线、曲线及转角表资料如下(若图片不清晰,请参见参见教材P161附录1): .

铁路公路坐标计算方法

铁路公路曲线防样坐标计算方法一、 随着我国公路铁路的大力建设,对坐标放样的要求精度越来越高,以及通过一种快速的捷径来达到一次性对整个路基、桥梁的中线编辑公式,准确较快的计算出中心坐标,使得坐标放样在我们的施工中带来更大的方便。 1、首先熟悉测量知识圆曲线基本公式及概念。 偏角法测设圆曲线 1-1

知道了圆曲线的测设里程,即测设的曲线长Li ,即可进行计算,其计算公式如下: π α0180?=R L i i 2 i i αδ= i i R c δsin 2= (1-1) 式中,i δ,i c 为曲线测设曲线点i 的偏角与弦长。 切线支距法测设圆曲线 ZY i i R x αsin ?= )c o s 1(i i R y α-?= π 180?=R L a i i (1-2) 1-2

式中i L 为曲线上点i 至ZY (或YZ )的曲线长。 2、缓和曲线的基本公式及概念。 缓和曲线是直线与圆曲线之间的一种过渡曲线,它与直线分界处半径为∞,与圆曲线相接处半径与圆曲线半径R 相等,缓和曲线上任一点的曲率半径ρ与该点到曲线起点的长度成反比。如下图中,存在公式: ρ∝l 1 或C l =ρ (2-1) 公式中C 是一个常数,称缓和曲线半径变更率。当0l l =时,R =ρ 所以C l R =?0,C l =ρ,是缓和曲线的必要条件,实用中能满足这一条件的曲线可称为缓和曲线,如辐射螺旋线、三次抛物线等,我国缓和曲线均采用辐射螺旋线。 1-3

3、缓和曲线方程式: 按照C l =ρ为必要条件导出的缓和曲线方程为: ????++-=?????++-=5 11 3734 9 25422403366345640C l C l C l y C l C l l x (3-1) 根据测设精度的要求,实际应用中可将高次项舍去,并顾及到C Rl =0,则上式变为 3 2 025 640Rl l y l R l l x = -=(3-2) 式中,x ,y 为缓和曲线上任一点的直角坐标,坐标原点为直缓点(ZH )或缓直(HZ ),通过该点的缓和曲线切线为x 轴。 1-4

公路测量坐标计算公式

高速公路的一些线路计算 一、缓和曲线上的点坐标计算 已知:①缓和曲线上任一点离ZH 点的长度:l ②圆曲线的半径:R ③缓和曲线的长度:l 0 ④转向角系数:K(1或-1) ⑤过ZH 点的切线方位角:α ⑥点ZH 的坐标:x Z ,y Z 计算过程: y y ⑼y x x ⑻x αSsin y ⑺αScos x ⑹90 ααα⑸y x ⑷S 180n x y arctg α⑶l 3456R l l 40R l l y ⑵)K R 336l l 6Rl l (x ⑴Z 1Z 11111012 0200 040 49202503307 03 0+=+===-+=+=?+=+-=-= 说明:当曲线为左转向时,K=1,为右转向时,K=-1, 公式中n 的取值如下: ?? ? ??=<?? ? ??=>>1n 0y 0x 1n 0y 0x 2n 0y 0x 0n 0y 0x 00000000 当计算第二缓和曲线上的点坐标时,则: l 为到点HZ 的长度 α为过点HZ 的切线方位角再加上180° K 值与计算第一缓和曲线时相反 x Z ,y Z 为点HZ 的坐标 切线角计算公式:2Rl l β0 2 =

二、圆曲线上的点坐标计算 已知:①圆曲线上任一点离ZH 点的长度:l ②圆曲线的半径:R ③缓和曲线的长度:l 0 ④转向角系数:K(1或-1) ⑤过ZH 点的切线方位角:α ⑥点ZH 的坐标:x Z ,y Z 计算过程: y y ⑿y x x ⑾x αSsin y ⑽αScos x ⑼90α αα⑻y x ⑺S 180n x y arctg α⑹m Rsinα'y ⑸p]K )cosα'[R(1x ⑷34560R l 240R l 2l ⑶m 2688R l 24R l ⑵p Rπ)l -90(2l ⑴α'Z 1Z 11111012 0200 0004 5 23003 40 200+=+===-+=+=?+=+=+-=+ -=- == 说明:当曲线为左转向时,K=1,为右转向时,K=-1, 公式中n 的取值如下: ?? ? ??=<?? ? ??=>>1n 0y 0x 1n 0y 0x 2n 0y 0x 0n 0y 0x 00000000 当只知道HZ 点的坐标时,则: l 为到点HZ 的长度 α为过点HZ 的切线方位角再加上180° K 值与知道ZH 点坐标时相反 x Z ,y Z 为点HZ 的坐标

公路工程测量方法总结

公路工程测量方法总结 一、常用计算公式和常用命令 1、已知A(X1,Y1)、B(X2,Y2)、C(X3,Y3)三点,求圆心O点坐标(X,Y)。 Y= ((X32+ Y32- X22- Y22)/(2X3-2X2) -(X22+ Y22- X12- Y12)/(2X2-2X1))/((Y1- Y2)/(X2-X1)-(Y2- Y3)/(X3-X2)) X=(X22+ Y22-2Y2Y- X12- Y12+2Y1Y)/(2X2-2X1) 结论:(X1-X) 2 +(Y1-Y) 2=(X2-X) 2 +(Y2- Y) 2=(X3-X) 2 +(Y3- Y) 2 2、三角形面积计算:已知三角形的三条边A、B、C,求三角形面积S。 D=(A+B+C)/2 S=√(D*(D-A)*(D-B)*(D-C))。 3、已知两条直线方位角和两条直线上任一点坐标,求交点坐标O(X,Y)。【直线MN,方 位角F、N点坐标(X1,Y1);直线HP:方位角E、H点坐标(X2,Y2)】。 交点O坐标:X=(X2*tan E- X1*tan F- Y2+Y1)/(tan E-tan F) Y= X*tan F- X1* tan F+ Y1 4、已知路基设计标高A、计算填土高程B、上次填土高程或原地面高程(基本为直线)C、 路基设计宽度L和边坡坡度为i,标高B到标高C的填土面积S。 S=((2A-B-C)*i+L)*(B-C) 5、缓和曲线坐标计算公式:【R为圆曲线半径(右偏为正,反之为负)、L为缓和曲线总长、 Z为起算切线方位角(即ZH或HZ点所在直线上的方位角)、D为起算点桩号、(X1,Y1)为ZH或HZ点坐标】 A=K-D W=A-A5/(40R2L2) (数学坐标X) E=A3/(6RL)-A7/(336R3L3) (数学坐标Y) X= X1+W cos Z-E sin Z Y= Y1+W sin Z+E cos Z C=A-A5/(90R2L2) 【(C为弦长,A为计算点到起算点的缓曲线弧长,L为缓和曲线全长),由于A5/(90R2L2)此值为微量,可以把C约等于A,得A=C+C5/(90R2L2) 】 F"FWJ"=Z+90*A2/(RLπ)为偏角(计算点的切线方位角)(F"FWJ":在CASIOfx-4800 计算器中将F值赋给FWJ并显示出来,在CASIOfx-4850计算器中将F值赋给FWJ并 显示出来为:"FWJ":F)。 6、圆曲线坐标计算公式:【R为圆曲线半径(右偏为正,反之为负)、Z为起算方位角、D 为起算点桩号、(X1,Y1)为ZY或YZ点坐标】 L=K-D【(计算点到起算点的弧长,D为起点桩号),弧长另一计算公式:L=Raπ/180 】

色坐标计算方法

先计算色坐标。方法是,必须先有光谱P(λ)。 然后光谱P(λ),与三刺激函数X(λ)、Y(λ)、Z(λ),分别对应波长相乘后累加,得出三刺激值,X、Y、Z。 那么色坐标x=X/(X+Y+Z)、Y/(X+Y+Z) 一般,光谱是从380nm到780nm,间隔5nm,共81个数据。 X(λ)、Y(λ)、Z(λ),是CIE规定的函数,对应光谱,各81个数据,色度学书上可以查到。 再计算色温,例如色度坐标x=0.5655,y=0.4339。 用“黑体轨迹等温线的色品坐标”有麦勒德、色温、黑体轨迹上的(xyuv)、黑体轨迹外的(xyuv)。我们用xy的数据来举例。 一、为了方便表达,把黑体轨迹上的x写成XS、y写成YS,黑体轨迹外的x写成XW、y写成YW。 先把每一行斜率K算出,K=(YS-YW)/(XS-XW),写在表边上。 例如: 麦勒德530斜率K1=(.4109-.3874)/(.5391-.5207)=1.3352 麦勒德540斜率K2=(.4099-.3866)/(.5431-.5245)=1.2527 麦勒德550斜率K3=(.4089-.3856)/(.5470-.5282)=1.2394 二、找出要计算的x=.5655、y=.4339这个点,在哪两条等温线之间,就是这点到两条等温线距离一正一负。 如果不知道它的大概色温,计算就繁了;因为你说是钠灯,那么它色温在1800到1900K之间。 用下公式算出这点到麦勒德530,1887K等温线的距离D1 D1=((x-YS)-K(y-XS))/((1+K×K)开方) =((.4339-.4109)-1.3352(.5655-.5391))/((1+1.3352×1.3352)开方) =(.023-.03525)/(1.6682)=-.0073432 再计算出这点到麦勒德540,1852K等温线的距离D2 D2=((.4339-.4099)-1.2527(.5655-.5431))/((1+1.2527×1.2527)开方) =(.024-.02806)/(1.6029)=-.0025329 因为D1、D2都是负数,没找到。 再计算出这点到麦勒德550,1818K等温线的距离D3 D3=((.4339-.4089)-1.2394(.5655-.5470))/((1+1.2394×1.2394)开方) =(.025-.02293)/(1.6029)=+.0013005 D2负、D3正,找到了。D2对540麦勒德记为M2、D3对550麦勒德记为M3 三、先把距离取绝对值。按比例得出这点麦勒德M,公式是

道路施工测量公路边线桩点的坐标计算及放样方法

公路边线桩点的坐标计算及放样方法 中建四局一公司 (贵阳市云岩区松柏巷1号550003) 【摘要】本文主要讨论了在高等级公路施工放样过程中,公路边桩的坐标计算和放样方法。一、引言 公路施工放样测量是按照设计和施工要求将图纸上的路线设计方案放样到实地上去的一项工作,对新建的高等级公路而言,各方面的质量要求都很高,为确保路基在施工过程中路基宽度、坡比符合设计要求,笔者在此主要探讨了利用全站仪对公路边桩放样时的坐标计算方法 二、曲线上任一点的中桩坐标的计算 以直缓(TS)或缓直(ST)点为原点,以直缓点(或缓直点)的缓和曲线的切线为X轴,过直缓点(或缓直点)且垂直于X轴为Y轴,建立切线直角坐标系如图1,用切线支距法计算出曲线上每一点切线坐标。 1、曲线上任一点的中桩坐标的计算: 1.1、缓和曲线上任一点i的切线坐标计算: xi=l i - l5i/(40R2l02) 参考文献(1) yi=l3i/(6Rl0) 式中:x i、y i:缓和曲线上任一点的切线坐标。 l i :缓和曲线上任一点到直缓点(或缓直点)的距离。 l0:缓和曲线长度。 R:圆曲线半径。

1.2、带有缓和曲线的圆曲线上任一点的坐标计算 x i=Rsin αi +m y i =R(1-cos αi )+P 式中:xi、y i : 带有缓和曲的圆曲线上任一点的坐标。 m :增加缓和曲线后,切线增值长度。 m= l 0/2 - l 02/(240R2) p :增加缓和曲线后,圆曲线相对切线的内移量 p=l02/(24R) αi: i 点至缓和曲线起点弧长所对应的圆心角 αi =l i/R?180°/π+β0 式中:li :圆曲线上任一点到圆曲线起点的长度。 β0:缓和曲线角度。 β0= l 0/(2R)? 180°/π l o : 缓和曲线长度 1.3、利用坐标系变换,将切线直角坐标系变换为测量坐标系: 图1 1)、第一段缓和曲线上的点,即从TS 点SC 点之间: 参考文献(1)

色品坐标

色品坐标 1 标准照明体与标准光源 为了统一颜色测量和评价标准,cie(国际照明委员会)规定了四种标准照明体a,b,c,d 和三种标准光源a,b,c。cie规定的标准照明体是指特定的光谱能量分布,是规定的光源颜色标准。这种特定的光谱能量分布不是必须由一个光源直接提供,也并不一定用某一光源来实现,而可以用多个同性能的光源和辅助体共同实施。而标准光源是用来实现标准照明体光谱功率分布的光源。 其中,cie标准照明体d65代表相关色温为6504k的典型昼光,接近大多数情况下日光照明的条件。cie标准照明体d50代表相关色温为5003k的典型昼光,其光谱的蓝、绿、红波段的能量分布接近等能状态。 cie标准照明体a、b、c由标准光源a、b、c实现,但对于模拟典型日光的标准照明体d65和d50,目前cie还没有推荐相应的标准光源。因为它的光谱能量分布在目前还不能由真实的光源准确地实现。当前国际上正在研制的3种模拟d65人造光源分别为:带滤光器的高压氙弧灯、带滤光器的白炽灯和荧光灯。 2 颜色样品的照明与观察条件 现代印刷行业的生产过程中的数据化与标准化日益得到重视。数字化的颜色信息正在印刷生产的各个工艺环节传递,尤其在对颜色进行管理和控制的过程中,颜色的照明和观察条件的标准化则更应得到重视。在实际生产中,我国新闻出版行业标准cy/t3-1999以及国际标准化组织推荐的《iso3664∶2000观察彩色透射片和复印品的照明条件》标准,应作为印刷复制行业颜色技术测量和颜色评价的主要标准。 1)照明条件 对于观察反射颜色样品(反射原稿和复制品)应采用cie标准照明体d65,其参数指标在iel931色品图上的色品坐标为x=0.3127,y=0.3291;在ciel960 ucs色品图上的色品坐标为u=0.1978,v=0.3122,所用人工光源为标准照明体d65的模拟体,光源与标准照明体的色品偏差值△c应小于0.008,光源的一般显色指数ra应大于等于90,特殊显色指数ri(检验色样9~15)应大于等于80。(色品偏差值△c和光源显色指数的计算的方法可参见 cy/t3—1999和gb/t 5702)。并且用于观察反射颜色样品的光源应在观察面上产生均匀的漫射光照明,照度范围在500lux~1500lux,并视被观察样品的明度而定。另外,观察面的照明应尽可能均匀,不能有照度突变,照度的均匀度应大于80%。 对于观察透射颜色样品,应采用cie标准照明体d50,其参数指标在ciel931色品图上,照明体的色品坐标为x=0.3457,y=0.3586;在cie 1960 ucs色品图上的色品坐标为 u=0.2091,v=0.3254,所用人工光源为d50的模拟体,光源与标准照明体的色品偏差值△c 应小于0.008。 另外需要说明的是,对于观察反射样品采用d65光源和对于观察透射样品d50光源的标准限于我国新闻出版行业标准,对于执行《iso3664∶2000观察彩色透射片和复印品的照明

道路坐标计算公式(简单实用)

曲线坐标计算 1、曲线要素计算 (1)缓和曲线常数计算 移距R l 24/p 2 s = 切垂距 23 s 240/2/m R l l s -= 缓和曲线角R l R l s s πβ/902/0??== (2)曲线要素计算 切线长 m R T ++=2/tan )p (α 曲线长 ?+=?-+=180/]180/)2([20απβαπR l R l L s s 外矢距 R R E -+=)]2/cos(/)p [(0α 切曲差 L T q -=2 2、主要点的里程推算

s s s S l YH HZ )/22l -(L QZ YH )/22l -(L HY QZ l +=+=+=+=-=ZH HY T JD ZH 检核: HZ T JD =-+q 3、方位角计算 根据已知JD1和JD2的坐标计算出 21JD JD -α 偏角βαα±=--211JD JD JD ZH ?±-=-18011JD ZH ZH JD αα 4、计算直线中桩坐标 (1)计算ZH 点坐标: ZH JD JD ZH ZH JD JD ZH T y y T x x --?+=?+=1111sin cos αα (2)计算HZ 点坐标: 2 11211cos cos JD JD JD HZ JD JD JD HZ T y y T x x --?+=?+=αα (3)计算直线上任意点中桩坐标 待求点到JD1的距离为i L 2 112 11sin cos -JD JD i JD i JD JD i JD i i L y y L x x HZ T L --?+=?+=+=αα里程 待求点里程 5、计算缓和曲线中桩坐标 (1)第一缓和曲线上任意点中桩坐标 在切线坐标系中的坐标为: s i s i Rl l y Rl l l x 6/)(40/3 25=-= ZH 到所求点方位角:

公路坐标计算公式

一、缓和曲线上的点坐标计算 已知:①缓和曲线上任一点离ZH点的长度:l ②圆曲线的半径:R ③缓和曲线的长度:l0 ④转向角系数:K(1或-1) ⑤过ZH点的切线方位角:α ⑥点ZH的坐标:x Z,y Z 计算过程: 说明:当曲线为左转向时,K=1,为右转向时,K=-1,公式中n的取值如下: 当计算第二缓和曲线上的点坐标时,则: l为到点HZ的长度

α为过点HZ的切线方位角再加上180°K值与计算第一缓和曲线时相反 x Z,y Z为点HZ的坐标 切线角计算公式: 二、圆曲线上的点坐标计算 已知:①圆曲线上任一点离ZH点的长度:l ②圆曲线的半径:R ③缓和曲线的长度:l0 ④转向角系数:K(1或-1) ⑤过ZH点的切线方位角:α ⑥点ZH的坐标:x Z,y Z 计算过程:

说明:当曲线为左转向时,K=1,为右转向时,K=-1,公式中n的取值如下: 当只知道HZ点的坐标时,则: l为到点HZ的长度 α为过点HZ的切线方位角再加上180° K值与知道ZH点坐标时相反 x Z,y Z为点HZ的坐标 三、曲线要素计算公式

公式中各符号说明: l——任意点到起点的曲线长度(或缓曲上任意点到缓曲起点的长度)l1——第一缓和曲线长度 l2——第二缓和曲线长度 l0——对应的缓和曲线长度 R——圆曲线半径 R1——曲线起点处的半径 R2——曲线终点处的半径

P1——曲线起点处的曲率 P2——曲线终点处的曲率 α——曲线转角值 四、竖曲线上高程计算 已知:①第一坡度:i1(上坡为“+”,下坡为“-”) ②第二坡度:i2(上坡为“+”,下坡为“-”) ③变坡点桩号:S Z ④变坡点高程:H Z ⑤竖曲线的切线长度:T ⑥待求点桩号:S 计算过程: 五、超高缓和过渡段的横坡计算

怎样计算高速公路路线坐标及高程

一个excle 模板的制作 在当今社会,excle的使用已经是越来越来频繁了,几乎涉及所有的行业,路桥施工也 不例外。我在某路桥公司曾经负责过某项目部的测量工作。大家都知道,测量最主要的就 是计算了,如坐标、高程、横坡度等。我现在给大家推荐一款我自己编制的关于测量计算 的excel模板。 首先我会跟大家介绍一下模板的作用,然后再一一讲解此模板的制作过程。 首先给大家看一下此模板的界面如下: 也许大家咋一看,切~ 这算啥,我也会做这张表格,实在是太简单了。不错,如果仅 仅是靠手动输入这样子的数字,也许只要懂一点点excle 的人都会制作出这张表格吧。不过,这张表格并不是你表面所看到的仅仅是几个数字而已,其内在的公式才是它的亮点。也许 这样讲大家还不是很清楚,我继续给大家截个图,看看它里面的公式是什么。 大家注意到上面的公式了吗,并不是仅仅是输入数字就完事的,它是一个自定义函数 zbx(),那么后面的都是一样吗?完全正确,后面的都是自定义函数,它们分别是zby()、sqx()、hpz()、hpy()。也许大家会问,恩,是不错,但是有什么用呢?那让我先给大家 简述一下这个自定义函数的用法。竟然是一个函数,那么它就必须要有一个自变量,这几个 函数的自变量又是什么呢?其实这个模板里面所有函数的自变量只有一个,就是桩号。什么 意思?就是只要你给出任意一个桩号,都能得到其对应的坐标、中桩高程和横坡度。假设我 们要K38+000~K38+200 段落内每隔20M 一个断面所有点的坐标、中桩高程、以及左右横坡。我就用这个模板给大家演示一下(此模板暂时数据只针对黄祁高速公路六标项目部)。 先在桩号那一列把K38+000~K38+200 输入进去,可不要真的把字母“K”和加号

高速公路坐标计算方法

高速公路坐标高程计算程序 本软件简要说明: 一、平曲线计算(主程序) 1、J为起算点里程,C、D为起算点的X、Y坐标,F为起算点的切线方位角,R为圆曲线半径 (左偏取负,右偏取正),A、B为第一、第二缓和曲线回旋参数,O为圆曲线长度,Ki为该 分段的终点里程; 2、对于直线段或圆曲线段,起算点可取直线或圆曲线上的任意一点; 3、对于带第一、第二缓和曲线的平曲线段,起算点应取HY点; 4、K为所求点的里程,T、P为第一偏距、偏角,S、Z为第二偏距、偏角,偏角取从该点的 切线顺时针旋转的夹角; 5、分段法则:直线单独分段;单一的圆曲线单独分段;缓和曲线1+圆曲线+缓和曲线2为一 个整体单独分段,若不存在第一或第二缓和曲线(即不完全缓和曲线)仍然可以计算,A或B可取任意不为零的值;若不存在圆曲线,则O取零; 6、无论任何时候A、B不能取零,否则可能导致被零除的错误; 7、F、Q切线方位角输入输出均为度.分秒的格式,例如153°24′05.24″=153.240524。 Q改变时,可按照新方位角为基准,结合第一第二偏距、偏角重新计算所求点; 8、输入平曲线参数后,默认为计算全线坐标,可修改来计算某段曲线,默认间距也可修改; 9、可参考CAD图《平曲线计算图例》; 10、生成的中桩CAD脚本设置成在世界坐标系下生成,注意的是世界坐标系与大地测量坐标系 的区别是XY坐标是互换的,否则画出的图形与实际相反。先打开CAD,设置好图层名称、颜色, 并设置为当前层,然后单击CAD的工具==>运行脚本==>选中生成的脚本文件即可。 11、输出的坐标结果可以导入到EXCEL中,操作办法为:打开EXCEL,然后把坐标数据复制到 单元格里,然后单击数据==>分列==>选中分隔符号==>下一步==>选中TAB键和逗号==>下一步 ==>完成即可。下一次可直接在此表中粘贴,数据自动分列。 二、缓和曲线计算(辅助程序) 1、本程序为辅助程序,用来从ZH点或HZ点计算整条完全的缓和曲线, 若不知道HY点X、Y、Q参数,可用此程序计算出来,然后输入平曲线参数; 2、参数设置参考平曲线计算; 3、导出到EXCEL的办法同平曲线计算; 三、直线计算(辅助程序) 1、本程序为辅助程序,若已知P1(X1,Y1),P1-->P2的距离I及方位角J(度.分秒格式),可计算坐标P2(X2,Y2)。 四、方位角计算

高速公路立交匝道卵形曲线的坐标计算

高速公路立交匝道卵形曲线的坐标计算 瑞国 二航局分公司测试中心 摘 要:高速公路立交匝道平曲线普遍采用卵形曲线形式,关于其坐标的计算的原理与方法在众多书籍中介绍的较繁琐或不甚全面,笔者结合施工经验,利用工程实例对卵形曲线的坐标计算进行推导及验证。 关键词:高速公路 立交匝道 卵形曲线 坐标计算 1 引言 近年来,随着城市的发展需要,我国也逐渐加大对各城市的高速公路建设的资金投入,高速公路已占据我国公路网中的主要地位,设计单位为了使高速公路中立交匝道的线型美观和流畅,不可避免的需要插入卵形曲线,所以对于测量人员而言,掌握卵形曲线的坐标计算原理与方法显得尤为重要,本文通过对卵形曲线原理的分析以及公式推导,并结合工程实例进行计算验证,以此运用于高速公路的施工测量工程实践。 2 卵形曲线的概念 卵形曲线是指在两个半径不等的同向圆曲线间插入一段非完整的缓和曲线而构成的复曲线。即卵形曲线本身是缓和曲线的一段,只是在插入时去掉了靠近半径无穷大方向的一段,而非是一条完整的缓和曲线。在计算包含卵形曲线的立交匝道时,将卵形曲线转化成完整的缓和曲线后按照缓和曲线公式计算,问题与难点便迎刃而解。 3 卵形曲线坐标计算原理 对于初学者,判定某段缓和曲线是否为卵形曲线的技巧为:将该段的缓和曲线参数平方除以该段缓 和曲线的长度,计算出数值是否等于与其相连接的圆曲线半径,用公式表达为R L A 2 ,若该公式结果成立,则为正常缓和曲线,若结果不成立,则为卵形曲线。 如图1所示,在半径为1R 与2R 的两圆曲线间插入长度为F L 的非完整缓和曲线,此段缓和曲线的端点分别为YH 和HY 点,首先计算出整条完整缓和曲线的起点桩号'ZH 或终点桩号'HZ (该图1中计算出点桩号'HZ )、'HZ 的坐标)Y ,(X C C 、'HZ 的切线方位角C W (即图1中CD 的方位角),最后根据以上条件求得卵形曲线上任意一点桩号的坐标和切线方位角。

公路施工测量坐标计算系统使用手册

公路施工测量坐标计算系统使用手册 一、程序运行平台: Win9X/ME/XP 。 二、程序开发平台: VC++.NET 三、软件主要功能: 本系统适用于公路主线、立交匝道及铁路的施工放样工作,可根据设计给定参数精确进行公路、铁路的线路坐标计算、导线平差计算等。系统分为线元法坐标计算、交点法坐标计算、导线平差计算、交会定点计算、放样辅助计算、坐标转换程序六大模块。 ( 一 ) 各模块主要功能 1 、线元法及交点法坐标计算:可以对公路主线、立交匝道及铁路线路进行中线桩、边线桩施工放样工作。可计算的线形包括直线、圆曲线、缓和曲线、单交点对称型曲线、单交点非对称型曲线、 S 型曲线、 C 型曲线、卵形曲线、凸型曲线、复曲线、回头曲线等。坐标计算时,可计算任意角度的边桩,同时系统在加桩时可一次计算多个边桩。如果给定置镜点、后视点坐标还可计算出放样角度及放样距离。 2 、导线平差计算:适用于各等级各类型闭、附合单导线的严密、近似平差计算。严密平差时可以提供完整的精度评定及各种所需报表。 3 、放样辅助计算:可进行两点坐标正反算、缓和曲线起点反算、桥涵放样坐标计算及竖曲线高程计算。 4 、交会定点计算:可进行前方交会、后方交会、侧方交会、测边交会计算。 5 、坐标转换程序:可进行高斯投影正反算、坐标换带、方向与边长改化计算。 ( 二 ) 本系统主要特点

1 、功能全面,包含了公路、铁路施工测量的各个方面,更新版本将根据用户需求随时完善、增强。 2 、表格式的数据操作,简单、方便,所输入的历史数据均可留在系统中,每次程序启动后均可显示以前的数据,包括计算结果。本系统还可将用户输入资料保存为磁盘文件 (*.stc) 以便交流及随身携带,也可将原始数据或计算结果输出为 EXCEL 及文本文件。 3 、所见即所得的报表输出功能,支持报表设计,用户可根据自已的需要设计出适合的报表,先进的数据计算引擎,计算速度极快,在预览页面可将报表保存为同式样的 EXCEL 或网页文件,在 EXCEL 中真正体现了人性化的报表界面,支持数据的直接显示、打印。报表中的“单位、制表、复核”等参数在系统菜单栏的“报表设置”项中设置。对于“逐桩坐标报表”有两种选择,根据需要可选择全部打印或只打印中桩桩号、坐标及方位角,请在菜单栏的“报表设置”项中设置。 4 、导线严密平差采用条件平差,所计算数据的变量均采用双精度浮点型,计算精度极高。线路中缓和曲线的计算精度为 0.05mm ,由程序按精度动态选取计算项数。 5 、本系统使现场施工放样的计算工作变的简单、方便,同时也使公路互通匝道复杂曲线的计算变的容易、准确,也许这才是你真正期待的施工测量软件。 6 、本系统特别针对公路互通匝道的复杂曲线进行了优化设计,根据设计提供参数可选用多种方案进行计算,既可对组成匝道曲线的单个线元进行计算,也可将整条匝道的曲线参数输入进行全线计算,还可以根据匝道起点或终点坐标、方位角推算其它主点坐标及方位角,是互通匝道复杂曲线放样的最得力助手。 四、输入输出说明: ( 一 ) 格式化输入 1 、桩号输入:桩号按米数格式输入,如 K13+131.88 桩号,输入时应为 13131.88 ,单位为米; 2 、角度输入:方位角、夹角按度分秒格式输入,如 59 ° 01 ′ 46.6 ″,输入时应为 59.01466 ,

高等级道路竖曲线的计算方法

高速公路竖曲线计算方法 【摘要】本文从竖曲线的严密计算公式入手,推导竖曲线上点的设计高程和里程的精确计算方法。分析和比较了近似公式和严密公式的差别及对设计高 程和里程的影响。在道路勘测设计中用本方法可取得精确、方便、迅速的效果, 建议取代传统的近似方法。 一、引言 在传统的道路纵断面设计中,竖曲线元素及对应桩号里程和设计高程均采用 近似公式计算,在低等级道路及计算工具很落后的时代曾起到过很大的作用。 但是随着高级道路的快速发展,道路竖曲线半径的不断加大,设计和施工的精度要求越来越高,因此,对勘测设计工作提出了很高的要求。采用近似的方法进 行勘测设计已难以满足高精度、高效灵活的要求。为此本文给出了实用、精确的竖曲线计算公式,以解决实际工作中存在的问题。 二、计算原理 1. 近似计算公式 如图1所示,设道路纵坡的变坡点为I,其设计高程为H I,里程为D I,两侧的纵坡度分别为i1、i2,竖曲线设计半径为R,竖曲线各元素的近似计算公式如下:

图 1 2. 精确计算公式 如图2所示,在图中建立以水平距离为横坐标轴d,铅垂线为纵坐标轴H′的dOH′直角坐标系,A点的坐标为(d A,0),Z点的坐标为(0,H Z′),竖曲线各元素的精确计算公式如下: α1=arctani 1 (1) α2=arctani 2 (2) ω=α1-α2(3) T=Rtan(4) E=R(sec-1) (5) d I=Tcosα1 (6) d A=Rsinα1 (7) H Z′=Rcosα1 (8) 竖曲线在直角坐标系中的方程为: (d-d A)2+H′2=R2 (9)

由式(9)可推算出竖曲线上任一与Z点的里程差为d的点的纵坐标值H′,则 0≤d≤dY (10) 并可立即推算点的设计高程和里程: H=H′-ΔH (11) D=D Z+d (D Z=D I-d I) (12) 式中,α1,α2分别为纵坡线与水平线的夹角;ω为变坡角;Τ为切线长;Ε为外矢距;d I为纵坡变坡点I与Z点的里程差;d A为竖圆曲线圆心A与Z点的里程差;H′为竖圆曲线上任一点的纵坐标值;d为竖圆曲线上任一点与Z点的里程差;H为竖圆曲线上任一点的设计高程;ΔH=H′Z-H Z为Z点纵坐标值与Z 点设计高程之差(H Z=H I-d I.i1);D为竖曲线上任一点的里程。 由式(10)可知,当d=d A时,则里程D N=D Z+d A的N点为竖圆曲线的变坡点, 其高程H N=H N′-ΔH=R-ΔH=max,N点在现场施工中具有很重要的指导意义。 三、计算实例 某山岭重丘的二级公路的纵坡变坡点I,其设计高程H I=68.410 m,里程D I

5800计算器公路坐标计算程序(全线)直缓和圆曲线程序

5800计算器公路坐标计算程序(全线) 原4850程序改编 Lb1 1 ”K”?K:”W”?W:”O”?O:”I”?I IF K<41490.879:Then 40776.825→A: 41490.879→ B: 3761346.715→ M: 505279.147→N:166°45′36.3″→F: 1/1045→D:1/1045→E :Goto 0 :Return:Ifend IF K<41690.879:Then 41490.879→A: 41690.879→ B: 3760651.641→ M: 505442.686→N:166°45′36.3″→F: 1/1045→D:1/1000→E :Goto 0 :Return:Ifend IF K<42242.154:Then 41690.879→A: 42242.154→ B: 3760455.626→ M: 505481.961→N:172°29′22.78″→F: 1000→ R:Goto 2: Return:Ifend IF K<42442.154:Then 42242.154→A: 42442.154→ B: 3759916.982→ M: 505403.549→N:204°04′31.62″→F: 1/1000→D: 1/1045→E: Goto 0 : Return:Ifend IF K<42673.884:Then 42442.154→A: 42673.884→ B: 3759740.299→ M: 505310.019→N :209°48′18.1″→F: 1/1045→D: =1/1045→E :Goto 0 : Return:Ifend IF K<42863.884:Then 42673.884→A: 42863.884→ B:3759539.223→ M:505194.838→N:209°48′18.1″→F:-1/1045→D:-1/800→E:Goto 0 : Return:Ifend IF K<43636.692:Then 42863.884→A: 43636.692→ B:3759370.853→ M:505107.051→N:203°00′04.15″→F:R=-800:Goto2 : Return:Ifend IF K<43826.692:Then 43636.692→A: 43826.692→ B:3758630.216→ M: 505167.591→N:147°39′10.35″→F: -1/800→D:E=-1/1045→E :Goto 0 : Return:Ifend IF K<44825.092:Then 43826.692→A: 44825.092→ B:3758478.338→ M: 505281.555→N:140°50′56.4″→F:-1/1045→D:-1/1045→E: Goto 0 : Return:Ifend IF K<45025.092:Then 44825.092→A: 45025.092→ B:3757704.093→ M: 505911.911→N:140°50′56.4″→F: 1/1045→D:1/1000→E:Goto 0 : Return:Ifend IF K<45300.109:Then 45025.092→A: 45300.109→ B:3757544.945→ M: 506032.892→N:146°34′42.88″→F:R=1000:Goto 2 : Return:Ifend IF K<45500.109:Then 45300.109→A: 45500.109→ B:3757297.588→ M: 506151.102→N:162°20′09.32″→F: 1/1000→D: 1/1045→E :Goto 0 : Return:Ifend IF K<45805.835:Then 45500.109→A: 45805.835→ B:3757103.485→ M: 506198.937→N:168°03′55.8″→F: 1/1045→D:1/1045→E: Goto 0 : Return:Ifend IF K<45980.835:Then 45805.835→A: 45980.835→ B:3756804.367→ M: 506262.160→N:168°03′55.8″→F: -1/1045→D: -1/1000→E:Goto 0 : Return:Ifend IF K<46136.333:Then 45980.835→A: 46136.333→ B:3756634.336→ M: 506303.312→N:163°03′07.63″→F:R=-1000:Goto 2 : Return:Ifend Lb1 0 (E-D)÷(Abs(B-A)) →P: Abs(K-A) →Q: F+(PQ+2D)Q×90÷∏→J F+(PQ÷4+2D)Q×45÷(2∏) →G F+(3PQ÷4+2D)Q×135÷(2∏) →H F+(PQ÷2+2D)Q×45÷∏→S:

部分道路坐标计算公式

如果桩号满足线性规律,我们来求桩号m+n (比如m=5,n=10,则:桩号005+010) 它的坐标应满足: (X+k*m,Y+k*n), 其中k为常数 当n=20,Y轴坐标为:Y+20k,而按所给条件,此坐标应为:Z 则:Y+20k=Z k=(Z-Y)/20 所以:桩号m+n 的坐标: (X+(Z-Y)*m/20, Y+(Z-Y)*n/20) 所以,0+010处的坐标:(X,(Z-Y)/2) 要是曲线关系,要看满足什么曲线关系,具体求解,方法与上面差不多 X0=X1+dcos(a) Y0=Y1+dsin(a) Z0=Z1+Dtan(B) 其中d为水平距离,D为倾斜距离,a为方位角,B为天顶距(视线与水平线的夹角,注意正切正负值) 圆曲线中边桩坐标计算公式: L=F-H; 注:L---所求点曲线长;F---所求点里程;H---圆曲线起点(ZY点桩号里程) X=XZY+2×R×SIN(L÷2R)×COS{α±(L÷2R)}+S×COS{α±(L÷R)+M}; Y =YZY+2×R×SIN(L÷2R)×SIN{α±(L÷2R)}+S×SIN{α±(L÷R)+M}. 注: α---线路方位角; M---所求边桩与路线的夹角; S---所求边桩至中桩的距离; "±"---曲线左偏取“-”右偏取“+”; 当S=0时为中桩坐标。

经高速公路施工一线使用效果很好。 记住在公式中加入Excel的Radians()函数将度转为弧度即可轻松方便地使用, 从ZY点坐标准确快速推算地计算出整条圆曲线。 注意要分清左偏右偏两种情况。 第一条缓和曲线部分:X=L- L 5/(40×R2×L 02) Y=L3/(6×R×L 0) 这是以ZH点为坐标原点测设到YH点的计算公式 圆曲线部分X=R×sina+m Y=R×(1-cosa)+p a=( L i- L)×1800/(R×π)+β0 m = L 0/2- L 03/(240×R2) P= L 02/(24×R)- L 04/(2688×R3) δ0= L 0×1800/(6×R×π) β0= L 0×1800/(2×R×π) T=(R+P)×tg(a/2)+m L= R×(a-2β0)×π/1800+2L 0 切线角的计算β= L2×1800/(2×R×L0 ×π) 缓和切线角的弧度计算:β= L2/(2×R×L0) 圆曲线切线角的弧度计算:a=( L i- L 0) /R+ L 0/(2×R) 上式中:m表示切垂距。P表示圆曲线移动量。β0表示缓和曲线的切线角。δ0 为缓和曲线的总偏角。T表示切线长。L表示曲线长。β表示缓和曲线上的切线 角。a表示圆曲线的切线角。 第二条缓和曲线部分:X= L - L 5/(40×R2×L 02) Y=L3/(6×R×L 0) 第二条缓和曲线部分是以HZ点为坐标原点计算到YH点的计算公式。 坐标转化:X=XHZ-X cosa-Y sina Y= YHZ- X sina+ Y cosa XHZ=T×(1+ cosa) YHZ= T×sina Li 为曲线点i的曲线长,T为切线长,a为转向角 全站仪坐标放样的有关计算 发布时间:[返回] .................................................................................................................................................................

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