用全站儀進(jìn)行工程施工放樣教材(路橋方向)_圖文

1、用全站儀進(jìn)行工程施工放樣 (路橋方向培 訓(xùn) 教 材編寫: 王勁松廣東交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院第一部分:TOPCON GTS-312全站儀的使用一、儀器外觀和功能說明1. 儀器外觀 圖 1:GTS-312全站儀外觀及各部件名稱2. 面板上按鍵功能進(jìn)入坐標(biāo)測量模式鍵。 進(jìn)入距離測量模式鍵。ANG 進(jìn)入角度測量模式鍵。MENU 進(jìn)入主菜單測量模式鍵。ESC 用于中斷正在進(jìn)行的操作,退回到上一級菜單。POWER 電源開關(guān)鍵 光標(biāo)左右移動鍵 光標(biāo)上下移動、翻屏鍵F1、F2、F3、F4軟功能鍵,分別對應(yīng)顯示屏上相應(yīng)位置顯示的命令 。3.顯示屏上顯示符號的含義V豎盤讀數(shù) ;HR水平讀盤讀數(shù)(右向計(jì)數(shù) ;HL水平讀盤

2、讀數(shù)(左向計(jì)數(shù) ;HD水平距離;VD儀器望遠(yuǎn)鏡至棱鏡間高差;SD斜距;*正在測距;N北坐標(biāo),相當(dāng)于 x ; E 東坐標(biāo),相當(dāng)于 y ; Z 天頂方向坐標(biāo),相當(dāng)于高程 H 。二、角度測量模式功能:按 ANG 鍵進(jìn)入,可進(jìn)行水平角、豎直角測量,傾斜改正開關(guān)設(shè)置。 F1 OSET :設(shè)置水平讀數(shù)為 0。 00000 F2 HOLD :鎖定水平讀數(shù)。第 1頁 F3 HSET :設(shè)置任意大小的水平讀數(shù)。F4 P1: 進(jìn)入第 2頁。 F1 TILT :設(shè)置傾斜改正開關(guān)。 第 2頁F2 REP : 復(fù)測法。F3 V% : 豎直角用百分?jǐn)?shù)顯示。F4 P2: 進(jìn)入第 3頁。F1 H-BZ:儀器每轉(zhuǎn)動水平角 90

3、時,是否要蜂鳴聲。 F2 R/L :右向水平讀數(shù) HR/左向水平讀數(shù) HL 切換,一般用 HR 。第 3頁 F3 CMPS :天頂距 V/豎直角 CMPS 的切換,一般取 V 。F4 P3:進(jìn)入第 1頁。 三、距離測量模式功能:先按 鍵進(jìn)入,可進(jìn)行水平角、豎直角、斜距、平距、高差測量及 PSM 、 PPM 、距離單位等設(shè)置。MEAS :進(jìn)行測量。MODE :設(shè)置測量模式, Fine/coarse/tragcking(精測 /粗測 /跟蹤 。第 1頁 F3 S/A:設(shè)置棱鏡常數(shù)改正值(PSM 、大氣改正值(PPM 。F4 P1:進(jìn)入第 2頁。F1 OFSET:偏心測量方式。F2 SO:距離放樣測

4、量方式。第 2頁 F3 m/f/i:距離單位米 /英尺 /英寸的切換。F4 P2:進(jìn)入第 1頁。四、坐標(biāo)測量模式功能:按 進(jìn)入,可進(jìn)行坐標(biāo)(N , E , H 、水平角、豎直角、斜距測量及 PSM 、 PPM 、距離單位等設(shè)置。MEAS :進(jìn)行測量。MODE :設(shè)置測量模式, Fine/Coarse/Tracking。第 1頁 F3 S/A:設(shè)置棱鏡改正值(PSM ,大氣改正值(PPM 常數(shù)。 F4 P1:進(jìn)入第 2頁。F1 R.HT:輸入棱鏡高。F2 INS.HT:輸入儀器高。第 2頁 F3 OCC:輸入測站坐標(biāo)。F4 P2:進(jìn)入第 3頁。F1 OFSET:偏心測量方式。第 3 頁 距離單位

5、米 /英尺 / 英寸切換。F4 P3:進(jìn)入第 1頁。功能:按 MENU 進(jìn)入,可進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、坐標(biāo)放樣、程序執(zhí)行、內(nèi)存管理、參數(shù)設(shè)置等。 DATA COLLECT(數(shù)據(jù)采集 第 1頁 LAY OUT(點(diǎn)的放樣 MEMORY MGR.(內(nèi)存管理 PROGRAM(程序 第 2頁 GRID FACTOR(坐標(biāo)格網(wǎng)因子 ILLUMINATION(照明 PARAMETRERS(參數(shù)設(shè)置 第 3頁 CONTRAST ADJ.(顯示屏對比度調(diào)整 1、 MEMORY MGR.(存儲管理 1.FILE STATUS(顯示測量數(shù)據(jù)、坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件總數(shù) 第 1頁 2.SEARCH(查找測量數(shù)據(jù)、坐標(biāo)數(shù)據(jù)、編碼庫 3.

6、FILE MAINTAIN(文件更名、查找數(shù)據(jù)、刪除文件 4.COORD. INPUT(坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件的數(shù)據(jù)輸入 第 2頁 5.DELETE COORD.(刪除文件中的坐標(biāo)數(shù)據(jù) 6.PCODE INPUT(編碼數(shù)據(jù)輸入 7.DATA TRANSFER(向微機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)、接收微機(jī)數(shù)據(jù)、設(shè)置通訊參數(shù) 第 3頁 8.INITIALIZE(初始化數(shù)據(jù)文件 2、 PROGRAM(程序 1.REM(懸高測量 第 1頁 2.MLM(對邊測量 3.Z COORD.(設(shè)置測站點(diǎn) Z 坐標(biāo) 4.AREA(計(jì)算面積 第 2 頁5.POINT TO LINE(相對于直線的目標(biāo)點(diǎn)測量 。3、 PARAMETRERS(參數(shù)設(shè)

7、置 1.MINIMUM READING(最小讀數(shù) 第 1頁 2.AUTO POWER OFF(自動關(guān)機(jī) 3.TILT ON/OFF(垂直角和水平角傾斜改正 第 2 頁 ERROR CORRECTION(系統(tǒng)誤差改正。注:儀器檢校后必須進(jìn)行此項(xiàng)設(shè)置 存儲管理菜單操作可參見圖 2。圖 2:存儲管理操作菜單六、全站儀的主要功能介紹說明:測量前, 要進(jìn)行如下設(shè)置按或 , 進(jìn)入距離測量或坐標(biāo)測量模式, 再按第 1頁的 S/A(F3 。1. 棱鏡常數(shù) PRISM 的設(shè)置一般原配棱鏡設(shè)置為 0,國產(chǎn)棱鏡設(shè)置為 -30mm 。 (具體見說明書 。2. 大氣改正值 PPM 的設(shè)置按“ T-P ” ,分別在“ T

8、EMP. ”和“ PRES. ” 欄,輸入測量時的氣溫、 氣壓。 (或者按照說明書中的公式計(jì)算出 PPM 值后,按“ PPM ”直接輸入 。3. PSM 、 PPM 設(shè)置后,在沒有新設(shè)置前,儀器將保存現(xiàn)有設(shè)置。(一角度測量按 ANG 鍵,進(jìn)入測角模式(開機(jī)后默認(rèn)的模式 ,其水平角、豎直角的測量方法與經(jīng)緯儀操作方法基 本相同。照準(zhǔn)目標(biāo)后,儀器即可顯示水平度盤讀數(shù)和豎直度盤讀數(shù)。(二距離測量先按 鍵,進(jìn)入測距模式,瞄準(zhǔn)棱鏡后,按 F1(MEAS ,即可。(三坐標(biāo)測量 見圖 3按鍵步驟:1、 ANG 鍵,進(jìn)入測角模式,瞄準(zhǔn)后視點(diǎn) A 。2、 HSET ,輸入測站 O 至后視點(diǎn)的坐標(biāo)方位角 OA 。

9、3、 鍵, 進(jìn)入坐標(biāo)測量模式。 P1, 進(jìn)入第 2頁。4、 OCC ,輸入測站坐標(biāo)(X 0,Y 0,H 0。 6、 P1,進(jìn)入第 2頁。 INS . HT : 輸入儀器高。圖 3:坐標(biāo)測量示意圖7、 P1,進(jìn)入第 2 頁。 R . HT :輸入棱鏡高。8、瞄準(zhǔn)待測量點(diǎn) B ,按 MEAS ,得 B 點(diǎn)的(X B ,Y B ,H B 。 (四零星點(diǎn)的坐標(biāo)放樣見圖 4按鍵步驟為: 1、按 MENU 進(jìn)入主菜單測量模式。2、按 LAYOUT 進(jìn)入放樣程序,再按 SKP 略過選擇文件。3、按 OOC.PT (F1 ,再按 NEZ ,輸入測站 O 點(diǎn)的坐標(biāo)(x 0,y 0,H 0;并在 INS . HT

10、 一欄,輸入儀器高。 圖 4:點(diǎn)的坐標(biāo)放樣示意圖 4、按 BACKSIGHT (F2 ,再按 NE/AZ,輸入后視點(diǎn) A 的坐標(biāo)(x A , yA ;若不知 A 點(diǎn)坐標(biāo)而已知坐標(biāo)方位 角 OA ,則可再按 AZ ,在 HR 項(xiàng)輸入 OA 的值。瞄準(zhǔn) A 點(diǎn),按 YES 。5、按 LAYOUT (F3 :輸入待放樣點(diǎn) B 的坐標(biāo)(x B ,y B ,H B 及測桿單棱鏡的鏡高后,按 ANGLE (F1。使 用水平制動和水平微動螺旋,使顯示的 dHR=,即找到了 OB 方向,指揮持測桿單棱鏡者移動位置,使棱鏡位于 OB 方向上。0000006、按 DIST ,進(jìn)行測量,根據(jù)顯示的 dHD 來指揮持

11、棱鏡者沿 OB 方向移動,若 dHD 為正,則向 O 點(diǎn)方向移動;反之若 dHD 為負(fù),則向遠(yuǎn)處移動,直至 dHD=0時,立棱鏡點(diǎn)即為 B 點(diǎn)的平面位置。其所顯示的dZ 值即為立棱鏡點(diǎn)處的填挖高度,正為挖,負(fù)為填。7、按 NEXT 放樣下一個點(diǎn) C 。(五 TOPCON 全站儀與電腦的數(shù)據(jù)通訊 (王勁松版權(quán)所有全站儀專家網(wǎng)整理 1、電腦中數(shù)據(jù)文件的上載(UPLOAD (1 在電腦上用文本編輯軟件(如 Windows 附件的“寫字板”程序 ,輸入點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù),格式為“點(diǎn)名 ,Y ,X,H ” ;保存類型為“文本文檔” 。具體見圖 5。(2 用 “寫字板” 程序打開文本格式的坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件, 并打開

12、 T-COM 程序, 將坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件復(fù)制到 T-COM 的編輯欄中。(3 用通訊電纜將全站儀的 “ SIG ” 口與電腦的串口 (如 COM1 相連, 按 MENU MEMORY MGR. DATA TRANSFER ,進(jìn)入數(shù)據(jù)傳輸,先在“ COMM. PARAMETER” (通訊參數(shù)中分別設(shè)置“ PROTOCOL ” (議協(xié)為“ ACK/NAK” ; “ BAUD RATE” (波特率為 9600; “ CHAR./PARITY” (校檢位 為“ 8/NONE” ; “ STOP BITS” (停止位為“ 1” 。 圖 5:編輯上載的數(shù)據(jù)文件(4點(diǎn)擊按鈕 ,出現(xiàn)“ Current data

13、are saved as:030624.pts”對話框時,點(diǎn)“ OK ” ,出現(xiàn)如下圖 6的通 訊參數(shù)設(shè)置對話框。按全站儀上的相同配置進(jìn)行設(shè)置并選擇“ Read text file”后,點(diǎn)“ GO ”將剛保存的文 件 030624.pts 打開,出現(xiàn) Point Details(點(diǎn)描述對話框。 圖 6:上載的數(shù)據(jù)文件(5回到全站儀主菜單 MENU 中的 MEMORY MGR. DATA TRANSFER LOAD DATA COORD. DATA 。 用 INPUT 為上傳的坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件輸入一個文件名后, 點(diǎn) “ YES ” 使全站儀處于等待數(shù)據(jù)狀態(tài) (Waiting Data , 再在電腦

14、Point Details對話框中點(diǎn)“ OK ” 。注:可以直接在 T-COM 軟件編輯欄中按“點(diǎn)名 ,Y ,X,H ”的格式編輯待上載的坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件。2、全站儀中數(shù)據(jù)文件的下載(DOWNLOAD 同上載一樣,進(jìn)行電纜連接和通訊參數(shù)的設(shè)置。點(diǎn)擊按鈕 ,設(shè)置通訊參數(shù)并選擇“ Write text file” 后,再在全站儀上選擇下載數(shù)據(jù)文件的類型 (測量數(shù)據(jù)文件或坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件 。先在電腦上按“ GO ” ,處于等 待狀態(tài),再在全站儀上按“確定” ,即可將全站儀中的數(shù)據(jù)下載至電腦。出現(xiàn)“ Current data are saved as 03062501.gt6”及“是否轉(zhuǎn)換”時對話框時,點(diǎn)擊“

15、 Cancel ” 。點(diǎn)擊按鈕“” ,將下載的數(shù)據(jù)文件取名后保存。 (保存時下載的測量數(shù)據(jù)文件及坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件均要加上擴(kuò)展名 gt6 。(六批量點(diǎn)的坐標(biāo)放樣1、放樣坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件的編輯及上載。可采用以下兩種方法來實(shí)現(xiàn):(1數(shù)據(jù)通訊方法。按 TOPCON 全站儀與電腦的數(shù)據(jù)通訊中“電腦中數(shù)據(jù)文件的上載(UPLOAD ”的方(2坐標(biāo)輸入方法。按 MENU COORD. INPUT(坐標(biāo)輸入 分別在 PT#、 N 、 E 、 Z 2、實(shí)地放樣操作 如圖 7所示,要在控制點(diǎn) D3樣點(diǎn) K0+040、 K0+060、 K0+080(1 按 MENU , 進(jìn)入主菜單模式, 選擇 (2在“ SELECT A F

16、ILE”中,用 選擇電腦上載的坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件名。(3在“ OCC.PT INPUT”中用 (4在“ BACKSIGHT (5瞄準(zhǔn)后視點(diǎn) D2,按“ YES ” 。(6 在 “ LAYOUT ” 及平距 HD 。(7按 ANGLE 離之差 dHD 。反復(fù)移動棱鏡,當(dāng) dHR (8按 NEXT ,放樣下一點(diǎn)。放樣操作菜單見下圖 8。(七數(shù)據(jù)采集 (略 圖 8:放樣操作菜單 全站儀專家網(wǎng) 收集整理第二部分: 高等級公路中樁邊樁坐標(biāo)計(jì)算方法一.平面坐標(biāo)系間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換公式如圖,設(shè)有平面坐標(biāo)系 xoy 和 xoy (左手系 x 、 x 軸正向順時針旋轉(zhuǎn) 90為 y 、 y 軸正向 ; x 軸與 x 軸間的夾

17、角為(x 軸正向順時針旋轉(zhuǎn)至 x 軸正向,范圍:003600 。 設(shè) o 點(diǎn)在 xoy 坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為 (xo,yo ,則任一點(diǎn) P 在 xoy 坐標(biāo)系中的坐標(biāo)(x,y 與其在 xoy 坐標(biāo)系 中的坐標(biāo)(x,y 的關(guān)系式為:+=+=+=y x y x y x x y y y x y x x o o o o cos sin sin cos :sin cos cos sin 即 二.公路中樁邊樁統(tǒng)一坐標(biāo)的計(jì)算高等級公路中樁邊樁統(tǒng)一坐標(biāo)的計(jì)算王 勁 松(廣東交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院土木系,廣東 廣州 510650摘要:對位于直線、緩和曲線、圓曲線幾個公路基本平面線形上的點(diǎn),進(jìn)行了中樁、邊樁統(tǒng)一坐標(biāo)的計(jì)算;

18、并對一些復(fù)雜線形中要用到的非完整非對稱緩和曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算進(jìn)行了分析。 通過編程計(jì)算出各中樁邊樁坐標(biāo)后, 能便于全站儀、 GPS RTK 的坐標(biāo)放樣。關(guān)鍵詞:中樁;邊樁;坐標(biāo)轉(zhuǎn)換;統(tǒng)一坐標(biāo)系;緩和曲線The calculation for unified coordinates of center-stake& side-stake in advanced highwayWANG Jin-song(一引言傳統(tǒng)的公路中樁測設(shè),常以設(shè)計(jì)的交點(diǎn)(JD 為線路控制,用轉(zhuǎn)點(diǎn)延長法放樣直線段,用切線支距法 或偏角法放樣曲線段;邊樁測設(shè)則是根據(jù)橫斷面圖上左、右邊樁距中樁的距離(、 d ,在實(shí)地沿橫斷 面方

19、向進(jìn)行丈量。 隨著高等級公路特別是高速公路建設(shè)的興起, 公路施工精度要求的提高以及全站儀、 GPS 等先進(jìn)儀器的出現(xiàn),這種傳統(tǒng)方法由于存在放樣精度低、自動化程度低、現(xiàn)場測設(shè)不靈活(出現(xiàn)虛交,處 理麻煩等缺點(diǎn),已越來越不能滿足現(xiàn)代公路建設(shè)的需要,遵照測繪法的有關(guān)規(guī)定,大中型建設(shè)工程 項(xiàng)目的坐標(biāo)系統(tǒng)應(yīng)與國家坐標(biāo)系統(tǒng)一致或與國家坐標(biāo)系統(tǒng)相聯(lián)系,故公路工程一般用光電導(dǎo)線或 GPS 測量 方法建立線路統(tǒng)一坐標(biāo)系,根據(jù)控制點(diǎn)坐標(biāo)和中邊樁坐標(biāo),用“極坐標(biāo)法”測設(shè)出各中邊樁。如何根據(jù)設(shè) 計(jì)的線路交點(diǎn)(JD 的坐標(biāo)和曲線元素,計(jì)算出各中邊樁在統(tǒng)一坐標(biāo)系中的坐標(biāo),是本文要探討的問題。L d R (二中樁坐標(biāo)計(jì)算(

20、王勁松版權(quán)所有全站儀專家網(wǎng)整理 任何復(fù)雜的公路平面線形都是由直線、緩和曲線、圓曲線幾個基本線形單元組成的。一般情況下在線 路拐彎時多采用“完整對稱曲線” ,所謂“完整”指第一緩和曲線和第二緩和曲線的起點(diǎn)(ZH 或 HZ 處的 半徑為;所謂“對稱”指第一緩和曲線長 l 和第二緩和曲線長 l 相等。但在山區(qū)高速公路和互通立交匝 道線形設(shè)計(jì)中,經(jīng)常會出現(xiàn)“非完整非對稱曲線” 。根據(jù)各個局部坐標(biāo)系與線路統(tǒng)一坐標(biāo)系的相互關(guān)系,可1s 2s將各個局部坐標(biāo)統(tǒng)一起來。下面分別敘述其實(shí)現(xiàn)過程。 1.直線上點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算如圖 1 a b 所示,設(shè) xoy 為線路統(tǒng)一坐標(biāo)系, x-ZH-y 為緩和曲線按切線支距法建立

21、的局部坐標(biāo)系, 則 JD i-1JDi 直線段上任一中樁 P 的坐標(biāo)為:+=+=i i JDi P JDi P i i JDi P JDi P A L L y y A L L x x 111111sin (cos ( (1式 (1 中 (, 為交點(diǎn) JD i-1的設(shè)計(jì)坐標(biāo); , 分別為 P 點(diǎn)、 JD i-1點(diǎn)的設(shè)計(jì)里程; 為 JD i-1JDi 坐標(biāo)方位角,可由坐標(biāo)反算而得。1JDi x 1JDi y P L 1JDi L ii A 1曲線起點(diǎn)(ZH 或 ZY ,曲線終點(diǎn)(HZ 或 YZ 均是直線上點(diǎn),其坐標(biāo)可按式(1來計(jì)算。 2.完整曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算如圖 1 a,某公路曲線由完整的第一緩

22、和曲線 、半徑為 R 的圓曲線、完整的第二緩和曲線 組成。 (1第一緩和曲線及圓曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算1S l 2S l 當(dāng) K 點(diǎn)位于第一緩和曲線(ZHHY上,按切線支距法公式有 1:+=+=9191971715515113137138181761613414921253530097000967680042240336617542600599040345640s s s s s K s s s s K l R l l R l l R l l R l Rl l y l R l l R l l R l l R l l x (2 當(dāng) K 點(diǎn)位于圓曲線(HYYH上,有 1:+=+=p R y qR x

23、K K cos 1(sin (3 其中有: 001180+=R l l s (4 式 (2 (3 (4 中, 為切線角; 為 K 點(diǎn)至 ZH i 點(diǎn)的設(shè)計(jì)里程之差, 即曲線長; R 、 、 i ZH K L L l =1S l 0、p 、 q 為 常 量 , 分 別 表 示 圓 曲 線 半 徑 , 第 一 緩 和 曲 線 長 、 緩 和 曲 線 角 (0101802R l s =、 內(nèi) 移 值 (3R 4121268824l R l p s s = 、切線增值(23112402R l l q s s = 。 再由坐標(biāo)系變換公式 2可得:(5+=K Ki i i i i i i i ZH ZH

24、K K y f x A A A A y x y x 1111cos sin sin cos 式(5中 f 為符號函數(shù),右轉(zhuǎn)取“ +” ,左轉(zhuǎn)取“ -” (見圖 1 b 。 再由坐標(biāo)系變換公式可得: Q Z Z QZ Z Q Z則該曲線可看成是曲率半徑由到 的緩和曲線去掉曲率半徑由到 后的剩余部分。 設(shè) N 點(diǎn)為該曲線 上一點(diǎn), N 點(diǎn)至 Q 點(diǎn)的曲線長為 l ; O 為對應(yīng)完整緩和曲線的起點(diǎn), Q 點(diǎn)至 O 點(diǎn)的曲線長為 ,則由回 旋型緩和曲線上任一點(diǎn)曲率半徑與曲線長成正比的性質(zhì) 3,有:Z R N Z Q R Q l Z Q Q Q l l R l (R +=得: Q Z Q R R l =

25、ZR l (8Z設(shè) ,則由緩和曲線的切線角公式及偏角法計(jì)算公式 3知:S Z Q l l l =+180022=Z QQ l R l S(9Q SZ QQ l R l 18031602=(10 22590SZ QQ l R l OQ =弦長 l (11由圖 3知:Q Q =180Q Q 32= (12 則直線 QO 的坐標(biāo)方位角為:(13Q f Q QO +=0+O 點(diǎn)切線方向 軸的坐標(biāo)方位角 x o 為:Q Q f OQ OQ cos sin += (14式(13 (14中, f 為符號函數(shù),線路右轉(zhuǎn)時,取“ -” ;線路左轉(zhuǎn)時,取“ +” 。 故 O 點(diǎn)坐標(biāo)(為:O O y x , =QO

26、 Q O QO Q O y y x x sin cos + (15將式(14 (15代入坐標(biāo)平移旋轉(zhuǎn)公式,得任一點(diǎn) N 的坐標(biāo)為:+=N NO O N N y f x y x y x sin cos (16 式(16中, (, N x N y 按式(2計(jì)算,代入時 l 用(N Q l l +替代; f 為符號函數(shù),右轉(zhuǎn)取“ +”左轉(zhuǎn)取“ -” 。(三邊樁坐標(biāo)計(jì)算有了中樁坐標(biāo) (x,y 及其至左、 右邊樁的距離 d L 、 d R 后, 計(jì)算出中樁至左、 右邊樁的坐標(biāo)方位角 A ZL、A ZR,則由式(17 、 (18得左、右邊樁坐標(biāo)(, 、 (, 。L x L y R x R y +=+=L

27、Z L L L Z L L A d y y A d x x sin cos (17+=+=R Z R R R Z R R A d y y A d x x sin cos (181.直線上點(diǎn) A ZL、 A ZR的計(jì)算從圖 1 a b 知:+=01019090i i R Z i i L Z A A A A (19 2.第一緩和曲線及圓曲線段點(diǎn) A ZL、 A ZR的計(jì)算如圖 1 a b 所示,有:+=+=01019090f A A f A A i i R Z i i L Z (20 式(20中,當(dāng) K 點(diǎn)位于第一緩和曲線上, 按式(9計(jì)算;當(dāng) K 點(diǎn)位于圓曲線段,按式(4計(jì)算。 f 為符號函數(shù),

28、右轉(zhuǎn)取“ +” ,左轉(zhuǎn)取“ -” 。3.第二緩和曲線段點(diǎn) A ZL、 A ZR的計(jì)算如圖 2所示,有:+=+=+01019090f A A f A A i i R Z i i L Z (21 式(21中, 按式 0221802 (S M HZ Rl L L =計(jì)算; f 為符號函數(shù),右轉(zhuǎn)取“ -” ,左轉(zhuǎn)取“ +” 。 (四算例如圖 3設(shè)某高速公路立交匝道 (右轉(zhuǎn) 的非完整緩和曲線段起點(diǎn) Q 的樁號 K8+249.527,曲率半徑 R Q =5400m,切線沿前進(jìn)方向的坐標(biāo)方位角 ,坐標(biāo)為(91412.164, 79684.008;終點(diǎn) Z 樁號 K8+329.527,曲率半徑 R Z =18

29、00m。中樁 K8+309.527到左、右邊樁的距離 d L =18.75m, d R =26.50m,試計(jì)算 K8+309.527的中、邊樁坐標(biāo)。 500135901.完整緩和曲線起點(diǎn) O 的計(jì)算由公式 (8 (15 計(jì)算得:,m l Q 40=m l S 120=, , 442100=Q m OQ 000. 40=, , , , 928000=Q 63101790=QO 170. 913720=x 688. 796840=y 。2.中樁坐標(biāo)的計(jì)算由式(2 (14 (16計(jì)算得:m , 995. 99=x 772. 0=y m ; x o 軸的坐標(biāo)方位角 ;, 。12753580=162.

30、91472=x 637. 79683=y 3.邊樁統(tǒng)一坐標(biāo)的計(jì)算由式(9 (20得: , ,式(20中 A i-1i即 539110=65612700=L Z A 6561900=R Z A x o 軸的坐標(biāo)方位角 。再由式(17 (18得 254. 91472=L x , 888. 79664=L y ; , 。031. 91472=R x 137. 79710=R y (五結(jié)束語通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的方法,在傳統(tǒng)測設(shè)的各個局部坐標(biāo)系與線路統(tǒng)一坐標(biāo)系間建立了紐帶,通過編程能實(shí) 現(xiàn)各個中樁邊樁坐標(biāo)的同步計(jì)算。對于復(fù)曲線、回頭曲線、喇叭形立交、水滴形立交等復(fù)雜線形,可將其 分解成直線、非完整非對稱緩和曲

31、線、圓曲線形式,再按文中的方法進(jìn)行計(jì)算。用線路統(tǒng)一坐標(biāo)進(jìn)行放樣,測設(shè)靈活方便,不必在實(shí)地標(biāo)定交點(diǎn)(JD 位置,這對于交點(diǎn)位于人無法 到達(dá)的地方(如山峰、深谷、河流、建筑物內(nèi) ,是十分方便的。應(yīng)用中,以樁號 L 為引數(shù),建立包括中樁、 邊樁、控制點(diǎn)在內(nèi)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件。將坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件導(dǎo)入全站儀或 GPS 接收機(jī),應(yīng)用坐標(biāo)放樣功能,便可 實(shí)現(xiàn)中、邊樁的同時放樣。特別是 GPS 的 RTK 技術(shù)出現(xiàn)后,無需點(diǎn)間通視, 大大提高了坐標(biāo)放樣的工作效 率,可基本達(dá)到中、邊樁放樣的自動化。參考文獻(xiàn):1 宋文 . 公路施工測量 M.北京 :人民交通出版社 ,2002.2 侯國富等 . 建筑工程測量 M.北京 :

32、測繪出版社 ,1990.3 鐘孝順 , 聶讓 . 測量學(xué) M.北京 : 人民交通出版社 ,2001.三 . 公 路 中 樁 測 設(shè) 的 局 部 極 坐 標(biāo) 法 (王 勁 松 版 權(quán) 所 有 全 站 儀 專 家 網(wǎng) 整 理 (1 以曲線起點(diǎn) (ZH 或 ZY 為原點(diǎn), 切線指向 JD 為 x軸正向, 再順時針旋轉(zhuǎn) 90為 y 軸正向,建立切線支距法坐標(biāo)系。(2用切線支距法同樣的方法求出各中樁 P 在該坐標(biāo)系中的坐標(biāo)。見公式(2 (3 (4 。 (注意:y 坐標(biāo)的正負(fù)符號。 (3在 ZH (或 ZY 架儀,輸入測站點(diǎn)坐標(biāo)(0, 0 ,后視 x 軸正向,輸入方位角 0,測出一任意點(diǎn) ZD 在該坐標(biāo)系

33、中的坐標(biāo)。00000(4在 ZD 點(diǎn)設(shè)站,后視 ZH (或 ZY 點(diǎn),根據(jù)各中樁 P 的坐標(biāo)用全站儀坐標(biāo)放樣功能,放樣出各中樁。 若使用經(jīng)緯儀, 則可先用坐標(biāo)反算公式, 求出 P 點(diǎn)至 ZD 點(diǎn)的距離 D 及轉(zhuǎn)角(方位角之差 , 再進(jìn)行撥角、 量邊。第三部分: CASIO FX-4800P程序一.程序名:HUAN QIE (緩切1.用途:該程序是“完整對稱帶緩和曲線的圓曲線”的切線支距法詳細(xì)測設(shè)坐標(biāo)計(jì)算程序。2.程序數(shù)學(xué)模型:按切線支距法建立的緩和曲線局部坐標(biāo)系。即以曲線起點(diǎn)或終點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),切線方向 為 X 軸正向,圓心方向?yàn)?Y 軸正向。3.程序清單:A “ ZH ” :R :S “ LS

34、 ” :Lbl 1 L, B21Goto B =:3Goto Lbl 2C=Abs(L-A:D=RS:X=C-C540D 2+C93456D4-C13599040D6+C1717542600D8Y=C36D-C7336D3+C1142240D5-C159676800D7+C193530097000D9 Goto 1Lbl 3E=180(Abs(L-A-SR +180S(2R :P=S224R-S42688R3:Q=S2-S3240R 2X=RsinE+QY=R-RcosE+PGoto 14.程序說明:ZH ZH 點(diǎn)樁號(里程 ; R 圓曲線半徑; LS 緩和曲線長; L 待測設(shè)樁的樁號(里程

35、; B 當(dāng)待測設(shè)中樁位于緩和曲線段,則輸入“ 1” ,當(dāng)待測設(shè)中樁位于圓曲線段,則輸入“ 1”以外的數(shù)值。 X 切線支距法的 X 值; Y 切線支距法的 Y 值。二.程序名:ZHUAN HUAN (轉(zhuǎn)換1.用途:該程序是“兩平面坐標(biāo)系間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換”的計(jì)算程序。2.程序數(shù)學(xué)模型:(略3.程序清單:C “ X0” :E “ Y0” :D “ ANGLE ” :F “ SIGN ” Lbl 0A, BF 1A=A:B=-B X=C+AcosD-BsinDY=E+BcosD+AsinDGoto 04.程序說明:X0, Y0施工坐標(biāo)系(A-O-B 的原點(diǎn) O 在統(tǒng)一坐標(biāo)系(x-o-y 中的坐標(biāo)。ANGLE

36、 為統(tǒng)一坐標(biāo)系的 x 軸順時針旋轉(zhuǎn)至施工坐標(biāo)系的 A 軸的角值。SIGN 為符號函數(shù),若輸入“ 1”時,則表明 x-o-y 為左手系,且 A-O-B 也為左手系;若輸入“ 1” 之外值,則表明 x-o-y 為左手系,而 A-O-B 為右手系。A , B 某點(diǎn)在施工坐標(biāo)系中的縱、橫坐標(biāo)。X , Y 該點(diǎn)在相應(yīng)統(tǒng)一坐標(biāo)系中的縱、橫坐標(biāo)。第四部分:路橋類全站儀培訓(xùn)班理論與實(shí)操習(xí)題集一. 應(yīng)知部分1. 在 左 轉(zhuǎn) 的 帶 緩 和 曲 線 的 圓 曲 線 中 樁 測 設(shè) 中 , 設(shè) 起 點(diǎn) ZH 樁 號 為 K5+219.63, 其 坐 標(biāo) 為 (31574.163,62571.446 ,其切線方位角為

37、 ,緩和曲線長為 120m ,圓曲線的半徑為 1000m ,試 計(jì)算:02813050(1直線上中樁 K5+160 、 K5+180、 K5+200 的坐標(biāo)。(2緩和曲線上中樁 K5+260、 K5+280 、 K5+300的坐標(biāo)。(3圓曲線上中樁 K5+340、 K5+360、 K5+380的坐標(biāo)。(4若將題目的“左轉(zhuǎn)”改為“右轉(zhuǎn)” ,試計(jì)算直線上中樁 K5+180、緩和曲線上中樁 K5+300、圓曲線上中樁 K5+340的坐標(biāo)。部分參考答案:左轉(zhuǎn)時,有:K5+180:x=31551.259 , y=62603.787K5+300:x=80.36417853 , y=0.7209861767

38、 , x=31620.020, y=62505.446。K5+340:x=120.3261366 , y=2.421637931 , x=31641.728 , y=62471.850。2.用 CASIO fx-4800P或 CASIO fx-4500PA編程計(jì)算器編制程序,使其實(shí)現(xiàn)以上計(jì)算功能。 二.應(yīng)會部分1. 輸入棱鏡常數(shù) PSM 為 -30mm ,氣溫 T 為 350C ,氣壓 P 為 760mmHg 。2. 將傾斜改正的 X 、 Y 均打開。3. 將豎盤讀數(shù) V 的顯示由目前的“望遠(yuǎn)鏡水平時盤左為 900”改為“望遠(yuǎn)鏡水平時盤左為 00”(即顯 示的 V 直接為豎直角。 4. 將測量

39、模式由目前的“精測(Fine ”改為“粗測(coarse ” ,再改回“精測” 。5. 將距離單位由目前的“米”改為“英尺” ,再改回“米” 。6. 在地面上任取 2個點(diǎn), 為 A 和 B , 在 B 點(diǎn)架全站儀, 后視地面上任一點(diǎn) A , 用 “距離放樣方式 (S.O ”在 BA 直線上找到一點(diǎn),使其與 B 點(diǎn)的距離等于 23.115m 。7. 在地面點(diǎn)上任意選 3個點(diǎn),分別為 D1、 D2、 D3,在 D2架儀,后視 D1,用“測角模式”中的“盤左盤右取平均的方法” (測回法 ,測出所夾的水平角。然后在“距離測量模式”中,測出 D2至 D3的水平距離。8. 在地面點(diǎn)上任意選 3個點(diǎn), 分別

40、為 D1、 D2、 D3, 在 D2架儀, 后視 D1, 設(shè) D2的三維坐標(biāo)為 (1367.357,2568.854, 58.348 , D2至 D1的坐標(biāo)方位角為 8552,用盤左測出 D3點(diǎn)的三維坐標(biāo)。158021=9. 在地面上任取 2個點(diǎn),為 A 和 B ,在 B 點(diǎn)架全站儀,后視地面上任一點(diǎn) A ,設(shè) B 點(diǎn)的平面坐標(biāo)為(3458.129, 9761.275 ,坐標(biāo)方位角 6284,用“偏心測量方式(OFSET ” ,測出一 棵樹中心的平面坐標(biāo)。3010=BA 10. 在地面上任取 2個點(diǎn),為 A 和 B ,在 B 點(diǎn)架全站儀,后視 A 點(diǎn),設(shè) B 點(diǎn)三維坐標(biāo)為(1035.447,3

41、316.815,52.617 , 坐 標(biāo) 方 位 角 6381, D 點(diǎn) 的 三 維 坐 標(biāo) 為 (1038.000,3307.509, 52.505 ,試放樣出點(diǎn) D 的平面位置及需填挖的深度。2050=BA 11. 利用全站儀“面積測量”功能,測出地面上一個花池的平面面積。12. 利用全站儀的“懸高測量”功能,測出某一棟建筑物的高度。13. 利用全站儀的“對邊測量”功能,測出地面上兩點(diǎn)間的距離、高差。14. 用全站儀的“坐標(biāo)輸入” (COORD.INPUT 功能,在全站儀上建立一個“坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件” ,文件名為 “ ZBSJWJ1” 。 輸入文件的內(nèi)容為:D1(209.232,100.199

42、, 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 、 K

43、0+140(240.333,138.262, 11.500 、 K0+160(245.326,140.341, 11.500 。15. 在電腦上利用 TOPCON 通訊軟件“ T-COM ” ,將內(nèi)容為: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(218.54

44、2,122.442,10.900 、 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 的坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件上傳至全站儀,文件名為“ ZBSJWJ2” 。16. 用全站儀在地面上放樣出一段距離 8.5m ,架儀點(diǎn)為 D2,另一點(diǎn)為 D1,利用第 14題的坐標(biāo)數(shù)據(jù) 文件 ZBSJWJ1, 放樣出 K0+000、 K0+020、

45、K0+040、 K0+060、 K0+080點(diǎn)的平面位置及填挖深度。 17. 利用全站儀“坐標(biāo)放樣”中“ NEW POINT”下的“ SIDE SHOT”功能,先放樣出一點(diǎn) TP1,再在 TP1點(diǎn)架儀,放樣 K0+100、 K0+120兩點(diǎn)的平面位置及填挖深度。18. 利用全站儀“坐標(biāo)放樣”中“ NEW POINT”下的“ RESECTION ” (自由設(shè)站功能,在任一 TP2點(diǎn)架儀,放樣出點(diǎn) K0+140、 K0+160兩點(diǎn)的平面位置及填挖深度。以下為附加題:19. 為數(shù)據(jù)采集取一文件名為“ SJCJ1” ,利用第 16題的 D2、 D1在地面上的點(diǎn)位,在 D2架儀,后視 D1點(diǎn),進(jìn)行數(shù)據(jù)采

46、集,采集出 2棟建筑物、 1條路、 2個花池的坐標(biāo)數(shù)據(jù),并繪制“點(diǎn)號及連接 關(guān)系草圖” 。注:測站點(diǎn)、后視點(diǎn)的坐標(biāo)輸入,采用現(xiàn)場輸入到全站儀中的方法。20. 為數(shù)據(jù)采集取一文件名為“ SJCJ2” ,利用第 16題的 D2、 D1在地面上的點(diǎn)位,在 D2架儀,后視 D1點(diǎn),進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,采集出 2棟建筑物、 1條路、 2個花池的坐標(biāo)數(shù)據(jù),并繪制“點(diǎn)號及連接 關(guān)系草圖” 。注:測站點(diǎn)、后視點(diǎn)的坐標(biāo)現(xiàn)場不輸入,采用調(diào)用坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件“ ZBSJWJ2”中所 需點(diǎn)號的方法。21. 利用“ T-COM ”軟件,將全站儀中的測量數(shù)據(jù)文件“ SJCJ1”下載至電腦,并保存為文件名為“數(shù) 據(jù)采集 1.gt6”

47、 的文件。全站儀專家網(wǎng) 收集整理 用全站儀進(jìn)行公路中樁邊樁測設(shè)培訓(xùn)班考核要求及樣題 一、 理論筆試題（45 分鐘） （40%） 請以開卷方式，用不能編程的計(jì)算器完成以下題中的任二小題。 在 左 轉(zhuǎn) 的 帶 緩 和 曲 線 的 圓 曲 線 中 樁 測 設(shè) 中 ， 設(shè) 起 點(diǎn) ZH 樁 號 為 K5+219.63 ， 其 坐 標(biāo) 為 （31574.163,62571.446） ，其切線方位角為 305 1820 ，緩和曲線長為 120m，圓曲線的半徑為 1000m，試 0 計(jì)算（1）直線上中樁 K5+180 （2）緩和曲線上中樁 K5+300 （3）圓曲線上中樁 K5+340 的坐標(biāo)。 參考答案： (1由公式 x P = x JDi 1 + ( L P L JDi 1 cos Ai 1 i ，可得：K5+180：x=31551.259 ， y=62603.787。 y P = y JDi 1 + ( L P L JDi 1 sin Ai 1 i （2）中樁 K5+300 位于第一緩和曲線段上，故由公式： x = l K 3 7 l l = yK 3 3 6 Rl s1 336 R l s1 l5 40 R 2 l s21 再由