公路工程坐標(biāo)計(jì)算系統(tǒng)操作說明

1、公路工程坐標(biāo)計(jì)算操作說明、程序運(yùn)行平臺(tái)： Win9X/ME/XP 。二、程序開發(fā)平臺(tái)： VC+.NET三、軟件主要功能：本系統(tǒng)適用于公路主線、立交匝道及鐵路的施工放樣工作，可根據(jù)設(shè)計(jì)給定參數(shù)精確進(jìn)行公路、鐵路的線路坐標(biāo)計(jì)算、導(dǎo)線平差計(jì)算等。系統(tǒng)分為線元法坐標(biāo)計(jì)算、交點(diǎn)法坐標(biāo)計(jì)算、導(dǎo)線平差計(jì)算、交會(huì)定點(diǎn)計(jì)算、放樣輔助計(jì)算、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換程序六大模塊。( 一 ) 各模塊主要功能1 、線元法及交點(diǎn)法坐標(biāo)計(jì)算：可以對(duì)公路主線、立交匝道及鐵路線路進(jìn)行中線樁、邊線樁施工放樣工作?？捎?jì)算的線形包括直線、圓曲線、緩和曲線、單交點(diǎn)對(duì)稱型曲線、單交點(diǎn)非對(duì)稱型曲線、 S 型曲線、 C 型曲線、卵形曲線、凸型曲線、復(fù)曲線、

2、回頭曲線等。坐標(biāo)計(jì)算時(shí)，可計(jì)算任意角度的邊樁，同時(shí)系統(tǒng)在加樁時(shí)可一次計(jì)算多個(gè)邊樁。如果給定置鏡點(diǎn)、后視點(diǎn)坐標(biāo)還可計(jì)算出放樣角度及放樣距離。 2 、導(dǎo)線平差計(jì)算：適用于各等級(jí)各類型閉、附合單導(dǎo)線的嚴(yán)密、近似平差計(jì)算。嚴(yán)密平差時(shí)可以提供完整的精度評(píng)定及各種所需報(bào)表。 3 、放樣輔助計(jì)算：可進(jìn)行兩點(diǎn)坐標(biāo)正反算、緩和曲線起點(diǎn)反算、橋涵放樣坐標(biāo)計(jì)算及豎曲線高程計(jì)算。 4 、交會(huì)定點(diǎn)計(jì)算：可進(jìn)行前方交會(huì)、后方交會(huì)、側(cè)方交會(huì)、測(cè)邊交會(huì)計(jì)算。5 、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換程序：可進(jìn)行高斯投影正反算、坐標(biāo)換帶、方向與邊長(zhǎng)改化計(jì)算。( 二 ) 本系統(tǒng)主要特點(diǎn)1 、功能全面，包含了公路、鐵路施工測(cè)量的各個(gè)方面，更新版本將根據(jù)用戶需

3、求隨時(shí)完善、增強(qiáng)。 2 、表格式的數(shù)據(jù)操作，簡(jiǎn)單、方便，所輸入的歷史數(shù)據(jù)均可留在系統(tǒng)中，每次程序啟動(dòng)后均可顯示以前的數(shù)據(jù)，包括計(jì)算結(jié)果。本系統(tǒng)還可將用戶輸入資料保存為磁盤文件 (*.stc) 以便交流及隨身攜帶，也可將原始數(shù)據(jù)或計(jì)算結(jié)果輸出為 EXCEL 及文本文件。3 、所見即所得的報(bào)表輸出功能，支持報(bào)表設(shè)計(jì)，用戶可根據(jù)自已的需要設(shè)計(jì)出適合的報(bào)表，先進(jìn)的數(shù)據(jù)計(jì)算引擎，計(jì)算速度極快，在預(yù)覽頁面可將報(bào)表保存為同式樣的 EXCEL 或網(wǎng)頁文件，在 EXCEL 中真正體現(xiàn)了人性化的報(bào)表界面，支持?jǐn)?shù)據(jù)的直接顯示、打印。報(bào)表中的“單位、制表、復(fù)核”等參數(shù)在系統(tǒng)菜單欄的“報(bào)表設(shè)置”項(xiàng)中設(shè)置。對(duì)于 “ 逐樁

4、坐標(biāo)報(bào)表”有兩種選擇，根據(jù)需要可選擇全部打印或只打印中樁樁號(hào)、坐標(biāo)及方位角，請(qǐng)?jiān)诓藛螜诘摹皥?bào)表設(shè)置”項(xiàng)中設(shè)置。 4 、導(dǎo)線嚴(yán)密平差采用條件平差，所計(jì)算數(shù)據(jù)的變量均采用雙精度浮點(diǎn)型，計(jì)算精度極高。線路中緩和曲線的計(jì)算精度為 0.05mm ，由程序按精度動(dòng)態(tài)選取計(jì)算項(xiàng)數(shù)。5 、本系統(tǒng)使現(xiàn)場(chǎng)施工放樣的計(jì)算工作變的簡(jiǎn)單、方便，同時(shí)也使公路互通匝道復(fù)雜曲線的計(jì)算變的容易、準(zhǔn)確，也許這才是你真正期待的施工測(cè)量軟件。6 、本系統(tǒng)特別針對(duì)公路互通匝道的復(fù)雜曲線進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，根據(jù)設(shè)計(jì)提供參數(shù)可選用多種方案進(jìn)行計(jì)算，既可對(duì)組成匝道曲線的單個(gè)線元進(jìn)行計(jì)算，也可將整條匝道的曲線參數(shù)輸入進(jìn)行全線計(jì)算，還可以根據(jù)匝道起

5、點(diǎn)或終點(diǎn)坐標(biāo)、方位角推算其它主點(diǎn)坐標(biāo)及方位角，是互通匝道復(fù)雜曲線放樣的最得力助手。四、輸入輸出說明：( 一 ) 格式化輸入1 、樁號(hào)輸入：樁號(hào)按米數(shù)格式輸入，如 K13+131.88 樁號(hào)，輸入時(shí)應(yīng)為 13131.88 ，單位為米；2 、角度輸入：方位角、夾角按度分秒格式輸入，如 59 01 46.6 ，輸入時(shí)應(yīng)為 59.01466 ，單位為度分秒；3 、曲線轉(zhuǎn)向必須為“左”或者“右”，其它字符均不能計(jì)算；4 、本系統(tǒng)所指方位角均為切線方位角。( 二 ) 格式化輸出程序在計(jì)算后，自動(dòng)將結(jié)果轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)格式顯示，如樁號(hào)輸出格式為 K13+131.88 、方位角輸出格式為 59 01 46.6 ；(

6、 三 ) 屬性欄數(shù)據(jù)輸入坐標(biāo)計(jì)算時(shí)，需在屬性欄中輸入部分參數(shù)，逐樁連算時(shí)需輸入“樁間米數(shù)”，如 10 、 20 等；加樁計(jì)算時(shí)需輸入“加樁樁號(hào)”，如 13131.88 、 13158.00 等；邊樁計(jì)算時(shí)需輸入“左邊距”或“右邊距”；放樣計(jì)算時(shí)需輸入“置鏡點(diǎn)坐標(biāo)”及“后視點(diǎn)坐標(biāo)”。坐標(biāo)計(jì)算時(shí)，可計(jì)算任意角度的邊樁，邊樁連線與中點(diǎn)切線右夾角默認(rèn)為 90 ( 在“右樁夾角 (dms) ”欄內(nèi)不填寫數(shù)據(jù)時(shí) ), 如邊樁夾角為 35 15 25.5 ，應(yīng)在“ 右樁夾角 (dms) ” 欄內(nèi) 填入 35.15255 。同時(shí)系統(tǒng)在加樁時(shí)可一次計(jì)算多個(gè)邊樁，填寫如下圖：如上圖填寫可一次計(jì)算出中樁 K1+25

7、0.25 處 6m 、 8m 、 10m 、 12m 、 14m 、 16m 處左邊樁及 10m 、 16m 、 20m 、 25m 處右邊樁，其中邊樁夾角為 60 ，計(jì)算結(jié)果如下圖：五、軟件使用說明：A、線元法計(jì)算單曲線：( 一 ) 直線1 、主要輸入?yún)?shù)為直線段起點(diǎn)樁號(hào) K0 ，坐標(biāo) (X0,Y0) ，方位角，如果為逐樁連算須輸入終點(diǎn)樁號(hào)及計(jì)算點(diǎn)間隔米數(shù) ( 如 5 、 10 、 20 等 ) ，如果為加樁計(jì)算須輸入計(jì)算點(diǎn)樁號(hào) Ki 。2 、如果要計(jì)算邊樁坐標(biāo)則必須在屬性欄中輸入左、右邊距 ( 即邊樁至中樁距離 ) 后即可計(jì)算；3 、主要輸出結(jié)果為計(jì)算點(diǎn)樁號(hào) Ki 、坐標(biāo) (Xi,Yi)

8、、左邊樁坐標(biāo) (Xz,Yz) 、右邊樁坐標(biāo) (Xy,Yy) ；4 、參數(shù)在“原始數(shù)據(jù)輸入表”及“工程屬性”中輸入；5 、計(jì)算結(jié)果可保存為 *.xls 格式的 Excel 文件及 *.txt 格式的文本文件。6 、如果表格內(nèi)有多條記錄，請(qǐng)先選中一條記錄然后在按計(jì)算按扭，否則會(huì)計(jì)算為別的直線。( 二 ) 一般曲線一般曲線主要包括圓曲線、完整緩和曲線、單交點(diǎn)對(duì)稱型曲線、單交點(diǎn)非對(duì)稱型曲線：1 、圓曲線主要組合為圓曲線任一點(diǎn) - 圓曲線上任一點(diǎn)。2 、完整緩和曲線主要組合為 ZH(HZ)- 緩和曲線上任一點(diǎn)。3 、單交點(diǎn)對(duì)稱型曲線主要組合為 ZH-HY-YH-HZ ， A1=A2( 或 Ls1=Ls2

9、) ，其中 A 為緩和曲線回旋參數(shù)， A*A=Ls*R 。4 、單交點(diǎn)非對(duì)稱型曲線主要組合為 ZH-HY-YH-HZ ， A1 A2( 或 Ls1 Ls2) ，其中 A 為緩和曲線回旋參數(shù)， A*A=Ls*R 。( 三 ) 復(fù)雜曲線本程序所能計(jì)算的復(fù)雜曲線主要為 C 型曲線、 S 型曲線、卵型曲線、凸型曲線、復(fù)曲線及其它復(fù)合型曲線：1 、 C 型曲線C 型曲線主要由兩個(gè)同向的單交點(diǎn)基本型曲線組成，可分解為兩個(gè)單交點(diǎn)基本型曲線分別進(jìn)行計(jì)算；2 、 S 型曲線S 型曲線主要由兩個(gè)反向的單交點(diǎn)基本型曲線組成，可分解為兩個(gè)單交點(diǎn)基本型曲線分別進(jìn)行計(jì)算；3 、卵形曲線卵形曲線主要組合為 ZH-HY1-Y

10、1H-HY2-Y2H-HZ ，可分解為 ZH-HY1-Y1H 、 Y1H-HY2 、 HY2-Y2H-HZ 三段進(jìn)行計(jì)算， ZH-HY1-Y1H 、 HY2-Y2H-HZ 兩段在“單交點(diǎn)基本型曲線”項(xiàng)計(jì)算，計(jì)算方法同前。 Y1H-HY2 為非完整緩和曲線，在“非完整緩和曲線”項(xiàng)計(jì)算。卵形曲線主要組合為 ZH-HY1-Y1H-HY2-Y2H-HZ ，可分解為 ZH-HY1-Y1H 、 Y1H-HY2 、 HY2-Y2H-HZ 三段進(jìn)行計(jì)算， ZH-HY1-Y1H 、 HY2-Y2H-HZ 兩段在“單交點(diǎn)基本型曲線”項(xiàng)計(jì)算，計(jì)算方法同前。 Y1H-HY2 為非完整緩和曲線，在“非完整緩和曲線”項(xiàng)計(jì)

11、算。“非完整緩和曲線”如上圖， QD 與 ZD 為非完整緩和曲線與其它線元相連接的兩端點(diǎn)， QD( 起點(diǎn) ) 為樁號(hào)較小的端點(diǎn)， ZD( 終點(diǎn) ) 為樁號(hào)較大的端點(diǎn)，根據(jù)系統(tǒng)要求輸入起終點(diǎn)的樁號(hào)、坐標(biāo)、切線方位角及回旋參數(shù) A 、曲線轉(zhuǎn)向等，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)判斷卵形曲線的設(shè)計(jì)情況并計(jì)算該段卵形曲線各點(diǎn)坐標(biāo)。4 、凸型曲線由兩段完整緩和曲線組成，可在“緩和曲線”項(xiàng)或“單交點(diǎn)基本型曲線”項(xiàng)中計(jì)算。5 、復(fù)曲線復(fù)曲線可分解為 ZH-HY 、 ZH-HY-YH 、 HY-YH-HZ 、 YH-HZ 等在“單交點(diǎn)基本型曲線”頁計(jì)算，計(jì)算方法同前。6 、其它復(fù)合型曲線復(fù)合型曲線主要由多個(gè)圓曲線、緩和曲線組合而成

12、，分解后可分別在“圓曲線”、“完整緩和曲線”、“非完整緩和曲線”項(xiàng)中計(jì)算。“完整緩和曲線”是指起點(diǎn)直緩點(diǎn)或緩直點(diǎn)已知的緩和曲線，“非完整緩和曲線”是指起點(diǎn)直緩點(diǎn)或緩直點(diǎn)未知，僅知道緩和曲線上的任意一點(diǎn)或兩點(diǎn)的緩和曲線，計(jì)算時(shí)需推算緩和曲線起點(diǎn)。( 四 ) 主要計(jì)算方法1 、單交點(diǎn)對(duì)稱型曲線及單交點(diǎn)非對(duì)稱型曲線按程序主界面“單交點(diǎn)基本型曲線”頁計(jì)算，根據(jù)參數(shù)輸入情況程序?qū)⒆詣?dòng)分類計(jì)算，結(jié)果有以下五種類型：(1)ZH-HY僅計(jì)算 ZH-HY 段，需輸入 ZH 、 HY 、 R 及線路轉(zhuǎn)向參數(shù)。(2)ZH-HY-YH僅計(jì)算 ZH-HY-YH 段，需輸入 ZH 、 HY 、 YH 、 R 及線路轉(zhuǎn)向參

13、數(shù)。(3)HY-YH-HZ僅計(jì)算 HY-YH-HZ 段，需輸入 HY 、 YH 、 HZ 、 R 及線路轉(zhuǎn)向參數(shù)。(4)YH-HZ僅計(jì)算 YH-HZ 段，需輸入 YH 、 HZ 、 R 及線路轉(zhuǎn)向參數(shù)。(5)ZH-HY-YH-HZ全曲線計(jì)算，表中所列參數(shù)項(xiàng)需全部輸入。2 、緩和曲線及圓曲線為組成曲線的基本單元，在程序主界面“圓曲線”、“緩和曲線”項(xiàng)中計(jì)算。輸入緩和曲線起點(diǎn) (ZH 或 HZ) 參數(shù)及回旋參數(shù) A ，可計(jì)算緩和曲線上任一點(diǎn)坐標(biāo)及切線方位角。輸入圓曲線已知點(diǎn)參數(shù)可計(jì)算圓曲線上任一點(diǎn)坐標(biāo)及切線方位角。( 五 ) 參數(shù)輸入?yún)?shù)在“原始數(shù)據(jù)輸入表”及“工程屬性”中輸入；( 六 ) 如果表

14、格內(nèi)有多條記錄，請(qǐng)先選中一條記錄然后在按計(jì)算按扭，否則會(huì)計(jì)算為別的曲線。B、線元法計(jì)算組合曲線：( 一 ) 匝道主點(diǎn)要素推算本項(xiàng)功能主要針對(duì)那些匝道曲線組成復(fù)雜而設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)簡(jiǎn)單的項(xiàng)目，您只需要輸入匝道上任一主點(diǎn)的坐標(biāo)、方位角，即可根據(jù)曲線線元類型、線元起點(diǎn)樁號(hào)、線元半徑、回旋參數(shù)、轉(zhuǎn)向計(jì)算出其它主點(diǎn)的坐標(biāo)及方位角，計(jì)算誤差很小，完全滿足現(xiàn)場(chǎng)施工放樣要求，主要計(jì)算方法如下：如上圖為“南充繞城高速公路二洞橋互通 A 匝道”原始數(shù)據(jù)，該匝道由 12 個(gè)線元組成，共計(jì) 1234.682m 。已知起點(diǎn)坐標(biāo)、方位角及所有線元類型、樁號(hào)、半徑、回旋參數(shù)、轉(zhuǎn)向，可推算出其它線元起點(diǎn) ( 主點(diǎn) ) 的坐標(biāo)及方

15、位角，計(jì)算結(jié)果如下：設(shè)計(jì)提供匝道主點(diǎn)數(shù)據(jù)如下，通過比較可知，本系統(tǒng)計(jì)算結(jié)果誤差很小。如果已知主點(diǎn) ( 即該點(diǎn)的坐標(biāo)、方位角已知 ) 位于匝道起點(diǎn)，可按上述表格內(nèi)輸入格式將線元參數(shù)按線元連接的先后次序從起點(diǎn)依次輸入至終點(diǎn)，并將起點(diǎn)坐標(biāo)、方位角輸入表內(nèi)，在最后必須輸入終點(diǎn)樁號(hào)，否則最后一個(gè)線元將不參與計(jì)算。如果已知主點(diǎn) ( 即該點(diǎn)的坐標(biāo)、方位角已知 ) 位于匝道終點(diǎn)，仍可按上述格式將線元參數(shù)從起點(diǎn)依次輸入至終點(diǎn)，并將終點(diǎn)坐標(biāo)、方位角輸入表內(nèi)，如下圖輸入格式：計(jì)算結(jié)果如下，與設(shè)計(jì)比較誤差很小：( 二 ) 匝道組合曲線計(jì)算本項(xiàng)功能主要針對(duì)互通匝道復(fù)雜曲線的計(jì)算而開發(fā)，根據(jù)表格格式需要輸入匝道線元類型

16、( 直、圓、緩，其中：直代表直線，圓代表圓曲線，緩代表緩和曲線 ) 、線元起點(diǎn)樁號(hào)、坐標(biāo)、方位角、線元起終點(diǎn)半徑、回旋參數(shù)及線元轉(zhuǎn)向，以上參數(shù)均以線元為單位進(jìn)行輸入，現(xiàn)仍以“南充繞城高速公路二洞橋互通 A 匝道”作為示例，該匝道由 12 個(gè)線元組成，共計(jì) 1234.682m 。已知各線元參數(shù)，由設(shè)計(jì)提供，如果設(shè)計(jì)提供不足，可自已通過“匝道主點(diǎn)要素推算”項(xiàng)進(jìn)行計(jì)算。按照上圖格式輸入，計(jì)算結(jié)果如下 :該項(xiàng)功能可一次輸入整條主線或匝道的線位數(shù)據(jù)，對(duì)于主線如果存在斷鏈，則將斷鏈處樁號(hào)設(shè)為主點(diǎn)輸入，或者以斷鏈樁號(hào)作為分界點(diǎn)將主線劃分為若干段進(jìn)行計(jì)算。該項(xiàng)功能既可進(jìn)行自動(dòng)連算也可進(jìn)行加樁計(jì)算，一次輸入保存

17、后可長(zhǎng)期調(diào)用，數(shù)據(jù)不會(huì)丟失，也不需要重新輸入，如需修改數(shù)據(jù)僅需在原保存數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行即可。對(duì)于各種線形組合，系統(tǒng)自動(dòng)判斷、自動(dòng)計(jì)算，前提是輸入的原始數(shù)據(jù)必須正確。( 三 ) 多交點(diǎn)組合型曲線如上圖，“多交點(diǎn)組合型曲線”項(xiàng)可一次輸入整條主線或匝道的線位數(shù)據(jù)，既可進(jìn)行自動(dòng)連算也可進(jìn)行加樁計(jì)算，一次輸入保存后可長(zhǎng)期調(diào)用，數(shù)據(jù)不會(huì)丟失，也不需要重新輸入，如需修改數(shù)據(jù)僅需在原保存數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行即可。對(duì)于各種線形組合系統(tǒng)自動(dòng)判斷，自動(dòng)計(jì)算，前提是輸入的原始數(shù)據(jù)必須正確。數(shù)據(jù)輸入時(shí)需注意，半徑為無窮大的點(diǎn) ( 如 ZH 、 HZ 、 ZD 等 ) 半徑 R 按 -1 輸入。曲線線元需輸入曲線轉(zhuǎn)向 ( 左

18、或右 ) ，直線段可不輸入。主點(diǎn)轉(zhuǎn)向是指曲線線元的終點(diǎn)相對(duì)于起點(diǎn)的轉(zhuǎn)向，如 HY 點(diǎn)相對(duì)于 ZH 點(diǎn)為右轉(zhuǎn)，或 YH 點(diǎn)相對(duì)于 HY 點(diǎn)為右轉(zhuǎn)，或者 HZ 點(diǎn)相對(duì)于 YH 點(diǎn)為右轉(zhuǎn)等。本說明提到的線元為直線段、圓曲線段、緩和曲線段。上述圖形中各線形組合說明如下：上述圖形中各線形組合數(shù)據(jù)輸入說明如下：主點(diǎn)半徑是指曲線線元起點(diǎn)的半徑，直線段起點(diǎn)半徑為無窮大，輸入時(shí)按 R=-1 輸入。曲線段如由 ZH( 直緩 )-HY( 緩直 ) 組成的緩和曲線線元起點(diǎn)為 ZH 點(diǎn)，半徑為無窮大，輸入時(shí)以 R=-1 輸入；如由 HY( 緩圓 )-YH( 圓緩 ) 組成的圓曲線起點(diǎn)為 HY 點(diǎn)，半徑為 200m ，輸

19、入時(shí)以 R=200 輸入；如由 YH( 圓緩 )-HZ( 緩直 ) 組成的緩和曲線起點(diǎn)為 YH 點(diǎn)，半徑為 200m ，輸入時(shí)以 R=200 輸入。如由 ZY( 直圓 )-YZ( 圓直 ) 組成的圓曲線起點(diǎn)為 ZY 點(diǎn)，半徑為 200m ，輸入時(shí)以 R=200 輸入。以此類推，本說明提到的線元為直線段、圓曲線段、緩和曲線段。為保證計(jì)算速度，建議輸入的主點(diǎn)一次不要超過 250 個(gè)，如果主點(diǎn)個(gè)數(shù)超過 250 個(gè)，可第一次輸入 250 個(gè)保存后，清空輸入數(shù)據(jù)表，再輸入剩余主點(diǎn)。保證每次輸入的個(gè)數(shù)不要超過 250 個(gè)。在系統(tǒng)中實(shí)際輸入時(shí)示意圖如下：C、導(dǎo)線平差計(jì)算：( 一 ) 閉合導(dǎo)線閉合導(dǎo)線是附合導(dǎo)線的特殊形式，可以利用附合導(dǎo)線項(xiàng)進(jìn)行計(jì)算，所得結(jié)果一致。如果 AB 邊在閉合環(huán)外邊，如圖一，則按“閉合導(dǎo)線原始數(shù)據(jù)輸入表 (1) ”所示輸入，導(dǎo)線點(diǎn)名輸入順序?yàn)椋?A B 1 2 3 4 n-1 B A ；如果 AB 邊在閉合環(huán)里邊，如圖二，作為閉合環(huán)的一條起始邊，則按“閉合導(dǎo)線原始數(shù)據(jù)輸入表 (2) ”所示輸入，導(dǎo)線點(diǎn)名輸入順序?yàn)椋?A B 1 2 3 4 n-1 A B ；閉合導(dǎo)線示意圖：( 二 ) 附合導(dǎo)線D、豎曲線高程計(jì)算：豎曲線高程計(jì)算需輸入