全站儀實習_線路中線測設(shè)

1、全站儀進行線路中線及縱橫全站儀進行線路中線及縱橫斷面測設(shè)斷面測設(shè)極坐標法極坐標法 三角高程法三角高程法中線測設(shè)基本知識中線測設(shè)基本知識鐵路（公路）工程測量中的中線測設(shè)是線路定測階段的主要工作，它的任務(wù)是把帶狀地形圖上設(shè)計好的線路中線測設(shè)到地面上，并用木（水泥）樁標定出來。 中線測設(shè)基本知識中線測設(shè)基本知識傳統(tǒng)測量方法中，將中線測設(shè)分為放線和中樁測設(shè)兩部分工作。放線是把紙上定線各交點間的直線段測設(shè)在地面上，常用的方法有撥角法、支距法和極坐標法三種；中樁測設(shè)是沿著直線和曲線詳細測設(shè)中線樁，直線上可以用經(jīng)緯儀鋼卷尺或極坐標法測設(shè)中線樁，曲線上則使用偏角法、切線支距法、極坐標法等測設(shè)中線樁。中線測設(shè)基

2、本知識中線測設(shè)基本知識隨著電子經(jīng)緯儀、測距儀、全站儀等測量儀器的廣泛使用，極坐標法以其靈活、方便、受地形條件限制少、測量誤差不累積、勞動強度小的特點，成為中線測設(shè)的主要方法。另外，中線測設(shè)也不再劃分為放線和中樁測設(shè)兩個階段，作業(yè)時一步到位，提高了作業(yè)效率。本章主要介紹全站儀極坐標放樣方法。 極坐標法極坐標法 AP)arctan()()(22APAPAPAPAPAPXXYYYYXXS直線部分中線坐標計算直線部分中線坐標計算根據(jù)相鄰交點JD、或交點JD與直線轉(zhuǎn)點ZD的坐標可以反算出直線的坐標方位角，再利用中線點里程、交點里程和坐標正算公式，即可計算出直線部分中線點坐標，其中JDn的里程樁號為ln，

3、i點的里程樁號為li。iJDn+1(Xn+1,Yn+1)JDn(Xn,Yn)sin)(cos)(ninininillYYllXX曲線部分中線坐標計算曲線部分中線坐標計算為了計算方便，先建立切線支距坐標系，為線路的轉(zhuǎn)向角，d為道路中心線至邊線的距離。當給定了設(shè)計曲線交點JD的坐標（XJD，YJD）、ZH至JD的方位角A0、ZH點的里程L0以及曲線單元的左右偏情況（用cc表示，cc1表示左偏，cc1表示右偏），那么輸入曲線上任意一點P的里程LP，求出其在切線支距坐標系下的設(shè)計坐標，再利用坐標旋轉(zhuǎn)公式，就可以求出P點在導線坐標系下的統(tǒng)一坐標了。 曲線部分中線坐標計算曲線部分中線坐標計算 (X0,Y0

4、)Nyx曲線部分中線坐標計算步驟曲線部分中線坐標計算步驟1.曲線要素的計算：曲線要素的計算：曲線部分中線坐標計算步驟曲線部分中線坐標計算步驟1.曲線要素的計算：曲線要素的計算： -2 2sec)( 180180)2(2 2tan)( 000LTqRpRERlRlLpRmT切曲差外矢距曲線長切線長RlRlRlpRllmRlRl24268824240218063118022034020230000000 由圖中可看出由圖中可看出, , 1 1）圓心由）圓心由O O移動到移動到O O1 1，O-OO-O1 1在過在過O O1 1點到切線垂線上的投影點到切線垂線上的投影為為P = P = OOOO1

5、1cos cos ； 2 2）加入了兩個緩和曲線長）加入了兩個緩和曲線長l l0 0 , , 圓曲線圓曲線L L0 0變短了變短了, ,整個曲線變長整個曲線變長了。了。 3 3）切線變長）切線變長了；了； 4 4）曲線的主點有五個：曲線的主點有五個：直緩點（直緩點（ZHZH）、緩圓點）、緩圓點( (HYHY) )、曲中點、曲中點( (QZQZ) )、圓緩點圓緩點( (YHYH) )、緩直點、緩直點( (HZHZ) )。2曲線部分中線坐標計算步驟曲線部分中線坐標計算步驟2.第一緩和曲線單元坐標計算：第一緩和曲線單元坐標計算：若i在ZHHY段時，按切線支距法求出i點在ZH點切線支距坐標系中的坐標（

6、xi，yi）及i點切線的傾角。設(shè)li=Li-L0，Li與L0分別為i點和ZH點的里程，則180264002032025RllRllylRllxiiiiii曲線部分中線坐標計算步驟曲線部分中線坐標計算步驟2.第一緩和曲線單元坐標計算：第一緩和曲線單元坐標計算：坐標旋轉(zhuǎn)公式ccAAAyccAxYYAyccAxXXiiiiiii0000000cossinsincosJDZHJDJDAATYYATXX00000)180sin()180cos(Y YX XO OA0A0Y YOOX XOOX XP PY YP PX XP PY YP PY YX XO OP曲線部分中線坐標計算步驟曲線部分中線坐標計算步驟

7、3.圓曲線單元坐標計算：圓曲線單元坐標計算：00180)cos1 ( sinRllpRymRxiiiiiiccAAAyccAxYYAyccAxXXiiiiiii0000000cossinsincos曲線部分中線坐標計算步驟曲線部分中線坐標計算步驟4. 第二緩和曲線單元坐標計算：第二緩和曲線單元坐標計算：)(180)sin()cos(10000LLLlccAccTYYccTXXcccciiJDZHJDZHJDJDZHJD180264002032025RllRllylRllxiiiiiiccAAAyccAxYYAyccAxXXiiiiiii0000000cossinsincos也可用求緩和曲線上任

8、意點位坐標計算公式也可用求緩和曲線上任意點位坐標計算公式切ZHoZHZHRllKlRllYYRllKlRllXX360cos)6(sin)40(sin)6(cos)40(03225032025式中，當曲線為右偏時，式中，當曲線為右偏時，K=1K=1；當曲線為左偏時；當曲線為左偏時K=-1K=-1。切ZH為為ZHZH點到點到JDJD的方位角。的方位角。CASIO CASIO fxfx4800P4800P程序?qū)崿F(xiàn)代碼程序?qū)崿F(xiàn)代碼LbI 0：A“XA”：B“YA”：C“XZH”：D“YZH”：F“CZH”：E=F+90：W=W“W=1”+1：K“-1，+1”：V“1，2”：R：L“L0”G“XP”=

9、（DcosF-CsinF）cosE-（BcosE-AsinE）cosFH“YP”=（DcosF-CsinF）sinE-（BcosE-AsinE）sinFV=2M=(-1)WMN=N“N=0”+M：S“DKP”=Q“DKZH”+NM=)()(22DHCG )()(22HBGAU= ：Pol（A-C，B-D）：J0J=J+360J0.001Goto1：LbI 1：X“XZH”：Y“YZH”：Z“CZH”：C=X+（N-N5（40R2L2）cos（360-Z）+K（N3（6RL）sin（360-Z）：）：D=Y-（N-N5（40R2L2）sin（360-Z）+K（N3（6RL）cos（360-Z）：

10、）：F=Z+KN2（RL）90：Goto0Goto0曲線部分邊樁坐標計算步驟曲線部分邊樁坐標計算步驟5.線路左右兩側(cè)邊樁的坐標計算公式線路左右兩側(cè)邊樁的坐標計算公式 )90sin()90cos()90sin()90cos(iiRightiiRightiiLeftiiLeftAdYYAdXXAdYYAdXX(X0,Y0)Nyx曲線部分邊樁坐標計算步驟曲線部分邊樁坐標計算步驟道路中線道路中線測站導線點測站導線點D2后視導線點后視導線點D1坐標測設(shè)方法坐標測設(shè)方法計算實例計算實例某右偏角曲線=760000，半徑R=300m，緩和曲線長度l0=60m，交點里程K0+356.066，交點坐標(40257

11、1.484，405551.638)，線路起點里程K0+000.000，起點坐標(402260.166，405378.825)。線路附近的導線點D01(402331.230,405488.9772)，D02(402519.922，405452.714)，D03(402675.998，405486.7120)。 計算實例計算實例計算實例計算實例計算實例計算實例中樁高程測量（縱斷面測量）中樁高程測量（縱斷面測量） 中樁高程測量是在中樁放樣的同時進行的。在中樁高程測量是在中樁放樣的同時進行的。在中樁位置立棱鏡，輸入儀器高和棱鏡高，即可中樁位置立棱鏡，輸入儀器高和棱鏡高，即可利用全站儀利用全站儀“三維坐

12、標測量三維坐標測量”功能，在（導線）功能，在（導線）控制點上，測出中樁處的地面高程?？刂泣c上，測出中樁處的地面高程。 橫斷面測量橫斷面測量 橫斷面測量也可在中樁測設(shè)、縱斷面測量的同時進行。橫斷面測量也可在中樁測設(shè)、縱斷面測量的同時進行。關(guān)鍵在于如何將棱鏡立在中樁的橫斷面方向上。其方關(guān)鍵在于如何將棱鏡立在中樁的橫斷面方向上。其方法之一是：法之一是：（1 1）在大致橫斷面方向上的某變坡點）在大致橫斷面方向上的某變坡點FF處立棱鏡，處立棱鏡，測出點測出點FF的平面坐標。（的平面坐標。（見下圖見下圖）（2 2）根據(jù)測站點）根據(jù)測站點B B及點及點FF的坐標，計算出方位角的坐標，計算出方位角BFBF，將

13、其與方位角將其與方位角BABA相減，得角相減，得角FBAFBA。X測站點測站點BMNAFFFFAFSAFSAFBFBFSBABAS橫斷面測量橫斷面測量 （3 3）根據(jù)中樁）根據(jù)中樁A A處的切線角處的切線角A A及及x x軸的坐標方位角，軸的坐標方位角，可得可得A A處切線的方位角，進而得到處切線的方位角，進而得到A A處法線方向的坐標處法線方向的坐標方位角方位角AFAF。X測站點測站點BMNAFFFFAFSAFSAFBFBFSBABAS橫斷面測量橫斷面測量 （4 4）由）由AFAF和和ABAB可得角可得角BAFBAF。（5 5）根據(jù)）根據(jù)FBAFBA、BAFBAF和邊長和邊長D DABAB，

14、可計算出，可計算出D DBFBF。（6 6）根據(jù)）根據(jù)D DBFBF，將棱鏡從，將棱鏡從FF點移至點移至F F點，并測出點，并測出F F的高的高程。程。X測站點測站點BMNAFFFFAFSAFSAFBFBFSBABAS橫斷面測量橫斷面測量 )sinsin)coscos(BAPBAPSQYSQX（求兩條垂線交點公式求兩條垂線交點公式AAAABBBBXYSYYQsincos,sincosB90BA式中，式中，為過為過B B點直線的方位角，點直線的方位角，P P點為點為A A點到過點到過B B點直線的垂足點直線的垂足ABP也可直接求出也可直接求出F F坐標，然后求出坐標，然后求出F-FF-F距離差。

15、距離差。實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容1 1圓曲線加緩和曲線的綜合要素計算；圓曲線加緩和曲線的綜合要素計算；2 2曲線主點里程推算；曲線主點里程推算；3 3極坐標法線路中線測設(shè)；極坐標法線路中線測設(shè)；4 4縱、橫斷面測設(shè)?？v、橫斷面測設(shè)。實驗組織和用具實驗組織和用具6 6人一組。人一組。每組借用：每組借用：全站儀一臺，棱鏡2個，簡易棱鏡支架2個，30m鋼尺1把，小卷尺1個，記錄板一塊，粉筆若干(代替木樁)。每人自備：每人自備：曲線測設(shè)資料表一張（包括曲線要素數(shù)據(jù)計算表和中樁及邊樁坐標計算表），鉛筆，小刀，計算器。試驗步驟試驗步驟1根據(jù)提供的曲線資料，在實習開始之前計算并填寫好曲線測設(shè)資料表。為保證計算資料的正確性，需多人獨立計算并核對。給出的參數(shù)如下：R=300m， =250000，l0=60m，ZH點里程為K0+000.000m。ZH點坐標（0,0）， =0。2. 實習時，先于實地按要求先定出三個主點ZH、JD、HZ。3. 在線路附近便于施測的地方選擇1到2個導線點，于ZH點測量得到這些點的曲線坐標系坐標。4. 從控制點引測出三個主點以及導線點的統(tǒng)一坐標(含高程)。(可共同構(gòu)成閉合或附合圖形)JDZH試驗步驟試驗步驟5. 通過坐標變換，用計算器將曲線上所有點的坐標換算為統(tǒng)一坐標系下坐標(加上高程)。6把已計算好的待放樣點的坐標輸入全