XXXX-學(xué)習(xí)資料大全：全站儀施工放樣

1、知識(shí)改變命運(yùn) 勤奮塑造成功整理人落葉時(shí)間 2011-4-15天才是百分之九十九的勤奮加百分之一的靈感用全站儀進(jìn)行工程施工放樣(路橋方向) 培 訓(xùn) 教 材編寫(xiě): 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(shuō)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(cè)量模式鍵。進(jìn)入距離測(cè)量模式鍵。ANG進(jìn)入角度測(cè)量模式鍵。MENU進(jìn)入主菜單測(cè)量模式鍵。ESC用于中斷正在進(jìn)行的操作，退回到上一級(jí)菜單。POWER電源開(kāi)關(guān)鍵 光標(biāo)左右移動(dòng)鍵 光標(biāo)上下移動(dòng)、翻屏鍵F1、F2、F3、F4軟功能鍵，分別對(duì)應(yīng)顯示屏上相應(yīng)位置顯示的命令。

2、3.顯示屏上顯示符號(hào)的含義V豎盤(pán)讀數(shù) ；HR水平讀盤(pán)讀數(shù)（右向計(jì)數(shù)）；HL水平讀盤(pán)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(cè)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(cè)量模式功能：按ANG鍵進(jìn)入，可進(jìn)行水平角、豎直角測(cè)量，傾斜改正開(kāi)關(guān)設(shè)置。F1 OSET ：設(shè)置水平讀數(shù)為。F2 HOLD ：鎖定水平讀數(shù)。第1頁(yè)F3 HSET ：設(shè)置任意大小的水平讀數(shù)。F4 P1： 進(jìn)入第2頁(yè)。F1 TILT ：設(shè)置傾斜改正開(kāi)關(guān)。第2頁(yè)F2 REP ： 復(fù)測(cè)法。F3 V% ： 豎直角用百分?jǐn)?shù)顯示。F4 P2： 進(jìn)入第3頁(yè)。F1 H-BZ

3、：儀器每轉(zhuǎn)動(dòng)水平角90°時(shí)，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(yè) 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(yè)。三、距離測(cè)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(cè)量及PSM、PPM、距離單位等設(shè)置。F1 MEAS：進(jìn)行測(cè)量。F2 MODE：設(shè)置測(cè)量模式，F(xiàn)ine/coarse/tragcking （精測(cè)/粗測(cè)/跟蹤）。第1頁(yè) 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(yè)。F1 OFSET：偏心測(cè)量方式。F2 SO：距離放樣測(cè)

4、量方式。第2頁(yè) F3 m/f/i：距離單位米/英尺/英寸的切換。F4 P2： 進(jìn)入第1頁(yè)。四、坐標(biāo)測(cè)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(cè)量及PSM、PPM、距離單位等設(shè)置。F1 MEAS：進(jìn)行測(cè)量。F2 MODE：設(shè)置測(cè)量模式，F(xiàn)ine/Coarse/Tracking。第1頁(yè)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(yè)。F1 R.HT：輸入棱鏡高。F2 INS.HT：輸入儀器高。第2頁(yè)F3 OCC：輸入測(cè)站坐標(biāo)。F4 P2：進(jìn)入第3頁(yè)。F1 OFSET：偏心測(cè)量方式。第3 頁(yè) F3 m/f/i: 距離單位米/英尺/ 英

5、寸切換。F4 P3：進(jìn)入第1頁(yè)。五、主菜單模式功能：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(yè) LAY OUT(點(diǎn)的放樣) MEMORY MGR.(內(nèi)存管理) PROGRAM(程序)第2頁(yè) GRID FACTOR(坐標(biāo)格網(wǎng)因子) ILLUMINATION(照明) PARAMETRERS(參數(shù)設(shè)置) 第3頁(yè) CONTRAST ADJ.(顯示屏對(duì)比度調(diào)整) 1、 MEMORY MGR.(存儲(chǔ)管理) 1.FILE STATUS(顯示測(cè)量數(shù)據(jù)、坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件總數(shù))第1頁(yè) 2.SEARCH(查找測(cè)量數(shù)據(jù)、坐標(biāo)數(shù)據(jù)、編碼庫(kù)) 3.F

6、ILE 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(yè) 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(yè)8.INITIALIZE(初始化數(shù)據(jù)文件) 2、 PROGRAM(程序) 1.REM(懸高測(cè)量)第1頁(yè) 2.MLM(對(duì)邊測(cè)量) 3.Z COORD.(設(shè)置測(cè)站點(diǎn)Z坐標(biāo)) 4.AREA(計(jì)算面積)第2 頁(yè) 5.POINT TO LINE(相對(duì)于直線的目標(biāo)點(diǎn)測(cè)量)。3、 PARAMETRERS(參數(shù)

7、設(shè)置) 1.MINIMUM READING(最小讀數(shù)) 第1頁(yè) 2.AUTO POWER OFF(自動(dòng)關(guān)機(jī)) 3.TILT ON/OFF(垂直角和水平角傾斜改正) 第 2 頁(yè)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(chǔ)管理菜單操作可參見(jiàn)圖2。圖2：存儲(chǔ)管理操作菜單六、全站儀的主要功能介紹² 說(shuō)明：測(cè)量前，要進(jìn)行如下設(shè)置按或，進(jìn)入距離測(cè)量或坐標(biāo)測(cè)量模式，再按第1頁(yè)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(guó)產(chǎn)棱鏡設(shè)置為-30mm。（具體見(jiàn)說(shuō)明書(shū)）。2 大氣改正值PPM的設(shè)置按“T-P”，分別在“TEMP.”和“PRES.

8、” 欄，輸入測(cè)量時(shí)的氣溫、氣壓。（或者按照說(shuō)明書(shū)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(méi)有新設(shè)置前，儀器將保存現(xiàn)有設(shè)置。（一）角度測(cè)量按ANG鍵，進(jìn)入測(cè)角模式（開(kāi)機(jī)后默認(rèn)的模式），其水平角、豎直角的測(cè)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(pán)讀數(shù)和豎直度盤(pán)讀數(shù)。（二）距離測(cè)量先按 鍵，進(jìn)入測(cè)距模式，瞄準(zhǔn)棱鏡后，按F1（MEAS），即可。（三）坐標(biāo)測(cè)量 見(jiàn)圖3按鍵步驟：1、ANG鍵，進(jìn)入測(cè)角模式，瞄準(zhǔn)后視點(diǎn)A。2、HSET，輸入測(cè)站O至后視點(diǎn)的坐標(biāo)方位角。3、鍵， 進(jìn)入坐標(biāo)測(cè)量模式。P1， 進(jìn)入第2頁(yè)。 4、OCC，輸入測(cè)站坐標(biāo)（X0

9、,Y0,H0）。6、P1，進(jìn)入第2頁(yè)。INS.HT: 輸入儀器高。圖3：坐標(biāo)測(cè)量示意圖7、P1，進(jìn)入第2 頁(yè)。R.HT：輸入棱鏡高。8、瞄準(zhǔn)待測(cè)量點(diǎn)B，按MEAS，得B點(diǎn)的（XB,YB,HB）。 （四）零星點(diǎn)的坐標(biāo)放樣 見(jiàn)圖4按鍵步驟為：1、按MENU進(jìn)入主菜單測(cè)量模式。2、按LAYOUT進(jìn)入放樣程序，再按SKP略過(guò)選擇文件。圖4：點(diǎn)的坐標(biāo)放樣示意圖3、按OOC.PT（F1），再按NEZ，輸入測(cè)站O點(diǎn)的坐標(biāo)（x0,y0,H0）；并在INS.HT一欄，輸入儀器高。4、按BACKSIGHT（F2），再按NE/AZ，輸入后視點(diǎn)A的坐標(biāo)（xA, yA）；若不知A點(diǎn)坐標(biāo)而已知坐標(biāo)方位角，則可再按AZ，在

10、HR項(xiàng)輸入的值。瞄準(zhǔn)A點(diǎn)，按YES。5、按LAYOUT（F3）：輸入待放樣點(diǎn)B的坐標(biāo)（xB,yB,HB）及測(cè)桿單棱鏡的鏡高后，按ANGLE（F1）。使用水平制動(dòng)和水平微動(dòng)螺旋，使顯示的dHR=，即找到了OB方向，指揮持測(cè)桿單棱鏡者移動(dòng)位置，使棱鏡位于OB方向上。 6、按DIST，進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)顯示的dHD來(lái)指揮持棱鏡者沿OB方向移動(dòng)，若dHD為正，則向O點(diǎn)方向移動(dòng)；反之若dHD為負(fù)，則向遠(yuǎn)處移動(dòng)，直至dHD=0時(shí)，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(gè)點(diǎn)C。（五）TOPCON全站儀與電腦的數(shù)據(jù)通訊1、電腦中數(shù)據(jù)文件的上載（

11、UPLOAD）（1） 在電腦上用文本編輯軟件（如Windows 附件的“寫(xiě)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(jiàn)圖5。（2）用“寫(xiě)字板”程序打開(kāi)文本格式的坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件，并打開(kāi)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MENUMEMORY 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./P

12、ARITY”(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 are saved as:030624.pts”對(duì)話框時(shí)，點(diǎn)“OK”，出現(xiàn)如下圖6的通訊參數(shù)設(shè)置對(duì)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(kāi)，出現(xiàn)Point Details（點(diǎn)描述）對(duì)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 TRANSFERLOAD DATACOORD. DATA 。用INPUT為上傳的坐標(biāo)

13、數(shù)據(jù)文件輸入一個(gè)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Point Details對(duì)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(cè)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

14、as 03062501.gt6”及“是否轉(zhuǎn)換”時(shí)對(duì)話框時(shí)，點(diǎn)擊“Cancel”。點(diǎn)擊按鈕“”，將下載的數(shù)據(jù)文件取名后保存。（保存時(shí)下載的測(cè)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(lái)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）”的方法將控制點(diǎn)及待放樣點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件（如：ZBSJWJ（坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件）上載至全站儀。（2）坐標(biāo)輸入方法。按MENU鍵（進(jìn)入主菜單模式）MEMORY MGR.（內(nèi)存管理）P（翻頁(yè)）COORD. INPUT（坐標(biāo)輸入）INPUT（建立一

15、個(gè)文件名，如：ZBSJWJ（坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件）ENTER分別在PT#、N、E、Z欄輸入第一個(gè)點(diǎn)的點(diǎn)名、X、Y、H輸入下一個(gè)點(diǎn)的點(diǎn)名、X、Y、H。2、實(shí)地放樣操作如圖7所示，要在控制點(diǎn)D3架儀后視D2點(diǎn)，來(lái)放樣點(diǎn)K0+040、K0+060、K0+080三點(diǎn)。（1）按MENU，進(jìn)入主菜單模式，選擇LAYOUT（放樣）。（2）在“SELECT A FILE”中，用INPUT輸入或LIST選擇電腦上載的坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件名。（3）在“OCC.PT INPUT”中用INPUT輸入或LIST選擇測(cè)站點(diǎn)D3，并輸入INS.HT（儀器高）。（4）在“BACKSIGHT”中同樣輸入或選擇后視點(diǎn)的點(diǎn)號(hào)D2。 （5）瞄準(zhǔn)后視

16、點(diǎn)D2，按“YES”。（6）在“LAYOUT”中同樣輸入或選擇待放樣點(diǎn)號(hào)K0+040及棱鏡高，則計(jì)算出要儀器旋轉(zhuǎn)的水平角值HR及平距HD。（7）按ANGLE，顯示目前望遠(yuǎn)鏡方向與放樣方向之差dHR；按DIST，顯示目前立鏡點(diǎn)與放樣點(diǎn)間水平距離之差dHD。反復(fù)移動(dòng)棱鏡，當(dāng)dHR和dHD均為零時(shí)，立鏡點(diǎn)即為K0+040（8）按NEXT，放樣下一點(diǎn)。放樣操作菜單見(jiàn)下圖8。（七）數(shù)據(jù)采集(略)圖8：放樣操作菜單第二部分: 高等級(jí)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(shí)針旋轉(zhuǎn)90º為y、y軸正向）；x軸與x軸間的夾角為（x軸

17、正向順時(shí)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： 二公路中樁邊樁統(tǒng)一坐標(biāo)的計(jì)算高等級(jí)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(duì)位于直線、緩和曲線、圓曲線幾個(gè)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；并對(duì)一些復(fù)雜線形中要用到的非完整非對(duì)稱緩和曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算進(jìn)行了分析。通過(guò)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

18、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(cè)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(zhǎng)法放樣直線段，用切線支距法或偏角法放樣曲線段；邊樁測(cè)設(shè)則是根據(jù)橫斷面圖上左、右邊樁距中樁的距離（、），在實(shí)地沿橫斷面方向進(jìn)行丈量。隨著高等級(jí)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(dòng)化程度低、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)設(shè)不靈活（出現(xiàn)虛交，處理麻煩）等缺點(diǎn)

19、，已越來(lái)越不能滿足現(xiàn)代公路建設(shè)的需要，遵照測(cè)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(guó)家坐標(biāo)系統(tǒng)一致或與國(guó)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(cè)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(cè)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(wèn)題。（二）中樁坐標(biāo)計(jì)算任何復(fù)雜的公路平面線形都是由直線、緩和曲線、圓曲線幾個(gè)基本線形單元組成的。一般情況下在線路拐彎時(shí)多采用“完整對(duì)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(duì)稱”指第一緩和曲線長(zhǎng)和第二緩

20、和曲線長(zhǎng)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(huì)出現(xiàn)“非完整非對(duì)稱曲線”。根據(jù)各個(gè)局部坐標(biāo)系與線路統(tǒng)一坐標(biāo)系的相互關(guān)系，可將各個(gè)局部坐標(biāo)統(tǒng)一起來(lái)。下面分別敘述其實(shí)現(xiàn)過(guò)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的局部坐標(biāo)系，則JDi-1JDi直線段上任一中樁P的坐標(biāo)為： （1）式（1）中（,）為交點(diǎn)JDi-1的設(shè)計(jì)坐標(biāo)；，分別為P點(diǎn)、JDi-1點(diǎn)的設(shè)計(jì)里程；為JDi-1JDi坐標(biāo)方位角，可由坐標(biāo)反算而得。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(lái)計(jì)算。2完整曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)

21、算如圖1 a)，某公路曲線由完整的第一緩和曲線、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： （2）當(dāng)K點(diǎn)位于圓曲線（HYYH）上，有1： （3）其中有： （4）式（2）（3）（4）中，為切線角；為K點(diǎn)至ZHi點(diǎn)的設(shè)計(jì)里程之差，即曲線長(zhǎng)；R、p、q為常量，分別表示圓曲線半徑，第一緩和曲線長(zhǎng)、緩和曲線角（）、內(nèi)移值（）、切線增值（）。再由坐標(biāo)系變換公式2可得： （5）式（5）中f為符號(hào)函數(shù)，右轉(zhuǎn)取“+”，左轉(zhuǎn)取“-”（見(jiàn)圖1 b）。圖1 a） 直線第一緩和曲線圓曲線段點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算（右轉(zhuǎn)） 圖1 b）

22、直線第一緩和曲線圓曲線段點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算（左轉(zhuǎn)）（2）第二緩和曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算如圖2所示，當(dāng)M點(diǎn)位于第二緩和曲線（YHHZ）上，有1： （6） 式（6）中，為M點(diǎn)至HZ點(diǎn)的曲線長(zhǎng)；R為圓曲線半徑，為第二緩和曲線長(zhǎng)。再由坐標(biāo)系變換公式可得： （7）式（7）中f為符號(hào)函數(shù)，線路右轉(zhuǎn)時(shí)取“-”，左轉(zhuǎn)取“+”。（3）單圓曲線（ZYYZ）上點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算單圓曲線可看作是帶緩和曲線圓曲線的特例，即緩和曲線段長(zhǎng)為零。令式（3）（4）中內(nèi)移值p、切線增長(zhǎng)q、第一緩和曲線長(zhǎng)、緩和曲線角為零，計(jì)算出單圓曲線上各點(diǎn)的局部坐標(biāo)后，由式（5）可得ZYYZ上各點(diǎn)的統(tǒng)一坐標(biāo)。圖2 第二緩和曲線段點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算（右轉(zhuǎn)） 圖3 非完整緩

23、和曲線段點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算（右轉(zhuǎn)）3非完整曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算如圖3所示，設(shè)非完整緩和曲線起點(diǎn)Q的坐標(biāo)為（,），樁號(hào)，曲率半徑，切線沿前進(jìn)方向的坐標(biāo)方位角為；其終點(diǎn)Z的樁號(hào)，曲率半徑，則Z點(diǎn)至Q點(diǎn)曲線長(zhǎng)。若>，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(zhǎng)為；O為對(duì)應(yīng)完整緩和曲線的起點(diǎn)，Q點(diǎn)至O點(diǎn)的曲線長(zhǎng)為，則由回旋型緩和曲線上任一點(diǎn)曲率半徑與曲線長(zhǎng)成正比的性質(zhì)3，有： 得： （8）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： （9） （10） （11）由圖3知： （12）則直線QO的坐標(biāo)方位角為： （13）O點(diǎn)切線方向軸的坐標(biāo)方

24、位角為： （14）式（13）（14）中，f為符號(hào)函數(shù)，線路右轉(zhuǎn)時(shí)，取“-”；線路左轉(zhuǎn)時(shí)，取“+”。故O點(diǎn)坐標(biāo)（）為： （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： （16）式（16）中，（，）按式（2）計(jì)算，代入時(shí)用（）替代；f為符號(hào)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dL、dR后，計(jì)算出中樁至左、右邊樁的坐標(biāo)方位角AZL、AZR，則由式（17）、（18）得左、右邊樁坐標(biāo)（,）、（,）。 （17） （18）1直線上點(diǎn)AZL、AZR的計(jì)算從圖1 a）b）知： （19）2第一緩和曲線及圓曲線段點(diǎn)AZL、AZR的計(jì)

25、算如圖1 a）b）所示，有： （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(hào)函數(shù)，右轉(zhuǎn)取“+”，左轉(zhuǎn)取“-”。3第二緩和曲線段點(diǎn)AZL、AZR的計(jì)算如圖2所示，有： （21）式（21）中，按式計(jì)算；f為符號(hào)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(hào)K8+249.527，曲率半徑RQ=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(hào)K8+329.527，曲率半徑RZ=1800m。中樁K8+309.527到左、右邊樁的距

26、離dL=18.75m，dR=26.50m，試計(jì)算K8+309.527的中、邊樁坐標(biāo)。1完整緩和曲線起點(diǎn)O的計(jì)算由公式（8）（15）計(jì)算得：， ，。2中樁坐標(biāo)的計(jì)算由式（2）（14）（16）計(jì)算得：m，m； 軸的坐標(biāo)方位角；，。3邊樁統(tǒng)一坐標(biāo)的計(jì)算由式（9）（20）得： ，式（20）中Ai-1i即 軸的坐標(biāo)方位角。再由式（17）（18）得，；，。（五）結(jié)束語(yǔ)通過(guò)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的方法，在傳統(tǒng)測(cè)設(shè)的各個(gè)局部坐標(biāo)系與線路統(tǒng)一坐標(biāo)系間建立了紐帶，通過(guò)編程能實(shí)現(xiàn)各個(gè)中樁邊樁坐標(biāo)的同步計(jì)算。對(duì)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(duì)稱緩和曲線、圓曲線形式，再按文中的方法進(jìn)

27、行計(jì)算。用線路統(tǒng)一坐標(biāo)進(jìn)行放樣，測(cè)設(shè)靈活方便，不必在實(shí)地標(biāo)定交點(diǎn)（JD）位置，這對(duì)于交點(diǎn)位于人無(wú)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(hào)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(shí)放樣。特別是GPS的RTK技術(shù)出現(xiàn)后，無(wú)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(dòng)化。參考文獻(xiàn)：1 宋文.公路施工測(cè)量M.北京:人民交通出版社,2002.2 侯國(guó)富等.建筑工程測(cè)量M.北京:測(cè)繪出版社,1990.3 鐘孝順,聶讓.測(cè)量學(xué)M.北京: 人民交通出版社,2

28、001.三公路中樁測(cè)設(shè)的局部極坐標(biāo)法（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(shí)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(jiàn)公式（2）（3）（4）。(注意：y坐標(biāo)的正負(fù)符號(hào)。)（3）在ZH（或ZY）架儀，輸入測(cè)站點(diǎn)坐標(biāo)（0，0），后視x軸正向，輸入方位角，測(cè)出一任意點(diǎn)ZD在該坐標(biāo)系中的坐標(biāo)。（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: C

29、ASIO FX-4800P程序一程序名：HUAN QIE （緩切）1用途：該程序是“完整對(duì)稱帶緩和曲線的圓曲線”的切線支距法詳細(xì)測(cè)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?yàn)閄軸正向，圓心方向?yàn)閅軸正向。3程序清單：A“ZH”：R：S“LS”：Lbl 1 L，B：Lbl 2C=Abs(L-A)：D=RS：X=C-C5÷40D2+C9÷3456D4-C13÷599040D6+C17÷17542600D8Y=C3÷6D-C7÷336D3+C11÷42240D5-C

30、15÷9676800D7+C19÷3530097000D9 Goto 1Lbl 3E=180(Abs(L-A)-S)÷R÷+180S÷(2R)：P=S2÷24÷R-S4÷2688÷R3：Q=S÷2-S3÷240÷R2X=RsinE+QY=R-RcosE+PGoto 14程序說(shuō)明：ZHZH點(diǎn)樁號(hào)（里程）；R圓曲線半徑；LS緩和曲線長(zhǎng)；L待測(cè)設(shè)樁的樁號(hào)（里程）；B當(dāng)待測(cè)設(shè)中樁位于緩和曲線段，則輸入“1”，當(dāng)待測(cè)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

31、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 0 A，BF1A=A：B=-B X=C+AcosD-BsinDY=E+BcosD+AsinDGoto 04程序說(shuō)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為統(tǒng)一坐標(biāo)系的x軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)至施工坐標(biāo)系的A軸的角值。SIGN為符號(hào)函數(shù)，若輸入“1”時(shí)，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

32、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(cè)設(shè)中，設(shè)起點(diǎn)ZH樁號(hào)為K5+219.63，其坐標(biāo)為（31574.163,62571.446），其切線方位角為，緩和曲線長(zhǎng)為120m，圓曲線的半徑為1000m，試計(jì)算：（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

33、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(shí)，有：K5+180：x=31551.259 ， y=62603.787K5+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(huì)部分1 輸入棱鏡常數(shù)PSM為-30mm，氣溫T為350C，氣

34、壓P為760mmHg。2 將傾斜改正的X、Y均打開(kāi)。3 將豎盤(pán)讀數(shù)V的顯示由目前的“望遠(yuǎn)鏡水平時(shí)盤(pán)左為900”改為“望遠(yuǎn)鏡水平時(shí)盤(pán)左為00”（即顯示的V直接為豎直角。）4 將測(cè)量模式由目前的“精測(cè)（Fine）”改為“粗測(cè)（coarse）”，再改回“精測(cè)”。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(gè)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(gè)點(diǎn)，分別為D1、D2、D3，在D2架儀，后視D1，用“測(cè)角模式”中的“盤(pán)左盤(pán)右取平均的方法”（測(cè)回法），測(cè)

35、出所夾的水平角。然后在“距離測(cè)量模式”中，測(cè)出D2至D3的水平距離。8 在地面點(diǎn)上任意選3個(gè)點(diǎn)，分別為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，用盤(pán)左測(cè)出D3點(diǎn)的三維坐標(biāo)。9 在地面上任取2個(gè)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，用“偏心測(cè)量方式（OFSET）”，測(cè)出一棵樹(shù)中心的平面坐標(biāo)。10 在地面上任取2個(gè)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（1035.447,3316.815,52.617

36、），坐標(biāo)方位角，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。11 利用全站儀“面積測(cè)量”功能，測(cè)出地面上一個(gè)花池的平面面積。12 利用全站儀的“懸高測(cè)量”功能，測(cè)出某一棟建筑物的高度。13 利用全站儀的“對(duì)邊測(cè)量”功能，測(cè)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(gè)“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, 12.551）、D2（200.736,100.458, 10.458）、D3（189.345,120.4

37、41,11.512）、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）。1

38、5 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（218.542,122.442, 10.900）、K0+080（224.331,129.214, 11.200）、K0+100（230.615,132.671, 11

39、.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、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K

40、0+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)采集，采集出2棟建筑物、1條路、2個(gè)花池的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，并繪制“點(diǎn)號(hào)及連接關(guān)系草圖”。注：測(cè)站點(diǎn)、后視點(diǎn)的坐標(biāo)輸入，采用現(xiàn)場(chǎng)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(gè)花池的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，并繪制“點(diǎn)號(hào)及連接關(guān)系草圖”。注：測(cè)站點(diǎn)、