全站儀實(shí)習(xí)_線路中線測(cè)設(shè)

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

2、本知識(shí)中線測(cè)設(shè)基本知識(shí)隨著電子經(jīng)緯儀、測(cè)距儀、全站儀等測(cè)量?jī)x器的廣泛使用，極坐標(biāo)法以其靈活、方便、受地形條件限制少、測(cè)量誤差不累積、勞動(dòng)強(qiáng)度小的特點(diǎn)，成為中線測(cè)設(shè)的主要方法。另外，中線測(cè)設(shè)也不再劃分為放線和中樁測(cè)設(shè)兩個(gè)階段，作業(yè)時(shí)一步到位，提高了作業(yè)效率。本章主要介紹全站儀極坐標(biāo)放樣方法。 極坐標(biāo)法極坐標(biāo)法 AP)arctan()()(22APAPAPAPAPAPXXYYYYXXS直線部分中線坐標(biāo)計(jì)算直線部分中線坐標(biāo)計(jì)算根據(jù)相鄰交點(diǎn)JD、或交點(diǎn)JD與直線轉(zhuǎn)點(diǎn)ZD的坐標(biāo)可以反算出直線的坐標(biāo)方位角，再利用中線點(diǎn)里程、交點(diǎn)里程和坐標(biāo)正算公式，即可計(jì)算出直線部分中線點(diǎn)坐標(biāo)，其中JDn的里程樁號(hào)為ln，

3、i點(diǎn)的里程樁號(hào)為li。iJDn+1(Xn+1,Yn+1)JDn(Xn,Yn)sin)(cos)(ninininillYYllXX曲線部分中線坐標(biāo)計(jì)算曲線部分中線坐標(biāo)計(jì)算為了計(jì)算方便，先建立切線支距坐標(biāo)系，為線路的轉(zhuǎn)向角，d為道路中心線至邊線的距離。當(dāng)給定了設(shè)計(jì)曲線交點(diǎn)JD的坐標(biāo)（XJD，YJD）、ZH至JD的方位角A0、ZH點(diǎn)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(diǎn)P的里程LP，求出其在切線支距坐標(biāo)系下的設(shè)計(jì)坐標(biāo)，再利用坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)公式，就可以求出P點(diǎn)在導(dǎo)線坐標(biāo)系下的統(tǒng)一坐標(biāo)了。 曲線部分中線坐標(biāo)計(jì)算曲線部分中線坐標(biāo)計(jì)算 (X0,Y0

4、)Nyx曲線部分中線坐標(biāo)計(jì)算步驟曲線部分中線坐標(biāo)計(jì)算步驟1.曲線要素的計(jì)算：曲線要素的計(jì)算：曲線部分中線坐標(biāo)計(jì)算步驟曲線部分中線坐標(biāo)計(jì)算步驟1.曲線要素的計(jì)算：曲線要素的計(jì)算： -2 2sec)( 180180)2(2 2tan)( 000LTqRpRERlRlLpRmT切曲差外矢距曲線長(zhǎng)切線長(zhǎng)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(dòng)到移動(dòng)到O O1 1，O-OO-O1 1在過(guò)在過(guò)O O1 1點(diǎn)到切線垂線上的投影點(diǎn)到切線垂線上的投影為為P = P = OOOO1

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

6、xi，yi）及i點(diǎn)切線的傾角。設(shè)li=Li-L0，Li與L0分別為i點(diǎn)和ZH點(diǎn)的里程，則180264002032025RllRllylRllxiiiiii曲線部分中線坐標(biāo)計(jì)算步驟曲線部分中線坐標(biāo)計(jì)算步驟2.第一緩和曲線單元坐標(biāo)計(jì)算：第一緩和曲線單元坐標(biāo)計(jì)算：坐標(biāo)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(biāo)計(jì)算步驟曲線部分中線坐標(biāo)計(jì)算步驟

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

8、意點(diǎn)位坐標(biāo)計(jì)算公式也可用求緩和曲線上任意點(diǎn)位坐標(biāo)計(jì)算公式切ZHoZHZHRllKlRllYYRllKlRllXX360cos)6(sin)40(sin)6(cos)40(03225032025式中，當(dāng)曲線為右偏時(shí)，式中，當(dāng)曲線為右偏時(shí)，K=1K=1；當(dāng)曲線為左偏時(shí)；當(dāng)曲線為左偏時(shí)K=-1K=-1。切ZH為為ZHZH點(diǎn)到點(diǎn)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(biāo)計(jì)算步驟曲線部分邊樁坐標(biāo)計(jì)算步驟5.線路左右兩側(cè)邊樁的坐標(biāo)計(jì)算公式線路左右兩側(cè)邊樁的坐標(biāo)計(jì)算公式 )90sin()90cos()90sin()90cos(iiRightiiRightiiLeftiiLeftAdYYAdXXAdYYAdXX(X0,Y0)Nyx曲線部分邊樁坐標(biāo)計(jì)算步驟曲線部分邊樁坐標(biāo)計(jì)算步驟道路中線道路中線測(cè)站導(dǎo)線點(diǎn)測(cè)站導(dǎo)線點(diǎn)D2后視導(dǎo)線點(diǎn)后視導(dǎo)線點(diǎn)D1坐標(biāo)測(cè)設(shè)方法坐標(biāo)測(cè)設(shè)方法計(jì)算實(shí)例計(jì)算實(shí)例某右偏角曲線=760000，半徑R=300m，緩和曲線長(zhǎng)度l0=60m，交點(diǎn)里程K0+356.066，交點(diǎn)坐標(biāo)(40257

11、1.484，405551.638)，線路起點(diǎn)里程K0+000.000，起點(diǎn)坐標(biāo)(402260.166，405378.825)。線路附近的導(dǎo)線點(diǎn)D01(402331.230,405488.9772)，D02(402519.922，405452.714)，D03(402675.998，405486.7120)。 計(jì)算實(shí)例計(jì)算實(shí)例計(jì)算實(shí)例計(jì)算實(shí)例計(jì)算實(shí)例計(jì)算實(shí)例中樁高程測(cè)量（縱斷面測(cè)量）中樁高程測(cè)量（縱斷面測(cè)量） 中樁高程測(cè)量是在中樁放樣的同時(shí)進(jìn)行的。在中樁高程測(cè)量是在中樁放樣的同時(shí)進(jìn)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(biāo)測(cè)量三維坐標(biāo)測(cè)量”功能，在（導(dǎo)線）功能，在（導(dǎo)線）控制點(diǎn)上，測(cè)出中樁處的地面高程?？刂泣c(diǎn)上，測(cè)出中樁處的地面高程。 橫斷面測(cè)量橫斷面測(cè)量 橫斷面測(cè)量也可在中樁測(cè)設(shè)、縱斷面測(cè)量的同時(shí)進(jìn)行。橫斷面測(cè)量也可在中樁測(cè)設(shè)、縱斷面測(cè)量的同時(shí)進(jìn)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(diǎn)）在大致橫斷面方向上的某變坡點(diǎn)FF處立棱鏡，處立棱鏡，測(cè)出點(diǎn)測(cè)出點(diǎn)FF的平面坐標(biāo)。（的平面坐標(biāo)。（見(jiàn)下圖見(jiàn)下圖）（2 2）根據(jù)測(cè)站點(diǎn)）根據(jù)測(cè)站點(diǎn)B B及點(diǎn)及點(diǎn)FF的坐標(biāo)，計(jì)算出方位角的坐標(biāo)，計(jì)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(cè)站點(diǎn)測(cè)站點(diǎn)BMNAFFFFAFSAFSAFBFBFSBABAS橫斷面測(cè)量橫斷面測(cè)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(biāo)方位角，軸的坐標(biāo)方位角，可得可得A A處切線的方位角，進(jìn)而得到處切線的方位角，進(jìn)而得到A A處法線方向的坐標(biāo)處法線方向的坐標(biāo)方位角方位角AFAF。X測(cè)站點(diǎn)測(cè)站點(diǎn)BMNAFFFFAFSAFSAFBFBFSBABAS橫斷面測(cè)量橫斷面測(cè)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(zhǎng)和邊長(zhǎng)D DABAB，

14、可計(jì)算出，可計(jì)算出D DBFBF。（6 6）根據(jù)）根據(jù)D DBFBF，將棱鏡從，將棱鏡從FF點(diǎn)移至點(diǎn)移至F F點(diǎn)，并測(cè)出點(diǎn)，并測(cè)出F F的高的高程。程。X測(cè)站點(diǎn)測(cè)站點(diǎn)BMNAFFFFAFSAFSAFBFBFSBABAS橫斷面測(cè)量橫斷面測(cè)量 )sinsin)coscos(BAPBAPSQYSQX（求兩條垂線交點(diǎn)公式求兩條垂線交點(diǎn)公式AAAABBBBXYSYYQsincos,sincosB90BA式中，式中，為過(guò)為過(guò)B B點(diǎn)直線的方位角，點(diǎn)直線的方位角，P P點(diǎn)為點(diǎn)為A A點(diǎn)到過(guò)點(diǎn)到過(guò)B B點(diǎn)直線的垂足點(diǎn)直線的垂足ABP也可直接求出也可直接求出F F坐標(biāo)，然后求出坐標(biāo)，然后求出F-FF-F距離差。

15、距離差。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1 1圓曲線加緩和曲線的綜合要素計(jì)算；圓曲線加緩和曲線的綜合要素計(jì)算；2 2曲線主點(diǎn)里程推算；曲線主點(diǎn)里程推算；3 3極坐標(biāo)法線路中線測(cè)設(shè)；極坐標(biāo)法線路中線測(cè)設(shè)；4 4縱、橫斷面測(cè)設(shè)。縱、橫斷面測(cè)設(shè)。實(shí)驗(yàn)組織和用具實(shí)驗(yàn)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(tái)，棱鏡2個(gè)，簡(jiǎn)易棱鏡支架2個(gè)，30m鋼尺1把，小卷尺1個(gè)，記錄板一塊，粉筆若干(代替木樁)。每人自備：每人自備：曲線測(cè)設(shè)資料表一張（包括曲線要素?cái)?shù)據(jù)計(jì)算表和中樁及邊樁坐標(biāo)計(jì)算表），鉛筆，小刀，計(jì)算器。試驗(yàn)步驟試驗(yàn)步驟1根據(jù)提供的曲線資料，在實(shí)習(xí)開(kāi)始之前計(jì)算并填寫好曲線測(cè)設(shè)資料表。為保證計(jì)算資料的正確性，需多人獨(dú)立計(jì)算并核對(duì)。給出的參數(shù)如下：R=300m， =250000，l0=60m，ZH點(diǎn)里程為K0+000.000m。ZH點(diǎn)坐標(biāo)（0,0）， =0。2. 實(shí)習(xí)時(shí)，先于實(shí)地按要求先定出三個(gè)主點(diǎn)ZH、JD、HZ。3. 在線路附近便于施測(cè)的地方選擇1到2個(gè)導(dǎo)線點(diǎn)，于ZH點(diǎn)測(cè)量得到這些點(diǎn)的曲線坐標(biāo)系坐標(biāo)。4. 從控制點(diǎn)引測(cè)出三個(gè)主點(diǎn)以及導(dǎo)線點(diǎn)的統(tǒng)一坐標(biāo)(含高程)。(可共同構(gòu)成閉合或附合圖形)JDZH試驗(yàn)步驟試驗(yàn)步驟5. 通過(guò)坐標(biāo)變換，用計(jì)算器將曲線上所有點(diǎn)的坐標(biāo)換算為統(tǒng)一坐標(biāo)系下坐標(biāo)(加上高程)。6把已計(jì)算好的待放樣點(diǎn)的坐標(biāo)輸入全