全站儀實習-線路中線測設

全站儀進行線路中線及縱橫斷面測設

—極坐標法

—三角高程法中線測設基本知識鐵路（公路）工程測量中的中線測設是線路定測階段的主要工作，它的任務是把帶狀地形圖上設計好的線路中線測設到地面上，并用木（水泥）樁標定出來。中線測設基本知識傳統(tǒng)測量方法中，將中線測設分為放線和中樁測設兩部分工作。放線是把紙上定線各交點間的直線段測設在地面上，常用的方法有撥角法、支距法和極坐標法三種；中樁測設是沿著直線和曲線詳細測設中線樁，直線上可以用經(jīng)緯儀＋鋼卷尺或極坐標法測設中線樁，曲線上則使用偏角法、切線支距法、極坐標法等測設中線樁。中線測設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，成為中線測設的主要方法。另外，中線測設也不再劃分為放線和中樁測設兩個階段，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

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，i點的里程樁號為li。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，α為線路的轉向角，d為道路中心線至邊線的距離。當給定了設計曲線交點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，cc＝－1表示左偏，cc＝＋1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計坐標，再利用坐標旋轉公式，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步驟1.曲線要素的計算：曲線部分中線坐標計算步驟1.曲線要素的計算：由圖中可看出,1）圓心由O移動到O1，O-O1在過O1點到切線垂線上的投影為P=OO1?cos；2）加入了兩個緩和曲線長l0,

圓曲線L0變短了,整個曲線變長了。

3）切線變長了；4）曲線的主點有五個：直緩點（ZH）、緩圓點(HY)、曲中點(QZ)、圓緩點(YH)、緩直點(HZ)。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：若i在ZH～HY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（xi，yi）及i點切線的傾角β。設li=Li-L0，Li與L0分別為i點和ZH點的里程，則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：坐標旋轉公式Y

X

O

A0YO’XO’XP

YP

XPYPYXOP曲線部分中線坐標計算步驟3.圓曲線單元坐標計算：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：也可用求緩和曲線上任意點位坐標計算公式式中，當曲線為右偏時，K=1；當曲線為左偏時K=-1。為ZH點到JD的方位角。CASIOfx—4800P程序實現(xiàn)代碼LbI0：A“XA”：B“YA”：C“X[ZH]”：D“Y[ZH]”：F“C[ZH]”：E=F+90：W=W“W=1”+1：K“-1，+1”：V“1，2”：R：L“L0”G“XP”=（DcosF-CsinF）cosE-（BcosE-AsinE）cosF▲H“YP”=（DcosF-CsinF）sinE-（BcosE-AsinE）sinF▲V=2M=(-1)∧WM△N=N“N=0”+M：S“DKP”=Q“DK[ZH]”+N▲M=▲

U=：Pol（A-C，B-D）：J<0J=J+360△J<FT“DL”=U▲≠T“DR”=U▲△AbsM>0.001Goto1：≠LbI1：X“X[ZH]”：Y“Y[ZH]”：Z“C[ZH]”：C=X+（N-N∧5÷（40R2L2））cos（360-Z）+K（N∧3÷（6RL））sin（360-Z）：D=Y-（N-N∧5÷（40R2L2））sin（360-Z）+K（N∧3÷（6RL））cos（360-Z）：F=Z+KN2÷（πRL）╳90：Goto0Goto0△曲線部分邊樁坐標計算步驟5.線路左右兩側邊樁的坐標計算公式

曲線部分邊樁坐標計算步驟道路中線測站導線點D2后視導線點D1坐標測設方法計算實例某右偏角曲線α=76°00′00″，半徑R=300m，緩和曲線長度l0=60m，交點里程K0+356.066，交點坐標(402571.484，405551.638)，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。在中樁位置立棱鏡，輸入儀器高和棱鏡高，即可利用全站儀“三維坐標測量”功能，在（導線）控制點上，測出中樁處的地面高程。橫斷面測量橫斷面測量也可在中樁測設、縱斷面測量的同時進行。關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：（1）在大致橫斷面方向上的某變坡點F’處立棱鏡，測出點F’的平面坐標。（見下圖）（2）根據(jù)測站點B及點F’的坐標，計算出方位角αBF，將其與方位角αBA相減，得角∠FBA。X測站點BMNAF’FFF’橫斷面測量（3）根據(jù)中樁A處的切線角φA及x軸的坐標方位角，可得A處切線的方位角，進而得到A處法線方向的坐標方位角αAF。X測站點BMNAF’FFF’橫斷面測量（4）由αAF和αAB可得角∠BAF。

（5）根據(jù)∠FBA、∠BAF和邊長DAB，可計算出DBF。

（6）根據(jù)DBF，將棱鏡從F’點移至F點，并測出F的高程。X測站點BMNAF’FFF’橫斷面測量求兩條垂線交點公式式中，為過B點直線的方位角，P點為A點到過B點直線的垂足ABP也可直接求出F坐標，然后求出F-F’距離差。實驗內(nèi)容1．圓曲線加緩和曲線的綜合要素計算；2．曲線主點里程推算；3．極坐標法線路中線測設；4．縱、橫斷面測設。實驗組織和用具6人一組。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：曲線測設資料表一張（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，=25o00′00″，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)。(可共同構成閉合或附合圖形)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站儀，于導線點架設儀器，整平對中，設置測站和后視定向，進行極坐標法放樣測量，并用粉筆標定放樣點的位置。7．使用鋼卷尺量取已放樣中線點之間的距離，與坐標反算值比較。8.同時完成縱、橫斷面測