全站儀使用教程測量方法詳細(xì)范本

用全站儀進(jìn)行工程施工放樣

第一章TOPCONGTS-312全站儀的使用

一、儀器外觀和功能說明

1、儀器外觀

1=1加

圖1：GTS-312全站儀外觀及各部件名稱

2、面板上按鍵功能

tx一—進(jìn)入坐標(biāo)測量模式鍵。

,一一進(jìn)入距離測量模式鍵。

ANG一一進(jìn)入角度測量模式鍵。

MENU一一進(jìn)入主菜單測量模式鍵。

ESC一一用于中斷正在進(jìn)行的操作，退回到上一級菜單。

POWER——電源開關(guān)鍵

/'光標(biāo)左右移動鍵

▲▼一一光標(biāo)上下移動、翻屏鍵

Fl、F2、F3、F4——軟功能鍵，分別對應(yīng)顯示屏上相應(yīng)位置顯示的

命令。

3、顯示屏上顯示符號的含義

V一—豎盤讀數(shù)；HR——水平讀盤讀數(shù)（右向計數(shù)）；HL——水平讀

盤讀數(shù)（左向計數(shù)）；

HD一一水平距離；VD一—儀器望遠(yuǎn)鏡至棱鏡間高差；SD一一斜距；*-

正在測距；

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Ho

二、角度測量模式

功能：按ANG鍵進(jìn)入，可進(jìn)行水平角、豎直角測量，傾斜改正開關(guān)設(shè)置。

FlOSET：設(shè)置水平讀數(shù)為0°o

F2HOLD：鎖定水平讀數(shù)。

第1頁

F3HSET：設(shè)置任意大小的水平讀數(shù)。

F4Pl1：進(jìn)入第2頁。

FlTILT：設(shè)置傾斜改正開關(guān)。

F2REP：復(fù)測法。

第2頁

F3V%：豎直角用百分?jǐn)?shù)顯示。

F4P2；：進(jìn)入第3頁。

FlH-BZ：儀器每轉(zhuǎn)動水平角90°時，是否要蜂鳴聲。

F2R/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

F3CMPS：天頂距V/豎直角CMPS的切換，一般取V。

F4P31：進(jìn)入第1頁。

三、距離測量模式

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

量及PSM、PPM、距離單位等設(shè)置

FlMEAS：進(jìn)行測量。

F2MODE：設(shè)置測量模式，F(xiàn)ine/coarse/tragcking（精測/粗

測/跟蹤）。

第1頁

F3S/A：設(shè)置棱鏡常數(shù)改正值（PSM）、大氣改正值（PPM）。

F4Pl1：進(jìn)入第2頁。

FlOFSET：偏心測量方式。

F2SO：距離放樣測量方式。

第2頁

F3m/f/i：距離單位米/英尺/英寸的切換。

F4P2；：進(jìn)入第1頁。

四、坐標(biāo)測量模式

功能：按進(jìn)入，可進(jìn)行坐標(biāo)（N,E,H）、水平角、豎直角、斜距

測量及PSM、PPM、距離單位等設(shè)置。

FlMEAS：進(jìn)行測量。

F2MODE：設(shè)置測量模式，F(xiàn)ine/Coarse/Tracking。

第1頁

F3S/A：設(shè)置棱鏡改正值（PSM）,大氣改正值（PPM）常數(shù)。

F4P1；：進(jìn)入第2頁。

FlR.HT：輸入棱鏡高。

F2INS.HT：輸入儀器高。

第2頁

F3OCC：輸入測站坐標(biāo)。

F4P21：進(jìn)入第3頁。

FlOFSET：偏心測量方式。

F2-----

第3頁

F3m/f/i:距離單位米/英尺/英寸切換。

F4P31：進(jìn)入第1頁。

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。

DATACOLLECT（數(shù)據(jù)采集）

第1頁LAYOUT（點的放樣）

MEMORYMGR.（內(nèi)存管理）

PROGRAM（程序）

第2頁GRIDFACTOR（坐標(biāo)格網(wǎng)因子）

ILLUMINATION（照明）

PARAMETRERS（參數(shù)設(shè)置）

第3頁

CONTRASTADJ.（顯示屏對比度調(diào)整）

1、MEMORYMGR.（存儲管理）

FILESTATUS（顯示測量數(shù)據(jù)、坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件總數(shù)）

第1頁SEARCH（查找測量數(shù)據(jù)、坐標(biāo)數(shù)據(jù)、編碼庫）

FILEMAINTAIN（文件更名、查找數(shù)據(jù)、刪除文件）

COORD.INPUT（坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件的數(shù)據(jù)輸入）

第2頁DELETECOORD.（刪除文件中的坐標(biāo)數(shù)據(jù)）

PCODEINPUT（編碼數(shù)據(jù)輸入）

DATATRANSFER（向微機發(fā)送數(shù)據(jù)、接收微機數(shù)據(jù)、設(shè)置通訊參數(shù)）

第3頁

INITIALIZE（初始化數(shù)據(jù)文件）

2、PROGRAM（程序）

REM（懸高測量）

第1頁MLM（對邊測量）

ZCOORD.（設(shè)置測站點Z坐標(biāo)）

AREA（計算面積）

第2頁

POINTTOLINE（相對于直線的目標(biāo)點測量）

3、PARAMETRERS（參數(shù)設(shè)置）

MINIMUMREADING（最小讀數(shù)）

第1頁AUTOPOWEROFF（自動關(guān)機）

TILTON/OFFC垂直角和水平角傾斜改正）

ERRORCORRECTION（系統(tǒng)誤差改正）。

第2頁

注：儀器檢校后必須進(jìn)行此項設(shè)置。

存儲管理菜單操作可參見下圖2o

存儲管理菜m操作

校僅EW］博,儀器進(jìn)人菜單MEWl/J模式

接網(wǎng)（MEMORYMCR）鍵,顯示存儲管理菜電”3

存油管理菜單1/3

存健管理菜單2/3

存褚管理莫華3/3

圖2:存儲管理操作菜單

六、全站儀的主要功能介紹

說明：測量前，要進(jìn)行如下；1設(shè)置一一按/或，進(jìn)入距離測量或坐標(biāo)測

量模式，再按第1頁的S/A（F3）o

1、棱鏡常數(shù)PRISM的設(shè)置——原配棱鏡設(shè)置為0,國產(chǎn)棱鏡設(shè)置為-30mm。

（具體見說明書）。

2、大氣改正值PPM的設(shè)置——按“T-P”,分別在“TEMP.”和"PRES.”

欄，輸入測量時的氣溫、氣壓。（或者按照說明書中的公式計算出PPM值后，按

“PPM”直接輸入）。

3、PSM、PPM設(shè)置后，在沒有新設(shè)置前，儀器將保存現(xiàn)有設(shè)置。

（一）角度測量

按ANG鍵，進(jìn)入測角模式(開機后默認(rèn)的模式)，其水平角、豎直角的測

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讀數(shù)和

豎直度盤讀數(shù)。

(-)距離測量

先按/鍵，進(jìn)入測距模式，瞄準(zhǔn)棱鏡后，按Fl(MEAS),即可。

(三)坐標(biāo)測量

見圖3按鍵步驟：

1、ANG鍵，進(jìn)入測角模式，瞄準(zhǔn)后視點Ao

2、HSET,輸入測站0至后視點A的坐標(biāo)方位角%{JA.如輸入

65.4839,即輸入了?o

3、鍵，進(jìn)入坐標(biāo)測量模式。P1；,進(jìn)入第2頁。

4、OCC,分別在N、E、Z輸入測站坐標(biāo)(X0,Y0,H0)。

5、PlI,進(jìn)入第2頁。INS.HT:輸入儀器高。

6、PlI,進(jìn)入第2頁。R.HT：輸入B點處的棱鏡高。

7、瞄準(zhǔn)待測量點B,按MEAS,得B點的(XB,YB,HB)。

(四)零星點的坐標(biāo)放樣

見圖4按鍵步驟為：

1、按MENU——進(jìn)入主菜單測量模式。

2、按LAYOUT——進(jìn)入放樣程序，再按SKP——略過選擇文件。

3、按00C.PT（F1）,再按NEZ,輸入測站0點坐標(biāo)（xO,yO,HO）；

并在INS.HT一欄，輸入儀器高。

4、按BACKSIGHT（F2）,再按NE/AZ,輸入后視點A的坐標(biāo)（xA,

yA）；若不知A點坐標(biāo)而已知坐標(biāo)方位角*則可再按AZ,在HR項

輸入a0型A的值。瞄準(zhǔn)A點，按YES。

5、按LAYOUT（F3）,再按NEZ輸入待放樣點B的坐標(biāo)（xB,yB,H

B）及測桿單棱鏡的鏡高后，按ANGLE（Fl）o使用水平制動和水平微動螺

I。。/

旋，使顯示的dHR=V,即找到了QB方向，指揮持測桿單棱鏡者移動位置,

使棱鏡位于0B方向上。

6、按DIST,進(jìn)行測量，根據(jù)顯示的dHD來指揮持棱鏡者沿0B方向移動，

若dHD為正，則向0點方向移動;反之若dHD為負(fù)，則向遠(yuǎn)處移動，直至dHD=O

時，立棱鏡點即為B點的平面位置。其所顯示的dZ值即為立棱鏡點處的填挖

高度，正為挖，負(fù)為填。

7、按NEXT一一反復(fù)5、6兩步，放樣下一個點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（UPLOAD）

（1）在電腦上用文本編輯軟件（如Windows附件的“寫字板”程序）,輸

入點的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，格式為“點名，丫,X,H”；保存類型為“文本文檔”。具體見

圖5。

（2）用“寫字板”程序打開文本格式坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件，并打開TY0M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MENU—MEMORYMGR.—DATATRANSFER,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"；“BAUDRATE"（波特率）9600；“CHAR./PARITY”（校

檢位）“8/NONE"；“STOPBITS"（停止位）“1”。

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圖5：編輯上載的數(shù)據(jù)文件

(4)點擊按鈕出現(xiàn)“Currentdataaresavedas:030624.pts”

對話框時，點“OK”，出現(xiàn)如下圖6的通訊參數(shù)設(shè)置對話框。按全站儀上的

相同配置進(jìn)行設(shè)置并選擇“Readtextfile”后，點“GO”將剛保存的文件

030624.pts打開，出現(xiàn)PointDetails(點描述)對話框。

圖6：上載的數(shù)據(jù)文件

(5)回到全站儀主菜單MENU中的MEMORYMGR.—DATATRANSFER—LOAD

DATA—COORD.DATA0用INPUT為上傳的坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件輸入一個文件名后，

點“YES”使全站儀處于等待數(shù)據(jù)狀態(tài)(WaitingData),再在電腦Point

Details對話框中點“0K”。

注：可以直接在T-COM軟件編輯欄中按“點名,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)

?6TE

同上載一樣，進(jìn)行電纜連接和通訊參數(shù)的設(shè)置。點擊按鈕Sv設(shè)置

通訊參數(shù)并選擇“Writetextfile”后，再在全站儀上選擇下載數(shù)據(jù)文件的

類型(測量數(shù)據(jù)文件或坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件)。先在電腦上按“G0”，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)

“Currentdataaresavedas03062501.gt6”及“是否轉(zhuǎn)換”時對話框

時，點擊“Cancel"。點擊按鈕6”，將下載的數(shù)據(jù)文件取名后保存。

（保存時下載的測量數(shù)據(jù)文件及坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件均要加上擴展名gt6）o

（六）批量點的坐標(biāo)放樣

1、放樣坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件的編輯及上載?？刹捎靡韵聝煞N方法來實現(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）”的方法將控制點及待放樣點的坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件（如：

ZBSJ町（坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件））上載至全站儀。

（2）坐標(biāo)輸入方法。在全站儀上，按MENU鍵（進(jìn)入主菜單模式）一MEMORY

MGR.（內(nèi)存管理）一PI（翻頁）一COORD.INPUT（坐標(biāo)輸入）一INPUT（建

立一個文件名，如：ZBSJWJ（坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件））一ENTER一分別在PT#、N、

E、Z欄輸入第一個點的點名、X、Y、H一輸入下一個點的點名、X、Y、H。

2、實地放樣操作

如圖7所示，要在控制點D3架儀后視D2點，來放樣點K0+040、

K0+060、K0+080三點。

（1）按MENU,進(jìn)入主菜單模式，選擇LAYOUT（放樣）。

（2）在“SELECTAFILE”中，用INPUT輸入或LIST選擇電腦上載的

坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件名（如：ZBSJ町（坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件））。

（3）在“OCC.PTINPUT”中用INPUT輸入或LIST選擇測站點的點號

D3,并輸入INS.HT（儀器高）。

（4）在“BACKSIGHT”中同樣用INPUT輸入或LIST選擇后視點的點號

D2o

（5）瞄準(zhǔn)后視點D2，按“YES”。

（6）在“LAYOUT”中同樣用INPUT輸入或LIST選擇待放樣點號

K0+040，并輸入棱鏡高，則計算出要儀器旋轉(zhuǎn)的水平角值HR及平距HD。

（7）按ANGLE（Fl）o使用水平制動和水平微動螺旋，使顯示的dHR=

。位。/

即找到了D3至K0+040連線方向，指揮持測桿單棱鏡者移動位置，使

棱鏡位于D3至K0+040連線方向上。

(8)按DIST,進(jìn)行測量，根據(jù)顯示的dHD來指揮持棱鏡者沿D3至K0+040

連線方向移動，若dHD為正，則向D3點方向移動；反之若dHD為負(fù)，則向遠(yuǎn)

處移動，直至dHD=O時，立棱鏡點即為K0+040點的平面位置。其所顯示的dZ

值即為立棱鏡點處的填挖高度，正為挖，負(fù)為填。

(9)按NEXT,放樣下一點。放樣操作菜單見下圖8o

放樣菜單掾作

技[MENU]鍵,儀器進(jìn)入主菜單1/3模式

按[F2](LAYOUT)舞,顯示放樣菜單1/2

正常測量模式

lE$qT(MCNUl

MENU1/3

Fl:DATACOLLECT

F2:LAYOUT

F3:MEMORYMGR.Pl

1間選擇一個放樣用的文件

如果未選擇文件，則

SELECTAFILE

FN:________(F3](skp)?:無文件被選定

如果文件已被選定，則

INPUTLISTSKPENTER

(F31(SKP)/[F4](EHTER)9：顯示

文件被選定

1(F3]Z]現(xiàn)測盤點用人

LAYOUT1/2OCC.PT

FliOCC.PTINPUT(ESC][Fl],PT#:_______

F2:BACKSIGHT

F3:LAYOUTPlINPUTLISTNEZENTER

后視_____________________

放樣菜單1/2

BACKSIGHT

PT#:_______

INPUTLISTNE/AZENT

致電臉入

任4]

LAYOUT2/2

FLSELECTAFILE【ESQ

F2:NEWPOINT-------

F3:GRIDFACTORPl

放樣菜曜2/2新點

(陽[NEWPOINT

-------?Fl:SIDESHOT

F2;RESECTION

坐標(biāo)格網(wǎng)因子

GRIDFACTOR

*1.000000

>MODIFY?[YES][NO]

圖8：放樣操作菜單

(七)數(shù)據(jù)采集(略)

(八)面積測量及單位換算

面積測量的按鍵順序是:

1、按MENU----PlI-----程序(F1)----PI(F4)-----F1(面

積）---F2（測量）——F2（不使用格網(wǎng)因子）或F1（使用格網(wǎng)因子）。

2、照準(zhǔn)1#點的棱鏡，按測量（F1）,再照準(zhǔn)2#點的棱鏡，按測量

(F1)…，當(dāng)測量了3個點以上時，這些點所圍成的面積就顯示在屏幕上。

如“100.00m.sq”,表示面積是100.00平方米。

3、按單位（F3）一一再按F1至F4，可選擇所測面積的單位。其中，m.sq

表示平方米，ha表示公頃，ft.sq表示平方英尺，acre表示畝。

（九）懸高測量（REM）*

為了得到不能放置棱鏡的目標(biāo)點高度，只須將棱鏡架設(shè)于目標(biāo)點所在鉛垂線

上的任一點，然后測量出目標(biāo)點高度VD。懸高測量可以采用“輸入棱鏡高”和

“不輸入棱鏡高”兩種方法。

1、輸入棱鏡高

（1）按MENU---PlI-----F1（程序）-----F1（懸高測量）-----F1

（輸入棱鏡高），如：L3mo

（2）照準(zhǔn)棱鏡，按測量（F1），顯示儀器至棱鏡間的平距HD一—SET（設(shè)

置）。

（3）照準(zhǔn)高處的目標(biāo)點，儀器顯示的VD,即目標(biāo)點的高度。

2、不輸入棱鏡高

（1）按MENU---PlI-----F1（程序）-----F1（懸高測量）-----F2

（不輸入棱鏡高）。

（2）照準(zhǔn)棱鏡，按測量（F1）,顯示儀器至棱鏡間的平距HD——SET（設(shè)

置）。

（3）照準(zhǔn)地面點G,按SET（設(shè)置）

（4）照準(zhǔn)高處的目標(biāo)點，儀器顯示的VD,即目標(biāo)點的高度。

（十）對邊測量（MLM）*

對邊測量功能，即測量兩個目標(biāo)棱鏡之間的水平距離（dHD）、斜距

（dSD）、高差（dVD）和水平角（HR）o也可以調(diào)用坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件進(jìn)行計算。對

邊測量MLM有兩個功能，即：

MLM-1（A-B,A-C）：即測量A-B,A-C,A-D,…和MLM-2（A-B,

BY）：即測量A-B,B~C,C~D，…。

以MLM-1（A-B,A-C）為例，其按鍵順序是：

1、按MENUPlI程序（F1）對邊測量（F2）不使

用文件（F2）F2（不使用格網(wǎng)因子）或F1（使用格網(wǎng)因子）MLM-1

（A-B,A-C）（Fl）o

2、照準(zhǔn)A點的棱鏡，按測量（F1）,顯示儀器至A點的平距HD一一SET

（設(shè)置）

3、照準(zhǔn)B點的棱鏡，按測量（F1）,顯示A與B點間的平距dHD和高

差dVD（）

4、照準(zhǔn)C點的棱鏡，按測量（F1）,顯示A與C點間的平距dHD和高

差dVD…，按/,可顯示斜距。

（H^一）后方交會法（resection）（全站儀自由設(shè)站）*

全站儀后方交會法，即在任意位置安置全站儀，通過對幾個已知點的觀測,

得到測站點的坐標(biāo)。其分為距離后方交會（觀測2個或更多的已知點）和角度

后方交會（觀測3個或更多的已知點）。

—

其按鍵步驟是:

1、按MENU——LAYOUT（放樣）（F2）——SKIP（略過）——PI

（翻頁）（F4）——PI（翻頁）（F4）——NEWPOINT（新點）（F2）

——RESECTION（后方交會法）（F2）。

2、按INPUT（Fl）,輸入測站點的點號——ENT（回車）——INPUT（Fl）,

輸入測站的儀器高一一ENT（回車）。

3、按NEZ（坐標(biāo)）（F3）,輸入已知點A的坐標(biāo)——INPUT（Fl）,輸

入點A的棱鏡高。

4、照準(zhǔn)A點，按F4（距離后方交會）或F3（角度后方交會）。

5、重復(fù)3、4兩步，，觀測完所有已知點，按CALA（計算）（F4）,

顯示標(biāo)準(zhǔn)差，再按NEZ（坐標(biāo)）（F4）,顯示測站點的坐標(biāo)。

第二章高等級公路中樁邊樁坐標(biāo)計算方法

一、平面坐標(biāo)系間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換公式

如圖9,設(shè)有平面坐標(biāo)系xoy和x'o'y'（左手系x、x'軸正向

順時針旋轉(zhuǎn)90°為y、y'軸正向）；x軸與x'軸間的夾角為0（x軸

正向順時針旋轉(zhuǎn)至x'軸正向，9范圍：0°—360°）。設(shè)o'點在xoy坐

標(biāo)系中的坐標(biāo)為（xo',yo'）,則任一點P在xoy坐標(biāo)系中的坐標(biāo)（x,y）

與其在x'o'y'坐標(biāo)系中的坐標(biāo)（x',y'）的關(guān)系式為：

（-）引言

傳統(tǒng)的公路中樁測設(shè)，常以設(shè)計的交點（JD）為線路控制，用轉(zhuǎn)點延長

法放樣直線段，用切線支距法或偏角法放樣曲線段；邊樁測設(shè)則是根據(jù)橫斷面圖

上左、右邊樁距中樁的距離（）,在實地沿橫斷面方向進(jìn)行

丈量。隨著高等級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

化程度低、現(xiàn)場測設(shè)不靈活（出現(xiàn)虛交，處理麻煩）等缺點，已越來越不能滿足

現(xiàn)代公路建設(shè)的需要，遵照《測繪法》的有關(guān)規(guī)定，大中型建設(shè)工程項目的坐

標(biāo)系統(tǒng)應(yīng)與國家坐標(biāo)系統(tǒng)一致或與國家坐標(biāo)系統(tǒng)相聯(lián)系，故公路工程一般用光電

導(dǎo)線或GPS測量方法建立線路統(tǒng)一坐標(biāo)系，根據(jù)控制點坐標(biāo)和中邊樁坐標(biāo)，用

“極坐標(biāo)法”測設(shè)出各中邊樁。如何根據(jù)設(shè)計的線路交點（JD）的坐標(biāo)和曲線

元素，計算出各中邊樁在統(tǒng)一坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，是本文要探討的問題。

（二）中樁坐標(biāo)計算

任何復(fù)雜的公路平面線形都是由直線、緩和曲線、圓曲線幾個基本線形單

元組成的。一般情況下在線路拐彎時多采用“完整對稱曲線”，所謂“完整”指

第一緩和曲線和第二緩和曲線的起點（ZH或HZ）處的半徑為8；所謂“對

稱”指第一緩和曲線長和第二緩和曲線長相等。但在山區(qū)高速公

路和互通立交匝道線形設(shè)計中，經(jīng)常會出現(xiàn)“非完整非對稱曲線”。根據(jù)各個局

部坐標(biāo)系與線路統(tǒng)一坐標(biāo)系的相互關(guān)系，可將各個局部坐標(biāo)統(tǒng)一起來。下面分別

敘述其實現(xiàn)過程。

1、直線上點的坐標(biāo)計算

如圖10a）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JDiT—JDi直線段上任一中樁P的坐標(biāo)

為：

式（1）中（）為交點JDiT的設(shè)計坐標(biāo);

則皿分別為p點、JDiT點的設(shè)計里程；?為JDi-1~JDi坐標(biāo)方

位角，可由坐標(biāo)反算而得。

曲線起點（ZH或ZY）,曲線終點（HZ或YZ）均是直線上點，其坐標(biāo)可

按式（1）來計算。

2、完整曲線上點的坐標(biāo)計算

如圖10a）,某公路曲線由完整的第一緩和曲線$1、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的坐標(biāo)計算

當(dāng)K點位于第一緩和曲線（ZH-HY）上，按切線支距法公式有:

,,I5I9PZ17

X-AOR2!13456Kg599040R61^17542600穴鴦

,PI7川_________產(chǎn)嚴(yán)

以-6R,i336襁+42240次用9676800R71^+3530097000R%

(2)

當(dāng)K點位于圓曲線（HY—YH）上，有：

腕時

后他那刷（3）

灣￡

卜---'hi

其中有：E/（4）

Q|：1山

式（2）（3）（4）中，尸為切線角；14為K點至ZHi

點的設(shè)計里程之差，即曲線長；R、''I、玲、p、q為常量，分

B」此4,A

別表示圓曲線半徑，第一緩和曲線長、緩和曲線角（0快R）、內(nèi)移值（'證?蝴）、

J（

切線增值（’72版）。

再由坐標(biāo)系變換公式可得:

J田"

”3期(5)

式（5）中f為符號函數(shù)，右轉(zhuǎn)取“+”，左轉(zhuǎn)取“-"（見圖1b））。

圖10a）直線第一緩和曲線圓曲線段點坐標(biāo)計算（右轉(zhuǎn)）圖10b）直線第一

緩和曲線圓曲線段點坐標(biāo)計算（左轉(zhuǎn)）

（2）第二緩和曲線上點的坐標(biāo)計算

如圖12所示，當(dāng)M點位于第二緩和曲線（YH-HZ）上，有:

917

或=/-40/?四+3456K—599040R%+175426004T?

3711

Y?—_________+__________

9676800A7/7+3530097000R9l^

6A/336氏3*a42240322

J2(6)

MJ

式（6）中,乩【，為M點至HZ點的曲線長；R為圓曲線半徑,

52為第二緩和曲線長。

再由坐標(biāo)系變換公式可得:

(7)

式（7）中f為符號函數(shù)，線路右轉(zhuǎn)時取“-，左轉(zhuǎn)取“+

（3）單圓曲線（ZY—YZ）上點的坐標(biāo)計算

單圓曲線可看作是帶緩和曲線圓曲線的特例，即緩和曲線段長為零。令式

（3）（4）中內(nèi)移值p、切線增長q、第一緩和曲線長J1、緩和曲

用為零，計算出單圓曲線上各點的局部坐標(biāo)后，由式（5）可得ZY~YZ

線角

上各點的統(tǒng)一坐標(biāo)。

圖12第二緩和曲線段點坐標(biāo)計算（右轉(zhuǎn)）圖13非完整緩和曲線段

點坐標(biāo)計算（右轉(zhuǎn)）

3、非完整曲線上點的坐標(biāo)計算

如圖13所示，設(shè)非完整緩和曲線起點Q的坐標(biāo)為（"，），

樁號工口,曲率半徑,切線沿前進(jìn)方向的坐標(biāo)方位角為他；其

終點z的樁號&,曲率半徑&Z,則z點至Q點曲線長kW若

R口Q>&2,則該曲線可看成是曲率半徑由8到&Z的緩和曲線去掉

曲率半徑由8到RWQ后的剩余部分。設(shè)N點為該曲線上一點，N點至Q

%

點的曲線長為W；0為對應(yīng)完整緩和曲線的起點，Q點至0點的曲線長

為義,則由回旋型緩和曲線上任一點曲率半徑與曲線長成正比的性質(zhì)，有:

得:(8)

設(shè)'他」$,則由緩和曲線的切線角公式及偏角法計算公式知:

(9)

乩，A)(10)

蝌-士

J

網(wǎng)；(11)

由圖13知：

於

則直線Q0的坐標(biāo)方位角為：

哂郎

卜1(13)

o點切線方向軸的坐標(biāo)方位角"為:

式(13)(14)中，f為符號函數(shù)，線路右轉(zhuǎn)時，取“-"；線路左

轉(zhuǎn)時，取“+”。

故o點坐標(biāo)(際'°)為：

(15)

將式（14）、（15）代入坐標(biāo)平移旋轉(zhuǎn)公式，得任一點N的坐標(biāo)為:

(16)

式（16）中，（按式（2）計算，代入時,用

（%”）替代;

f為符號函數(shù)，右轉(zhuǎn)取“+”左轉(zhuǎn)取“-

（三）邊樁坐標(biāo)計算

有了中樁坐標(biāo)（x,y）及其至左、右邊樁的距離dL、dR后，計算出

中樁至左、右邊樁的坐標(biāo)方位角AZ-L、AZ-R，則由式（17）、（18）得

左、右邊樁坐標(biāo)（X"y即。

獷小泌：，（］7）

年附也.（18）

1、直線上點AZ-L、AZ-R的計算

從圖10a）b）知：

契

閘，（19）

2、第一緩和曲線及圓曲線段點AZ-L、AZ-R的計算

如圖10a）b）所示，有:

4M叫

(20)

式（20）中，當(dāng)K點位于第一緩和曲線上，,8按式（9）計算；

當(dāng)K點位于圓曲線段，按式（4）計算。f為符號函數(shù)，右轉(zhuǎn)取“+”，左

轉(zhuǎn)取“-”。

3、第二緩和曲線段點AZ-L、AZ-R的計算

如圖12所示，有：

姍

式（21）中，=戶按式即?計算；f為符號函數(shù)，右轉(zhuǎn)取“-”，

左轉(zhuǎn)取“+”。

（四）算例

如圖13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Q

的樁號K8+249.527,曲率半徑RQ=5400m,切線沿前進(jìn)方向的坐標(biāo)方位角

加冊

VVJ坐標(biāo)為（91412,164,79684.008）；終點Z樁號K8+329,527,

曲率半徑RZ=1800mo中樁K8+309.527到左、右邊樁的距離dL=18.75m,

dR=26.50m,試計算K8+309.527的中、邊樁坐標(biāo)。

1、完整緩和曲線起點0的計算

由公式（8）-（15）計算得：F2枷，網(wǎng)、恤，W帆岫,

M瞅刷刪神加

2、中樁坐標(biāo)的計算

由式。3”計算得：硼「叫；雙軸

的坐標(biāo)方位角

3、邊樁統(tǒng)一坐標(biāo)的計算

川愀卜帆刪

由式(9)(20)得:

Ai-1-i即軸的坐標(biāo)方位角&。再由式（17）（18）

式（20）中

一岫刪牌a

得，；，

（五）小結(jié)

通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的方法，在傳統(tǒng)測設(shè)的各個局部坐標(biāo)系與線路統(tǒng)一坐標(biāo)系間

建立了紐帶，通過編程能實現(xiàn)各個中樁邊樁坐標(biāo)的同步計算。對于復(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、非完整非對稱

緩和曲線、圓曲線形式，再按文中的方法進(jìn)行計算。

用線路統(tǒng)一坐標(biāo)進(jìn)行放樣，測設(shè)靈活方便，不必在實地標(biāo)定交點（JD）

位置，這對于交點位于人無法到達(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L為引數(shù)，建立包括中樁、邊樁、控制點在內(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，應(yīng)用坐標(biāo)放樣功

能，便可實現(xiàn)中、邊樁的同時放樣。特別是GPS的RTK技術(shù)出現(xiàn)后，無需點間

通視，大大提高了坐標(biāo)放樣的工作效率，可基本達(dá)到中、邊樁放樣的自動化。

第三章建筑施工點位坐標(biāo)計算及放樣方法

一、平面坐標(biāo)系間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換公式

由

*正

如圖14,設(shè)有平面坐標(biāo)系xoy和x'o'y'（左手系---x、x

X軸

向順時針旋轉(zhuǎn)90°為y、y'軸正向）；x軸與x'軸間的夾角為°

X坐

正向順時針旋轉(zhuǎn)至x,軸正向，0范圍：0°-360°）。設(shè)o'點產(chǎn)

oy,

標(biāo)系中的坐標(biāo)為（xo',yo'）,則任一點P在xoy坐標(biāo)系中的坐標(biāo)（Vx,

與其在x'o'y'坐標(biāo)系中的坐標(biāo)（x',y'）的關(guān)系式為：

用而lI盤;

J:1?1

在建筑施工中，上面的平面坐標(biāo)系xoy一般多為城市坐標(biāo)系，平面坐標(biāo)系

x'o'y'一般多為建筑施工坐標(biāo)系A(chǔ)OB；若xoy、x'o'y'均為左手系，則用

上式進(jìn)行轉(zhuǎn)換；但有時建筑施工坐標(biāo)系A(chǔ)OB會出現(xiàn)右手系——x'（A）軸正

向逆時針旋轉(zhuǎn)90°為y'（B）軸正向。此時，應(yīng)注意上面的計算公式變?yōu)?

X=a,+y'sin0+cos9cos6-sin

即:

y="一y'cos8+2sin&sin&cos6

二、建筑基線測設(shè)及角樁定位

如圖15,選擇100mX35m的一個開闊場地作為實驗場地，先在地面上

定出水平距離為55.868m的兩點，將其定義為城建局提供的已知導(dǎo)線點A5、

A6，其中A5同時兼作水準(zhǔn)點。

1、“T”形建筑基線的測設(shè)

（1）根據(jù)建筑基線M、0、N、P四點的設(shè)計坐標(biāo)和導(dǎo)線點A5、A6坐標(biāo),

用極坐標(biāo)法進(jìn)行測設(shè)，并打上木樁。已知各點在城市坐標(biāo)系中的坐標(biāo)如下：

A5(2002.226,1006.781,20.27),A6(2004.716,1062.593),

M(1998.090,996.815),0(1996.275,1042.726),N(1994.410,1089.904),

P(1973.085,1041.808)。

(2)測量改正后的＜M0N,要求其與180°之差不得超過一,再丈量

MO、0N距離，使其與設(shè)計值之差的相對誤差不得大于1/10000o

(3)在0點用正倒鏡分中法，撥角90°,并放樣距離0P,在木樁上定

出P點的位置。

(4)測量＜POM,要求其與90°之差不得超過±24,再丈量0P距離,

與設(shè)計值之差的相對誤差不得大于1/10000o

2、根據(jù)導(dǎo)線進(jìn)行建筑物的定位

設(shè)圖中NOP構(gòu)成的是建筑施工坐標(biāo)系A(chǔ)OB,并設(shè)待建建筑物F2在以0

點原點的建筑施工坐標(biāo)系A(chǔ)OB中的坐標(biāo)分別為1#(3,2)、2#(3,

17)、3#(23,17)、4#(23,2),且已知建筑坐標(biāo)系原點0在

城市坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為0(1996.275,1042.726),0A軸的坐標(biāo)方位角

為，試計算出1#、2#、3#、4#點在城市坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，并在

在A6測站，后視A5,用極坐標(biāo)法放樣出F2的1#、2#、3#、4#四個

角樁。并以A5高程(20.47m)為起算數(shù)據(jù)，用全站儀測出F2的1#、2#、

3#、4#四個角樁的填挖深度。(F2的地坪高程為20.50m)o

參考答案：F2的4個角樁的設(shè)計坐標(biāo)分別如下：

1#(1994.158,1045.644)、2#(1979.170,1045.051)、3#

(1978.378,1065.035)、4#(1993.366,1065.629)

檢查I個角樁的水平角與9。。的差是否小于甘儼

距離與設(shè)計值

之差的相對誤差不得大于1/3000o

3、根據(jù)建筑基線進(jìn)行建筑物的定位*

根據(jù)圖中的待建建筑物F1與建筑基線的關(guān)系，利用建筑基線，用直角坐

標(biāo)法放樣出F1的1#、2#、3#、4#四個角樁。檢查1—2個角樁的水平

角與90°的差是否小于距離與設(shè)計值之差的相對誤差不得大于

l/3000o

三、圓曲線中樁測設(shè)的局部極坐標(biāo)法

如圖16所示，用局部極坐標(biāo)法測設(shè)圓曲線中樁的方法是：

（1）以圓曲線起點ZY為原點，切線指向交點JD為x軸正向，再順時

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)。（注

意y坐標(biāo)的正負(fù)符號。）

獷班?喇

加吧

其中有：n力

（3）在ZY點架儀，輸入測站點坐標(biāo)（0,0）,后視x軸正向，輸

入方位角伽加，測出一任意點ZD在該坐標(biāo)系中的坐標(biāo)。

（4）在ZD點設(shè)站，后視ZY點，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點至ZD

點的距離D及轉(zhuǎn)角8（方位角之差），再進(jìn)行撥角、量邊。

第四章CASIOFX-4800P程序

一、緩和曲線切線支距法程序

1、程序名：HUANQIE（緩切）

2、用途

該程序是“完整對稱帶緩和曲線的圓曲線”的切線支距法詳細(xì)測設(shè)坐標(biāo)計

算程序。

3、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。即以曲線起點或終點為坐標(biāo)原

點，切線方向為X軸正向，圓心方向為Y軸正向。

4、程序清單

A“ZH”：R：S“LS”：Lbl1/

{L,B}/

H刪網(wǎng)腑/

Lbl2/

C=Abs(L-A)：D=RS：X=C-C"5+40D2+C-94-3456D"4-C"13-r

599040D,6+C17?17542600D*8/

Y=C*34-6D-C*7+336D*3+C*114-42240D'5-C'154-9676800D*7+C"19

4-3530097000D_9/Goto1/

Lbl3/

E=180(Abs(L-A)-S)4-R-?n+180S4-(2nR)：P=S2+24+R-S-4

4-26884-R*3：Q=S4-2-S*34-2404-R2/

X=RsinE+Q/

Y=R-RcosE+P/

Goto1/

5、程序說明

ZH----ZH點樁號（里程）；R圓曲線半徑；LS-----緩和曲線長；

L——待測設(shè)樁的樁號（里程）；B——當(dāng)待測設(shè)中樁位于緩和曲線段，則輸

入“1”，當(dāng)待測設(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—一切線支距法的Y值。

二、平面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換程序

1、程序名：ZHUANHUAN（轉(zhuǎn)換）

2、用途

該程序是“兩平面坐標(biāo)系間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換”的計算程序。

3、程序數(shù)學(xué)模型

根據(jù)圖14的平面坐標(biāo)系間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的平移旋轉(zhuǎn)公式，進(jìn)行計算，即有公

式：

川?懶惻iLd-ih

=+