全站儀使用說(shuō)明書(shū)

1、第一章TOPCONGTS-312ir站儀的使用、儀器外觀(guān)和功能說(shuō)明1、儀器外觀(guān)圖1：GTS-312全站儀外觀(guān)及各部件名稱(chēng)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/k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。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

2、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。第1頁(yè)F1OSET：設(shè)置水平讀數(shù)為0°。F2HOLD：鎖定水平讀數(shù)。F3HSET：設(shè)置任意大小的水平讀數(shù)。F4P1J:進(jìn)入第2頁(yè)。第2頁(yè)F1TILT：設(shè)置傾斜改正開(kāi)關(guān)。F2REP：復(fù)測(cè)法。F3V%：豎直角用百分?jǐn)?shù)顯示。F4P2J:進(jìn)入第3頁(yè)。第3頁(yè)F1H-BZ：儀器每轉(zhuǎn)動(dòng)水平角90°時(shí)，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。F3CMPS:天頂距V/豎直角CMPS的切換，一般取V。F4P3J:進(jìn)入第1頁(yè)。三、距

3、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)置第1頁(yè)F1MEAS：進(jìn)行測(cè)量。F2MODE：設(shè)置測(cè)量模式，F(xiàn)ine/coarse/tragcking（精測(cè)/粗測(cè)/跟蹤）。F3S/A：設(shè)置棱鏡常數(shù)改正值（PSM）、大氣改正值（PPM）。F4P1J:進(jìn)入第2頁(yè)。第2頁(yè)F1OFSET：偏心測(cè)量方式。F2SO：距離放樣測(cè)量方式。F3m/f/i：距離單位米/英尺/英寸的切換。F4P2J: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。第1頁(yè)F1MEAS：進(jìn)行測(cè)量。F2MO

4、DE：設(shè)置測(cè)量模式，F(xiàn)ine/Coarse/Tracking。F3S/A：設(shè)置棱鏡改正值（PSM），大氣改正值（PPM）常數(shù)。F4P1J:進(jìn)入第2頁(yè)。第2頁(yè)F1：輸入棱鏡高。F2：輸入儀器高。F3OCC：輸入測(cè)站坐標(biāo)。F4P2J:進(jìn)入第3頁(yè)。第3頁(yè)F1OFSET：偏心測(cè)量方式。F2F3m/f/i:距離單位米/英尺/英寸切換。F4P3J: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。第1頁(yè)DATACOLLECT數(shù)據(jù)采集）LAYOUT（點(diǎn)的放樣）MEMORYMGR的存管理）第2頁(yè)P(yáng)ROGRAM）GRIDFACTOR禮標(biāo)格網(wǎng)因子）ILLUM

5、INATION（照明）PARAMETRERS數(shù)設(shè)置）CONTRASTADJ.（!示屏對(duì)比度調(diào)整）1、MEMORYMGR存儲(chǔ)管理）第1頁(yè)FILESTATUS（顯示測(cè)量數(shù)據(jù)、坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件總數(shù)）SEARCH（$找測(cè)量數(shù)據(jù)、坐標(biāo)數(shù)據(jù)、編碼庫(kù)）FILEMAINTAIN（文件更名、查找數(shù)據(jù)、刪除文件）第2頁(yè)COORD.INPUT（坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件的數(shù)據(jù)輸入）DELETECOORD.刪除文件中的坐標(biāo)數(shù)據(jù)）PCODEINPUT編碼數(shù)據(jù)輸入）第3頁(yè)DATATRANSFER0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)）INITIALIZE（初始化數(shù)據(jù)文件）2、PROGRAM#）第1頁(yè)REM（懸高測(cè)量）MLM（對(duì)邊測(cè)量）

6、ZCOORD.（設(shè)置測(cè)站點(diǎn)Z坐標(biāo)）第2頁(yè)AREA（計(jì)算面積）POINTTOLINE（相對(duì)于直線(xiàn)的目標(biāo)點(diǎn)測(cè)量）3、PARAMETRERS（數(shù)設(shè)置）第1頁(yè)MINIMUMREADING小讀數(shù)）AUTOPOWEROFF（動(dòng)關(guān)機(jī)）TILTON/OFF（垂直角和水平角傾斜改正）第2頁(yè)ERRORCORRECTION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)下圖2。圖2：存儲(chǔ)管理操作菜單六、全站儀的主要功能介紹說(shuō)明：測(cè)量前，要進(jìn)行如下設(shè)置一一按，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)置一一原配棱鏡設(shè)置為0,國(guó)產(chǎn)棱鏡設(shè)置為-30mm（具體

7、見(jiàn)說(shuō)明書(shū)）。2、大氣改正值PPM設(shè)置按“T-P”，分別在“TEMP.和“PRES.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PPMfi后，按“PPM直接輸入）。3、PSMPPM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)A的坐標(biāo)方位角。如輸

8、入，即輸入了3、鍵，進(jìn)入坐標(biāo)測(cè)量模式。P1；,進(jìn)入第2頁(yè)。4、OCC,分別在N、E、Z輸入測(cè)站坐標(biāo)（X0,Y0,H0）5、P1J,進(jìn)入第2頁(yè)。:輸入儀器高。6、P1J,進(jìn)入第2頁(yè)。：輸入B點(diǎn)處的棱鏡高。7、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。3、按（F1），再按NEZ，輸入測(cè)站O點(diǎn)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

9、標(biāo)方位角，則可再按AZ，在HR項(xiàng)輸入的值。瞄準(zhǔn)A點(diǎn)，按YES。5、按LAYOUT（F3），再按NEZ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反復(fù)5、6兩步，放樣下一個(gè)點(diǎn)C。（五）TOPC

10、ONir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（UPLOA）D（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(lèi)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MENUMEMORMGR.DATATRANSFER進(jìn)入數(shù)據(jù)傳輸，先在“”（通訊參數(shù)）中分別設(shè)置“PROTOCOL（議協(xié)）為"ACK/NAK"；“BAUDRATE"（波特

11、率）9600；“CHAR./PARITY”（校檢位）“8/NONE”；“STOPBITS”（停止位）“1”。圖5：編輯上載的數(shù)據(jù)文件（4）點(diǎn)擊按鈕，出現(xiàn)“Currentdataaresavedas:”對(duì)話(huà)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(huà)框。按全站儀上的相同配置進(jìn)行設(shè)置并選擇“Readtextfile”后，點(diǎn)“GO”將剛保存的文件打開(kāi)，出現(xiàn)PointDetails（點(diǎn)描述）對(duì)話(huà)框。圖6：上載的數(shù)據(jù)文件（5）回到全站儀主菜單MENU中的MEMORYMGFFDATATRANSFERLOADDATACOORD.DATA。用INPUT為上傳的坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件輸入一個(gè)文件名后，點(diǎn)“YES”使全

12、站儀處于等待數(shù)據(jù)狀態(tài)（WaitingData），再在電腦PointDetails對(duì)話(huà)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（DOWNLOA）D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“Writetextfile”后，再在全站儀上選擇下載數(shù)據(jù)文件的類(lèi)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)“Currentdataaresavedas6”及“是否轉(zhuǎn)換”時(shí)對(duì)話(huà)框時(shí)，點(diǎn)擊“Cancel”。點(diǎn)

13、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?？刹捎靡韵聝煞N方法來(lái)實(shí)現(xiàn)：（1）數(shù)據(jù)通訊方法。按TOPCONr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。在全站儀上，按MENU鍵（進(jìn)入主菜單模式）一MEMORYMGR.（內(nèi)存管理）一P；（翻頁(yè)）一COORDINPUT（坐標(biāo)輸入）一INPUT（建立一個(gè)文件名，如：ZBSJWJ（坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件）一ENTER一分別在PT

14、#、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“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：ZBSJWJ（坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件）。（3）在“INPUT”中用INPUT輸入或LIST選擇測(cè)站點(diǎn)的點(diǎn)號(hào)D3，并輸入（儀器高）。（4）在“BACKSIGHT'中同樣用INPUT輸入或LIST選擇后視點(diǎn)的點(diǎn)號(hào)D2。（5）瞄準(zhǔn)后視點(diǎn)D2，按“YES”。（6

15、）在“LAYOUT”中同樣用INPUT輸入或LIST選擇待放樣點(diǎn)號(hào)K0+040，并輸入棱鏡高，則計(jì)算出要儀器旋轉(zhuǎn)的水平角值HR及平距HD。（ 7） 按ANGLE（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D3至K0+040連線(xiàn)方向，指揮持測(cè)桿單棱鏡者移動(dòng)位置，使棱鏡位于D3至K0+040連線(xiàn)方向上。（ 8） 按DIST，進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)顯示的dHD來(lái)指揮持棱鏡者沿D3至K0+040連線(xiàn)方向移動(dòng)，若dHD為正，則向D3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K0+040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。（9

16、）按NEXT，放樣下一點(diǎn)。放樣操作菜單見(jiàn)下圖8。圖8：放樣操作菜單（七）數(shù)據(jù)采集（略）（八）面積測(cè)量及單位換算面積測(cè)量的按鍵順序是：1、按MENUP1程序（F1）PJ（F4）F1（面積）F2（測(cè)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(diǎn)的棱鏡，按測(cè)量（F1），再照準(zhǔn)2#點(diǎn)的棱鏡，按測(cè)量（F1），當(dāng)測(cè)量了3個(gè)點(diǎn)以上時(shí)，這些點(diǎn)所圍成的面積就顯示在屏幕上。如“m.sq”，表示面積是平方米。3、按單位（F3）再按F1至F4，可選擇所測(cè)面積的單位。其中，表示平方米，ha表示公頃，表示平方英尺，acre表示畝。（九）懸高測(cè)量（REM）*為了得到不能放置棱鏡的目標(biāo)點(diǎn)高度，只須將棱鏡架設(shè)

17、于目標(biāo)點(diǎn)所在鉛垂線(xiàn)上的任一點(diǎn)，然后測(cè)量出目標(biāo)點(diǎn)高度VD。懸高測(cè)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MENUP1F1（程序）一一F1（懸高測(cè)量）一一F1（輸入棱鏡高），如：。（ 2） 照準(zhǔn)棱鏡，按測(cè)量（F1），顯示儀器至棱鏡間的平距HDSET（設(shè)置）。（3）照準(zhǔn)高處的目標(biāo)點(diǎn)，儀器顯示的VD，即目標(biāo)點(diǎn)的高度。2、不輸入棱鏡高（1）按MENUP1F1（程序）一一F1（懸高測(cè)量）一一F2（不輸入棱鏡高）。（2）照準(zhǔn)棱鏡，按測(cè)量（F1），顯示儀器至棱鏡間的平距HDSET（設(shè)置）。（3）照準(zhǔn)地面點(diǎn)G，按SET（設(shè)置）（4）照準(zhǔn)高處的目標(biāo)點(diǎn)，儀器顯示的VD，即目標(biāo)點(diǎn)的高

18、度。（十）對(duì)邊測(cè)量（MLM）*對(duì)邊測(cè)量功能，即測(cè)量?jī)蓚€(gè)目標(biāo)棱鏡之間的水平距離（dHD）、斜距（dSD）、高差（dVD）和水平角（HR）。也可以調(diào)用坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件進(jìn)行計(jì)算。對(duì)邊測(cè)量MLM有兩個(gè)功能，即：MLM-1（A-B,A-C）:即測(cè)量A-B,A-C,A-D,和MLM-2（A-B,B-C）:即測(cè)量A-B,B-C,C-D,。以MLM-1（A-B，A-C）為例，其按鍵順序是：1、按MENUP1程序（F1）對(duì)邊測(cè)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）（F1）。2、照準(zhǔn)A點(diǎn)的棱鏡，按測(cè)量（F1），顯示儀器至A點(diǎn)的平距HDSET（設(shè)置）3、照準(zhǔn)

19、B點(diǎn)的棱鏡，按測(cè)量（F1）,顯示A與B點(diǎn)間的平距dHD和高差dVD。4、照準(zhǔn)C點(diǎn)的棱鏡，按測(cè)量（F1）,顯示A與C點(diǎn)間的平距dHD和高差dVD，按,可顯示斜距。（十一）后方交會(huì)法（resection）（全站儀自由設(shè)站）*全站儀后方交會(huì)法，即在任意位置安置全站儀，通過(guò)對(duì)幾個(gè)已知點(diǎn)的觀(guān)測(cè)，得到測(cè)站點(diǎn)的坐標(biāo)。其分為距離后方交會(huì)（觀(guān)測(cè)2個(gè)或更多的已知點(diǎn)）和角度后方交會(huì)（觀(guān)測(cè)3個(gè)或更多的已知點(diǎn)）。其按鍵步驟是：1 、按MENULAYOUT（放樣）（F2）SKIP（略過(guò)）P；（翻頁(yè)）（F4）P；（翻頁(yè)）（F4）NEWPOINT（新點(diǎn)）（F2）RESECTION（后方交會(huì)法）（F2）。2 、按INPUT（F

20、1），輸入測(cè)站點(diǎn)的點(diǎn)號(hào)ENT（回車(chē)）INPUT（F1），輸入測(cè)站的儀器高ENT（回車(chē)）。3、按NEZ（坐標(biāo)）（F3）,輸入已知點(diǎn)A坐標(biāo)一一INPUT（F1）,輸入點(diǎn)A的棱鏡高。4 、照準(zhǔn)A點(diǎn)，按F4（距離后方交會(huì)）或F3（角度后方交會(huì)）。5 、重復(fù)3、4兩步，觀(guān)測(cè)完所有已知點(diǎn)，按CALA（計(jì)算）（F4），顯示標(biāo)準(zhǔn)差，再按NEZ（坐標(biāo)）（F4），顯示測(cè)站點(diǎn)的坐標(biāo)。第二章高等級(jí)公路中樁邊樁坐標(biāo)計(jì)算方法、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(shí)針旋轉(zhuǎn)90°為y、y'軸正向）；x軸與x'軸間

21、的夾角為8（x軸正向順時(shí)針旋轉(zhuǎn)至x'軸正向，8范圍：0°360°）。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x'o'y'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（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(xiàn)路控制，用轉(zhuǎn)點(diǎn)延長(zhǎng)法放樣直線(xiàn)段，用切線(xiàn)支距法或偏角法放樣曲線(xiàn)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

22、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)，已越來(lái)越不能滿(mǎn)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(xiàn)或GPS測(cè)量方法建立線(xiàn)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(xiàn)路交點(diǎn)（JD）的坐標(biāo)和曲線(xiàn)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(xiàn)形都是由直線(xiàn)、緩和曲線(xiàn)、圓曲線(xiàn)幾個(gè)基本線(xiàn)形單元組成的。一般情況下在線(xiàn)路拐彎時(shí)

23、多采用“完整對(duì)稱(chēng)曲線(xiàn)”，所謂“完整”指第一緩和曲線(xiàn)和第二緩和曲線(xiàn)的起點(diǎn)（ZH或HZ）處的半徑為；所謂“對(duì)稱(chēng)”指第一緩和曲線(xiàn)長(zhǎng)和第二緩和曲線(xiàn)長(zhǎng)相等。但在山區(qū)高速公路和互通立交匝道線(xiàn)形設(shè)計(jì)中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)“非完整非對(duì)稱(chēng)曲線(xiàn)”。根據(jù)各個(gè)局部坐標(biāo)系與線(xiàn)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(xiàn)上點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算如圖10a）b）所示，設(shè)xoy為線(xiàn)路統(tǒng)一坐標(biāo)系，x'-ZH-y'為緩和曲線(xiàn)按切線(xiàn)支距法建立的局部坐標(biāo)系，則JDi-1JDi直線(xiàn)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

24、-1JDi坐標(biāo)方位角，可由坐標(biāo)反算而得。曲線(xiàn)起點(diǎn)（ZH或ZY）,曲線(xiàn)終點(diǎn)（HZ或YZ）均是直線(xiàn)上點(diǎn)，其坐標(biāo)可按式（1）來(lái)計(jì)算。2 、完整曲線(xiàn)上點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算如圖10a），某公路曲線(xiàn)由完整的第一緩和曲線(xiàn)、半徑為R的圓曲線(xiàn)、完整的第二緩和曲線(xiàn)組成。（1）第一緩和曲線(xiàn)及圓曲線(xiàn)上點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算當(dāng)K點(diǎn)位于第一緩和曲線(xiàn)（ZHHY）上，按切線(xiàn)支距法公式有：（2）K點(diǎn)位于圓曲線(xiàn)（HYYH）上，有（3）其中有：（4）式（2）（3）（4）中，為切線(xiàn)角；為K點(diǎn)至ZHi點(diǎn)的設(shè)計(jì)里程之差，即曲線(xiàn)長(zhǎng)；R、p、q為常量，分別表示圓曲線(xiàn)半徑，第一緩和曲線(xiàn)長(zhǎng)、緩和曲線(xiàn)角（）、內(nèi)移值（）、切線(xiàn)增值（）。再由坐標(biāo)系變換公式可得：（5）

25、式（5）中f為符號(hào)函數(shù)，右轉(zhuǎn)取“+”，左轉(zhuǎn)取“-”（見(jiàn)圖1b）圖10a）直線(xiàn)第一緩和曲線(xiàn)圓曲線(xiàn)段點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算（右轉(zhuǎn)）圖10b）直線(xiàn)第一緩和曲線(xiàn)圓曲線(xiàn)段點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算（左轉(zhuǎn)）（2）第二緩和曲線(xiàn)上點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算如圖12所示，當(dāng)M點(diǎn)位于第二緩和曲線(xiàn)（YHHZ）上，有：（6）式（6）中，為M點(diǎn)至HZ點(diǎn)的曲線(xiàn)長(zhǎng)；R為圓曲線(xiàn)半徑，為第二緩和曲線(xiàn)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(xiàn)路右轉(zhuǎn)時(shí)取“-”，左轉(zhuǎn)取“+”。（3）單圓曲線(xiàn)（TY-YZ）上點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算單圓曲線(xiàn)可看作是帶緩和曲線(xiàn)圓曲線(xiàn)的特例，即緩和曲線(xiàn)段長(zhǎng)為零。令式（3）（4）中內(nèi)移值p、切線(xiàn)增長(zhǎng)q、第一緩和曲線(xiàn)長(zhǎng)、緩和曲線(xiàn)角為零，計(jì)算出單

26、圓曲線(xiàn)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12第二緩和曲線(xiàn)段點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算（右轉(zhuǎn)）圖13非完整緩和曲線(xiàn)段點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算（右轉(zhuǎn)）3 、非完整曲線(xiàn)上點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算如圖13所示，設(shè)非完整緩和曲線(xiàn)起點(diǎn)Q的坐標(biāo)為（,），樁號(hào)，曲率半徑，切線(xiàn)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(xiàn)長(zhǎng)。若，則該曲線(xiàn)可看成是曲率半徑由到的緩和曲線(xiàn)去掉曲率半徑由8到后的剩余部分。設(shè)N點(diǎn)為該曲線(xiàn)上一點(diǎn)，N點(diǎn)至Q點(diǎn)的曲線(xiàn)長(zhǎng)為；O為對(duì)應(yīng)完整緩和曲線(xiàn)的起點(diǎn)，Q點(diǎn)至O點(diǎn)的曲線(xiàn)長(zhǎng)為，則由回旋型緩和曲線(xiàn)上任一點(diǎn)曲率半徑與曲線(xiàn)長(zhǎng)成正比的性質(zhì)，有：得：（8）設(shè)，則由緩和曲線(xiàn)的切線(xiàn)角公式及偏角法計(jì)算公式

27、知：（9）（ 10 ）（11）由圖13知：（12）則直線(xiàn)QO的坐標(biāo)方位角為：（13）。點(diǎn)切線(xiàn)方向軸的坐標(biāo)方位角為：（14）式（13）（14）中，f為符號(hào)函數(shù)，線(xiàn)路右轉(zhuǎn)時(shí)，取“-”；線(xiàn)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AZ-L、AZ-R，則由式（17）、（18）得左、右邊樁坐標(biāo)（,）、（,）。（ 17）（ 1

28、8）1、直線(xiàn)上點(diǎn)AZ-L、AZ-R的計(jì)算從圖10a）b）知：（ 19）2、第一緩和曲線(xiàn)及圓曲線(xiàn)段點(diǎn)AZ-L、AZ-R的計(jì)算如圖10a）b）所示，有：（ 20）式（20）中，當(dāng)K點(diǎn)位于第一緩和曲線(xiàn)上，按式（9）計(jì)算；當(dāng)K點(diǎn)位于圓曲線(xiàn)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(xiàn)段點(diǎn)AZ-L、AZ-R的計(jì)算如圖12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13設(shè)某高速公路立交匝道（右轉(zhuǎn)）的非完整緩和曲線(xiàn)段起點(diǎn)Q的樁號(hào)K8+，曲率半徑RQ=5400m，切線(xiàn)沿前進(jìn)方向的坐標(biāo)方位角，坐標(biāo)15 基線(xiàn)測(cè)設(shè)及角樁定位圖為

29、（，）；終點(diǎn)Z樁號(hào)K8+，曲率半徑RZ=1800m。中樁K8+到左、右邊樁的距離dL=，dR=，試計(jì)算K8+的中、邊樁坐標(biāo)。1、完整緩和曲線(xiàn)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-1-i即軸的坐標(biāo)方位角。再由式（17）（18）得，；，。（五）小結(jié)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(xiàn)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(xiàn)、回頭曲線(xiàn)、喇叭形立交、水滴形立交等復(fù)雜線(xiàn)形，可將其分解成直線(xiàn)、非完整非對(duì)稱(chēng)緩

30、和曲線(xiàn)、圓曲線(xiàn)形式，再按文中的方法進(jìn)行計(jì)算。用線(xiàn)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。第三章建筑施工點(diǎn)位坐標(biāo)計(jì)算及放樣方法一、平面坐標(biāo)系間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換公式如圖14，設(shè)有平面坐標(biāo)系xoy和x'o'y'（左手系x

31、、x'軸正向順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°為y、y軸正向）；x軸與x'軸間的夾角為8（x軸正向順時(shí)針旋轉(zhuǎn)至x'軸正向，8范圍：0°360°）。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x'o'y'坐標(biāo)系中的坐標(biāo)（x',y'）的關(guān)系式為：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

32、轉(zhuǎn)換；但有時(shí)建筑施工坐標(biāo)系A(chǔ)OB會(huì)出現(xiàn)右手系x'（A）軸正向逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°為y'（B）軸正向。此時(shí)，應(yīng)注意上面的計(jì)算公式變?yōu)椋憾?、建筑基線(xiàn)測(cè)設(shè)及角樁定位如圖15,選擇100mx35m的一個(gè)開(kāi)闊場(chǎng)地作為實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地，先在地面上定出水平距離為的兩點(diǎn)，將其定義為城建局提供的已知導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn)A5、A6，其中A5同時(shí)兼作水準(zhǔn)點(diǎn)。1、“T”形建筑基線(xiàn)的測(cè)設(shè)（1）根據(jù)建筑基線(xiàn)M、O、N、P四點(diǎn)的設(shè)計(jì)坐標(biāo)和導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn)A5、A6坐標(biāo)，用極坐標(biāo)法進(jìn)行測(cè)設(shè)，并打上木樁。已知各點(diǎn)在城市坐標(biāo)系中的坐標(biāo)如下：A5,，A6,，M,，O,，N,，P,。（2）測(cè)量改正后的<MON,要求其與180°

33、之差不得超過(guò)，冉丈量MO、ON距離，使其與設(shè)計(jì)值之差的相對(duì)誤差不得大于1/10000。（3）在O點(diǎn)用正倒鏡分中法，撥角90°，并放樣距離OP，在木樁上定出P點(diǎn)的位置。（4）測(cè)量<POM，要求其與90°之差不得超過(guò)，再丈量OP距離，與設(shè)計(jì)值之差的相對(duì)誤差不得大于1/10000。2、根據(jù)導(dǎo)線(xiàn)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O(shè)點(diǎn)原點(diǎn)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(diǎn)O在城市坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為O（，），OA軸的坐標(biāo)方位角為，試計(jì)算出1#、

34、2#、3#、4#點(diǎn)在城市坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，并在在A6測(cè)站，后視A5，用極坐標(biāo)法放樣出F2的1#、2#、3#、4#四個(gè)角樁。并以A5高程（）為起算數(shù)據(jù)，用全站儀測(cè)出F2的1#、2#、3#、4#四個(gè)角樁的填挖深度。（F2的地坪高程為）。參考答案：F2的4個(gè)角樁的設(shè)計(jì)坐標(biāo)分別如下：1#（,）、2#（,）、3#（,）、4#（,）檢查12個(gè)角樁的水平角與90°的差是否小于，距離與設(shè)計(jì)值之差的相對(duì)誤差不得大于1/3000。3、根據(jù)建筑基線(xiàn)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(xiàn)的關(guān)系，利用建筑基線(xiàn)，用直角坐標(biāo)法放樣出F1的1#、2#、3#、4#四個(gè)角樁。檢查12個(gè)角樁的水平角與90&#

35、176;的差是否小于，距離與設(shè)計(jì)值之差的相對(duì)誤差不得大于1/3000。三、圓曲線(xiàn)中樁測(cè)設(shè)的局部極坐標(biāo)法如圖16所示，用局部極坐標(biāo)法測(cè)設(shè)圓曲線(xiàn)中樁的方法是：（1）以圓曲線(xiàn)起點(diǎn)ZY為原點(diǎn)，切線(xiàn)指向交點(diǎn)JD為x軸正向，再順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°為y軸正向，建立切線(xiàn)支距法坐標(biāo)系。（2）用切線(xiàn)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(hào)。）其中有：（3）在ZY點(diǎn)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

36、出P點(diǎn)至ZD點(diǎn)的距離D及轉(zhuǎn)角6（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(xiàn)切線(xiàn)支距法程序1、程序名：HUANQIE（緩切）2、用途該程序是“完整對(duì)稱(chēng)帶緩和曲線(xiàn)的圓曲線(xiàn)”的切線(xiàn)支距法詳細(xì)測(cè)設(shè)坐標(biāo)計(jì)算程序。3、程序數(shù)學(xué)模型按切線(xiàn)支距法建立的緩和曲線(xiàn)局部坐標(biāo)系。即以曲線(xiàn)起點(diǎn)或終點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，切線(xiàn)方向?yàn)閄軸正向，圓心方向?yàn)閅軸正向。4、程序清單A“ZH"：R:S“LS"：Lbl1/L,B/:/Lbl2/C=Abs（L-A）:D=RS:X=C-CA5+40D2+CA9+3456DA4cA13+599040DA6+CA17+DA8/Y=CA3+6D

37、-CA7+336DA3+CA11+42240DA5-CA15+9676800DA7+CA19+00DA9/Goto1/Lbl3/E=180（Abs（L-A）-S）+R+兀+180S+（2兀R）:P=S2+24+R-SA4+2688+RA3:Q=S+2-SA3+240+R2/X=RsinE+Q/Y=R-RcosE+P/Goto1/5、程序說(shuō)明ZHZH點(diǎn)樁號(hào)（里程）；R圓曲線(xiàn)半徑；LS緩和曲線(xiàn)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(xiàn)段，則輸入“1”，當(dāng)待測(cè)設(shè)中樁位于圓曲線(xiàn)段，則輸入“1”以外的數(shù)值。X切線(xiàn)支距法的X值；Y切線(xiàn)支距法的Y值。二、平面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換程序1、程序名：ZHUANH

38、UAN（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(jì)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(jì)算，即有公式：4、程序清單：C"X0：E"丫0'：D"ANGLE:F“SIGN/Lbl0/A,B/F1A=A:B=-BAX=C+AcosD-BsinD/Y=E+BcosD+AsinD/Goto05、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

39、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)。第五章理論與實(shí)操習(xí)題集一、理論習(xí)題說(shuō)明：請(qǐng)路橋類(lèi)學(xué)生完成第1、4題，請(qǐng)建工類(lèi)學(xué)生完成第2、3、4題。1 、在左轉(zhuǎn)的帶緩和曲線(xiàn)的圓曲線(xiàn)中樁測(cè)設(shè)中，設(shè)起點(diǎn)ZH樁號(hào)為K5+，其坐標(biāo)為（,），其切線(xiàn)方位角為，緩和曲線(xiàn)長(zhǎng)為120m，圓曲線(xiàn)的半徑為1000m，試計(jì)算：（1）直線(xiàn)上中樁K5+160、K5+180、K5+200的坐標(biāo)。（2）緩和曲線(xiàn)上中樁K5+260、K5+280、K5+300的坐標(biāo)。（3）圓曲線(xiàn)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)”，試計(jì)算直線(xiàn)上中樁K5+180、緩和曲線(xiàn)上中樁K5+300、圓曲線(xiàn)上中樁K5+340的坐標(biāo)。部