全站儀使用說明書

1、第一章TOPCON GTS-312ir站儀的使用、儀器外觀和功能說明1、儀器外觀©畫J _L F « POWER I cK* j j (wg志I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。3、顯示屏上顯示符號(hào)的含義V 豎盤讀數(shù) ；HR 水平讀盤讀數(shù)（右向計(jì)數(shù)）；HL

2、水平讀盤讀數(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，傾斜改正開關(guān)設(shè)置。第1頁(yè)F1 OSET:設(shè)置水平讀數(shù)為0°。F2 HOLD:鎖定水平讀數(shù)。F3 HSET :設(shè)置任意大小的水平讀數(shù)。F4 P1 J : 進(jìn)入第2頁(yè)。第2頁(yè)F1 TILT:設(shè)置傾斜改正開關(guān)。F2 REP : 復(fù)測(cè)法。F3 V% :豎直角用百分?jǐn)?shù)顯示。F4 P2 J : 進(jìn)入第3頁(yè)第 3 頁(yè)F1 H-BZ:儀器每轉(zhuǎn)動(dòng)水平角 90

3、°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HRF3 CMPS:天頂距 V/豎直角CMPS的切換，一般取 V。F4 P3 J :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)置第 1 頁(yè)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）。F3 S/A ： 設(shè)置棱鏡常數(shù)改正值（PSM ）、大氣改正值（PPM ）。F4 P1 J :進(jìn)入第2頁(yè)。第 2 頁(yè)F1 OFSET:偏心測(cè)量方式。F2 SO

4、:距離放樣測(cè)量方式。F3 m /f/i ：距離單位米/ 英尺 / 英寸的切換。F4 P2 J : 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)F1 MEAS:進(jìn)行測(cè)量。F2 MODE ：設(shè)置測(cè)量模式，F(xiàn)ine/Coarse/Tracking 。F3 S/A ：設(shè)置棱鏡改正值（PSM ），大氣改正值（PPM ）常數(shù)。F4 P1 J :進(jìn)入第2頁(yè)。第 2 頁(yè)F1 ：輸入棱鏡高。F2 ：輸入儀器高。F3 OCC:輸入測(cè)站坐標(biāo)。F4 P2 J :進(jìn)入第3頁(yè)。第 3 頁(yè)F1 OFSET:偏心測(cè)量方

5、式。F2 F3 m/f/i: 距離單位米/ 英尺 / 英寸切換。F4 P3J :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)DATA COLLEC璨據(jù)采集） LAY OUT（點(diǎn)的放樣） MEMORY MGR.（內(nèi)存管理）第 2 頁(yè)P(yáng)ROGRAM（程序）GRID FACTOR坐標(biāo)格網(wǎng)因子）ILLUMINATION（ 照明）第 3 頁(yè)P(yáng)ARAMETRER路數(shù)設(shè)置）CONTRAST ADJ配示屏對(duì)比度調(diào)整 ）1、 MEMORY MGR.（存儲(chǔ)管理） 第 1 頁(yè)FILE STATUS顯示測(cè)量數(shù)據(jù)、坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件總數(shù) ）SEA

6、RCH（$找測(cè)量數(shù)據(jù)、坐標(biāo)數(shù)據(jù)、編碼庫(kù) ）FILE MAINTAIN（文件更名、查找數(shù)據(jù)、刪除文件 ） 第 2 頁(yè)COORD. INPUT隹:標(biāo)數(shù)據(jù)文件的數(shù)據(jù)輸入 ） DELETE COORD刪除文件中的坐標(biāo)數(shù)據(jù) ）PCODE INPUTS碼數(shù)據(jù)輸入） 第 3 頁(yè)DATA TRANSFER0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（ 程序 ） 第 1 頁(yè)REM（ 懸高測(cè)量）MLM（ 對(duì)邊測(cè)量）Z COORD.（設(shè)置測(cè)站點(diǎn)Z坐標(biāo)） 第 2 頁(yè)AREA（計(jì)算面積）POINT TO LINE相對(duì)于直線的目標(biāo)點(diǎn)測(cè)量 ）3、PARAMETRER

7、S參數(shù)設(shè)置） 第 1 頁(yè)MINIMUM READING（最小讀數(shù)） AUTO POWER OFF動(dòng)關(guān)機(jī)） TILT ON/OFF（垂直角和水平角傾斜改正 ）第 2 頁(yè)ERROR CORRECTION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下圖圖2:存儲(chǔ)管理操作菜單六、全站儀的主要功能介紹說明：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 （具體見說明書）。2、大氣改正值 PPM 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。（或者按照說明書中的公式計(jì)算出 PPM值后， 按“PPM'直接輸入）。3、PSgPPM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(cè)量按 ANG 鍵，進(jìn)入測(cè)角模式（開機(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讀數(shù)和豎直度盤讀數(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。 如輸入 ， 即輸入了3、鍵，進(jìn)入坐標(biāo)測(cè)量

9、模式。P1J,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、 PU ,進(jìn)入第2頁(yè)。:輸入儀器高。6、 P1；,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)放樣見圖 4 按鍵步驟為：8、 按MENU 進(jìn)入主菜單測(cè)量模式。9、 按LAYOUT 進(jìn)入放樣程序，再按 SKP 略過選擇文件。10、 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。11、 BACKSIGHT（ F2 ），再按NE/AZ ，

10、輸入后視點(diǎn)A 的坐標(biāo)（x A ,y A ） ； 若不知 A 點(diǎn)坐標(biāo)而已知坐標(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 。12、 按LAYOUT（ F3 ） ， 再按 NEZ 輸入待放樣點(diǎn)B 的坐標(biāo) （ x B ,y B ,H B ）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。13、 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

11、=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。14、 NEXT 反復(fù)5 、 6 兩步，放樣下一個(gè)點(diǎn)C 。（五）TOPCON全站儀與電腦的數(shù)據(jù)通訊15、 腦中數(shù)據(jù)文件的上載（UPLOAD）16、 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(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 見圖 5 。17、 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（

12、如 COM1）相連，按 MENU MEMORY MGR. DATA TRANSFER 進(jìn)入數(shù)據(jù)傳輸，先在“BAUD RATE”STOP BITS'（通訊參數(shù)）中分別設(shè)置“PROTOCOL （議協(xié)）為"ACK/NAK ”；（波特率）9600 ; “CHAR./PARITY'（校檢位）“ 8/NONE ” ； “ （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) “ Current data are saved as: " 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

13、 file”后，點(diǎn)“ GO ”將剛保存的文件打開，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 DATA- COORD. 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

14、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 as 6 ”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T

15、OPCON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。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P J （翻頁(yè)）一COORD. INPUT （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# 、 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)，

16、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（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）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

17、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）按NEXT,放樣下一點(diǎn)。放樣操作菜單見下

18、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MENU P1 程序（F1 ） P J （ 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

19、能放置棱鏡的目標(biāo)點(diǎn)高度，只須將棱鏡架設(shè)于目標(biāo)點(diǎn)所在鉛垂線上的任一點(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 MENU P1 F1 （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HD SET（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 MENU P1 F1 （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 HD SET （設(shè) 置）。（3）照準(zhǔn)

20、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-。：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 MENU P1 程序（F1 （ 對(duì)邊測(cè)量（F2 （ 不使用文件 （F2

21、 ） 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HD （ SET（設(shè)置）3、照準(zhǔn)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，通過對(duì)幾個(gè)已知點(diǎn)的觀測(cè)，得到測(cè)站點(diǎn)的坐標(biāo)。其分為距離后方交會(huì)（觀測(cè)2 個(gè)或更多的已知點(diǎn)）和角度后方交會(huì)（觀測(cè)3 個(gè)或更多的已知點(diǎn)

22、）。其按鍵步驟是：1、按 MENU LAYOUT （放樣）（F2 SKIP （略過）P ；（翻頁(yè)）（F4 （ PJ （翻頁(yè)）（F4 （ NEW POINT（新點(diǎn)）（F2 ） RESECTION （后方交會(huì)法）（F2 ）。3、 按 INPUT（ F1） ， 輸入測(cè)站點(diǎn)的點(diǎn)號(hào)（ENT（ 回車） （INPUT（ F1） ，輸入測(cè)站的儀器高（ENT （回車）。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，觀測(cè)完所有已知點(diǎn)，按 CALA （計(jì)算）（F4 ）,顯示標(biāo)

23、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(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)

24、（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)，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

25、，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 8 ；所謂“對(duì) 稱”指第一緩和曲線長(zhǎng) 和第二緩和曲線長(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)

26、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 程。1、直線上點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算如圖10 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-1 JDi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JD i-1 JD i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)算如圖10 a ）,某公路曲線由完整的第一緩和曲線 、半徑

27、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（ZH-HY ）上，按切線支距法公式有：當(dāng)K點(diǎn)位于圓曲線（HY-YH ）上，有（3 ）其中有：（4 ）式（2） （3） （4）中，為切線角；為K點(diǎn)至ZH i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)系變換公式可得：（5 ）（見圖1 b ）。式（5 ）中f為符號(hào)函數(shù)，右轉(zhuǎn)取“ + ”，左轉(zhuǎn)取圖10 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10 b）直線第一緩和曲線圓曲線段點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算（左

28、轉(zhuǎn)）（2）第二緩和曲線上點(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（YHHHZ ）上，有： （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（ZY-YZ）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13非完整緩和曲線段圖12第二緩和曲線段點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算（右轉(zhuǎn)）

29、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13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00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)，有：得：（8 ）設(shè)，則由緩和曲線的切線角公式及偏角法計(jì)算公式知:（9 ）（10 ）（11 ）由圖13知:(12 )則直線 QO 的坐標(biāo)方位角為：（13 ）O

30、 點(diǎn)切線方向軸的坐標(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d L 、 d R 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 ）（18 ）1、直線上點(diǎn)AZ

31、-L 、 AZ-R 的計(jì)算從圖 10 a ） b ）知：（19 ）2、第一緩和曲線及圓曲線段點(diǎn)AZ-L 、 AZ-R 的計(jì)算如圖 10 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)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

32、緩和曲線段起點(diǎn)Q的樁號(hào) K8+ ，曲率半徑R Q = 5400m ，切線沿前進(jìn)方向的坐標(biāo)方位角， 坐標(biāo)為（ ， ）；終點(diǎn)Z 樁號(hào) K8+ ，曲率半徑R Z = 1800m 。中樁 K8+ 到左、右邊樁的距離d L = ， d R = ，試計(jì)算K8+ 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-1-i即 軸的坐標(biāo)方位角o再由式（17）（18 ）得，；，。 （五）小結(jié)通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的方法，

33、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)系問 建立了紐帶，通過編程能實(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)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) 問通視，

34、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、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'

35、;,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 AOB ;若xoy、x'o'y'均為左手系，則用上式 進(jìn)行轉(zhuǎn)換；但有時(shí)建筑施工坐標(biāo)系A(chǔ)OB會(huì)出現(xiàn)右手系一一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⒔ㄖ€測(cè)設(shè)及角樁定位如圖15 ,選擇100m x 35m的一個(gè)開闊場(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)線點(diǎn) A5、A6 , 其中A5同

36、時(shí)兼作水準(zhǔn)點(diǎn)。| r iia i riii a圖15基線測(cè)設(shè)及角樁定位圖1、“ T ”形建筑基線的測(cè)設(shè)(1)根據(jù)建筑基線 M、O、N、P四點(diǎn)的設(shè)計(jì)坐標(biāo)和導(dǎo)線點(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°之差不得超過，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900之差不得超過，冉丈量

37、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 AOB ,并設(shè)待建建筑物 F2在以 O點(diǎn)原點(diǎn)的建筑施工坐標(biāo)系 AOB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 0(, ), OA軸的坐標(biāo)方位角為，試計(jì)算出1#、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 F

38、2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(gè)角樁。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。三、圓曲線中樁測(cè)設(shè)的局部極坐標(biāo)法如圖16所

39、示，用局部極坐標(biāo)法測(cè)設(shè)圓曲線中樁的方法是：(1)以圓曲線起點(diǎn)ZY為原點(diǎn)，切線指向交點(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(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

40、CASIO FX-4800Pg序一、緩和曲線切線支距法程序1、程序名：HUAN QIE （緩切）2、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。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(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。4、程序清單A “ ZH "： R : S “ LS "： Lbl 1 /L , B / :/ Lbl 2 /C=Abs（L-A） : D=RS : X=C-CA5 + 40D 2 +CA9 + 3456DA4-CA13 + 599040DA6+CA17 + DA8 /Y=

41、CA3 + 6D-CA7 + 336DA3+CA11 + 42240DA5-CA15 + 9676800DA7+CA19 + 00DA9 / Goto 1 /Lbl 3 /E=180（Abs（L-A）-S）+ R + 兀 +180S + （2 兀 R） : P=S 2 + 24 + R-SA4 + 2688 + RA3 : Q=S + 2-SA3 + 240 + R 2 /X=RsinE+Q /Y=R-RcosE+PJGoto 1 /5、程序說明ZH ZH 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 ”

42、，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 切線支距法的 Y 值。二、平面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換程序1、程序名：ZHUAN HUAN （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4、程序清單：C “X0” ： E “Y0” ： D “ANGLE : F “SIGN /Lbl 0 /A , B /F 1 A=A : B=-B A X=C+AcosD-BsinD，Y=E+BcosD+AsinDJGoto 05、程序說明：X0 ， Y0 施工坐標(biāo)系（ A-O'-B

43、 ）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 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)題說明：請(qǐng)路橋類學(xué)生完成第1 、4 題，請(qǐng)建工類學(xué)生完成第2 、3 、4 題。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+ ，其坐標(biāo)為（, ），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=