第十一章道路中线测量PPT课件

1、11-2 交点和转点的测设一、交点的测设在路线测设时，应先定出路线导线的转折点，称为交点。交点的测设方法： 1.放点穿线法：利用图上测图导线点与纸上定线之间的角度、距离关系，作为测设数据，将路线导线放于实地上。（1）放点：一条直线应放三个以上临时点，采用极坐标和支距法。第1页/共73页11-2 交点和转点的测设 一、交点的测设1.放点穿线法：（1）放点（2）穿线：用目估或经纬仪，使直线穿过或靠近放出的临时点，最后定出二转折点桩。 （3）交点：打“骑马桩”定交点。第2页/共73页11-2 交点和转点的测设 一、交点的测设1.放点穿线法2.拨角放线法：根据纸上定线的交点坐标，反算直线长度和坐标方位

2、角，以及转角，利用这些数据在现场测设交点。这种方法有累积误差，故每隔一段距离应与测图导线联测校核调整。3.坐标放样法：交点坐标在地形图上确定以后，利用测图导线按全站仪坐标放样法将交点直接放样在地面上。这种方法外业工作更快，由于利用测图导线放点，故无误差累积现象。第3页/共73页11-2 交点和转点的测设 二、转点的测设1.在交点间设转点ZD为粗略定出的转点位置。将经纬仪置于ZD，用正倒镜分中法延长直线JD5ZD于JD6。若JD6与JD6重合或量取的偏差在路线容许移动的范围内，则转点位置即为ZD，这时应将JD6移至JD6，并在桩顶上钉上小钉表示交点位置。第4页/共73页11-2 交点和转点的测设

3、 二、转点的测设1.在交点间设转点当偏差超过容许范围或JD6不许移动时，则须重新设置转点。设e为ZD应横向移动的距离，仪器在ZD用视距测量方法测出距离a、b，则 将ZD沿偏差的相反方向横移至ZD。将仪器移至ZD，延长直线JD5ZD看是否通过JD6或偏差小于容许值，否则应再次设置转点，直至符合要求为止。fbaae第5页/共73页11-2 交点和转点的测设 二、转点的测设1.在交点间设转点2.在延长线上设转点设置似前fbaae第6页/共73页11-3 路线转角的测定和里程桩设置一、路线转角的测定转角：交点处后视线的延长线与前视线的夹角，以表示 。转角有左右之分，位于延长线右侧的，为右转角；位于延长

4、线左侧的，为左转角。在路线测量中，转角通常是通过观测路线右角（测回法）计算求得。 180180180180zy度时，左转角度时，右转角第7页/共73页11-3 路线转角的测定和里程桩设置一、路线转角的测定右角的测定方法：采用测回法观；限差要求：高速公路、一级公路限差为20秒以内， 二级及二级以下公路限差为60秒以内。夹角的分角线测设为了保证测角的精度，还须进行 路线角度闭合差的检核 222bababbc第8页/共73页11-3 路线转角的测定和里程桩设置 二、里程桩设置 从线路起点沿线路经过的长度，称为里程；把里程表示为整公里数+不足整公里米数的形式以区别线路上不同的点，称为里程桩号，例如：K

5、4+100。1道路中线测量的基本要求 中桩间距表 表11-1 直线（m）曲线（m）平原微丘区山岭重丘区不设超高的曲线R6060R30R3050252520105第9页/共73页11-3 路线转角的测定和里程桩设置 二、里程桩设置 2里程桩设置里程桩分整桩和加桩。整桩是由线路起点开始，每隔20m或50m设置一桩，加桩分地形加桩、地物加桩、曲线加桩和关系加桩,其中关系加桩是指线路上的转点(ZD)和交点(JD)桩。第10页/共73页11-3 路线转角的测定和里程桩设置 二、里程桩设置 2里程桩设置 平曲线主点名称及缩写表 表11-4 名 称简 称汉语拼音缩写英语缩写交点JDIP转点ZDTP圆曲线起点

6、直圆点ZYBC圆曲线中点曲中点QZMC圆曲线终点圆直点YZEC公切点GQCP第一缓和曲线起点直缓点ZHTS第一缓和曲线终点缓圆点HYSC第二缓和曲线起点圆缓点YHCS第二缓和曲线终点缓直点HZST第11页/共73页11-4 圆曲线测设根据线路偏角、圆曲线半径R计算测设数据进行放样。测设分两步进行，先测设圆曲线的三个主点（直圆点ZY、曲中点QZ和圆直点YZ），再详细测设圆曲线上按规定桩距各副点(中桩点)。第12页/共73页11-4 圆曲线测设 一、圆曲线测设元素的计算LTDRERLRtgT212sec1802 切曲差距外曲线长切线长第13页/共73页11-4 圆曲线测设 二、圆曲线主点测设1主点

7、里程的计算 u注意：YZ=JD+T-D)(/校核里程里程里程里程里程里程里程里程22DQZJDLYZQZLZYYZTJDZY第14页/共73页11-4 圆曲线测设 二、圆曲线主点测设例1 已知某交点的里程为K3+182.76，测得转角，拟定圆曲线半径R=300m，求圆曲线测设元素及主点桩里程。解：计算圆曲线测设元素8425右)(71.6828425tan3002tanmRT)(09.1351808425300180mRL)(77. 7128425sec30012secmRE)(.mLTD33209135716822第15页/共73页11-4 圆曲线测设 二、圆曲线主点测设例1 已知某交点的里程

8、为K3+182.76，测得转角，拟定圆曲线半径R=300m，求圆曲线测设元素及主点桩里程。解：计算主点桩里程 8425右JD-）TK3+182.7668.71ZY+)LK3+114.05135.09YZ-)L/2K3+249.1467.54QZ+)D/2 K3+181.60 1.16JD K3+182.76（校核）（计算无误）第16页/共73页11-4 圆曲线测设 二、圆曲线主点测设1主点里程的计算2主点的测设（1）ZY点：将经纬仪置于交点JDi上，望远镜照准后交点JDi-1或此方向上的转点，自交点JDi沿此方向量取切线长T，即得圆曲线起点ZY；量取ZY到最近一个直线桩的距离与两桩号之差比较，

9、不应超过限值，最后打桩。（2）YZ点：将望远镜照准前交点JDi+1或此方向上的转点，往返量取切线长T，得圆曲线终点，打下YZ桩。（3）QZ点：沿分角线方向量取外距E，打下QZ桩。 第17页/共73页11-4 圆曲线测设 三、圆曲线的详细测设1圆曲线测设的基本要求 详细测设所采用的桩距 与曲线半径有关，桩距的要求见表11-1。设桩通常有两种方法。（1）整桩号法：将曲线上靠近ZY的第一个桩的桩号凑整成为l0倍数的整桩号，然后按桩距l0连续向YZ设桩，这样设桩均为整桩号。(2) 整桩距法:从曲线起点和终点开始，分别以桩距l0连续向曲线中点设桩，或从曲线的起点，按桩距l0设桩至终点。由于这样设置的桩均

10、为零桩号，因此应注意加设百米桩和公里桩。 0l第18页/共73页11-4 圆曲线测设三、圆曲线的详细测设2.圆曲线详细测设的方法圆曲线详细，最常用的方法有切线支距法、偏角法等。(1) 切线支距法切线支距法是以圆曲线的起点ZY或终点YZ为坐标原点，以切线为x轴，过原点的半径方向为y轴，建立直角坐标。按曲线上各点坐标x、y设置曲线。)cos(siniiiiRyRx1180Rliixy第19页/共73页11-4 圆曲线测设三、圆曲线的详细测设2.圆曲线详细测设的方法(1) 切线支距法例2 例1若采用切线支距法并按整桩号法设桩，试计算各桩坐标。)cos(siniiiiRyRx1180Rlii第20页/

11、共73页11-4 圆曲线测设三、圆曲线的详细测设00000000YZ K3+249.140.149.14144449.14+2401.4129.095335529.14+2204.0248.929230649.14+200QZ K3+181.603.5145.778463345.95+1601.1225.924572225.95+1400.065.95108115.95+12000000000ZY K3+114.05（m）（m）圆心角（） 各桩至ZY或YZ的曲线长度（li） 桩 号 切线支距法计算表iixiy第21页/共73页11-4 圆曲线测设三、圆曲线的详细测设2.圆曲线详细测设的方法(1

12、) 切线支距法测设步骤从ZY（或YZ）点开始用钢尺或皮尺沿切线方向量取 Pi的横坐标xi ，得垂足Ni 。在各垂足Ni上用方向架定出垂直方向，量取纵坐标yi，即可定出Pi点。曲线上各点设置完毕后，应量取相邻各桩之间的距离，与相应的桩号之差作比较，且考虑弧弦差的影响，若较差均在限差之内，则曲线测设合格；否则应查明原因，予以纠正。 第22页/共73页11-4 圆曲线测设三、圆曲线的详细测设2.圆曲线详细测设的方法(2) 偏角法偏角法是以圆曲线起点ZY或终点YZ至曲线任一待定点Pi的弦线与切线T之间的弦切角（这里称为偏角） 和弦长ci来确定点Pi的位置。i2ii90Rlii22iiRcsin2324

13、Rlcliiii第23页/共73页11-4 圆曲线测设 三、圆曲线的详细测设2.圆曲线详细测设的方法(2) 偏角法偏角法测设步骤:在ZY点安置经纬仪（对中、整平），用盘左瞄准JD，将水平度盘的读数配到00000 ；转动照准部到度盘读数为1，从ZY点量取弦长 C1，定出1点；转动照准部到度盘读数为i ，从第i1点量取弦长 Ci，与此方向交出第i点；第24页/共73页11-4 圆曲线测设 三、圆曲线的详细测设3.两种测设方法的适用性偏角法不仅可以在ZY和YZ点上测设曲线，而且可在QZ点上测设，也可在曲线任一点上测设。它是一种灵活性大，测设精度较高，适用性较强的常用方法。但这种方法存在着测点误差累积

14、的缺点，所以宜从曲线两端向中点或自中点向两端测设曲线。切线支距法适用于平坦开阔的地区，具有操作简单，测设方便，测点误差不累积的优点，但测设的点位精度偏低。第25页/共73页11-5 带有缓和曲线的平曲线测设一、缓和曲线1缓和曲线的概念缓和曲线 :为了使路线的平面线形更加符合汽车的行驶轨迹、离心力逐渐变化，确保行车的安全和舒适，需要在直线与圆曲线之间插入一段曲率半径由无穷大逐渐变化到圆曲线半径的过渡性曲线，此曲线称为缓和曲线。 目前我国公路设计中，以回旋线作为缓和曲线。第26页/共73页11-5 带有缓和曲线的平曲线测设 一、缓和曲线2回旋线型缓和曲线公式(1) 基本公式r-回旋线上某点的 曲率

15、半径（m）；l-回旋线上某点到原点的曲线长（m）;c-常数lcr crl r第27页/共73页11-5 带有缓和曲线的平曲线测设 一、缓和曲线2回旋线型缓和曲线公式(2) 切线角公式2Aldlrdlddl即为缓和曲线全长所对的中心角即切线角，亦称缓和曲线角。0lsRlslAl22222积分得： )(radRls20)(18020Rls第28页/共73页11-5 带有缓和曲线的平曲线测设 一、缓和曲线2回旋线型缓和曲线公式(3) 缓和曲线的参数方程sincosdldydldxRlslylRllxs6403225dlxydydx第29页/共73页11-5 带有缓和曲线的平曲线测设 一、缓和曲线2回

16、旋线型缓和曲线公式(3) 缓和曲线的参数方程xyx0y0RlslylRllxs6403225RlyRllxsss64020230第30页/共73页11-5 带有缓和曲线的平曲线测设 二、带有缓和曲线的平曲线主点测设1内移值p与切线增值q的计算0000sin)cos1 (RxqRypxy232240224RllsqRlpss第31页/共73页11-5 带有缓和曲线的平曲线测设 二、带有缓和曲线的平曲线主点测设2平曲线测设元素HHHHYHHHLTDRpRERLlsRLlsRLqtgpRT22sec)( 180)2(180 2180)2(2)(00切曲差距外其中圆曲线长者或曲线长切线长第32页/共7

17、3页11-5 带有缓和曲线的平曲线测设 二、带有缓和曲线的平曲线主点测设3平曲线主点测设)(2 2校核点交曲中点缓直点圆缓点缓圆点直缓点HHYHDQZJDLHZQZlsYHHZLHYYHlsZHHYTJDZH第33页/共73页11-5 带有缓和曲线的平曲线测设 二、带有缓和曲线的平曲线主点测设4.主点测设过程：(1) 在JD点安置经纬仪（对中、整平），用盘左瞄准直圆方向，将水平度盘的读数配到00000，在此方向量取TH，定出ZH点；(2) 从JD沿切线方向量取THXO，然后再从此点沿切线垂直方向量取YO , 定出HY点；(3)倒转望远镜，转动照准部到度盘读数为，量取TH，定出HZ点；(4)从J

18、D沿切线方向量取THXHY，然后再从此点沿切线垂直方向量取YHY , 定出YH点；(5)继续转动照准部到度盘读数为（180）/2，量取EH，定出QZ点。第34页/共73页11-5 带有缓和曲线的平曲线测设 三、带有缓和曲线的平曲线的详细测设1切线支距法(1)计算曲线上各点的坐标 （1）缓和曲线范围内RlslylRllxs6403225第35页/共73页y11-5 带有缓和曲线的平曲线测设 三、带有缓和曲线的平曲线的详细测设1切线支距法(1)计算曲线上各点的坐标 缓和曲线范围内 圆曲线范围内pRyqRx)cos(sin1l0180Rl第36页/共73页11-5 带有缓和曲线的平曲线测设 三、带有

19、缓和曲线的平曲线的详细测设1切线支距法(2)测设方法在算出缓和曲线和圆曲线上各点的坐标后，即可按圆曲线切线支距法的测设方法进行设置。 l第37页/共73页11-5 带有缓和曲线的平曲线测设 三、带有缓和曲线的平曲线的详细测设1切线支距法(2)测设方法圆曲线上各点亦可以缓圆点HY或圆缓点YH为坐标原点用切线支距法进行测设。 Td2200036032RlltgyxTssd第38页/共73页11-5 带有缓和曲线的平曲线测设 三、带有缓和曲线的平曲线的详细测设2偏角法(1)偏角法计算xyarctan22yxc00000023b第39页/共73页11-5 带有缓和曲线的平曲线测设 三、带有缓和曲线的平

20、曲线的详细测设2偏角法(2)测设过程 缓和曲线范围：在ZH点安置经纬仪（对中、整平），用盘左瞄准JD，将水平度盘的读数配到00000；转动照准部到度盘读数为1，从ZH点量取分段弦长C，定出1点；转动照准部到度盘读数为 i，从第i1点量取分段弦长C，与此方向交出第i点；另一半缓和曲线在HZ点上按同样方法测设。第40页/共73页11-5 带有缓和曲线的平曲线测设三、带有缓和曲线的平曲线的详细测设2偏角法(2)测设过程 圆曲线范围：在HY点安置经纬仪（对中、整平），后视ZH点，配置水平度盘读数为b0(当路线右转时，将水平度盘的读数改配为360-b0 ) 。 转动照准部使水平度盘读数为00000，此时

21、望远镜照准的方向为HY的切线方向，倒转望远镜；按照圆曲线偏角法进行测设。第41页/共73页11-5 带有缓和曲线的平曲线测设三、带有缓和曲线的平曲线的详细测设 3极坐标法极坐标测设的基本原理是以控制导线为根据，以角度和距离交会定点。如图所示，在导线点Ti置仪，后视Ti-1（或Ti+1），待放点为P。图a）为采用夹角J的放样法，图b）为采用方位角A的放样法。只要算出夹角J或方位角A和置仪点到待放点P的距离D，就可在实地放出P点。第42页/共73页11-6 虚交点的测设定义：虚交是指路线交点JD不能设桩或安置仪器（如JD落入水中或深谷及建筑物等处）。有时交点虽可钉出，但因转角太大，交点远离曲线或地

22、形地物等障碍而不易到达，可作为虚交处理。一、单圆曲线虚交的测设1圆外基线法BAsinsinsinsinABABbABa第43页/共73页11-6 虚交点的测设 一、单圆曲线虚交的测设1圆外基线法如果计算出t1、 t2出现负值，说明曲线的ZY点、YZ点位于辅助点与虚交点之间。根据t1、 t2 、即可定出曲线的ZY点和YZ点。A点的里程量出后，曲线主点的里程亦可算。TbTtaTt21第44页/共73页11-6 虚交点的测设 一、单圆曲线虚交的测设1圆外基线法 测设时由ZY和YZ点分别沿切线量出T得M点和N点，再由M点或N点沿MN或NM方向量T即得QZ点。 曲线主点定出后，即可用切线支距法或偏角法进

23、行曲线详细测设。4aRtgT 第45页/共73页11-6 虚交点的测设 一、单圆曲线虚交的测设2切基线法 半径R应算至厘米。R算得后，根据R、A，B ，即可算出两个同半径曲线的测设元素 T1 、 L1和T2、 L2 。222221BABAtgtgRRtgRtgTTAB22BAtgtgABR第46页/共73页11-6 虚交点的测设 一、单圆曲线虚交的测设2切基线法 测设时，由A沿切线方向向后量T1得ZY点，由A沿AB向前量T1得GQ点，由B沿切 线方向向前量T2得YZ。 QZ点的测设亦可按圆外基线 法中进述的方法测设，或者 以GQ点为坐标原点，用切线 支距法设置。第47页/共73页11-6 虚交

24、点的测设 二、两端设有缓和曲线的虚交测设1非对称型曲线的公式推导RlPS24211RlPS242222312112402RllqSS2322222402RllqSS10190slR20290slR第48页/共73页11-6 虚交点的测设 二、两端设有缓和曲线的虚交测设1非对称型曲线的公式推导sin2tan)(sin2tan)(1222221111PPqPRTPPqPRT210201180)(ssHllRL第49页/共73页11-6 虚交点的测设 二、两端设有缓和曲线的虚交测设2两端设有缓和曲线的切基线圆曲线半径的反算1111sin2tan)(pqPRT111sin2tanpRT222sin2t

25、anpRT2222sin2tan)(pqPRTABTT21第50页/共73页11-7 复曲线的测设 复曲线是由两个或两个以上不同半径的同向曲线相连而成的曲线。 一、不设缓和曲线的复曲线测设 22221121tgRtgRTTAB2tan2tan2112RABR1801802tan2tan222111222111RLRLRTRT第51页/共73页11-7 复曲线的测设 二、两端设有缓和曲线中间用圆曲线直接连接的复曲线测设21T2CBAJDR2R121YYYZZYo2o1T2T1T1L2L1L1L2JDDp121HY1Y1Y2Y2HABCo1o2R1+P1R1R2R1+P1p221ZHHZt2t3T

26、1t1q1T2t4q23222222231121112sin242tansin242tanttACRlRtRlRtss0sin24)(2tan22222222slRtACR第52页/共73页11-7 复曲线的测设 二、两端设有缓和曲线中间用圆曲线直接连接的复曲线测设2180sin2tantan2tanR2180tan2tanRsin2tan222222222422223111111121111111sslRLqppRtptlRLptqppRt21T2CBAJDR2R121YYYZZYo2o1T2T1T1L2L1L1L2JDDp121HY1Y1Y2Y2HABCo1o2R1+P1R1R2R1+P1

27、p221ZHHZt2t3T1t1q1T2t4q2第53页/共73页11-8 回头曲线的测设回头展线是在同一面坡上，作相反方向的前进，以克服高差。 一、回头曲线要素计算1转角180360时 qpRT2360tan)(第54页/共73页11-8 回头曲线的测设 一、回头曲线要素计算2当360540时（图11-27）qpRT2360tan)(sslRlRL1802)2(180第55页/共73页11-8 回头曲线的测设 二、回头曲线的测设 若能在现场定出交点，可由交点量T长定出ZH、HZ点。 如无交点，在ZH、HZ点附近设置副交点B、C，测出转向角1、 2及BC长度，按此推算BA、CA长度，由BD=T

28、BA、CE=TCA,便可在B、C点分别定出ZH、HZ点。 也可以按虚交 进行处理。第56页/共73页11-9 道路中线逐桩坐标的计算 计算各曲线“切线支距法”测设数据（xi，yi） 计算统一坐标系下的（X,Y）xyYX第57页/共73页11-9 道路中线逐桩坐标的计算 一、HZi-1点与ZHi点的中桩坐标计算XY X YiiHJDHZiiHJDHZATYYATXXiiiiii,sincos11111111iiHiiJDZHiiHiiJDZHATSYYATSXXiiiiii, 1, 1, 1, 1sincos11第58页/共73页11-9 道路中线逐桩坐标的计算 二、HZi-1点至ZHi点之间的

29、中桩坐标计算XYl X YPIiiIiiJDJDHZPJDJDHZPlYYlXX1111sincos第59页/共73页11-9 道路中线逐桩坐标的计算 三、ZHi点到QZi点之间的中桩坐标计算 XYxyxi i-1，iyiiiiiiiiiiiZHZHiiyxkkYXYXii)2sin(sin)2cos(cos, 1, 1, 1, 1左偏k-1，右偏k+1 第60页/共73页11-9 道路中线逐桩坐标的计算 四、 QZi 点到HZi点之间的中桩坐标计算 xy i，i+1xiyiXYiiiiiiiiiiHZHZiiyxkkYXYXii)2sin()sin()2cos()cos(1,1,1,1,左偏

30、k1，右偏k-1 第61页/共73页11-10 用全站仪测设道路中线 一、导线控制 理论与实践已经证明，用全站仪观测高程，如果采取对向（往返）观测，竖直角观测精度m22，测距精度不低于（5+510-6D）mm，边长控制在0.5km之内，即可达到四等水准的限差要求。因此，在导线测量时通常都是观测三维坐标，将高程的观测结果作为路线高程的控制，以代替路线纵断面测量中的基平测量。第62页/共73页11-10 用全站仪测设道路中线 二、中线测量第63页/共73页11-11 用GPS RTK技术测设公路中线 一、GPS RTK的基本原理 RTK测量系统是GPS测量技术与数据传输技术构成的组合系统，是以载波

31、相位观测量为基础的实时差分测量技术。 第64页/共73页11-11 用GPS RTK技术测设公路中线 二、 GPS RTK的组成RTK测量系统一般由以下三部分组成：GPS接收设备、数据传输设备、软件系统。 1GPS接收机RTK测量系统中至少包含两台GPS接收机，其中一台安置在基准站上，另一台或若干台分别安置在不同的流动站上。 第65页/共73页11-11 用GPS RTK技术测设公路中线 二、 GPS RTK的组成2数据传输系统数据传输设备是由调制解调器和无线电台组成。在基准站上，利用调制解调器将有关数据进行编码和调制，然后由无线电发射台发射出去。在流动站上利用无线电接收台将其接收，并由解调器将数据解调还原，送入流动站上的GPS接收机中进行数据处理。第66页/共73页11-11 用GPS RTK技术测设公路中线 二、 GPS RTK的组成3软件系统实时动态测量软件系统应具备快速解算或动态快速解算整周模糊度、实时解算流动站的三维坐标、求解坐标系之间的转换参数、进行坐标系统的转换、解算结果的质量分析与评价、作业模式(静态、准动态、动态等)的选择与转换以及测量结果的显示与绘图等基本功能。第67页/共73页11-11 用GPS RTK技术测设公路中线 三、RTK基准站和流动站的基本要求1基准站要求（1）基准站GP