使用全站仪进行工程施工放样的详细方法1

1、使用全站仪进行工程施工放样的详细方法 第一章 TTOPCCON GTSS-3112 全全站仪的的使用一、仪器外外观和功功能说明明1、仪器器外观 图 11 ： GTSS-3112 全全站仪外外观及各各部件名名称 2、面板板上按键键功能 进入坐坐标测量量模式键键。 进进入距离离测量模模式键。ANG 进入角度测量模式键。MENU 进入主菜单测量模式键。ESC 用于中断正在进行的操作，退回到上一级菜单。POWER 电源开关键 光标左右移动键 光标上下移动、翻屏键F1 、 F2 、 F3 、 F4 软功能键，分别对应显示屏上相应位置显示的命令 。3、显示屏上显示符号的含义 V 竖盘读数 ； HR 水平读

2、盘读数（右向计数）； HL 水平读盘读数（左向计数）； HD 水平距离； VD 仪器望远镜至棱镜间高差； SD 斜距； * 正在测距；N 北坐标，相当于x ； E 东坐标，相当于y ； Z 天顶方向坐标，相当于高程H 。二、角度测量模式功能： 按 ANG 键进入， 可进行水平角、竖直角测量，倾斜改正开关设置。 第 1 页F1 OSSET ：设置置水平读读数为 0。F2 HOLD ：锁定水平读数。F3 HSET ：设置任意大小的水平读数。F4 P1 ： 进入第 2 页。第 2 页页F1 TIILT ：设置置倾斜改改正开关关。F22 REEP ： 复测测法。FF3 VV% ： 竖直直角用百百分数显

3、显示。FF4 PP2 ： 进进入第 3 页页。第 3 页页F1 H-BZ ：仪器器每转动动水平角角 900 时时，是否否要蜂鸣鸣声。FF2 RR/L ：右向向水平读读数 HHR/ 左向水水平读数数 HLL 切换换，一般般用 HHR 。F3 CMPS ：天顶距 V/ 竖直角 CMPS 的切换，一般取 V 。F4 P3 ：进入第 1 页。三、距离测量模式功能： 先按 键 进入， 可进行水平角、竖直角、斜距、平距、高差测量及 PSM 、 PPM 、距离单位等设置第 1 页页F1 MEEAS ：进行行测量。F2 MODE ：设置测量模式， Fine/coarse/tragcking（精测/ 粗测/ 跟

4、踪）。F3 S/A ： 设置棱镜常数改正值（ PSM ）、大气改正值（ PPM ）。F4 P1 ：进入第 2 页。第 2 页页F1 OFFSETT ：偏偏心测量量方式。F2 SO ：距离放样测量方式。F3 m /f/i ：距离单位米 / 英尺 / 英寸的切换。F4 P2 ： 进入第 1 页。四、坐标测测量模式式功功能：按按 进入入，可进进行坐标标（N，EE ，HH）、水水平角、竖竖直角、斜斜距测量量及 PPSM 、 PPPM 、距离离单位等等设置。第 1 页页F1 MEEAS ：进行行测量。F2 MODE ：设置测量模式， Fine/Coarse/Tracking 。F3 S/A ：设置棱镜改

5、正值（ PSM ），大气改正值（ PPM ）常数。F4 P1 ：进入第 2 页。第 2 页页F1 R.HT ：输入入棱镜高高。F22 INNS.HHT ：输入仪仪器高。F3 OCC ：输入测站坐标。F4 P2 ：进入第 3 页。第 3 页页F1 OFFSETT ：偏偏心测量量方式。F2 F3 m/f/i: 距离单位米 / 英尺 / 英寸切换。F4 P3：进入第 1 页。五、主菜单单模式功能能：按 MENNU 进进入，可可进行数数据采集集、坐标标放样、程程序执行行、内存存管理、参参数设置置等。第 1 页页DATA COLLLECCT( 数据采采集)LLAY OUTT( 点点的放样样 )MMEMO

6、ORY MGRR.( 内存管管理 )第 2 页页PROGRRAM( 程序序 )GGRIDD FAACTOOR( 坐标格格网因子子 )IILLUUMINNATIION( 照明明 )第 3 页页PARAMMETRRERSS( 参参数设置置 )CCONTTRASST AADJ.( 显显示屏对对比度调调整 )1、 MEEMORRY MMGR.( 存存储管理理 ) 第 1 页页FILE STAATUSS( 显显示测量量数据、坐坐标数据据文件总总数 )SEAARCHH( 查查找测量量数据、坐坐标数据据、编码码库 )FILLE MMAINNTAIIN( 文件更更名、查查找数据据、删除除文件 )第 2 页页C

7、OORDD. IINPUUT( 坐标数数据文件件的数据据输入 )DEELETTE CCOORRD.( 删除除文件中中的坐标标数据 )PCCODEE INNPUTT( 编编码数据据输入 )第 3 页页DATA TRAANSFFER( 向微微机发送送数据、接接收微机机数据、设设置通讯讯参数 )INNITIIALIIZE( 初始始化数据据文件 )2、PROOGRAAM( 程序 )第 1 页页REM( 悬高测测量 )MLMM( 对对边测量量 )ZZ COOORDD.( 设置测测站点 Z 坐坐标 )第 2 页页AREA( 计算算面积 )POOINTT TOO LIINE( 相对对于直线线的目标标点测量量

8、 )3、PARRAMEETREERS( 参数数设置 )第 1 页页MINIMMUM REAADINNG( 最小读读数 )AUTTO PPOWEER OOFF( 自动动关机 )TIILT ON/OFFF( 垂垂直角和和水平角角倾斜改改正 )第 2 页页ERRORR COORREECTIION( 系统统误差改改正 ) 。注注：仪器器检校后后必须进进行此项项设置。存储管理菜单操作可参见下图2 。图2：存储储管理操操作菜单单 六、全全站仪的的主要功功能介绍绍说说明： 测量前前，要进进行如下下设置按 或，进进入距离离测量或或坐标测测量模式式，再按按第1页页的 SS/A （ FF3 ）。 11、棱镜镜常数

9、PPRISSM的设设置原配棱棱镜设置置为0，国国产棱镜镜设置为为-300mm。（具具体见说说明书）。2、大气改正值 PPM 的设置按“T-P”，分别在“TEMP.”和“PRES.”栏，输入测量时的气温、气压。（或者按照说明书中的公式计算出PPM值后，按“PPM”直接输入）。3、PSM、PPM 设置后，在没有新设置前，仪器将保存现有设置。（一）角度测量 按 ANG 键，进入测角模式（开机后默认的模式），其水平角、竖直角的测量方法与经纬仪操作方法基本相同。照准目标后，仪器即可显示水平度盘读数和竖直度盘读数。 （二）距离测量 先按 键， 进入测距模式，瞄准棱镜后，按 F1（ MEAS ），即可。 （

10、三）坐标测量 见图 3 按键步骤： 1、ANG 键，进入测角模式，瞄准后视点 A 。2、HSET ，输入测站 O 至后视点 A 的坐标方位角 。如输入 65.4839 ，即输入了 。3、键键，进入入坐标测测量模式式。 PP1， 进入第第 2 页。4、OOCC ，分别别在 NN 、EE 、ZZ 输入入测站坐坐标（ X0 ,Y00 ,HH0 ）。5、 P1 ，进入第 2 页。 INS.HT: 输入仪器高。6、 P1 ，进入第 2 页。 R.HT：输入 B 点处的棱镜高。7、瞄准待测量点B ，按 MEAS ，得 B 点的（ XB ,YB ,HB ）。（四）零星点的坐标放样 见图 4 按键步骤为：1、

11、按 MENU 进入主菜单测量模式。2、按 LAYOUT 进入放样程序，再按 SKP 略过选择文件。3、按 OOC.PT （F1），再按 NEZ ，输入测站 O 点坐标（ x0 ,y0 ,H0 ）；并在 INS . HT 一栏，输入仪器高。4、按 BACKSIGHT （ F2 ），再按 NE/AZ ，输入后视点 A 的坐标（ x A , y A ）；若不知 A 点坐标而已知坐标方位角 ，则可再按 AZ ，在 HR 项输入 的值。瞄准 A 点，按 YES 。5、按 LAYOUT （ F3 ），再按 NEZ 输入待放样点 B 的坐标（ x B ,y B ,H B ）及测杆单棱镜的镜高后，按 ANGL

12、E （ F1 ）。使用水平制动和水平微动螺旋，使显示的 dHR= ，即找到了 OB 方向，指挥持测杆单棱镜者移动位置，使棱镜位于 OB 方向上。6、按 DIST ，进行测量，根据显示的 dHD 来指挥持棱镜者沿 OB 方向移动，若 dHD 为正，则向 O 点方向移动；反之若 dHD 为负，则向远处移动，直至 dHD=0 时，立棱镜点即为 B 点的平面位置。其所显示的 dZ 值即为立棱镜点处的填挖高度，正为挖，负为填。7、按 NEXT 反复 5 、 6 两步，放样下一个点 C 。（五） TOPCON 全站仪与电脑的数据通讯 1、电脑中数据文件的上载（UPLOAD） （1）在电脑上用文本编辑软件（

13、如 Windows 附件的“写字板”程序），输入点的坐标数据，格式为“点名 ,Y,X,H ”；保存类型为“文本文档”。具体见图 5 。（2）用“写字板”程序打开文本格式坐标数据文件，并打开T-COM 程序，将坐标数据文件复制到 T-COM的编辑栏中。（3）用通讯电缆将全站仪的“ SIG ”口与电脑的串口（如 COM1）相连，按 MENU MEMORY MGR. DATA TRANSFER ，进入数据传输，先在“ COMM.PARAMETER ”（通讯参数）中分别设置“PROTOCOL”（议协）为“ACK/NAK ”；“BAUD RATE ”（波特率）9600 ；“CHAR./PARITY ”(

14、 校检位)“ 8/NONE ”；“ STOP BITS ”（停止位）“ 1 ”。图 5 ：编辑上上载的数数据文件件 （4）点点击按钮钮 ， 出现“ Currrennt ddataa arre ssaveed aas:00306624.ptss ”对对话框时时，点“ OK ”，出出现如下下图 66 的通通讯参数数设置对对话框。按按全站仪仪上的相相同配置置进行设设置并选选择“ Reaad ttextt fiile ”后，点点“ GGO ”将将刚保存存的文件件 03306224.ppts 打开，出出现 PPoinnt DDetaailss （ 点描述述）对话话框。图 6 ：上载的的数据文文件 (55

15、) 回回到全站站仪主菜菜单 MMENUU 中的的 MEEMORRY MMGR. DATTA TTRANNSFEER LOOAD DATTA COOORDD. DDATAA 。用用 INNPUTT 为上上传的坐坐标数据据文件输输入一个个文件名名后，点点“ YYES ”使全全站仪处处于等待待数据状状态（ Waiitinng DDataa ），再再在电脑脑 Poointt Deetaiils 对话框框中点“ OK ”。注：可以直直接在 T-CCOM 软件编编辑栏中中按“点点名,YY,X,H ”的的格式编编辑待上上载的坐坐标数据据文件。2、全站仪中数据文件的下载（ DOWNLOAD ） 同上载一样，进

16、行电缆连接和通讯参数的设置。点击按钮 ， 设置通讯参数并选择“ Write text file ”后，再在全站仪上选择下载数据文件的类型 ( 测量数据文件或坐标数据文件 ) 。先在电脑上按“ GO ”，处于等待状态，再在全站仪上按“确定”，即可将全站仪中的数据下载至电脑。出现“ Current data are saved as 03062501.gt 6 ” 及“是否转换” 时对话框时，点击“ Cancel ”。点击按钮“ ”，将下载的数据文件取名后保存。（保存时下载的测量数据文件及坐标数据文件均要加上扩展名 gt6 ）。（六）批量点的坐标放样 1、放样坐标数据文件的编辑及上载。可采用以下两

17、种方法来实现： （1）数据通讯方法。按 TOPCON 全站仪与电脑的数据通讯中“电脑中数据文件的上载（ UPLOAD ）”的方法将控制点及待放样点的坐标数据文件（如： ZBSJWJ （坐标数据文件） ）上载至全站仪。（2）坐标输入方法。在全站仪上，按 MENU 键（进入主菜单模式） MEMORY MGR.（内存管理） P （翻页） COORD. INPUT （坐标输入） INPUT （建立一个文件名，如： ZBSJWJ （坐标数据文件） ） ENTER 分别在 PT# 、N 、E 、Z 栏输入第一个点的点名、X 、Y 、H 输入下一个点的点名、X 、Y 、H 。2、实实地放样样操作 如如图 7

18、7 所示示，要在在控制点点 D33 架仪仪后视 D2 点，来来放样点点 K00+0440 、 K0+0600 、 K0+0800 三点点。（1）按按 MEENU ，进入入主菜单单模式，选选择 LLAYOOUT （放样样）。（22）在“ SELLECTT A FILLE ”中中，用 INPPUT 输入或或 LIIST 选择电电脑上载载的坐标标数据文文件名（如如： ZZBSJJWJ （坐标标数据文文件） ）。（33）在“ OCCC.PTT INNPUTT ”中中用 IINPUUT 输输入或 LISST 选选择测站站点的点点号 DD3 ，并并输入 INSS.HTT （仪仪器高）。（4）在“ BACK

19、SIGHT ”中同样用 INPUT 输入或 LIST 选择后视点的点号 D2 。（5）瞄准后视点 D2 ，按“ YES ”。（6）在“ LAYOUT ”中同样用 INPUT 输入或 LIST 选择待放样点号 K0+040 ，并输入棱镜高，则计算出要仪器旋转的水平角值 HR 及平距 HD 。（7）按 ANGLE （ F1 ）。使用水平制动和水平微动螺旋，使显示的 dHR= ，即找到了 D3 至 K0+040 连线方向，指挥持测杆单棱镜者移动位置，使棱镜位于 D3 至 K0+040 连线方向上。（8）按 DIST ，进行测量，根据显示的 dHD 来指挥持棱镜者沿 D3 至 K0+040 连线方向移

20、动，若 dHD 为正，则向 D3 点方向移动；反之若 dHD 为负，则向远处移动，直至 dHD=0 时，立棱镜点即为 K0+040 点的平面位置。其所显示的 dZ 值即为立棱镜点处的填挖高度，正为挖，负为填。（9）按 NEXT ，放样下一点。放样操作菜单见下图 8 。图 8 ：放样操操作菜单单 （七七）数据据采集 ( 略 ) （八八）面积积测量及及单位换换算 面面积测量量的按键键顺序是是： 1、按按 MEENU P1 程序（ F1 ） P （ F4 ） F11 （面面积） FF2 （测测量） FF2 （不不使用格格网因子子）或 F1 （使用用格网因因子）。2、照准 1# 点的棱镜，按测量（ F

21、1 ），再照准 2# 点的棱镜，按测量（ F1 ），当测量了 3 个点以上时，这些点所围成的面积就显示在屏幕上。如“ 100.00 m .sq ”，表示面积是 100.00 平方米。3、按单位（ F3 ）再按 F1 至 F4 ，可选择所测面积的单位。其中， m.sq 表示平方米， ha 表示公顷， ft.sq 表示平方英尺， acre 表示亩。（九）悬高测量（ REM ） * 为了得到不能放置棱镜的目标点高度，只须将棱镜架设于目标点所在铅垂线上的任一点，然后测量出目标点高度 VD 。悬高测量可以采用“输入棱镜高”和“不输入棱镜高”两种方法。 1、输入棱镜高 （1）按 MENU P1 F1（程序

22、） F1（悬高测量） F1（输入棱镜高），如：1.3m 。 （2）照准棱镜，按测量（ F1 ），显示仪器至棱镜间的平距 HD SET （设置）。（3）照准高处的目标点，仪器显示的 VD ，即 目标点的高度。2、不输入棱镜高 （1）按 MENU P1 F1（程序） F1（悬高测量） F2（不输入棱镜高 ）。 （2）照准棱镜，按测量（ F1 ），显示仪器至棱镜间的平距 HD SET （设置）。 （3）照准地面点 G ，按 SET （设置） （4）照准高处的目标点，仪器显示的 VD ，即 目标点的高度。（十）对边测量（ MLM ） * 对边测量功能，即测量两个目标棱镜之间的水平距离（ dHD ）、斜

23、距 (dSD) 、高差 (dVD) 和水平角 (HR) 。也可以调用坐标数据文件进行计算。对边测量 MLM 有两个功能，即： MLM-1 （A-B ，A-C）：即测量 A-B ，A-C ，A-D ，和 MLM-2 （A-B ，B-C）：即测量A-B， B-C ，C-D ，。 以 MLMM-1 （ AA-B ，A-C ）为为例，其其按键顺顺序是： 1、按按 MEENU P1 程序（ F1 ）对边测测量（ F2 ）不使用用文件（ F2 ） F22 （不不使用格格网因子子）或 F1 （使用用格网因因子） MMLM-1 （ A-BB ， A-CC ）（ F1 ）。 22、照准准 A 点的棱棱镜，按按测

24、量（FF1），显显示仪器器至 AA 点的的平距 HD SETT （设设置） 33、照准准 B 点的棱棱镜，按按测量（FF1），显显示 AA 与 B 点点间的平平距 ddHD 和高差差 dVVD 。 4、照准 C 点的棱镜，按测量（F1），显示 A 与 C 点间的平距 dHD 和高差 dVD ，按 ，可显示斜距。（十一）后方交会法（ resection ）（全站仪自由设站） * 全站仪后方交会法，即在任意位置安置全站仪，通过对几个已知点的观测，得到测站点的坐标。其分为距离后方交会（观测 2 个或更多的已知点）和角度后方交会（观测 3 个或更多的已知点）。 其按按键步骤骤是： 11、按 MENNU

25、 LLAYOOUT （放样样）（ F2 ） SKKIP （略过过） P（翻页页）（ F4 ） P（翻页页）（ F4 ） NEEW PPOINNT（新新点）（ F2 ） REESECCTIOON （后后方交会会法）（ F2 ）。 22、按 INPPUT （F11），输输入测站站点的点点号 ENNT （回回车） IINPUUT （FF1），输输入测站站的仪器器高 ENNT （回回车）。 3、按 NEZ（坐标）（F3），输入已知点 A 的坐标 INPUT （F1），输入点 A 的棱镜高。 4、照准 A 点，按 F4 （距离后方交会）或 F3 （角度后方交会）。 5、重复 3 、4 两步，观测完所有已

26、知点，按 CALA （计算）（ F4 ），显示标准差，再按 NEZ （坐标）（ F4 ），显示测站点的坐标。第二章 高高等级公公路中桩桩边桩坐坐标计算算方法一、平平面坐标标系间的的坐标转转换公式式 如图图 9 ，设有有平面坐坐标系 xoyy 和 xooy （左左手系 xx 、 x 轴正向向顺时针针旋转 90为 yy 、 y 轴正向向）； x 轴轴与 xx 轴轴间的夹夹角为（ xx 轴正正向顺时时针旋转转至 xx 轴轴正向，范围： 0 3600）。设设 o 点在在 xooy 坐坐标系中中的坐标标为（ xo,yoo ），则则任一点点 P 在 xxoy 坐标系系中的坐坐标（ x,yy ）与与其在 x

27、ooy 坐标标系中的的坐标（ x,y ）的关关系式为为： 二、公路中中桩边桩桩统一坐坐标的计计算（一一）引言言 传统统的公路路中桩测测设，常常以设计计的交点点（ JJD ）为为线路控控制，用用转点延延长法放放样直线线段，用用切线支支距法或或偏角法法放样曲曲线段；边桩测测设则是是根据横横断面图图上左、右右边桩距距中桩的的距离（ 、 ）， 在实地地沿横断断面方向向进行丈丈量。随随着高等等级公路路特别是是高速公公路建设设的兴起起，公路路施工精精度要求求的提高高以及全全站仪、 GPSS 等先先进仪器器的出现现，这种种传统方方法由于于存在放放样精度度低、自自动化程程度低、现现场测设设不灵活活（出现现虚交

28、，处处理麻烦烦）等缺缺点，已已越来越越不能满满足现代代公路建建设的需需要， 遵照测测绘法的的有关规规定，大大中型建建设工程程项目的的坐标系系统应与与国家坐坐标系统统一致或或与国家家坐标系系统相联联系，故故公路工工程一般般用光电电导线或或 GPPS 测测量方法法建立线线路统一一坐标系系，根据据控制点点坐标和和中边桩桩坐标，用用“极坐坐标法”测测设出各各中边桩桩。如何何根据设设计的线线路交点点（ JJD ）的的坐标和和曲线元元素，计计算出各各中边桩桩在统一一坐标系系中的坐坐标，是是本文要要探讨的的问题。 （二）中中桩坐标标计算 任何复复杂的公公路平面面线形都都是由直直线、缓缓和曲线线、圆曲曲线几个

29、个基本线线形单元元组成的的。一般般情况下下在线路路拐弯时时多采用用“完整整对称曲曲线”，所所谓“完完整”指指第一缓缓和曲线线和第二二缓和曲曲线的起起点（ ZH 或 HHZ ）处处的半径径为 ；所所谓“对对称”指指第一缓缓和曲线线长 和和第二缓缓和曲线线长 相相等。但但在山区区高速公公路和互互通立交交匝道线线形设计计中，经经常会出出现“非非完整非非对称曲曲线”。根根据各个个局部坐坐标系与与线路统统一坐标标系的相相互关系系，可将将各个局局部坐标标统一起起来。下下面分别别叙述其其实现过过程。 1、直线线上点的的坐标计计算 如如图 110 aa) bb) 所所示，设设 xooy 为为线路统统一坐标标系

30、， x-ZH-y 为缓和和曲线按按切线支支距法建建立的局局部坐标标系，则则 JDDi-11JDDi 直直线段上上任一中中桩 PP 的坐坐标为： （ 1 ） 式（ 1 ）中中（ , ）为为交点 JDii-1 的设计计坐标； ， 分别为为 P 点、 JDii-1 点的设设计里程程； 为为 JDD i-1 JD i 坐坐标方位位角，可可由坐标标反算而而得。 曲曲线起点点（ZHH 或 ZY），曲曲线终点点（HZZ 或 YZ）均均是直线线上点，其其坐标可可按式（11）来计计算。 22、完整整曲线上上点的坐坐标计算算 如图图 100 a ) ，某某公路曲曲线由完完整的第第一缓和和曲线 、半径径为 RR 的

31、圆圆曲线、完完整的第第二缓和和曲线 组成。 （1）第一一缓和曲曲线及圆圆曲线上上点的坐坐标计算算 当 K 点点位于第第一缓和和曲线（ ZHHY ）上，按按切线支支距法公公式有： （ 2 ） 当 K 点点位于圆圆曲线（ HYYH ）上，有有 ： （ 3 ）其中有： （ 44 ） 式（ 2 ）（ 3 ）（ 4 ）中中， 为为切线角角； 为为 K 点至 ZH i 点点的设计计里程之之差，即即曲线长长； RR 、 、 、 p 、 q 为为常量，分分别表示示圆曲线线半径，第第一缓和和曲线长长、缓和和曲线角角（ ）、内内移值（ ）、切切线增值值（ ）。 再由由坐标系系变换公公式可得得： （ 5 ） 式（

32、5 ）中中 f 为符号号函数，右右转取“ + ”，左左转取“ - ”（见见图 11 b ）。图 10 a）直直线第一一缓和曲曲线圆曲曲线段点点坐标计计算（右右转） 图 110 bb）直线线第一缓缓和曲线线圆曲线线段点坐坐标计算算（左转转） （2）第二二缓和曲曲线上点点的坐标标计算 如如图 112 所所示，当当 M 点位于于第二缓缓和曲线线（ YYHHHZ ）上上，有： （ 6 ） 式（ 6 ）中中， ，为为 M 点至 HZ 点的曲曲线长； R 为圆曲曲线半径径， 为为第二缓缓和曲线线长。 再再由坐标标系变换换公式可可得： （ 7 ） 式（ 7 ）中中 f 为符号号函数，线线路右转转时取“ -

33、”，左左转取“ + ”。 （3）单圆曲线（ZYYZ）上点的坐标计算 单圆曲线可看作是带缓和曲线圆曲线的特例，即缓和曲线段长为零。令式（ 3 ）（ 4 ）中内移值 p 、切线增长 q 、第一缓和曲线长 、缓和曲线角 为零，计算出单圆曲线上各点的局部坐标后，由式（ 5 ）可得 ZYYZ 上各点的统一坐标。 图 112 第第二缓和和曲线段段点坐标标计算（右右转） 图 113 非非完整缓缓和曲线线段点坐坐标计算算（右转转） 3、非完完整曲线线上点的的坐标计计算 如图图 133 所示示，设非非完整缓缓和曲线线起点 Q 的的坐标为为（ , ），桩桩号 ，曲曲率半径径 ，切切线沿前前进方向向的坐标标方位角角

34、为 ；其终点点 Z 的桩号号 ，曲曲率半径径 ，则则 Z 点至 Q 点点曲线长长 。若若 ，则该该曲线可可看成是是曲率半半径由 到到 的缓缓和曲线线去掉曲曲率半径径由 到 后的剩剩余部分分。设 N 点点为该曲曲线上一一点， N 点点至 QQ 点的的曲线长长为 ； O 为对应应完整缓缓和曲线线的起点点， QQ 点至至 O 点的曲曲线长为为 ，则则由回旋旋型缓和和曲线上上任一点点曲率半半径与曲曲线长成成正比的的性质，有有： 得： （ 88 ） 设 ，则由由缓和曲曲线的切切线角公公式及偏偏角法计计算公式式知： （ 9 ） （ 10 ） （ 11 ） 由图 13 知： （ 12 ） 则直线 QO 的坐

35、标方位角为： （ 13 ） O点切线方向 轴的坐标方位角 为： （ 14 ） 式（ 13 ）（ 14 ）中， f 为符号函数，线路右转时，取“ - ”；线路左转时，取“ + ”。 故 O 点坐标（ ）为： （ 15 ） 将式（114）、（115）代代入坐标标平移旋旋转公式式，得任任一点 N 的的坐标为为： （ 16 ） 式（ 16 ）中，（ ， ）按按式（ 2 ）计计算，代代入时 用（ ）替代代； ff 为符符号函数数，右转转取“ + ”左左转取“ - ”。（三）边桩坐标计算 有了中桩坐标（ x,y ）及其至左、右边桩的距离 d L 、 d R 后，计算出中桩至左、右边桩的坐标方位角 AZ-L

36、 、 AZ-R ，则由式（ 17 ）、（ 18 ）得左、右边桩坐标（ , ）、（ , ）。 （ 17 ） （ 18 ） 1、直直线上点点 AZZ-L 、 AZZ-R 的计算算 从图图 100 a ） bb ）知知： （ 119 ） 2、第第一缓和和曲线及及圆曲线线段点 AZ-L 、 AZ-R 的的计算 如如图 110 aa ） b ）所所示，有有： （ 20 ） 式（ 20 ）中，当当 K 点位于于第一缓缓和曲线线上， 按式（ 9 ）计计算；当当 K 点位于于圆曲线线段，按按式（ 4 ）计计算。 f 为为符号函函数，右右转取“ + ”，左左转取“ - ”。 3、第二缓和曲线段点AZ-L 、 A

37、Z-R 的计算 如图 12 所示，有： （ 21 ）式（ 21 ）中， 按式 计算； f 为符号号函数，右右转取“ - ”，左左转取“ + ”。（四）算例 如图 13 设某高速公路立交匝道 ( 右转 ) 的非完整缓和曲线段起点 Q 的桩号 K8+249.527 ，曲率半径 R Q = 5400m ，切线沿前进方向的坐标方位角 ， 坐标为（ 91412.164 ， 79684.008 ）；终点 Z 桩号 K8+329.527 ，曲率半径 R Z = 1800m 。中桩 K8+309.527 到左、右边桩的距离 d L = 18.75m ， d R = 26.50m ，试计算 K8+309.527

38、 的中、边桩坐标。 1、完整缓和曲线起点 O 的计算 由公式（ 8 ） （ 15 ）计算得： ， ， ， ， ， ， ， 。 2、中桩坐标的计算 由式（ 2 ）（ 14 ）（ 16 ）计算得： m ， m ； 轴的坐标方位角 ； ， 。 3、边桩统一坐标的计算 由式（ 9 ）（ 20 ）得： ， ，式（ 20 ）中 Ai-1-i 即 轴的坐标方位角 。再由式（ 17 ）（ 18 ）得 ， ； ， 。（五）小结 通过坐标转换的方法，在传统测设的各个局部坐标系与线路统一坐标系间建立了纽带，通过编程能实现各个中桩边桩坐标的同步计算。对于复曲线、回头曲线、喇叭形立交、水滴形立交等复杂线形，可将其分解成

39、直线、非完整非对称缓和曲线、圆曲线形式，再按文中的方法进行计算。 用线路统一坐标进行放样，测设灵活方便，不必在实地标定交点（ JD ）位置，这对于交点位于人无法到达的地方（如山峰、深谷、河流、建筑物内），是十分方便的。应用中，以桩号 L 为引数，建立包括中桩、边桩、控制点在内的坐标数据文件。将坐标数据文件导入全站仪或 GPS 接收机，应用坐标放样功能，便可实现中、边桩的同时放样。特别是 GPS 的 RTK 技术出现后，无需点间通视，大大提高了坐标放样的工作效率，可基本达到中、边桩放样的自动化。第三章 建筑施工点位坐标计算及放样方法 一、平面坐标系间的坐标转换公式 如图图 144 ，设设有平面面

40、坐标系系 xooy 和和 xoyy （左左手系 xx 、 x 轴正向向顺时针针旋转 90为 yy 、 y 轴正向向）； x 轴轴与 xx 轴轴间的夹夹角为（ xx 轴正正向顺时时针旋转转至 xx 轴轴正向，范围： 0 3360）。设设 o 点在在 xooy 坐坐标系中中的坐标标为（ xo,yoo ），则则任一点点 P 在 xxoy 坐标系系中的坐坐标（ x,yy ）与与其在 xooy 坐标标系中的的坐标（ x,y ）的关关系式为为： 在建筑筑施工中中，上面面的平面面坐标系系 xooy 一一般多为为城市坐坐标系，平平面坐标标系 xxoy 一般多多为建筑筑施工坐坐标系 AOBB ；若若 xooy

41、、 xooy 均为为左手系系，则用用上式进进行转换换；但有有时建筑筑施工坐坐标系 AOBB 会出出现右手手系 x （ A ）轴轴正向逆逆时针旋旋转 990为为 y （ B ）轴轴正向。此此时，应应注意上上面的计计算公式式变为：二、建筑基基线测设设及角桩桩定位 如如图 115 ，选选择 1100mm 35mm 的一一个开阔阔场地作作为实验验场地， 先在地地面上定定出水平平距离为为 555.8668m 的两点点，将其其定义为为城建局局提供的的已知导导线点 A5 、 AA6 ，其其中 AA5 同同时兼作作水准点点。 图 15 基线测测设及角角桩定位位图1、“ T ”形形建筑基基线的测测设 （11）根

42、据据建筑基基线 MM、O、NN、P 四点的的设计坐坐标和导导线点 A5 、 AA6 坐坐标，用用极坐标标法进行行测设，并并打上木木桩。已已知各点点在城市市坐标系系中的坐坐标如下下： A55(20002.2266,10006.7811,200.277) ， A6(20004.7716,10662.5593) ， M(119988.0990,9996.8155) ， O(119966.2775,110422.7226) ， NN(19994.4100,10089.9044) ， P(119733.0885,110411.8008) 。（2）测测量改正正后的 MOON ，要要求其与与 1880之之差

43、不得得超过 ，再丈丈量 MMO 、 ON 距离，使使其与设设计值之之差的相相对误差差不得大大于 11/1000000 。（33）在 O 点点用正倒倒镜分中中法，拨拨角 990，并并放样距距离 OOP ，在在木桩上上定出 P 点点的位置置。（4）测测量 POMM ，要要求其与与 900之差差不得超超过 ，再再丈量 OP 距离，与与设计值值之差的的相对误误差不得得大于 1/1100000 。2、根据导线进行建筑物的定位 设图中 NOP 构成的是建筑施工坐标系 AOB ，并设待建建筑物 F2 在以 O 点原点的建筑施工坐标系 AOB 中的坐标分别为 1# （ 3 ， 2 ）、 2# （ 3 ， 17

44、 ）、 3# （ 23 ， 17 ）、 4# （ 23 ， 2 ），且已知建筑坐标系原点 O 在城市坐标系中的坐标为 O （ 1996.275 ， 1042.726 ）， OA 轴的坐标方位角为 ， 试计算出 1# 、 2# 、 3# 、 4# 点在城市坐标系中的坐标，并在在 A6 测站，后视 A5 ，用极坐标法放样出 F2 的 1# 、 2# 、 3# 、 4# 四个角桩。并以 A5 高程（ 20.47m ）为起算数据，用全站仪测出 F2 的 1# 、 2# 、 3# 、 4# 四个角桩的填挖深度。（ F2 的地坪高程为 20.50m ）。 参考答案： F2 的 4 个角桩的设计坐标分别如下

45、：1#（ 1994.158,1045.644 ）、 2#（ 1979.170,1045.051 ）、 3#（ 1978.378,1065.035 ）、 4# （ 1993.366,1065.629 ）检查 12 个角桩的水平角与 90 的差是否小于 ，距离与设计值之差的相对误差不得大于 1/3000 。3、根据建筑基线进行建筑物的定位 * 根据图中的待建建筑物 F1 与建筑基线的关系，利用建筑基线，用直角坐标法放样出 F1 的 1# 、 2# 、 3# 、 4# 四个角桩。检查 12 个角桩的水平角与 90的差是否小于 ，距离与设计值之差的相对误差不得大于 1/3000。三、圆曲线中桩测设的局

46、部极坐标法 如图 16 所示，用局部极坐标法测设圆曲线中桩的方法是： （1）以圆曲线起点 ZY 为原点，切线指向交点 JD 为 x 轴正向，再顺时针旋转 90为 y 轴正向，建立切线支距法坐标系。 （2）用切线支距法同样的方法求出各中桩 P 在该坐标系中的坐标。（ 注意 y 坐标的正负符号。 ） 其中有： （33）在 ZY 点架仪仪，输入入测站点点坐标（ 0 ， 0 ），后后视 xx 轴正正向，输输入方位位角 ，测测出一任任意点 ZD 在该坐坐标系中中的坐标标。 （44）在 ZD 点设站站，后视视 ZYY 点，根根据各中中桩 PP 的坐坐标用全全站仪坐坐标放样样功能，放放样出各各中桩。若若使用

47、经经纬仪，则则可先用用坐标反反算公式式，求出出 P 点至 ZD 点的距距离 DD 及转转角 （方方位角之之差），再再进行拨拨角、量量边。第四章 CCASIIO FFX-448000P 程程序一、缓缓和曲线线切线支支距法程程序 1、程序序名： HUAAN QQIE （缓切切） 2、用途途 该程程序是“完完整对称称带缓和和曲线的的圆曲线线”的切切线支距距法详细细测设坐坐标计算算程序。 3、程序数学模型 按切线支距法建立的缓和曲线局部坐标系。即以曲线起点或终点为坐标原点，切线方向为 X 轴正向，圆心方向为 Y 轴正向。 4、程序清单 A “ ZH ”： R ： S “ LS ”： Lbl 1 L ，

48、 B ： Lbl 2 C=Abs(L-A) ： D=RS ： X=C-C5 40D 2 +C9 3456D4-C13 599040D6+C17 17542600D8 Y=C3 6D-C7 336D3+C11 42240D5-C15 9676800D7+C19 3530097000D9 Goto 1 Lbl 3 E=180(Abs(L-A)-S) R +180S (2 R) ： P=S 2 24 R-S4 2688 R3 ：Q=S 2-S3 240 R 2 X=RsinE+Q Y=R-RcosE+P Goto 1 5、程序说明 ZH ZH 点桩号（里程）； R 圆曲线半径； LS 缓和曲线长；

49、L 待测设桩的桩号（里程）； B 当待测设中桩位于缓和曲线段，则输入“ 1 ” ，当待测设中桩位于圆曲线段，则输入“ 1 ” 以外的数值。 X 切线支距法的 X 值； Y 切线支距法的 Y 值。二、平面坐标转换程序 1、程序名： ZHUAN HUAN （转换） 2、用途 该程序是“两平面坐标系间坐标转换”的计算程序。 3、程序数学模型 根据图 14 的平面坐标系间坐标转换的平移旋转公式，进行计算，即有公式： 4、程序清单： C“X0”： E“Y0”：D“ANGLE”： F“SIGN” Lbl 0 A ， B F 1 A=A ： B=-B X=C+AcosD-BsinD Y=E+BcosD+As

50、inD Goto 0 5、程序说明： X0 ，Y0 施工坐标系（ A-O-B ）的原点 O 在统一坐标系（ x-o-y ）中的坐标。 ANGLE 为统一坐标系的 x 轴顺时针旋转至施工坐标系的 A 轴的角值。 SIGN 为符号函数，若输入“ 1 ” 时，则表明 x-o-y 为左手系，且 A-O-B 也为左手系；若输入“ 1 ” 之外值，则表明 x-o-y 为左手系，而 A-O-B 为右手系。 A ， B 某点在施工坐标系中的纵、横坐标。 X ， Y 该点在相应统一坐标系中的纵、横坐标。第五章 理理论与实实操习题题集 一一、理论论习题 说说明：请请路桥类类学生完完成第 1 、 4 题题，请建建工

51、类学学生完成成第 22 、 3 、 4 题题。 11、在左左转的带带缓和曲曲线的圆圆曲线中中桩测设设中，设设起点 ZH 桩号为为 K55+2119.663 ，其其坐标为为（ 3315774.1163,625571.4466 ），其其切线方方位角为为 ，缓缓和曲线线长为 1200m ，圆圆曲线的的半径为为 10000mm ，试试计算： （1）直直线上中中桩 KK5+1160 、 KK5+1180 、 KK5+2200 的坐标标。 （22）缓和和曲线上上中桩 K5+2600 、 K5+2800 、 K5+3000 的坐坐标。 （33）圆曲曲线上中中桩 KK5+3340 、 KK5+3360 、 K

52、K5+3380 的坐标标。 （44）若将将题目的的“左转转”改为为“右转转”，试试计算直直线上中中桩 KK5+1180 、缓和和曲线上上中桩 K5+3000 、圆圆曲线上上中桩 K5+3400 的坐坐标。部部分参考考答案： 左转转时，有有： K55+1880 ： x=315551.2599 ， y=6626003.7787 KK5+3300 ： xx=880.33641178553 ， y=0.77209986117677 ， x=3316220.0020 ， yy=6225055.4446 。 K5+340 ： x=120.3261366 ， y=2.421637931 ， x=31641.

53、728 ， y=62471.850 。 2、如图 16 ，已知单圆曲线的半径 R= 300m ，交点的里程为 K3+182.76 ，转角 ，试计算出里程为 K3+120 、 K3+130 、 K3+140 三个中桩的切线支距法坐标。 3、完成此教材 P26-P27 的“ 建筑基线测设及角桩定位”中角桩的坐标计算及实地测设方法。 4、用 CASIO fx-4800P 或 CASIO fx-4500PA 编程计算器编制程序，使其实现以上计算功能。二、实操习题 1、 输入棱镜常数 PSM 为 -30mm ，气温 T 为 35C ，气压 P 为 760mmHg 。 2、将倾斜改正的 X 、 Y 均打开。 3、将竖盘读数 V 的显示由目前的“望远镜水平时盘左为 90” 改为“望远镜水平时盘左为 0” （即显示的 V