教学目标:掌握曲线坐标计算公式,掌握坐标变换的公式和测设数据计算的方法以及测设方法。
重点难点:曲线点坐标计算,曲线点在两种坐标系中的坐标变换,测设数据计算
5—5 曲线详细测设的直角坐标法(自学)
5—6 任意点极坐标法测设曲线
任意点极坐标法测设曲线的原理
优点:设站灵活,不受地形条件限制,主点和曲线细部点可同时测设。
关键:统一直角坐标系下的控制点、曲线点直角坐标的计算以及测设数据的计算。
原理:
首先计算曲线点A在ZH-xy坐标系中的坐标(x,y),通过坐标变换计算出其在O-XY坐标系中的坐标(X,Y),当已知控制点M、N在O-XY坐标系中的坐标时,即可用坐标反算的方法计算出MN的坐标方位角以及MA的坐标方位角αMA及其水平距离dMA ,将仪器安置在M点后视N点,设置度盘读数为αMN,然后转动照准部,当度盘读数为αMA时得到MA的方向,在此方向上测设水平距离dMA,就可以测设出曲线点A。
坐标计算
坐标系的建立主要取决于控制点的情况。如果控制点是为测设曲线而布设的,则坐标系一般采用ZH—XY坐标系统;如果控制点是既有控制点,则控制点所在的坐标系就是统一坐标系,即既有坐标系统。
ZH—X Y测量坐标系下曲线点坐标计算
ZH~HY段曲线点的坐标根据缓和曲线方程计算:
当曲线右偏时yA 坐标为正,左偏时yA 坐标为负。
HY~YH段曲线点的坐标为:
式中,曲线右偏时yB 坐标为正,左偏时yB坐标为负。
YH~HZ段曲线点在以HZ点为原点,以HZ点切线为X轴,交点至HZ方向为正向的测量坐标系(HZ—X'Y' )下的坐标为
式中,lC为C点到缓和曲线起点的曲线长;按里程增加方向,当曲线右偏时y'C 坐标为正,左偏时y'C坐标为负。
根据坐标平移、旋转公式,将YH~HZ段曲线点的坐标换算到ZH—XY坐标系下,为
式中,γ为两坐标系X轴间的夹角,其与线路转向角的关系是:γ=(Z 或γ= -(Y ;xHZ、yHZ 为HZ点在ZH—XY下的坐标,且为
既有坐标系下曲线点坐标计算
既有坐标系下曲线点坐标计算分两步:第一步是按前述方法计算出整条曲线在ZH—XY坐标系下的坐标;第二步是根据ZH—XY坐标系与既有坐标系之间的关系,应用坐标平移、旋转公式,将坐标转换到既有坐标系O—XY下。
控制点的坐标计算
若控制点为既有控制点,则其坐标为既有坐标;若控制点是专为测设曲线而建立的,则应测算其坐标。
测设数据计算
根据坐标反算的基本公式计算测设数据: