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极坐标法线路测设

极坐标法线路测设
极坐标法线路测设

目录

摘要 (ⅰ)

Abstract (ⅱ)

1 绪论 (4)

2 线路测量的理论与方法 (5)

2.1地形图上选线(踏勘) (5)

2.2测绘带状地形图(初测) (5)

2.3设计路线中线(定线) (6)

2.3.1 纸上定线 (6)

2.3.2 现场定线 (7)

2.4放线、中线测量、测纵断面图(定测) (7)

2.4.1 放线 (7)

2.4.2 中线测量 (7)

2.4.3 纵断面高程测量 (8)

2.4.4 横断面测量 (8)

2.4.5 路基设计 (8)

3 曲线测设 (9)

3.1极坐标法 (9)

3.2坐标正算与坐标反算 (11)

3.2.1 坐标正算公式 (11)

3.2.2 坐标反算公式 (11)

3.3曲线的种类 (12)

3.4圆曲线要素及应用公式 (12)

3.4.1 线上点线名称 (12)

3.4.2 曲线的放样步骤 (13)

3.4.3 圆曲线要素计算 (13)

3.4.4 圆曲线主点里程的计算 (13)

3.4.5 圆曲线主点的放样 (13)

3.4.6 圆曲线的详细放样 (14)

3.5有缓和曲线的圆曲线要素及其应用公式 (15)

4 中线坐标的模型及理论 (18)

4.1现在介绍缓和曲线部分的中线点放样方法 (18)

4.2有缓和曲线的圆曲线上中线点的放样方法 (19)

5 程序使用说明及实例 (19)

5.1程序使用说明 (20)

5.1.1 程序设计窗体 (20)

5.1.2程序的使用说明 (20)

5.2计算实例 (21)

5.2.1 圆曲线的计算 (21)

5.2.2 带有缓和曲线的圆曲线 (21)

5.3程序代码 (22)

参考文献 (34)

极坐标法线路测设

摘要

由于受地形地物及社会经济发展的要求限制,线路总是不断从一个方向转到另一个方向,所以线路不可能是一条直线,而是由许多直线段和曲线段组合而成。在直线段与曲线段之间用缓和曲线过渡。曲线测设的方法有多种,常见的有偏角法及切线支距法。此外,还有弦线支距法、弦线偏角法、正矢法及割线法等,在测距技术与电子计算机广泛应用的情况下,以极坐标法,尤其是在电子速测仪配合下的极坐标法放样曲线更具其优越性。本文介绍了线路测量的一般理与方法,圆曲线、缓和曲线主点要素的基本概念及其计算方法,计算线路中线坐标的数学模型及计算理论。因为加密曲线桩是放样曲线的一个重点工作内容,本文编制了计算中线点里程、直角坐标、极坐标的计算程序,并提出了利用全站仪的坐标放样功能结合极坐标法方便的测设中线点的原理和方法。

关键词:极坐标法、道路曲线、测设、曲线要素、中线点

1 绪论

公路、铁路、运河和输电路、输油管等统称为线路工程。它们在勘测设计方面有不少共性。

线路在勘测设计阶段的测量工作,称为线路测量。这种工作是为线路设计收集一切必要的地形资料。线路设计除了地形资料以外,还必须考虑线路所经地区的工程地质、水文地质以及经济等方面的问题,所以线路设计一般分阶段进行,其勘测工作也要分阶段进行。

公路勘测分为踏勘和详细测量两个阶段。公路踏勘主要是了解线路所经地区的自然地理条件(包括地形、土壤、地质、水文以及气象等情况),选择线路的大致位置,为初步设计收集资料。公路详细测量是全面深入地研究线路的各项情况,精确地测定线路的长度和位置,为编制施工图收集资料。

架空送电线路的测量,一般概括为两个大的阶段,即踏勘和终勘定位。踏勘主要是为室内选线收集资料,这时以调查为主,只是对于特殊地段(如跨越河流)才进行平面和断面草图的测绘工作。终勘定位系根据初步设计提出的线路方案,在实地进行选线、定线、测距、高程测量、断面测量以及杆塔定位测量等。

测量与设计紧密相连,但线路工程的测量与设计的关系,比其它工程说来,尤为密切。一条线路的设计是由粗到细逐步完成的,与此相应,测量工作的范围由大到小,工作的内容由粗略到详细,逐渐变化。当决定要修建一条公路,首先要做经济调查和踏勘设计。这包括了解待建路线地区居民点、资源、已有交通网、工农业的分布及发展水平,了解该地区的地形、地质、水文、……等条件。在此基础上决定待建路线要承担的运输量,中间应通过的城镇居民点,以及路线的等级。路线等级将决定路线的一系列技术标准,如路线的最大允许坡度、最小曲率半径等。路线的等级也将决定路线的造价。设计的这一阶段必须利用1∶5万或1∶10万比例尺地形图。目前我国绝大部分地区都有1∶5万比例尺地形图,可以从各省测绘局购用。

与其它工程的设计一样,路线设计的基础是对地形、地质、水文等客观条件有正确、充分的了解。但这样的了解必然是一个由粗到细逐步深化的过程。路线勘测设计先在面上进行,然后到带、最后到线。与此相应测绘人员提供的资料越来越多,图的比例尺越来越大,数据越来越精确。

2 线路测量的理论与方法

2.1 地形图上选线(踏勘)

利用地形图可以快速、全面、宏观地了解该地区的地形条件,地形图也提供一部分地质、水文、植被、居民点分布、交通网分布等信息。因此通常以地形图为主要资料,副之以其它调查材料,如地质图、各种统计资料或实地踏勘资料。在室内选择路线方案,决定路线等级。

在这一设计阶段有时需作实地考察,以收集资料,比较不同方案之优劣,分析方案技术上的先进的性和经济上的合理性等,最后选定一比较合理的方案。实地考察时进行草测,常采用一些简单的器具和方法,例如用罗盘仪定向、步测或车测距离、气压计测高等收集一些地形数据。

2.2 测绘带状地形图(初测)

选定方案以后进行初测。初测的主要工作是沿小比例尺地形图上选定的路线,去实地测绘大比例尺带状地形图(带状地形图比例尺通常为1∶2000,有时也可以选1∶5000。带状地形图的宽度在山区一般为100米,在平坦地区一般为250米)。以便接下去在该带状地形图上进行较精密的纸上定线。即在地形图上确定路线的具体走向。

在有争议的地段,带状地形图应加宽以包括几个方案,或为每个方

案单独测绘一段带状地形图。

2.3 设计路线中线(定线)

有了大比例尺带状地形图后,设计人员作纸上定线。当然设计人员

的作用不仅仅在于定出中线,他们还要考虑站场的布置,桥梁、挡土样

等工程的处理,要从路线的建造以至运行维修加以综合考虑。但对测量

人员说来纸上定线的结果显得特别重要,因为它是下一步测量工作的依

据。

一条路线从起点到终点,中间有一系列必须经过之地点,如城镇、

大河上适宜建桥的地点,翻越山岭时合适的鞍部或隧道,穿过不良地质

地段的适合地方等,这些地点称为线路的控制点。线路控制点在踏勘设

计阶段在小比例尺地形图上顾及地质、经济等因素后选定。这些控制点

选定后路线的走向也基本选定了。然后在相邻控制点之间定线。

定线就是工程技术人员具体设计路线的走向和坡度。即在平面上定

出路线的交点和决定平曲线半径;在纵断面上定出变坡点及设计坡度;

在横断面上根据中心填挖尺寸,考虑边坡开挖是否设挡土墙等。

公路定线方法有纸上定线和现场定线两种:

2.3.1 纸上定线

纸上定线就是在地形图上具体的设计路线的走向和坡度。一般来说

路线在两控制点之间力求平直。如果两相邻控制点间高差太大,使平均

坡度大于线路等级所规定的限制坡度时就得展线。

按照地形图的比例尺(1∶M )及等高线的间距h 先计算与坡度i 相

应的图上平距d :

M

i h d *= 通常这里选的坡度i 要比规范上的限制坡度略小一些。这由线路工

程师顾及多种因素按照规范计算而得。由上式算得d 值后用两脚规按此

d 值,从路线控制点附近的一条等高线出发,展绘到相邻一条等高线上

求得一点,再从新点出发再另一根等高线上又求得一点,如此一直展绘

下去直至到达另一个路线控制点为止。这样就可获得一条折线。称为不

填不挖的路线。然后经过截弯取直以后,把几段长为d 的折线用一些长

直线代替,长直线就作为图上设计的路线直线段的中线,相邻长直线的

转折点称为交点。在相邻长直线之间用曲线连接。这样线路的中线就是

由相间的直线段与曲线段组成。沿中线计算线路上各样特征点的里程。

利用等高线,经内插线路中线上一系列点的高程后绘制纵断面图。在纵断面图上设计线路坡度。并计算线路的工程量和费用。这样利用地形图就把一个路线方案选出来了。

2.3.2 现场定线

我国公路定线中长采用现场定线的方法,即根据技术标准,结合实地地形、地质等条件,由有经验的线路工程师利用测杆、水准、量角圆盘等简单仪具,直接选定路线中线的交点以确定路线中线位置。这种发放虽然简单直观,但需具有实践经验的专门工程技术人员才能做好。如遇复杂地形、现场定线困难时,最好还是先测图,然后纸上定线。

2.4 放线、中线测量、测纵断面图(定测)

这一步的测量工作主要有两个内容,一是把设计在图上的中线实地标出来。即实地放样。二是沿实地标出的中线测绘纵断面图。这一阶段测量工作称为定测。显然实测的纵断面图比纸上定线时利用地形图绘出的纵断面图精确的多。设计人员利用实测纵断面图设计路线的坡度,同时进一步确定桥梁的高度等工程设施的一些参数,并精确计算工程量。

实测时实地设置的标桩可作为日后施工的依据。

2.4.1 放线

放线就是将批准了的初步设计的中线移设于实地上的测量工作,也称定线测量。

上面讲到的设计的中线仅仅是在带状地形图上图解设计的中线,并不是解析设计的数据。因此放样所需的数据要从带状地形图上量取。

放线的方法主要有穿线放线法和拨角放线法,这里就不做详细介绍了。

2.4.2 中线测量

中线测量的具体内容在与沿路线中线量距,同时在实地打一系列桩标。并在路线转向处放样曲线。

关于设置桩标。规范规定:沿中线每百米处设百米桩,在地面坡度改变处、中线与其它重要地物(如已有道路、河流、输电线路等)相交的地方要加设标桩。当然在路线本身的一些特征点如曲线的起点、终点等地方也须设桩。所有标桩从路线起点开始统一计算里程,里程具有决定标桩名称的作用;计算土方时可以用里程差求得两横断面间的距离。打桩的同时要绘制沿线的平面草图。由于有各桩里程的帮助,所以草图

也就比较准确。

2.4.3 纵断面高程测量

一般用水准测量的方法测量中线上各个桩的高程。水准测量应该附合于沿线的水准点以作必要的检核。通常在转点处读至毫米以减少误差的积累,中视读数取到厘米。各桩的高程和它们的里程是绘制路线纵断面图的基本资料。

根据实测资料绘制的路线纵断面图,其横向比例尺(里程)通常与带状地形图的比例尺相同,而纵向比例尺(高程)常比横向比例尺大5—10倍,以使地面起伏更为醒目。

2.4.4 横断面测量

横断面测量的主要目的在于绘制横断面图以供路基设计用。在全部中线上(直线段和曲线段)百米桩、加桩处都要测绘横断面。

测绘横断面工作在于:

⑴、定出横断面方向;

⑵、测量横断面上地形起伏点与中线点之高差;

⑶、测量这些点至中线的距离;

⑷、绘制横断面图。

测量横断面精度要求不高,但工作量大。绘制横断面时通常纵横比例尺相同。

2.4.5 路基设计

在纵断面图上设计人员设计诸线段的坡度,根据坡度可以依次推算任何一个桩点处的设计高程(在纵断面图上它习惯用红色表示,所以也成为红色高程)。相应地每个桩点有其地面高程(或称黑色高程)。两者之差得施工高度。

施工高度=红色高程—黑色高程

按正负号分为挖深或填高。

路基断面由路面宽、边坡的坡度和路堑处排水沟的底宽等参数组成。路基断面设计好后,可以用塑料板预制成模板。对于某一个横断面说来,有了施工高度后,就可以把设计横断面套在实测横断面上相应高度处,用红线画出。这一工作专业人员称之为戴帽子。实测横断面线与设计断面线之间所围的面积就是待施工(挖去或填上)的面积。

利用横断面图可以求得施工面积。

3 曲线测设

就铁路、公路线路而言,由于受地形地物及社会经济发展的要求限制,线路总是不断从一个方向转到另一个方向,这时,为了使车辆平稳、安全地运行,必须用曲线连接。这种在平面内连接不同线路方向的曲线,称为平面曲线。线路的纵断面是由不同的坡度连接的,当两相邻的坡度值的代数差超过一定值时,在变坡点处,必须用曲线连接。这种在竖面上连接不同坡度的曲线,称为竖曲线。在公路曲线测设中,还有一种用以连接不同平面上的曲线,这是立交曲线。该曲线由高度为h1的平面均匀上升到高度为h2的平面。

平面曲线按其半径的不同分为圆曲线和缓和曲线。圆曲线上任意一点的曲率半径处处相等;缓和曲线上任意一点的曲率半径处处在变化。当缓和曲线作为直线和圆曲线之间的介曲线时,其半径变化范围自∞至圆曲线半径;若用以连接半径为R1与R2的圆曲线时,缓和曲线的半径便自R1向R2过渡。

一般的地方支线及厂、矿专用线可只用圆曲线连接;铁路干线上的圆曲线两端都要用缓和曲线与直线相连。

曲线测设的方法有多种,常见的有偏角法及切线支距法。此外,还有弦线支距法、弦线偏角法、正矢法及割线法等。在测距技术与电子计算机广泛应用的情况下,以极坐标法,尤其是在电子速测仪配合下的极坐标法放样曲线更具其优越性。

3.1 极坐标法

极坐标法:就是根据一个角和一段距离从一个控制点上标定其他点位的一种方法;也就是在一个已知的控制点和另一个已知通视的控制点,由两个已知控制点坐标和欲放点的设计坐标,算出由控制点到该点的方向和距离,即放样元素。

如图所示:A、B为已知控制点,

P为欲放勘探点,那么:

A

B A B

A P A P x x y y x x y y AB

AP -----=-=arctan arctan ααβ 22)()(A P A P y y x x S -+-=

由于tan 函数计算方位角时要依据Y ?和X ?的符号来确定方位角,

可用下式先解算AB α'

A

B A B AB x x y y --='arctan α=x y ??arctan 由x ?、y ?的符号来确定方位角:

β、S 为勘探点放样元素,所以每个勘探点只要算出β、S 即可放

样。

放样的具体方法是:将全站仪安置在A 点上,瞄准B 点,度盘置零,

按水平角β数值转动仪器照准部,此时望远镜的视准轴方向即为AP 方

向,然后从A 点开始沿AP 方向丈量距离S ,即得P 点位置。

极坐标法放点法对场地的通视条件要求较高,在放点时要做好通视

条件,放点时要反复进行,直到达到允许偏差范围之内为止。放样的勘

探点位置要钉上一个木桩,并用油漆写上勘探点的相应的编号,这样整

个放点工作就完成了。

虽然放样元素的计算和实地放样的操作都很简单,考虑到放样的责

任十分重大,不允许出错,所以必须采取措施进行校核。

㈠、要仔细校核控制点的坐标与设计点的坐标有否搞错,这工作必

须由两人分别独立进行,然后对照。

㈡、尽可能用不同的计算工具,不同的计算公式进行计算。在求方

向角α时要仔细判断象限。计算器是按弧度进行计算的,而我国习惯于

用?360制。不同的计算器有不同的制式换算方法,很容易因疏忽而造成

错误。

㈢、对算和逆运算。由两人分别独立计算称为对算。把算得的值作

为已知数据,把原来的已知数据作为待定值进行计算称为逆运算。对算

和逆算都是有效的校核手段。

由同一个人,用同样的计算工具,按同样的计算公式和同样的步骤

再算一次称为复算,经验证明复算时常会犯算一样的错误,因此复算并

不是有效的较核方法。

㈣、按比例画略图有助于发现内外业的粗错,是实际工作中很重要

的检核措施。略图一定要按比例绘制才有作用。

㈤、用多余观测进行校核。如放样了一个点后,用它与其他点之间

的几何关系进行校核。

极坐标法放样在各种工程建设中都可以应用,但大多用来放样建筑

物的少许特征点。

3.2 坐标正算与坐标反算

3.2.1 坐标正算公式

以知边长和方位角,由已知点推算待定点的坐标称为坐标正算。已

知A 点的坐标为A x ,A y ,和A 至待定点P 的边长AP D (平距)和方位

角AP α,则P 点坐标可表达为下面的关系:

AP AP A P D x x αcos +=

AP AP A P D y y αsin +=

3.2.2 坐标反算公式

已知相邻两点的坐标,反算边长和方位角称为坐标反算。

AP

AP A P A P AP x y x x y y ??=--=arctan arctan α 22AP AP AP y x D ?+?=;

3.3 曲线的种类

圆曲线:具有单一半径的曲线。

复曲线:由两个或两个以上同向的单曲线连接而成的曲线。

反向曲线:由两个方向不同的曲线连接而成的曲线。

缓和曲线:在圆曲线和直线之间设置的一段过渡曲线,它的曲率半径由无穷大渐变至R(圆曲线的半径)

3.4 圆曲线要素及应用公式

圆曲线又称单圆曲线。圆曲线测设通常分两步进行。首先测设曲线上起控制作用的点子,称为主要点测设;然后根据主要点加密曲线其它的点子,称为曲线详细测设。在实地测设之前,必须进行曲线要素及主要点的里程计算。

3.4.1 线上点线名称

JD:路线转角点,称交点;

ZY:圆曲线起点,称直圆点;

YZ:圆曲线终点,称圆直点;

QZ:圆曲线中点,称曲中;

ZY、YZ、QZ三点总称为圆曲线的主点;

T:切线长;

L:曲线长;

E:外失距;

q:切曲差;

T、L、E三者总称为圆曲线的要素;

α:路线的转角;

R :圆曲线半径;

β:路线的转折角,我国公路界习惯测右角;

3.4.2 曲线的放样步骤

⑴:实测路线的右角β;

⑵:由右角计算路线的转角α;

右转时:βα-?=180右 左转时:?-=180βα左

⑶:根据转角α和半径R ,计算圆曲线要素T 、L 、E ;

⑷:根据交点JD 的里程和曲线要素,计算圆曲线主点里程;

⑸:放样圆曲线主点;

⑹:详细放样圆曲线;

3.4.3 圆曲线要素计算

圆曲线要素按下列公式计算:

2

t a n α?=R T R L ??

∏=α180 )12

(s e c -=αR E q=2T-L

3.4.4 圆曲线主点里程的计算

圆曲线的起、终、中点称为曲线的主点。放样曲线时,先定出主

点,然后在详细放样曲线上的其他点。

曲线主点里程根据该曲线交点里程计算求得:即

ZY 里程=JD 里程—切线长T

YZ 里程=ZY 里程+曲线长L

QZ 里程=YZ 里程—2L

校核:JD 里程=QZ 里程+2q

3.4.5 圆曲线主点的放样

将仪器置于JD 点,按路线后视方向定向,从JD 沿切线方向量取

T 长,得起点ZY ,由ZY 丈量到直线上最后一个中桩的距离,它应等

于两桩里程之差。校核无误后打桩。

按路线前视方向定向,沿方向线从JD 量取T 长,得YZ ,打下YZ

桩。平分β角,沿分角线从JD 量取E 长,得QZ 点,打下QZ 桩。

当转角α很小时,在实地作业时容易搞错,这时宜按下列规则放样:

?180〈右β QZ 在交点JD 的右侧,

?180〉右β QZ 在交点JD 的左侧。

3.4.6 圆曲线的详细放样

圆曲线,仅有三个主点表示还不够,必须用更多的点才能确切表示它在地面上的位置,详细放样就是在曲线上加测一些桩位。

切线支距法(直角坐标法)

切线支距法是以曲线起点ZY (或终点YZ )为坐标原点,起切线为

x 轴、过ZY (或YZ )的半径为y 轴的直角坐标系统。利用曲线上各点在此坐标系统中的坐标,便可采用直角坐标法测设曲线。其作法是在地面上沿切线方向自ZY (或YZ )量出i x ,在其垂直方向量取i y ,便可得曲线上的i 点。本文主要用该法顶圆曲线上任意一点的直角坐标,然后根据测站坐标可以将其换算成极坐标。

现在,问题的关键是如何由曲线上任意一点i 的曲线上i l 及半径R

来确定i 点的坐标i x 与i y ,即参数方程的建立。

曲线上任意一点的坐标为:

i i R x αsin ?=

)cos 1(i i R y α-= 以R

l i i =α代上式并用级数展开,可得圆曲线的参数方程式:

45231206R

l R l l x i i i i +-= 5

6342720242R l R l R l y i i i i +-= 根据R 与i 点曲线上i l 代入上式即得i 点坐标。

3.5 有缓和曲线的圆曲线要素及其应用公式

这里我们只对在直线与圆曲线间嵌入缓和曲线的情况进行讨

论。

当圆曲线两端加入缓和曲线后,圆曲线应内移一端距离,方能

使缓和曲线和直线衔接。而内移圆曲线,可采用移动圆心或缩短半

径的方法实现。我国在铁路、公路的曲线测设中,一般采用内移圆

心的方法。若圆曲线的圆心1O 沿着圆心角的平分线内移至2O (此时2sec 21α?=P O O ,R l P 242

0=),圆曲线的两端就可以插入缓和曲线,把圆曲线与直线平顺地连接起来。如下图所示:

具有缓和曲线的圆曲线,其主要点为:

ZH (直缓点):直线与缓和曲线的连接点;

HY (缓圆点):缓和曲线和圆曲线的连接点;

QZ (曲中点):曲线的中点;

YH (圆缓点):圆曲线和缓和曲线的连接点;

HZ (缓直点):缓和曲线与直线的连接点;

加入缓和曲线后,其曲线要素可以用下列公式求得:

2

tan )(α?++=p R m T 002180

)2(l R L +-?∏=?βα R p R E -+=2sec )(α

L T q -=2

式中α为偏角(线路转向角);

R 为圆曲线半径;

0l 为缓和曲线长度;

m 为加设缓和曲线后使切线增长的距离;

p 为加设缓和曲线后圆曲线相对于切线的内移量;

0β为HY 点(或HY 点)的缓和曲线角度;

其中,m 、p 、0β称为缓和曲线参数,可按下式计算:

ρβ?=R

l 200 23002402R

l l m -= R

l p 2420= 曲线主要点定出后,还要沿着曲线加密曲线桩,才能在地面比较确

切的反映曲线的形状。曲线的详细测设除,就是指测设除主要点以外的一切曲线桩,包括一定距离的加密桩、百米桩及其它加桩。

在圆曲线与直线之间插入长度为0l 的缓和曲线后,原圆曲线及直线

的一部分,被缓和曲线代替,其数量为0l 。

有缓和曲线的圆曲线,一般分为缓和曲线和圆曲线两部分进行讨

论。

以曲线长i l 为参数的缓和曲线方程的最后形式:(这里不在讨论,直

接给出)

20

2540l R l l x i i i -= 0

36Rl l y i i = 对于圆曲线而言,设i 是圆曲线上的任意一点。如图:

从图中看出,i 点的坐标可表示为:

m R x i i +?=αsin

p R y i i +-=)cos 1(α

式中:

00)(180βα+-∏?=l l R

i 若i α以弧度表示,并顾及R

l 200=β,则有

R l l R l R l l i i i 0005.02-=+-=

α 则有:

m R

l l R x i i +-?=)5.0sin(0 p R l l R y i i +?????

???? ??--=05.0cos 1 对上式进行台劳级数展开,略去高次项,化简后得圆曲线以i l 为参

数的方程式:

m R

l l l l x i i i ++---=......6)5.0(5.023

00 p R l l R l l y i i i ++---=......24)5.0(2)5.0(3

4

020 4 中线坐标的模型及理论

本章主要介绍以极坐标法放样有缓和曲线的圆曲线中线点的具体

放样方法:

4.1 现在介绍缓和曲线部分的中线点放样方法

如图:ZH 到HY 之间为缓和曲线段,以过ZH 点的切线为纵轴

X ,垂直切线方向为横轴,建立直角坐标系。

假设以ZH 点为测站,后视X 轴方向,则i 点的坐标方位角就

是i 点的极角,i 点到圆点的距离就为极径S ,然后就可以按级坐

标法放样中线点i 。

这里的关键问题是求i 点的直角坐标,i 点及为在缓和曲线上

按一般规范打下的一系列中桩点(一般为10m 到20m 打一个点),

ZH 的为曲线的主点,主点里程可以由已知条件推算求得。由主点

里程就可以推算出i 点的里程,i 点和ZH 点的里程差及为曲线长i l ,然后根据公式202540l R l l x i i i -=,0

36Rl l y i i =,及可以求出i 点的直角坐标。

在实际工作中,经常遇到不通视的情况,这里就要求换站。

有ZH 测站换到I 测站,I 站的的坐标可以由ZH 站的坐标通过坐标

正算公式求得:

=I x αcos 0?+D x ,αsin 0?+=D y y i

在I 站设站以前一测站为后视方向,放样中线点i 。

4.2 有缓和曲线的圆曲线上中线点的放样方法

HY 为缓圆点、QZ 为圆曲线的中点,在这一段上放样中线点和

缓和曲线上放样中线点的方法基本一致,就不在重叙。假设放样

圆曲线上的中线点i ,圆曲线上i 点的计 根据公式:m R

l l l l x i i i ++---=......6)5.0(5.023

00 p R l l R l l y i i i ++---=......24)5.0(2)5.0(3

4

020 计算。

5 程序使用说明及实例

5.1 程序使用说明

5.1.1 程序设计窗体

5.1.2 程序的使用说明

该程序用来计算曲线的要素,主点的里程、直角坐标、极坐标,曲线上细部点的里程、直角坐标、极坐标。

当只输入曲线半径,偏角,交点里程,放样细部点的间距,则认为是圆曲线,输出圆曲线的要素、主点里程、直角坐标,并每隔一定间距输出细部点的里程、直角坐标。当输入了测站坐标和后视坐标时,

极坐标公式和三角函数万能公式

极坐标与参数方程综合复习 一 基础知识: 1 极坐标),(θρ。逆时针旋转而成的角为正角,顺时针旋转而成的角为负角。 点),(θρP 与点),(1θρ-P 关于极点中心对称。 点),(θρP 与点),(2πθ ρ+-P 是同一个点。 2 直角坐标化为极坐标的公式:.sin ;cos θρθρ==y x 极坐标化为直角坐标的公式:x y y x = +=θρtan ;222 注意:1 πθρ 20,0<≤> 2 注意θ的象限。 3圆锥曲线的极坐标方程的统一形式: 间的距离。 是对应的焦点与准线之是离心率,p e 时表示双曲线。时表示抛物线;时表示椭圆;1110>=<?='>?='为参数) t t y y t x x (sin cos { 00α α +=+=2202000)()()(sin cos {r y y x x r y y r x x =-+-+=+=对应的普通方程为为参数θθθ。轴上的椭圆的参数方程,焦点在这是中心在原点为参数的一个参数方程为椭圆x O b y a x b a b y a x )(sin cos {)0(12222???==>>=+程。轴上的双曲线的参数方,焦点在这是中心在原点为参数,的一个参数方程为,双曲线x O b y a x b a b y a x )2,20(tan sec {)00(122 22π?π????≠<≤==>>=-参数方程。 轴正半轴上的抛物线的,焦点在这是中心在原点为参数)的一个参数方程为抛物线x O t pt y pt x p px y (22{)0(222 ==>=

任意点极坐标法测设曲线

任意点极坐标法测设曲线 随着测距仪、全站仪的普及应用,任意点击坐标法测设曲线,已在生产者中得到了广泛应用。用这种方法的优点是:设站灵活,不受地形条件限制,主点和曲线点可同时测设。但应注意,由于测点彼此独立,应采用一定的方法检核,起点为误差不应大于5cm。 一、任意点极坐标法测设曲线的原理 如图1-1所示,M、N为已知的平面控制点,A 、B、C为待定曲线点,设M、N、A、B、C点在相同坐标系下的坐标均已知,则根据坐标反算可得坐标方位角:αM,N、αM,A、αM,B、αM、C。水平距离D M,A、D M,B、D M,C。测设时,置镜于M点,后视N点定向,定向后视读数配置为αM,N;旋转仪器当平盘读数为αM,A时,于视线方向上测设D M,A,得A 点;用同样方法可测出B、C等点。

1-1任意点极坐标法测设曲线原理 由此可见,任意点极坐标法测设曲线的关键问题是:统一坐标系下控制点、曲线点的坐标计算;测设数据计算。 一、 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;如果控制点是既有控制点(如初测导线点),则控制点所在的坐标系就是统一坐标系,即既有坐标系统。 1. ZH-xy 测量坐标系下曲线点坐标计算 如图1-2所示,以始端缓和曲线ZH 为原点,以ZH 切线为X 轴,且指向交点方向为正向,建立测量中的平面直角坐标系ZH-xy ,则在此坐标系下,ZH-HY 段曲线点的坐标为: 错误!未找到引用源。 式1-1 错误!未找到引用源。 式中,l A 为A 点到缓和曲线起点的曲线长;l o 为缓和曲线长;R 为圆J α

全站仪极坐标放样施工工法

全站仪极坐标放样施工工法 一、前言 全站仪,即全站型电子速测仪。它是随着计算机和电子测距技术的发展,近代电子科技与光学经纬仪结合的新一代既能测角又能测距的仪器,它是在电子经纬仪的基础上增加了电子测距的功能,使得仪器不仅能够测角,而且也能测距,并且测量的距离长、时间短、精度高。全站型电子速测仪是由电子测角、电子测距、电子计算和数据存储单元等组成的三维坐标测量系统,测量结果能自动显示,并能与外围设备交换信息的多功能测量仪器。由于全站型电子速测仪较完善地实现了测量和处理过程的电子化和一体化,所以人们也通常称之为全站型电子速测仪或称全站仪。 随着全站仪的推广和普及,极坐标的放样越来越成为众多放样方法中备受测量人员青睐的一种。全站仪极坐标法放样技术,能准确、方便的进行平面建筑网的控制,测量精度高、速度快、操作简便、安全、实用、不受场地限制、可直接放样,避免了繁琐的计算,值得在工程建设中推广应用。 二、工法特点 1. 实现了全站仪与计算机的双向通讯,测量人员只需要将全站仪瞄准相应目标,点取相应的按钮即可。避免了数据抄记、输入过程中的错误,简化了外业步骤,其数据处理快速准确、测量精度高、节省人工。

2. 能及时得出点位坐标和偏差信息,还可以结合放样点坐标进行反算,随时得出建议、纠正量,不受个人主观影响,便于操作指挥放样工作。 3. 建立了控制点、放样点的数据库,能方便地进行点位坐标以及实测资料的查询、管理,其定方位角快捷。 4. 仪器体积小重量轻,灵活方便,较少受到地形限制,且不易受处界因素的影响。 三、适用范围 1、全站仪极坐标放样施工,适用于各种土建、道桥施工放样,距离测量等;尤其是平面、立面复杂的施工测量,更能体现其优越性。 四、施工工艺 接合我公司在上海龙腾广场工程中运用全站仪极坐标放样施工的经验,我们对全站仪极坐标放样施工工艺作如下阐述: 1、工艺流程 利用AUTOCAD捕捉各控制点坐标→控制点位埋设→仪器安置与定向→控制点测定→坐标计算→测量成果提交→确定测量方法和线路→柱子、墙体、梁等轴线的定位放线→定位放线的质量控制 2、施工过程中应注意的问题 (1)施工准备 按要求,对全站仪等进行检测、校验和标定,使用满足使用规范标准的测量设备,确保工程总体质量、进度。 (2)施工操作 1)在建筑总平面图的电子文件中,先利用CAD捕捉、查询功能将所需要点的坐标自动捕捉下来。

测量学计算题及答案

五、计算题 5.已知某点位于高斯投影6°带第20号带,若该点在该投影带高斯平面直角坐标系中的横坐标y=,写出该点不包含负值且含有带号的横坐标y及该带的中央子午线经度 L。 1.已知某地某点的经度λ=112°47′,试求它所在的6°带与3°的带号及中央子午线的经度是多少 2.根据下表中的观测数据完成四等水准测量各测站的计算。

3.完成下表测回法测角记录的计算。 4.试算置仪器于M点,用极坐标法测设A点所需的数据。

已知300°25′17″,X M =,Y M =,X A =,Y A =,试计 五、计算题 1.某工程距离丈量容许误差为1/100万,试问多大范围内,可以不考虑地球曲率的影响。 2.调整下列闭合水准路线成果,并计算各点高程。 其中:水准点的高程H BM1 = 水准测量成果调整表 测点测站数 高差值 高程 m 备注观测值 m 改正数 mm 调整值m BM 1 N 1 N 2 N 3

N 4 BM 1 ∑ 实测高差∑h= 已知高差=H 终-H 始=0 高差闭合差f h = 容许闭合差f h 容== 一个测站的改正数= 3. 完成下表竖直角测量记录计算。 测站 目 标 竖 盘 位 置 竖盘读数 ° ′ ″ 半测回角值 ° ′ ″ 一测回角值 ° ′ ″ 指标 差 竖盘形式 O M 左 81 18 42 全圆式 顺时针 注记 右 278 41 30 N 左 124 03 30 右 235 56 54 4. 一根名义长为30米的钢尺与标准长度比较得实际长为米,用这根钢尺量得两点间距离为米,求经过尺长改正后的距离。

施工测量方案极坐标法

智能医疗设备研发生产项目 施 工 测 量 方 案 编制人: 审核人: 审批人: 2017年5月27日

目录 第一章编制依据 0 第二章工程概况 0 第三章施工组织及设备配置 0 第四章测量放线基本准则 (1) 第五章测量准备 (1) 第六章平面控制点的布置与施测 (2) 第七章轴线及各控制线的放样 (5) 第八章轴线及高程点放样程序 (13) 第九章施工时的各项限差和质量保证措施 (14) 第十章竣工测量与变形观测 (15) 第十一章质量控制 (16) 第十二章安全管理及安全保护措施 (17)

第一章编制依据 1、智能医疗设备研发生产项目工程施工组织设计 2、智能医疗设备研发生产项目工程施工蓝图、基坑支护设计图 3、《工程测量规范》GB50026-2007 4、《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010 5、江苏溧阳城建集团有限公司质量保证手册及有关程序文件 第二章工程概况 1、工程名称:智能医疗设备研发生产项目 2、工程地点:西安市尚林路以南、草滩六路以西 3、建设单位:西安天隆科技有限公司 4、设计单位:中国城市建设研究院有限公司 5、勘察单位:中国有色金属工业西安勘察设计研究院 6、监理单位:陕西华营工程建设监理有限公司 7、施工单位:江苏溧阳城建集团有限公司 8、工程标高:本工程1#厂房、8#厂房、9#厂房、10#厂房、11#办公楼、12#厂房的±0.000相当于绝对标高分别为375.270、375.350、375.200、374.900、375.200、375.200。本工程所有相对标高均以8#厂房±0.000标高为基准。 9、本工程主体为钢筋混凝土框架结构,约54316.2平方米。其中地下一层(汽车库、设备用房):12513.08m2;1#厂房:7375.48m2;8#厂房:6106.76m2;9#楼:5897.56m2;10#楼:5542.66m2;11#楼:8100.07m2;12#楼:8780.59m2。 建筑楼层:1#厂房地上5层、地下1层;8#厂房地上5层、地下1层;9#厂房地上5层、地下1层;10#厂房地上5层、地下1层;11#办公楼地上6层、地下1层;12#厂房地上6层、地下1层。 建筑高度:1#厂房23.45m;8#厂房23.45m;9#厂房23.45m;10#厂房23.45m;11#办公楼27.95m;12#厂房27.95m。 建筑工程结构安全设计等级:二级,设计使用年限:50年。建筑耐火等级为:一级。屋面防水等级:Ⅱ级。抗震设防烈度:8度,设计基本地震加速度为0.20g。建筑使用功能:1#、8#、9#、10#、12#楼为厂房、11#楼为办公用房,各主楼地下室为设备用房,中心区域为车库。 施工单位进场时,与建设单位坐标和高程控制点已办理交接手续,共二个坐标和黄海高程控制点。位于场地东侧的草滩六路旁,1#点(BM1坐标:X=21917.997、Y=6090.271;高程:374.044m);2#点(BM2坐标:X=21995.614、Y=6052.690;高程:374.089m); 第三章施工组织及设备配置 1、主要仪器的配备情况

《极坐标法测设圆曲线》教学设计(教师用)

《极坐标法测设圆曲线》教学设计(教师用) 授课教师 课程名称 道路线路施工测量 项目2线路中线 学习单元 任务2.2 极坐标法测设圆曲线 学时 讲课4h,实作(课内6h,课外26h) 学习目标 通过案例教学使学生学会极坐标法测设圆曲线的程序、内容及实施;能利用现有的 测量仪器设备组织实施极坐标法测设圆曲线 主要内容描述 线路通常是由直线元、缓和曲线元、圆曲线元组成,本任务主要学习由直线和圆曲线组合的直线-圆曲线-直线的形式的曲线要素计算、主点里程推算、极坐标法测设圆曲线的原理及测设资料的计算。 教学参考资料 ①极坐标法测设圆曲线讲义 ②《工程测量概论》西安地图出版社 李孟山主编 ③《工程测量规范》 ④《铁路工程测量规范》 TB 10101-2009 J961-2009 中国铁道出版社出版 教师具备的能力 ①能熟练操作经纬仪、全站仪; ②能根据设计单位给定的直线、曲线转角表计算圆曲线段逐桩坐标 ③会利用CASIO-5800计算器、EXCEL 表、VB 编写圆曲线逐桩坐标程序; ④熟悉《铁路测量》规范。 项目保障条件 1、 教学条件要求 ①多媒体教室; ②极坐标法测设圆曲线PPT ③《新建铁路施工测量规范》 ④《**高速公路线路平面设计资料) 2、 实训条件 ①(ppm 22,2+''±)全站仪6台; ③2公里线路测量实训场; 学习重点与难点 1.学习重点: ①圆曲线测设点位坐标计算; ②圆曲线测设方法; 2.学习难点: ①圆曲线测设点位坐标计算; 教学方法建议 引导文法、头脑风暴法、讨论法、任务驱动教学法 教 师 学 生 教 学 实 施 建 议 构思 (课内4h,课外6h) 1. 结合班级学生学习状况,划分任务学习小组(建议6人一组),设组长一名; 2. 首先结合石黄高速公路案例,给每个小组,下发极坐标法测设圆曲线任务(课外30m ); 3.结合本节任务给学生下发知识关键点,使学生通过网络、讲义、案例、讨论对关键知识点初步了解(课外1h ); 4.每个小组简要汇报对知识点了解情况 1.组长召集小组成员,布置小组分工; 2.课前以小组为单位,通过网络、讲义、《规范》、案例、思考、讨论、督促预习如下内容: ①在地面上如何表示一个半径为500米的圆弧; ②如何进行两个坐标系下坐标变换; ③求一个点的坐标需要已知哪些数据; ④如何计算圆心坐标;

极坐标法点放样

工程测量实习报告 ———经纬仪极坐标放样 班级:测量10029班 学号: 10040232910 姓名:张浩 指导老师:杨晓平

一、实训目的 为了更好的将理论与实践相结合,安排了本次的教学实训,本次实训是使用全站仪进行一般极坐标点位实地放样实训。通过现场的实际操作能够使我们更熟练的掌握极坐标法一般点位放样。 二、班级、时间、地点 (一)实习班级和时间 测量10029班(第八周、4月10号) (二)实习地点 杨凌职业技术学院南校区 三、放样数据 =3992.798 (一)、放样点坐标:X P =5695.600 Y P =3923.008 (二)、测站坐标:X A =5607.606 Y A =3972.102 后视点坐标:X M Y M=5458.367

方位角:α =288°12′33″ AM αAP=51°34′52″ -αAP=236°37′41″ 水平夹角:β=α AM 距离:D=Y 2 =112.310 △2 X △ 四、实习过程 一、极坐标法一般点位放样 (一)、操作步骤: 1、将仪器安置于点A,在M点立照准目标定向,读为取水32°22′18″ 2、顺时针转动照准部,使水平度盘读数为268°59′59″ 3、沿视线方向用钢尺量取距离D:112.310米,标定P点(二)、附图 A△ P 1 P2 M△

二、归化放样 1、用一般放样方法标定点P 1 2、方向归化,用测回法测出β 测 =268°59′48″ △β=β-β 测 =268°59′59″-268°59′48″=+11″ 归化△β,顺时针微调(外测)+11″,标定P 2 3、距离归化,量取 A P 2为D 测 ,△ D=D-D 测 =112.310-112.285=0.015米,沿视线方向量△D,标 定P 3 4、检核△β、△D,若误差不符合要求则继续归化 四、实训总结 通过本次实习,使我们将以前学习的坐标测量知识转换为坐标的放样。将理论和实践进行结合,了解测绘和测设的区别,将地形测量的知识和工程测量的知识进行融合。使得两者相结合,即会测坐标点也会放坐标点。 用经纬仪极坐标发放样出设计坐标,并对放样出的角度和距离进行测量,比较误差和精度。让我学到了很多实实在在的东西,对以前零零碎碎学的测量知识有了综合应用的机会,工程测量测设过程有了一个良好的了解。学会了运用经纬仪的基本测设方法等在课堂上无法做到的东西以及更熟练的使用经纬仪,也对钢尺量距的知识进行了回顾。很好的巩固了理论教学知识,提高实际操作能力,同时也拓展了与同学之间的交际合作的能力。

测量极坐标法

二、极坐标法 极坐标法是根据一个角度和一段距离测设点的平面位置。当建筑场地开阔,量距方便,且无方格控制网时,可根据导线控制点,应用极坐标法测设点的平面位置。如图9-7所示,A 、B 、C 为地面已有控制点(导线点),其坐标(A A y x 、)、(B B y x 、)、(C C y x 、)均为已知。P 为某建筑物欲测设点,其坐标(P P y x 、)值可从设计图上获得或为设计值。根据A 、B 、P 三点的坐标,用坐标反算方法求出夹角β和距离AP D ,计算公式如下: 坐标方位角 A B A B AB AB x x y y --=-1tan αα (9-11) A p A P AP AP x x y y --=-1tan αα (9-12) 两方位角之差即为夹角β: AP AB ααβ-= (9-13) 两点间的距离AP D 为: ()()22A P A P AP y y x x D -+-= (9-14) 【例题9-5】已知A、B为控制点,其坐标值为=A x 858.750m 、A y =613.140m ;B x =825.432m 、B y =667.381m ;P 点为放样点,其设计坐标为P x =430.300m 、P y =425.000m 。计算在A 点设站,放样P 点的数据。 A B A B AB AB x x y y --=-1tan αα==---750.858432.825140.613381.667tan 1AB α121°33′38″ A p A P AP AP x x y y --=-1tan αα==---750.858300.430140.613000.425tan 1AP α203°42′26″

极坐标系与极坐标方程

一、坐标系 1、数轴 它使直线上任一点P 都可以由惟一的实数x 确定 2、平面直角坐标系 在平面上,当取定两条互相垂直的直线的交点为原点,并确定了度量单位和这两条直线的方向,就建立了平面直角坐标系。它使平面上任一点P 都可以由惟一的实数对(x,y )确定。 3、空间直角坐标系 在空间中,选择两两垂直且交于一点的三条直线,当取定这三条直线的交点为原点,并确定了度量单位和这三条直线方向,就建立了空间直角坐标系。它使空间上任一点P 都可以由惟一的实数对(x,y,z )确定。 二、平面直角坐标系的伸缩变换 定义:设P (x ,y )是平面直角坐标系中的任意一点,在变换???>=>=). 0(')0(,':μμλλφy y x x ④的作用下,点P (x ,y )对应到点P ’(x ’,y ’),称?为平面直角坐标系中的坐标伸缩变换,简称伸缩变换。 三.例题讲解 例1 在平面直角坐标系中,求下列方程所对应的图形经过伸缩变换后的图形。 (1)2x+3y=0; (2)x 2+y 2=1 三、极坐标系 1、极坐标系的建立: 在平面上取一个定点O ,自点O 引一条射线OX ,同时确定一个单位长度和计算角度的正方向(通常取逆时针方向为正方向),这样就建立了一个极坐标系。 (其中O 称为极点,射线OX 称为极轴。) 2、极坐标系内一点的极坐标的规定 对于平面上任意一点M ,用 ρ 表示线段OM 的长度,用 θ 表示从OX 到 OM 的角度,ρ 叫做点M 的极径, θ叫做点M 的极角,有序数对(ρ,θ)就叫 做M 的极坐标。 特别强调:由极径的意义可知ρ≥0;当极角θ的取值范围是[0,2π)时,平面上的点(除去极点)就与极坐标(ρ,θ)建立一一对应的关系 .们约定,极点的极坐标是极径ρ=0,极角是任意角. 3、负极径的规定 在极坐标系中,极径ρ允许取负值,极角θ也可以去任意的正角或负角 当ρ<0时,点M (ρ,θ)位于极角终边的反向延长线上,且OM=ρ。 M (ρ,θ)也可以表示为))12(,()2,(πθρπθρ++-+k k 或 )(z k ∈ 4、数学应用 例1 写出下图中各点的极坐标 A (4,0) B (2 ) C ( ) D ( ) E ( ) F ( ) G ( ) 规定:极点的极坐标是ρ=0,θ可以取任意角。 变式训练

极坐标法测设数据计算

极坐标法测设数据计算 日期:2017年 9月2日 仪器编号: 观测者:赵文凯 边坐标增量水平距离坐标方位角水平夹角 AB28.63928.63931.045337°17′38″ AP-9.663-13.08516.26653°33′18″76°15′40″ AQ-27.249-3.34227.4516°59′32″29°41′54″ AS-12.317-21.31924.62159°58′59″81°41′21″ AR-27.891-17.26232.80134°45′13″57°27′35″ A、B为已知点, P、Q、S、R、为测设点 测 设 略 图

极坐标法测设数据计算 日期:2017年 9月1日 仪器编号: 观测者:徐顺捷 边坐标增量水平距离坐标方位角水平夹角AB21.47347.34251.98465°36′8″ AP-3.78821.41121.744280°1′93″214°26′25″AQ-1.65433.51133.552272°49′32″207°13′24″AS-22.97515.54423.739325°55′9″260°19′1″AR-12.01610.67616.074318°22′46″252°46′38″ A,B为已知点,P、Q、S、R为测设点 测 设 略 图

极坐标法测设数据计算 日期: 2017年9月 1日 仪器编号: 观测者:彭晟赟 计算 边坐标增量水平距离坐标方位角水平夹角AB9.978-15.36818.323122°59′40″ AP-8.321 6.20010.377323°18′36″200°18′40″AQ-10.24511.96515.740310°34′18″187°34′38″AS-6.5457.3119.812311°50′09″188°50′29″AR-7.89912.37414.680302°33′8″179°33′28″ A、B为已知点 P、Q、S、R为测设点 测 设 略 图 极坐标法测设数据计算 日期: 2017年9月 1日 仪器编号: 观测者:胡启成 计算

极坐标方程必背公式

极坐标方程必背公式 坐标系 1.极坐标系的概念 在平面上取一个定点O 叫做极点;自点O 引一条射线Ox 叫做极轴;再选定一个长度单位、角度单位(通常取弧度)及其正方向(通常取逆时针方向为正方向),这样就建立了一个极坐标系(如图). 设M 是平面上的任一点,极点O 与点M 的距离|OM |叫做点M 的极径,记为ρ;以极轴Ox 为始边,射线OM 为终边的∠xOM 叫做点M 的极角,记为θ.有序数对(ρ,θ)称为点M 的极坐标,记作M (ρ,θ). 2.直角坐标与极坐标的互化 把直角坐标系的原点作为极点,x 轴正半轴作为极轴,且在两坐标系中取相同的长度单位.如图,设M 是平面内的任意一点,它的直角坐标、极坐标分别为(x ,y )和(ρ,θ),则????? x =ρcos θ,y =ρsin θ或????? ρ2=x 2+y 2,tan θ=y x (x ≠0). 3.圆的极坐标方程 若圆心为M (ρ0,θ0),半径为r 的圆方程为ρ2-2ρ0ρcos(θ-θ0)+ρ20-r 2=0. 几个特殊位置的圆的极坐标方程 (1)当圆心位于极点,半径为r :ρ=r ; (2)当圆心位于M (a,0),半径为a :ρ=2a cos θ; (3)当圆心位于π(,)2 M a ,半径为a :ρ=2a sin θ. 4.直线的极坐标方程 若直线过点M (ρ0,θ0),且极轴到此直线的角为α,则它的方程为:ρsin(θ-α)=ρ0sin

(θ0-α). 几个特殊位置的直线的极坐标方程 (1)直线过极点:θ=θ0和θ=π-θ0; (2)直线过点M (a,0)且垂直于极轴:ρcos θ=a ; (3)直线过π(,)2 M b 且平行于极轴:ρsin θ=b . 方法总结:进行极坐标方程与直角坐标方程互化的关键是抓住互化公式:x =ρcos θ,y =ρsin θ,ρ2=x 2+y 2,tan θ=y x (x ≠0). 练习、在直角坐标系xOy 中,直线l 的参数方程为???-=+-=t y t x 32(t 为参数),以O 为极点, x 轴的非负半轴为极轴建立极坐标系,并在两种坐标系中取相同的长度单位,曲线C 的极坐标方程为0cos 2=+θρ. 把曲线C 的极坐标方程化为普通方程;

点的平面位置的测设方法

点的平面位置的测设方法 点的平面位置的测设方法有直角坐标法、极坐标法、角度交会法和距离交会法。至于采用那种方法,应根据控制网的形式、地形情况、现场条件及精度要求等因素确定。 一、直角坐标法 直角坐标法是根据直角坐标原理,利用纵横坐标之差,测设点的平面位置。直角坐标法适用于施工控制网为建筑方格网或建筑基线的形式,且量距方便的建筑施工场地。 1.计算测设数据 如上图所示,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为建筑施工场地的建筑方格网点,a 、b 、c 、d 为欲测设建筑物的四个角点,根据设计图上各点坐标值,可求出建筑物的长度、宽度及测设数据。 m 00.50m 00.530m 00.580=-=-=a c y y 建筑物的长度 m 00.30m 00.620m 00.650=-=-=a c x x 建筑物的宽度 x :700.00m x :650.00m x :620.00m x :600.00m y :600.00m y :580.00m y :530.00m y :500.00m a b c d m n Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 图1 直角坐标法

测设a点的测设数据(Ⅰ点与a点的纵横坐标之差): - 620= . - ?I x x a x 00 = = 20 . m m m 00 00 . 600 = - 530= - ?I y . y a y = 00 . 00 m 30 m m 00 500 . 2.点位测设方法 (1)在Ⅰ点安置经纬仪,瞄准Ⅳ点,沿视线方向测设距离30.00m,定出m点,继续向前测设50.00m,定出n点。 (2)在m点安置经纬仪,瞄准Ⅳ点,按逆时针方向测设90?角,由m点沿视线方向测设距离20.00m,定出a点,作出标志,再向前测设30.00m,定出b点,作出标志。 (3)在n点安置经纬仪,瞄准Ⅰ点,按顺时针方向测设90?角,由n点沿视线方向测设距离20.00m,定出d点,作出标志,再向前测设30.00m,定出c点,作出标志。 (4)检查建筑物四角是否等于90?,各边长是否等于设计长度,其误差均应在限差以内。 测设上述距离和角度时,可根据精度要求分别采用一般方法或精密方法。 二、极坐标法 极坐标法是根据一个水平角和一段水平距离,测设点的平面位置。极坐标法适用于量距方便,且待测设点距控制点较近的建筑施工场地。

极坐标放样

第十二题:极坐标法放样点的平面位置 1.考核内容 (1)根据2个已知点的坐标及实地点位,测设出某给定坐标的点的平面位置。(2)用经纬仪和钢尺或全站仪,若使用全站仪则不需计算,考核时间要相应减半。 (3)完成该工作的计算和放样,并在实地标定所测设的点位。 (4)对中误差≤±3mm,水准管气泡偏差﹤1格。 2.考核要求 (1)操作仪器严格按观测程序作业;计算用“不能编程的科学计算器”进行计算; (2)记录、计算完整、清洁、字体工整,无错误; (3)实地标定的点位清晰。 3.考核标准 (1)以时间T为评分主要依据,如下图表,评分标准分四个等级制定,具体分 (2)根据对中误差情况,扣1~3分;根据标定的点位的清晰情况扣1~2分。(3)根据水准管气泡偏差情况,扣1~2分。 (4)根据卷面整洁情况,扣1~5分。(记录划去1处,扣1分,合计不超过5分。) 4.考核说明 (1)考核过程中任何人不得提示,各人应独立完成仪器操作、记录、计算及校核工作; (2)主考人有权随时检查是否符合操作规程及技术要求,但应相应折减所影响的时间; (3)若有作弊行为,一经发现一律按零分处理,不得参加补考; (4)考核前考生应准备好钢笔或圆珠笔、计算器,考核者应提前找好扶尺人;(5)考核时间自架立仪器开始,至递交记录表并拆卸仪器放进仪器箱为终止; 型或全站仪; (6)考核仪器经纬仪为DJ 2 (7)数据记录、计算及校核均填写在相应记录表中,记录表不可用橡皮檫修改,记录表以外的数据不作为考核结果; (8)主考人应在考核结束前检查并填写仪器对中误差及水准管气泡偏差情况,在考核结束后填写考核所用时间并签名。 (9)样题——考核时,现场任意标定两点为M、N,在M点设站后视N点,放样出一点A。已知M(14.265,87.375),N(20.659,76.329),A(29.476,85.208),试在M点设站后视N点,放样出A点。

常见曲线的极坐标方程1

常见曲线的极坐标方程(1) 学习目标: 1、能在极坐标系中给出简单图形(过极点的直线)的方程; 2、通过比较这些图形在极坐标系和平面直角坐标系中的方程,体会在用方程刻画平面图形 时选择适当坐标系的意义; 3、理解极坐标系中直线的方程。 活动过程: 活动一:知识回顾 1、曲线的极坐标方程的意义。 2、(1)直线x y 1的极坐标方程是__________________________________ ; (2)曲线COS 1的直角坐标方程是____________________________ 。 活动二:直线的极坐标方程 探究:若直线l经过M (0,0),且直线I的倾斜角为,求直线I的极坐标方程。 (这里,直线I的倾斜角是指极轴与直线I向上的方向所成的角。) 小结:一些特殊位置的直线的极坐标方程: (1)当直线I过极点时,直线I的极坐标方程是:______________________________ ; (2) 当直线I过点M(a,0)且垂直于极轴时,直线I的极坐标方程是: _________________ (3)当直线I过点M(b,7)且平行于极轴时,直线I的极坐标方程是: _______________

活动三:直线的极坐标方程的求解 例1按下列条件写出直线的极坐标方程: (1)经过极点和点A(6,g)的直线;(2)经过点B(5,),且垂直于极轴的直线; (3)经过点C(8,6),且平行于极轴的直线; (4)经过点D(2.. 3,0),且倾斜角为务的直线。 例2:分析极坐标方程cos 6,sin 6的特点,说明他们分别表示什么曲线? 例3:求曲线cos 1 0关于直线7对称的曲线方程。

任务7-3极坐标法测设圆曲线学习指导

任务7.3 :极坐标法测设圆曲线学习指南概述

任务书 极坐标法测设圆曲线工作任务书

7.线路直线、曲线转角表 直戋.曲找及給向角 6人一组,每组在线路中线测量模拟实训场完成 JD2上一个完整的圆曲线测设 任务要求 任务 全站仪测设线路中线技术要求 线路中线技术要求 基本工作①根据点之记统计控制桩完整性 技术要求

三、学习内容 1.圆曲线逐桩坐标计算 在城市道路、高速公路中常设有圆曲线,也就是在两条直线之间加一段圆弧,以便改变方向。圆曲线 线形是由直线T 圆曲线T 直线组成,分为右偏曲线和左偏曲线(图 6-5-1和图6-5-2 )。圆曲线测量就是将线 路中线圆曲线段每隔一定的间隔用木桩在地面上表示出来。 1.1圆曲线要素计算 圆曲线的要素包括切线长(T ),曲线长(L ),外矢距(E o )和切曲差(q )。 (1) 切线长:ZY (或YZ )至JD 间的直线长; (2) 曲线长:ZY 至YZ 间的曲线长; (3) 外矢距:JD 沿半径方向至QZ 间的直线长; (4) 切曲差:二倍切线长与曲线长之差。 从图6-5-1的几何关系,当圆曲线半径 R 、转向角a 已知时,可得综合要素 T 、L 、E o 、q 等的计算公 式: 图6-5-1右偏圆曲线设置示意图 图6-5-2左偏圆曲线设置示意图

十…a T = R tan — 2 兀 180 a E0 = Rsec—— R 2 q =2T -L (6-5-1) 上述式中: a----线路转向角,即相邻两直线延长线的夹角; R-----圆曲线半径; 1.2圆曲线主点里程推算 (1)圆曲线主点 ZY ――直圆点 QZ ――曲中点 YZ ――圆直点 (2)主点里程推算 'ZY点里程里程-T ?QZ点里程=ZY点里程+% YZ点里程=ZY点里程+ L 主点里程检核计算: YZ点里程二ZY点里程? 2T -q 1.3圆曲线逐桩坐标计算 (1).曲线起点ZY点线路坐标计算 :X ZY =X JD +T COS2ZY切+180) ,ZY =Y JD +Tsi n(a ZY切+180 3 式中:(X JD,Y JD)------JD的线路坐标; (X ZY,Y ZY)-----ZY 的线路坐标; ZY切------ZY至JD点的坐标方位 (6-5-2) (6-5-3) (6-5-4)

高中数学-公式-极坐标

极坐标、参数方程 1、经过点),(000y x P 的直线参数方程的一般形式是:? ??+=+=)(00是参数t bt y y at x x 。 2、若直线l 经过点α,倾斜角为),(000y x P ,则直线参数方程的标准形式是:???+=+=)(sin cos 00是参数t t y y t x x α α。 其中点P 对应的参数t 的几何意义是:有向线段P P 0的数量。 若点P 1、P 2、P 是直线l 上的点,它们在上述参数方程中对应的参数分别是,和、t t t 21则:2121t t P P -=;当点P 分有向线段λ成定比21P P 时,λ λ++= 121t t t ;当点P 是线段P 1P 2的中点时,221t t t +=。 3、圆心在点)(b a C ,,半径为r 的圆的参数方程是:? ??+=+=)(sin cos 是参数αααr b y r a x 。 4、若以直角坐标系的原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,点P 的极坐标为,),(θρ直角坐标为),(y x , 则=x θρcos ,=y θρsin ,x y tg y x =+=θρ,22。 5、 经过极点,倾斜角为α的直线的极坐标方程是:απθαθ+==或, 经过点)0(,a ,且垂直于极轴的直线的极坐标方程是:a =θρcos , 经过点)2 (π ,a 且平行于极轴的直线的极坐标方程是:a =θρsin , 经过点)(00θρ,且倾斜角为α的直线的极坐标方程是:)sin()sin(00αθραθρ-=-。 6、 圆心在极点,半径为r 的圆的极坐标方程是r =ρ; 圆心在点a a ,半径为, )0(的圆的极坐标方程是θρcos 2a =; 圆心在点a a ,半径为,)2 (π 的圆的极坐标方程是θρsin 2a =; 圆心在点)(00θρ,,半径为r 的圆的极坐标方程是200202)cos( 2r =--+θθρρρρ。 7、若点M )(11θρ,、N )(22θρ,,则=MN )cos(221212221θθρρρρ--+。

测量施工工艺标准

第一章建筑工程测量施工工艺标准 1 定位控制测量施工工艺标准 1.1 适用范围 本工艺适用于工业与民用建筑物的定位控制测量。 1.2 施工准备 1.2.1 技术准备: 1.2.1.1 熟悉设计图纸 按图施工的原则,确定了施工测量的依据是建筑施工图纸。因此,定位前应该熟悉设计图纸,理解设计意图,明确设计要求。 1.2.1.2 阅读设计图纸 1)建筑总平面图 查清建筑物所在的位置,与相邻地物的关系,施工场地平面控制点和高程控制点的分布等。设计总平面图是施工放样的总体依据,建筑物是根据该图所给定的尺寸关系定位的。 2)建筑平面图 查清建筑物的大小、形状与特征,建筑内部分隔状况,纵、横轴线的数量及其相互关系等。 3)审核设计图纸的相关尺寸 在阅读设计图纸时,还应仔细地核对图纸。假若发现问题,那么应及时地向设计单位反映,由设计人员处理。审核尺寸的要点: ①查对分尺寸之和与总尺寸是否相符。 ②查对有关图纸的相关尺寸有无矛盾,标高是否一致。 ③查对有无遗漏尺寸。 1.2.1.3 查清定位的依据

在定位之前,应查清建筑物的定位依据,建筑区内平面控制点、高程控制点及其相关资料,以便拟定测设方案,计算测设数据。 1.2.1.4 现场踏勘 踏勘时应了解施工场地的地形情况,察看周围环境,以及与周围地物的关系。了解控制点的位置,分布状况,以及检查标志的稳定性。假若踏勘时发现测线方向有障碍物,或者地面起伏不平,那么应及时清理,或对场地进行平整。 1.2.1.5 拟定测设方案,计算测设数据 在综合考虑设计要求、定位条件、现场地形和施工方案的基础上,研究拟定测设方案。测设方案必须保证定位精度,满足施工进度计划要求。同时,使测设数据计算简便,测设方法简单易行,以及具有必要的检核条件。由于基本定位点的放样都是采用极坐标法进行,所以测设数据的计算主要是要满足极坐标法放样。 1.2.2 主要仪器设备:全站仪及配套棱镜,水准仪及配套水准尺。 1.2.3 作业条件: 1.2.3.1 施测人员必须有相应的测量等级资格证书。 1.2.3.2 首先,要保证仪器和工具的品种与数量。其次,应对选用的仪器和工具进行必要的检查、检验与校正,保证能正常使用并满足精度要求。对于建筑物的定位测量与轴线控制测量通常采用的全站仪及配套的棱镜。 1.3 施工工艺流程 →→→→ 1.4 施工工艺要点 建筑定位测量,就是按照设计和施工的要求,将设计的建筑物位置、形状、大小标定出来,以便进行施工。由于测距精度的提高,同时全站仪的普遍采用,使得极坐标法成为建筑物定位测量的主要方法。 1.4.1 极坐标法放样基本定位点

极坐标法线路测设

目录 摘要 (ⅰ) Abstract (ⅱ) 1 绪论 (4) 2 线路测量的理论与方法 (5) 2.1地形图上选线(踏勘) (5) 2.2测绘带状地形图(初测) (5) 2.3设计路线中线(定线) (6) 2.3.1 纸上定线 (6) 2.3.2 现场定线 (7) 2.4放线、中线测量、测纵断面图(定测) (7) 2.4.1 放线 (7) 2.4.2 中线测量 (7) 2.4.3 纵断面高程测量 (8) 2.4.4 横断面测量 (8) 2.4.5 路基设计 (8) 3 曲线测设 (9) 3.1极坐标法 (9) 3.2坐标正算与坐标反算 (11) 3.2.1 坐标正算公式 (11) 3.2.2 坐标反算公式 (11) 3.3曲线的种类 (12) 3.4圆曲线要素及应用公式 (12)

3.4.1 线上点线名称 (12) 3.4.2 曲线的放样步骤 (13) 3.4.3 圆曲线要素计算 (13) 3.4.4 圆曲线主点里程的计算 (13) 3.4.5 圆曲线主点的放样 (13) 3.4.6 圆曲线的详细放样 (14) 3.5有缓和曲线的圆曲线要素及其应用公式 (15) 4 中线坐标的模型及理论 (18) 4.1现在介绍缓和曲线部分的中线点放样方法 (18) 4.2有缓和曲线的圆曲线上中线点的放样方法 (19) 5 程序使用说明及实例 (19) 5.1程序使用说明 (20) 5.1.1 程序设计窗体 (20) 5.1.2程序的使用说明 (20) 5.2计算实例 (21) 5.2.1 圆曲线的计算 (21) 5.2.2 带有缓和曲线的圆曲线 (21) 5.3程序代码 (22) 参考文献 (34)

测量极坐标法

测量极坐标法Last revision on 21 December 2020

二、极坐标法 极坐标法是根据一个角度和一段距离测设点的平面位置。当建筑场地开阔,量距方便,且无方格控制网时,可根据导线控制点,应用极坐标法测设点的平面位置。如图9-7所示,A 、B 、C 为地面已有控制点(导线点),其坐标 (A A y x 、)、(B B y x 、)、(C C y x 、)均为已知。P 为某建筑物欲测设点,其坐标(P P y x 、)值可从设计图上获得或为设计值。根据A 、B 、P 三点的坐标,用坐标反算方法求出夹角β和距离AP D ,计算公式如下: 坐标方位角 A B A B AB AB x x y y --=-1 tan αα (9-11) A p A P AP AP x x y y --=-1 tan αα (9-12) 两方位角之差即为夹角β: AP AB ααβ-= (9-13) 两点间的距离AP D 为: ()()22A P A P AP y y x x D -+-= (9-14)

【例题9-5】已知A、B为控制点,其坐标值为=A x 、A y =;B x =、B y =;P 点为放样点,其设计坐标为P x =、P y =。计算在A 点设站,放样P 点的数据。 A B A B AB AB x x y y --=-1 tan αα==---750.858432.825140.613381.667tan 1AB α121°33′ 38″ A p A P AP AP x x y y --=-1 tan αα= = ---750.858300.430140 .613000.425tan 1 AP α203°42′ 26″ AP AB ααβ-==121°33′38″+360°-203°42′26″=277°51′12″ ()()m y y x x D A P A P AP 938.467)140.613000.425()750.858300.430(2 22 2=-+-=-+-= 测设方法:将经纬仪安置于控制点A ,照准B 点定向,采用正倒镜分中法测设β角值,沿分中方向用钢尺测设距离AP D ,定出P 点在地面上的位置。此法适用于量距方便、距离较短的情况,是一种常用的方法。使用全站仪极坐标法测设点的位置在工程施工中已是主要方法。

第十二题:极坐标法放样点的平面位置

极坐标法放样点的平面位置考核 1.考核内容 (1)根据2个已知点的坐标及实地点位,测设出某给定坐标的点的平面位置。(2)用经纬仪和钢尺或全站仪,若使用全站仪则不需计算,考核时间要相应减半。 (3)完成该工作的计算和放样,并在实地标定所测设的点位。 (4)对中误差≤±3mm,水准管气泡偏差﹤1格。 2.考核要求 (1)操作仪器严格按观测程序作业;计算用“不能编程的科学计算器”进行计算; (2)记录、计算完整、清洁、字体工整,无错误; (3)实地标定的点位清晰。 3.考核标准 (1)以时间T为评分主要依据,如下图表,评分标准分四个等级制定,具体分数由所在等级内插评分,表中M代表分数。 (3)根据水准管气泡偏差情况,扣1~2分。 (4)根据卷面整洁情况,扣1~5分。(记录划去1处,扣1分,合计不超过5分。) 4.考核说明 (1)考核过程中任何人不得提示,各人应独立完成仪器操作、记录、计算及校核工作; (2)主考人有权随时检查是否符合操作规程及技术要求,但应相应折减所影响的时间; (3)若有作弊行为,一经发现一律按零分处理,不得参加补考; (4)考核前考生应准备好钢笔或圆珠笔、计算器,考核者应提前找好扶尺人;(5)考核时间自架立仪器开始,至递交记录表并拆卸仪器放进仪器箱为终止; 型或全站仪; (6)考核仪器经纬仪为DJ 2 (7)数据记录、计算及校核均填写在相应记录表中,记录表不可用橡皮檫修改,记录表以外的数据不作为考核结果; (8)主考人应在考核结束前检查并填写仪器对中误差及水准管气泡偏差情况,在考核结束后填写考核所用时间并签名。 (9)样题——考核时,现场任意标定两点为M、N,在M点设站后视N点,放样出一点A。已知M(14.265,87.375),N(20.659,76.329),A(29.476,85.208),试在M点设站后视N点,放样出A点。

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