方位角计算
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计算细则1、坐标计算:X1=X+Dcosα,Y1=Y+Dsinα。
式中 Y、X为已知坐标,D为两点之间的距离,Α为方位角。
2、方位角计算:1)、方位角=tan=两坐标增量的比值,然后用计算器按出他们的反三角函数(±号判断象限)。
2)、方位角:arctan(y2-y1)/(x2-x1)。
加减180(大于180就减去180(还大于360就在减去360)、小于180就加180 如果x轴坐标增量为负数,则结果加180°。
如果为正数,则看y轴的坐标增量,如果Y轴上的结果为正,则算出来的结果就是两点间的方位角,如果为负值,加360°。
S=√(y2-y1)+(x2-x1),1)、当y2-y1>0,x2-x1>0时;α=arctan(y2-y1)/(x2-x1)。
2)、当y2-y1<0,x2-x1>0时;α=360°+arctan(y2-y1)/(x2-x1)。
3)、当x2-x1<0时;α=180°+arctan(y2-y1)/(x2-x1)。
再用两点之间的距离公式可算距离(根号下两个坐标距离差的平方相加)。
拨角:arctan(y2-y1)/(x2-x1)1、例如:两条巷道要互相平行掘进的话,求它们的拨角:方法(前视边方位角减后视边方位)在此后视边方位要加减180°,若拨角结果为负值为左偏“逆时针”(+360°就可化为右偏,正值为右偏“顺时针”。
2、在图上标识方位的方法:就是导线边与Y轴的夹角。
3、高程计算:目标高程=测点高程+?h+仪器高—占标高。
4、直角坐标与极坐标的换算:(直角坐标用坐标增量表示;极坐标用方位角和边长表示) 1)、坐标正算(极坐标化为直角坐标)已知一个点的坐标及该点至未知点的距离和方位角,计算未知点坐标方位角,知A(Xa,Ya)、Sab、αab,求B(Xa,Ya)解:?Xab=Sab×COSαab 则有Xb=Xa+?Xab?Yab=Sab×SINαab Yb=Ya+?Yab2)、坐标反算,已知两点的坐标,求两点的距离(称反算边长)和方位角(称反算方位角)的方法已知A(Xa,Ya)、B(Xb,Yb),求αab、Sab。
方位角计算公式范文方位角是指从一个参考方向(通常是正北方向)起,按顺时针方向测量到其中一方向线的角度。
方位角通常用度数表示,范围从0度到360度。
下面介绍常见的方位角计算公式:1.方位角计算公式(两点坐标):假设已知起点坐标A(x1,y1)和终点坐标B(x2,y2),方位角θ的计算公式如下:θ = atan2(y2 - y1, x2 - x1)其中,atan2函数是一个双变量反正切函数,返回值为[-π, π]之间的角度值。
注意:上述公式计算得到的θ是以正北方向为参考的方位角。
如果要将方位角转换为以其他方向为参考的角度(如正东方向为0度),可以将θ减去相应的修正值。
2.方位角计算公式(两点经纬度):假设已知起点的经度(lon1)、纬度(lat1)和终点的经度(lon2)、纬度(lat2),方位角θ的计算公式如下:θ = atan2(sin(Δlon) * cos(lat2), cos(lat1) * sin(lat2) -sin(lat1) * cos(lat2) * cos(Δlon))其中,Δlon = lon2 - lon1是两点经度差。
注意:上述公式计算得到的θ是以正北方向为参考的方位角。
如果要将方位角转换为以其他方向为参考的角度(如正东方向为0度),可以将θ减去相应的修正值。
3.方位角计算公式(方向余弦矩阵):方向余弦矩阵(Direction Cosine Matrix)是一种将方位角和俯仰角等转化为三维空间坐标旋转的方式。
方向余弦矩阵的计算公式如下:D=[ cos(θ) * cos(φ), sin(θ) * cos(φ), -sin(φ) ][ -sin(θ), cos(θ), 0 ][ cos(θ) * sin(φ), sin(θ) * sin(φ), cos(φ) ]其中,θ是方位角,φ是俯仰角。
D是一个3行3列的矩阵,表示坐标变换矩阵。
上述是常见的方位角计算公式,根据不同的应用场景和问题,可能还会有其他的计算公式。
一、直线定向1、正、反方位角换算对直线而言,过始点的坐标纵轴平行线指北端顺时针至直线的夹角是的正方位角,而过端点的坐标纵轴平行线指北端顺时针至直线的夹角则是的反方位角,同一条直线的正、反方位角相差,即同一直线的正反方位角= (1-13)上式右端,若<,用“+”号,若,用“-”号。
2、象限角与方位角的换算一条直线的方向有时也可用象限角表示。
所谓象限角是指从坐标纵轴的指北端或指南端起始,至直线的锐角,用表示,取值范围为。
为了说明直线所在的象限,在前应加注直线所在象限的名称。
四个象限的名称分别为北东(NE)、南东(SE)、南西(SW)、北西(NW)。
象限角和坐标方位角之间的换算公式列于表1-4。
表1-4 象限角与方位角关系表象限象限角与方位角换算公式第一象限(NE)=第二象限(SE)=-第三象限(SW)=+第四象限(NW)=-3、坐标方位角的推算测量工作中一般并不直接测定每条边的方向,而是通过与已知方向进行连测,推算出各边的坐标方位角。
设地面有相邻的、、三点,连成折线(图1-17),已知边的方位角,又测定了和之间的水平角,求边的方位角,即是相邻边坐标方位角的推算。
水平角又有左、右之分,前进方向左侧的水平角为,前进方向右侧的水平角。
设三点相关位置如图1-17()所示,应有=++ (1-14)设三点相关位置如图1-17()所示,应有=++-=+- (1-15)若按折线前进方向将视为后边,视为前边,综合上二式即得相邻边坐标方位角推算的通式:=+(1-16)显然,如果测定的是和之间的前进方向右侧水平角,因为有=-,代入上式即得通式=- (1-17)上二式右端,若前两项计算结果<,前面用“+”号,否则前面用“-”号。
二、坐标推算1、坐标的正算地面点的坐标推算包括坐标正算和坐标反算。
坐标正算,就是根据直线的边长、坐标方位角和一个端点的坐标,计算直线另一个端点的坐标的工作。
如图1所示,设直线AB的边长DAB和一个端点A的坐标XA、YA为已知,则直线另一个端点B的坐标为:XB=XA+ΔXABYB=YA+ΔYAB式中,ΔXAB、ΔYAB称为坐标增量,也就是直线两端点A、B的坐标值之差。
计算公式一、 方位角的计算公式1. 字母所代表的意义:x 1:QD 的X 坐标 y 1:QD 的Y 坐标 x 2:ZD 的X 坐标 y 2:ZD 的Y 坐标 S :QD ~ZD 的距离 α:QD ~ZD 的方位角2. 计算公式:()()212212y y x x S -+-=1)当y 2- y 1>0,x 2- x 1>0时:1212x x y y arctg--=α2)当y 2- y 1<0,x 2- x 1>0时:1212360x x y y arctg --+︒=α 3)当x 2- x 1<0时:1212180x x y y arctg--+︒=α 二、 平曲线转角点偏角计算公式1. 字母所代表的意义:α1:QD ~JD 的方位角 α2:JD ~ZD 的方位角 β:JD 处的偏角2. 计算公式:β=α2-α1(负值为左偏、正值为右偏)三、 平曲线直缓、缓直点的坐标计算公式1. 字母所代表的意义:U :JD 的X 坐标 V :JD 的Y 坐标 A :方位角(ZH ~JD )T :曲线的切线长,2322402224R L L D tg R L R T ss s -+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=D :JD 偏角,左偏为-、右偏为+2. 计算公式:直缓(直圆)点的国家坐标:X ′=U+Tcos(A+180°)Y ′=V+Tsin(A+180°)缓直(圆直)点的国家坐标:X ″=U+Tcos(A+D)Y ″=V+Tsin(A+D)四、 平曲线上任意点的坐标计算公式1. 字母所代表的意义:P :所求点的桩号B :所求边桩~中桩距离,左-、右+ M :左偏-1,右偏+1C :JD 桩号 D :JD 偏角 L s :缓和曲线长 A :方位角(ZH ~JD ) U :JD 的X 坐标 V :JD 的Y 坐标T :曲线的切线长,2322402224R L L D tg R L R T ss s -+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=I=C -T :直缓桩号 J=I+L :缓圆桩号s L DRJ H -+=180π:圆缓桩号K=H+L :缓直桩号2. 计算公式: 1)当P<I 时中桩坐标:X m =U+(C -P)cos(A+180°) Y m =V+(C -P)sin(A+180°) 边桩坐标:X b =X m +Bcos(A+90°) Y b =Y m +Bsin(A+90°)2)当I<P<J 时()s230RL I P MA O π-︒+= ()()2390R I P I P G ---=中桩坐标:X m =U+Tcos(A+180°)+GcosO Y m =V+Tsin(A+180°)+GsinO()s290RL I P W π-︒=边桩坐标:X b =X m +Bcos(A+MW+90°) Y b =Y m +Bsin(A+MW+90°)3)当J<P<H 时()()R J P L M A R J P R L M A O s s πππ-+︒+=⎪⎭⎫⎝⎛-︒+︒+=909090 ()RJ P R G π-︒=90sin2中桩坐标:()O G R L M A R L L A T U X s ss m cos 30cos 90180cos 23+⎪⎭⎫⎝⎛︒+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+︒++=π ()O G R L M A R L L A T V Y s ss m sin 30sin 90180sin 23+⎪⎭⎫ ⎝⎛︒+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+︒++=π ()RJ P W π-︒=90边桩坐标:X b =X m +Bcos(O+MW+90°) Y b =Y m +Bsin(O+MW+90°)4)当H<P<K 时()sRL K P MMD A O π230180-︒-︒++= ()2390R P K P K G ---= 中桩坐标:X m =U+Tcos(A+MD)+GcosO Y m =V+Tsin(A+MD)+GsinO()s290RL K P W π-︒=边桩坐标:X b =X m +Bcos(A+MD -MW+90°) Y b =Y m +Bsin(A+MD -MW+90°)5)当P>K 时中桩坐标:X m =U+(T+P -K)cos(A+MD) Y m =V+(T+P-K)sin(A+MD) 边桩坐标:X b =X m +Bcos(A+MD+90°) Y b =Y m +Bsin(A+MD+90°)注:计算公式中距离、长度、桩号单位:“米”;角度测量单位:“度”;假设要以“弧度”为角度测量单位,请将公式中带°的数字换算为弧度。
已知坐标求方位角公式1. 什么是方位角?好啦,大家听我说,这个方位角啊,简单来说,就是你站在一个点上,看向另一个点时,那个角度。
就像你跟朋友约好去某个地方,你得知道怎么走对吧?这时候,方位角就派上用场了!比如说,你在家里,想知道怎么去咖啡馆,方位角告诉你要往哪个方向去,听起来是不是很酷?1.1 方位角的定义那么,方位角的定义是啥呢?就是从北方向顺时针测量的角度。
就像一部电影,开头总是有个引子,北方就是我们的引子,0度的起点。
接着,你的视线从北方开始,顺时针转过的角度就是方位角。
简单来说,你如果从北边开始看,往东就是90度,往南就是180度,往西就是270度,回到北边又是360度了。
明白了吧?1.2 方位角的应用你可能会问,这个方位角有什么用?嘿嘿,它可大有用处!不论是登山、航海,还是GPS定位,方位角都能帮你找到正确的方向。
就像打游戏时,你需要一个指南针,才能找到宝藏。
无论你是个探险家,还是个爱好者,掌握这个小技巧,简直就是如虎添翼,事半功倍!2. 如何计算方位角?接下来,我们来聊聊,怎么计算方位角。
说实话,听起来好像挺复杂,但其实也没那么难。
咱们先来看看公式,别被它的名字吓着。
2.1 坐标系统首先,你得有两个点的坐标,比如说点A(x1, y1)和点B(x2, y2)。
这两个坐标就像你在地图上找到的两个位置。
想象一下,你在A点,有个小伙伴在B点,你要通过坐标来判断他的方位。
别急,接下来咱们就要开始计算了。
2.2 计算公式计算方位角的公式其实挺简单的:theta = atan2(y2 y1, x2 x1) 。
这个“atan2”就是个神奇的函数,它能帮你解决象限的问题,简而言之,它可以告诉你该往哪个方向走。
记得最后把结果转换成度数,0度是北,90度是东,180度是南,270度是西。
这样,你就可以轻松找到朋友的方位了!3. 实际应用中的小窍门说到这儿,你可能觉得光有公式不够用。
对吧?在实际应用中,还有些小窍门可以帮你更好地使用方位角。
方位角的计算方法:(已知方位角+水平角大于540°-540°)已知方位角+水平角±180°=方位角坐标增量的计算方法:平距×COS方位角=△X坐标增量平距×Sin方位角=△Y坐标增量坐标的计算方法:已知X坐标±△X坐标增量=X坐标已知Y坐标±△Y坐标增量=Y坐标高差、平距的计算方法:斜距×Sin倾角=高差斜距×COS倾角=平距高差÷Sin倾角=斜距平距÷cos已知度分秒=斜距高程的计算方法:已知高程-仪器高+前视高±高差=该点的顶板高差原始记录计算方法:前视-后视相加÷2=水平角(前视不够-后视的+360°再减)后视 00°00′00″ 180°00′09″前视92°49′02″272°49′13″水平角= 92°49′03″实测倾角:正镜-270°倒镜-90°(正、倒镜相加-360°)实例: 110°30′38″-90°= 00°30′38″实例: 270°30′38″-270°= 00°30′38″激光的计算方法:两点的高程相减:比如:5点高程1479、479-4点高程1471、052 = 8、427 两点之间的平距:60、673×tan7°19′25″=7、7988、427-7、797=0、629(上山前面的点一定高于后面的点,所以前面的点减后面的点)测量:1、先测后视水平角:归零,倒镜180°不能误差15′2、前视:先测水平角并读数记录,然后倒镜测倾角,水平角、平距、斜距、高差、量出仪器高,前视量出前视高。
要求方位角-已知方位角±180°=拨角方位画两千的图:展点用0.6正好.倾角的计算方法:180°以下的-90°270°-超过180°的两点的高差除平距按tan=倾角比如:2点1500、026-6点1484、096=15、932点~6点平距=127、8315、93÷127、83=接按第二功能键、接按tan接按=接按度分秒键完事。
坐标方位角1. 坐标方位角的定义坐标方位角是用来描述一个点相对于参考点的方位关系的数值。
在平面直角坐标系中,方位角通常用角度来表示,范围从0度到360度。
方位角是从参考点指向待确定点的线段与正x轴之间的夹角。
2. 坐标方位角的计算方法要计算坐标方位角,可以使用三角函数来辅助计算。
假设参考点的坐标为(x₀, y₀),待确定点的坐标为(x, y)。
1.首先,计算两点之间的水平距离dx和垂直距离dy。
dx = x - x₀,dy =y - y₀。
2.然后,计算方位角θ。
如果dx和dy都为0,则说明参考点和待确定点重合,此时方位角无意义。
否则,可以通过以下公式来计算方位角:θ = atan2(dy, dx)其中,atan2是一个数学函数,用于计算给定坐标的反正切值。
该函数的返回值范围为-π到π。
3.最后,将计算得到的方位角θ转换为度数形式,以得到最终的坐标方位角。
3. 坐标方位角的例子以下是一个使用坐标方位角计算两点之间方位关系的例子:假设参考点的坐标为(1, 1),待确定点的坐标为(3, 4)。
首先,计算dx和dy的值:dx = 3 - 1 = 2dy = 4 - 1 = 3然后,计算方位角θ:θ = atan2(3, 2) ≈ 56.31°因此,参考点到待确定点的方位角约为56.31°。
4. 坐标方位角的应用坐标方位角在很多领域中都有广泛的应用。
以下列举了几个常见的应用场景:•地理导航:通过计算两个地点之间的方位角,可以确定前往目的地所需的方向。
•天文学:在天文观测中,坐标方位角用于描述天体位置的方位关系。
•机器人及无人驾驶:在自动导航系统中,坐标方位角用于确定机器人或无人驾驶车辆与目标位置之间的关系。
•建筑与工程:在建筑设计和工程测量中,坐标方位角用于确定建筑物或结构物之间的位置关系。
5. 总结坐标方位角是描述一个点相对于参考点的方位关系的数值。
通过计算两个点之间的水平距离和垂直距离,然后使用三角函数进行计算,可以得到方位角的数值。
起算方位角计算公式在地理测量和导航中,方位角是指某一点相对于参考方向的角度。
它通常以正北方向为参考方向,以顺时针方向计算。
方位角的计算对于地图制作、航海、航空和建筑等领域都有重要意义。
在本文中,我们将介绍起算方位角的计算公式及其应用。
起算方位角的计算公式如下:\[ \theta = \arctan\left(\frac{\sin(\Delta \lambda) \cdot \cos(\phi_2)}{\cos(\phi_1)\cdot \sin(\phi_2) \sin(\phi_1) \cdot \cos(\phi_2) \cdot \cos(\Delta \lambda)}\right) \] 其中,\( \theta \) 表示起算方位角,\( \Delta \lambda \) 表示目标点的经度与起点经度的差值,\( \phi_1 \) 和 \( \phi_2 \) 分别表示起点和目标点的纬度。
这个公式的推导涉及到球面三角学和向量运算,我们不打算在这篇文章中深入讨论。
但是,我们可以简单解释一下这个公式的意义和应用。
首先,这个公式是基于球面三角学的原理推导而来的。
在地球表面上,我们不能简单地用直角三角形的三角函数来计算角度,因为地球是一个近似球体,而不是平面。
因此,我们需要用球面三角学的知识来计算方位角。
其次,这个公式的应用非常广泛。
在航海和航空领域,起算方位角的计算是导航的基础。
航海员和飞行员需要准确地计算起算方位角,以确定航线和飞行方向。
在地图制作和测量领域,起算方位角的计算也是必不可少的。
地图上的方向标识和指南针都是基于起算方位角计算的结果。
另外,这个公式也可以应用到建筑和工程领域。
在设计建筑物和基础设施时,需要考虑方位角对于太阳光照和风向的影响。
通过计算起算方位角,可以更好地设计建筑物的朝向和布局,以获得更好的采光和通风效果。
除了上述的应用,起算方位角的计算还可以应用到地理信息系统(GIS)和全球定位系统(GPS)等领域。
一、直线定向1、正、反方位角换算对直线而言,过始点的坐标纵轴平行线指北端顺时针至直线的夹角是的正方位角,而过端点的坐标纵轴平行线指北端顺时针至直线的夹角则是的反方位角,同一条直线的正、反方位角相差,即同一直线的正反方位角= (1-13)上式右端,若<,用“+”号,若,用“-”号。
2、象限角与方位角的换算一条直线的方向有时也可用象限角表示。
所谓象限角是指从坐标纵轴的指北端或指南端起始,至直线的锐角,用表示,取值范围为。
为了说明直线所在的象限,在前应加注直线所在象限的名称。
四个象限的名称分别为北东(NE)、南东(SE)、南西(SW)、北西(NW)。
象限角和坐标方位角之间的换算公式列于表1-4。
表1-4 象限角与方位角关系表象限角与方位角换算公式==-=+=-3、坐标方位角的推算测量工作中一般并不直接测定每条边的方向,而是通过与已知方向进行连测,推算出各边的坐标方位角。
设地面有相邻的、、三点,连成折线(图1-17),已知边的方位角,又测定了和之间的水平角,求边的方位角,即是相邻边坐标方位角的推算。
水平角又有左、右之分,前进方向左侧的水平角为,前进方向右侧的水平角。
设三点相关位置如图1-17()所示,应有=++ (1-14)设三点相关位置如图1-17()所示,应有=++-=+- (1-15)若按折线前进方向将视为后边,视为前边,综合上二式即得相邻边坐标方位角推算的通式:=+(1-16)显然,如果测定的是和之间的前进方向右侧水平角,因为有=-,代入上式即得通式=- (1-17)上二式右端,若前两项计算结果<,前面用“+”号,否则前面用“-”号。
二、坐标推算 1、坐标的正算地面点的坐标推算包括坐标正算和坐标反算。
坐标正算,就是根据直线的边长、坐标方位角和一个端点的坐标,计算直线另一个端点的坐标的工作。
如图1所示,设直线AB 的边长DAB 和一个端点A 的坐标XA 、YA 为已知,则直线另一个端点B 的坐标为: XB=XA+ΔXAB YB=YA+ΔYAB式中,ΔXAB 、ΔYAB 称为坐标增量,也就是直线两端点A 、B 的坐标值之差。
测量方位角计算公式测量方位角是指通过其中一种方法求得一些目标物体相对于指定基准方向的角度。
方位角通常使用度数表示,以正北方向为基准,沿顺时针方向递增,范围为0到360度。
测量方位角在地理导航、测量工程、天文学等领域有着广泛的应用。
计算方位角的公式主要有以下几种:1. 方位角 = atan((E - E0) / (N - N0))其中,E、N为目标物体的东北坐标,E0、N0为基准点的东北坐标。
该公式适用于平面坐标系。
2. 方位角 = atan2(E - E0, N - N0)其中,E、N为目标物体的东北坐标,E0、N0为基准点的东北坐标。
该公式适用于平面坐标系,可以通过atan2函数直接得到方位角,避免了先计算斜率再反求角度的过程。
3. 方位角= atan((sin(ΔL) * cos(L2)) / (cos(L1) * sin(L2) - sin(L1) * cos(L2) * cos(ΔL)))其中,ΔL为目标物体经度减去基准点经度的差值,L1、L2分别为目标物体和基准点的纬度。
该公式适用于地理坐标系。
4. 方位角= arc tan((sin(Δλ) * cos(φ2)) / (cos(φ1) *sin(φ2) - sin(φ1) * cos(φ2) * cos(Δλ)))其中,Δλ为目标物体经度减去基准点经度的差值,φ1、φ2分别为目标物体和基准点的纬度。
该公式适用于地理坐标系,常用于计算大地方位角。
这些公式的推导及原理比较复杂,涉及到三角学和二元一次方程等知识。
在实际应用中,可以通过使用现成的工具或软件来计算方位角,如地图软件、GPS定位设备等。
这些工具会自动计算目标物体相对于基准方向的角度,准确性高、方便快捷,可以满足大部分测量需要。
需要注意的是,测量方位角是基于特定坐标系的,不同坐标系的方位角计算公式可能有所不同。
另外,由于地球是一个球体,使用平面坐标系进行测量会引入一定的误差,尤其是在较长的距离范围内。
第三节 导线测量的内业计算导线测量内业计算的目的就是计算各导线点的平面坐标x 、y 。
计算之前,应先全面检查导线测量外业记录、数据是否齐全,有无记错、算错,成果是否符合精度要求,起算数据是否准确。
然后绘制计算略图,将各项数据注在图上的相应位置,如图6-11所示。
一、坐标计算的基本公式1.坐标正算根据直线起点的坐标、直线长度及其坐标方位角计算直线终点的坐标,称为坐标正算。
如图6-10所示,y图6-10坐标增量计算已知直线AB 起点A 的坐标为(x A ,y A ),AB 边的边长及坐标方位角分别为D AB 和αAB ,需计算直线终点B 的坐标。
直线两端点A 、B 的坐标值之差,称为坐标增量,用Δx AB 、Δy AB 表示。
由图6-10可看出坐标增量的计算公式为:⎭⎬⎫=-=∆=-=∆AB AB A B AB AB AB A B AB D y y y D x x x ααsin cos(6-1)根据式(6-1)计算坐标增量时,sin 和cos 函数值随着α角所在象限而有正负之分,因此算得的坐标增量同样具有正、负号。
坐标增量正、负号的规律如表6-5所示。
表6-5 坐标增量正、负号的规律则B 点坐标的计算公式为:⎭⎬⎫+=∆+=+=∆+=AB AB A AB A B AB AB A AB A B D y y y y D x x x x ααsin cos(6-2)例6-1 已知AB 边的边长及坐标方位角为456380m 62.135'''︒==AB AB D α,,若A 点的坐标为m 82.658m 56.435==A A y x ,,试计算终点B 的坐标。
解 根据式(6-2)得6.792456380sin m 62.135m 82.658sin 6.457456380cos m 62.135m 56.435cos ='''︒⨯+=+=='''︒⨯+=+=AB AB A B AB AB A B D y y D x x αα2.坐标反算根据直线起点和终点的坐标,计算直线的边长和坐标方位角,称为坐标反算。
如图6-10所示,已知直线AB 两端点的坐标分别为(x A ,y A )和(x B ,y B ),则直线边长D AB 和坐标方位角αAB 的计算公式为:22AB AB ABy x D ∆+∆= (6-3)AB ABAB x y ∆∆=arctanα (6-4)应该注意的是坐标方位角的角值范围在0˚~360˚间,而arctan 函数的角值范围在-90˚~+90˚间,两者是不一致的。
按式(6-4)计算坐标方位角时,计算出的是象限角,因此,应根据坐标增量Δx 、Δy 的正、负号,按表6-5决定其所在象限,再把象限角换算成相应的坐标方位角。
例6-2 已知A 、B 两点的坐标分别为m 72.525m 50.304m 29.814m 99.342====B B A A y x y x ,,,试计算AB 的边长及坐标方位角。
解 计算A 、B 两点的坐标增量m 57.288m 29.814m 72.525m49.38m 99.342m 50.304-=-=-=∆-=-=-=∆A B AB A B AB y y y x x x 根据式(6-3)和式(6-4)得m 13.291m)57.288(m)49.38(2222=-+-=∆+∆=ABAB AB y x D9042262m 49.38m57.288arctan arctan '''︒=--=∆∆=AB AB ABx y α二、闭合导线的坐标计算现以图6-11所注的数据为例(该例为图根导线),结合“闭合导线坐标计算表”的使用,说明闭合导线坐标计算的步骤。
1.准备工作将校核过的外业观测数据及起算数据填入“闭合导线坐标计算表”中,见表6-6,起算数据用单线标明。
1=500.00m 1=500.00m图6-11 闭合导线略图2.角度闭合差的计算与调整(1)计算角度闭合差 如图6-11所示,n 边形闭合导线内角和的理论值为:︒⨯-=∑180)2(th n β(6-5)式中 n ——导线边数或转折角数。
由于观测水平角不可避免地含有误差,致使实测的内角之和∑m β不等于理论值∑th β,两者之差,称为角度闭合差,用f β表示,即︒⨯--=-=∑∑∑180)2(th n f m m ββββ(6-6)(2)计算角度闭合差的容许值 角度闭合差的大小反映了水平角观测的质量。
各级导线角度闭合差的容许值f βp 见表6-3和表6-4,其中图根导线角度闭合差的容许值f βp 的计算公式为:n f 06p ''±=β (6-7)如果βf >p βf ,说明所测水平角不符合要求,应对水平角重新检查或重测。
如果βf ≤p βf ,说明所测水平角符合要求,可对所测水平角进行调整。
(3)计算水平角改正数 如角度闭合差不超过角度闭合差的容许值,则将角度闭合差反符号平均分配到各观测水平角中,也就是每个水平角加相同的改正数v β,v β的计算公式为:n f v ββ-=(6-8)计算检核:水平角改正数之和应与角度闭合差大小相等符号相反,即∑-=ββf v(4)计算改正后的水平角 改正后的水平角βi 改等于所测水平角加上水平角改正数βββv i i +=改 (6-9)计算检核:改正后的闭合导线内角之和应为(n -2)×180˚,本例为540˚。
本例中f β、f βp 的计算见表6-5辅助计算栏,水平角的改正数和改正后的水平角见表6-6第3、4栏。
3.推算各边的坐标方位角根据起始边的已知坐标方位角及改正后的水平角,按式(4-18)和式(4-19)推算其它各导线边的坐标方位角。
本例观测左角,按式(4-18)推算出导线各边的坐标方位角,填入表6-6的第五栏内。
计算检核:最后推算出起始边坐标方位角,它应与原有的起始边已知坐标方位角相等,否则应重新检查计算。
4.坐标增量的计算及其闭合差的调整(1)计算坐标增量 根据已推算出的导线各边的坐标方位角和相应边的边长,按式(6-1)计算各边的坐标增量。
例如,导线边1-2的坐标增量为:m 30.1830042335cos m 60.201cos 121212+='''︒⨯==∆αD x m 92.830042335sin m 60.201sin 121212-='''︒⨯==∆αD y用同样的方法,计算出其它各边的坐标增量值,填入表6-6的第7、8两栏的相应格内。
(2)计算坐标增量闭合差 如图6-12a 所示,闭合导线,纵、横坐标增量代数和的理论值应为零,即⎭⎬⎫=∆=∆∑∑00th th y x(6-10)实际上由于导线边长测量误差和角度闭合差调整后的残余误差,使得实际计算所得的m x ∆∑、m y ∆∑不等于零,从而产生纵坐标增量闭合差W x 和横坐标增量闭合差W y ,即⎭⎬⎫∆=∆=∑∑m y m x y W x W(6-11)(3)计算导线全长闭合差W D 和导线全长相对闭y图6-12 坐标增量闭合差合差W K 从图6-12b 可以看出,由于坐标增量闭合差W x 、W y 的存在,使导线不能闭合,1-1′之长度W D 称为导线全长闭合差,并用下式计算W D =22y x W W + (6-12)仅从W D 值的大小还不能说明导线测量的精度,衡量导线测量的精度还应该考虑到导线的总长。
将W D 与导线全长∑D 相比,以分子为1的分数表示,称为导线全长相对闭合差W K ,即D D W DD W K ∑∑==1(6-13)以导线全长相对闭合差W K 来衡量导线测量的精度,W K 的分母越大,精度越高。
不同等级的导线,其导线全长相对闭合差的容许值W K P 参见表6-3和表6-4,图根导线的W K P 为1/2 000。
如果W K >W K P ,说明成果不合格,此时应对导线的内业计算和外业工作进行检查,必要时须重测。
如果W K ≤W K P ,说明测量成果符合精度要求,可以进行调整。
本例中W x 、W y 、W D 及W K 的计算见表6-6辅助计算栏。
(4)调整坐标标增量闭合差 调整的原则是将W x 、W y 反号,并按与边长成正比的原则,分配到各边对应的纵、横坐标增量中去。
以v xi 、v yi 分别表示第i 边的纵、横坐标增量改正数,即⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⋅-=⋅-=∑∑i yyii x xiD D W v D DW v(6-14)本例中导线边1-2的坐标增量改正数为:m05.0m 60.201m 80.1137m30.01212+=⨯--=-=∑D D W v x xm02.0m 60.201m 80.1137m 09.01212+=⨯--=-=∑D DW v yy用同样的方法,计算出其它各导线边的纵、横坐标增量改正数,填入表6-6的第7、8栏坐标增量值相应方格的上方。
计算检核:纵、横坐标增量改正数之和应满足下式⎭⎬⎫-=-=∑∑y yx x W v W v (6-15)(5)计算改正后的坐标增量 各边坐标增量计算值加上相应的改正数,即得各边的改正后的坐标增量。
⎭⎬⎫+∆=∆+∆=∆yi i i xi i i v y y v x x 改改(6-16)本例中导线边1-2改正后的坐标增量为:m 35.183m 05.0m 30.183121212+=++=+∆=∆x v x x 改m90.83m 02.0m 92.83121212-=+-=+∆=∆y v y y 改用同样的方法,计算出其它各导线边的改正后坐标增量,填入表6-6的第9、10栏内。
计算检核:改正后纵、横坐标增量之代数和应分别为零。
5.计算各导线点的坐标根据起始点1的已知坐标和改正后各导线边的坐标增量,按下式依次推算出各导线点的坐标:⎭⎬⎫∆+=∆+=----改改1111i i i i i i y y y x x x(6-17)将推算出的各导线点坐标,填入表6-6中的第11、12栏内。
最后还应再次推算起始点1的坐标,其值应与原有的已知值相等,以作为计算检核。
表6-6 闭合导线坐标计算表三、附合导线坐标计算附合导线的坐标计算与闭合导线的坐标计算基本相同,仅在角度闭合差的计算与坐标增量闭合差的计算方面稍有差别。
1.角度闭合差的计算与调整(1)计算角度闭合差 如图6-13所示,根据起始边AB 的坐标方位角AB α及观测的各右角,按式(4-19)推算CD 边的坐标方位角CDα'。
B AB B βαα-︒+=1801 1112180βαα-︒+=B21223180βαα-︒+=图6-13 附合导线略图32334180βαα-︒+=C CD βαα-︒+='+180)34 ∑-︒⨯+='m AB CDβαα1805写成一般公式为:∑-︒⨯+='R n βαα1800fin (6-18)若观测左角,则按下式计算:∑+︒⨯+='L n βαα1800fin(6-19) 附合导线的角度闭合差f β为:fin finααβ-'=f (6-20)(2)调整角度闭合差 当角度闭合差在容许范围内,如果观测的是左角,则将角度闭合差反号平均分配到各左角上;如果观测的是右角,则将角度闭合差同号平均分配到各右角上。