路线中线桩点的坐标计算

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路线中线桩点的坐标计算

如图1所示,已知两交点的坐标:JDi(XJDi ,YJDi),JDi-1(XJDi-1,YJDi-1)。路线导线的坐标的坐标方位角A 和边长S 可按坐标反算公式求得:

A i-1,i =tg -1

1

1

----i i i i x x y y , (式1)

S i-1,i =

i i i i A x x ,11cos ---=i

i i i A y y ,11

sin --- (式2)

S i-1,i =2121)()(---+-i i i i y y x x (式3)

在选定各圆曲线半经R 和缓和曲线长度Ls 后,根据各桩点的里程桩号,即可算出相应的坐标值X,Y 。

一、 HZ 点(包括线路起点)至ZH 点之间的中桩坐标

如图1所示,此段为直线。桩点的坐标按下式计算:

X JDi =X HZi-1+D i cosA i-1,i

Y JDi =Y HZi-1+D i sinA i-1,I (式4)

式中A i-1,i 为线路导线JDi-1到JDi 的坐标方位角;Di 为桩点到HZi-1的距离(Si-1,i –THi-1),即桩点里程与HZi-1点里程之差;X HZi-1、Y HZi-1为HZi-1点的坐标,由下式计算:

X

HZi-1=X JDi-1+T Hi-1cosA i-1,i

Y HZi-1=X JDi-1+T Hi-1sinA i-1,i (式5)

同理计算出直线终点ZHi 点的坐标 X ZHi =X JDi-1+(Si-1,i –THi)cosA i-1,i

Y ZHi =X JDi-1+(Si-1,i –THi)sinA i-1-I (式6)

二、 ZH 点至YH 点之间的中桩坐标

如图1所示,此段包括第一缓和曲线及圆曲线,先计算桩点的切线支距法坐标x 、y :

1、

缓和曲线上桩点的切线支距法坐标x 、y :

X=()L -2

25

40S

L R L Y=S

RL L 63

(式7)

L 为桩点(测点)到缓和曲线起点ZH 的曲线长,即测长;R 为圆曲线半径;L S 为缓和曲线总长

2、

圆曲线上桩点的切线支距法坐标x 、y :

以ZH 为起点:(带有缓和曲线的圆曲线,)

X=Rsin ϕ+q=Rsin )2(1800S L L R +π+2S L –2

3240R

L S

Y=R(1-cos ϕ)+p=R …1–cos )2(1800

S L L R +π‟+R

L S 242 (式8) ○

1L 为桩点到HY(缓圆点,既圆曲线的起点)的曲线长,仅为圆曲线部分的长度,则: 式中ϕ=α+βo =R L π180⨯+βo =R

L π0180⨯+πR L S 21800⨯=

)2(1800

S L L R +π, ○2若L 为桩点到ZH(直缓点)的曲线长,则:

式中ϕ=α-βo =R L π180⨯-βo =R

L π0180⨯-πR L S 21800⨯=

)2(1800

S L L R -π。 缓和曲线角:βo =π

R L S 21800

⨯ (式9)

切线增值: q=2S L -2

3240R

L S

(式10) 内移值: P=R L S 242

(式11)

总转向角值:δ=α+2βo =R L Y π180⨯+π

R L S 218020

⨯⨯

=R

π0

180(L Y +L S ) (式12)

附:以ZY 为起点:(当L S =0时,为无缓和曲线的圆曲线,即直线直接连接圆曲线)

X=Rsin α= Rsin(R

L π0

180⨯)

Y=R(1-cos α)= R …1–cos(R

L π0

180⨯)‟ (式13)

L 为桩点到ZY(直圆点)的曲线长,式中α=R

L ⨯⨯π0

180,即圆曲线所对的圆心角(也是它的转向角)

然后通过坐标变换将其转换为测量统一坐标X i ,Y i 。坐标变换公式为: X i = X ZHi +XcosA i-1,i –YsinA i-1,i

Y i = Y ZHi +XsinA i-1,i +YcosA i-1,i (式14) 当曲线为左转曲线时,将Y=-Y 代入。X ,Y 为切线支距法坐标。

三、 YZ 点到HZ 点之间的中桩坐标

此段为第二缓和曲线,仍可按(式7)计算出缓和曲线上桩点的切线支距法坐标x 、y ,但要注意方位角,再按下式转换为测量坐标(包括YH 点的计算):

X i = X HZi -XcosA i,i+1+YsinA i,i+1

Y i = Y HZi -XsinA i,i+1-YcosA i,i+1 (式15)

当曲线为右转曲线时,将Y=-Y 代入。

举实例

路线交点JD 2的坐标:X JD2=2588711.270,Y JD2=20478702.880;

JD 3的坐标:X JD3=2591069.056,Y JD3=20478662.850; JD 4的坐标:X JD4=2594145.875,Y JD4=20481070.750;

JD 3的里程为K6+790.306,圆曲线半径R=2000m ,缓和曲线长L S =100m 。