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 。