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摘要：在工程线路测量中应用Auto CAD技术进行坐标定位计算，可快速、准确根据施工图纸计算各个部位的坐标，保证施工效果。本文探讨了AutoCAD技术在工程线路测量中的应用，及其相关方法和注意事项。
关键词：Auto CAD；工程线路；测量；应用
计算机辅助设计(Computer Aided Design简写CAD，常称Auto CAD)如今在各个领域均得到了普遍的应用。它大大提高了工程技术人员的工作效率。
随着我国道路的迅速发展，对线路工程测量的速度及自动化程度要求越来越高。伴随着电子科学技术的发展，计算机软硬件技术在工程线路测量领域已得到广泛应用，使得工程线路测量的方法与手段发生了巨大变革，尤其是Auto CAD技术的应用，大大减轻了测量工作量，提高了工作效率。它实现了线路测设与纵横断面图的结合，操作简单、实用性强，减轻了测绘人员的手工工作量。
1 方法介绍
1.1 自动提取放样数据
现今，CAD工作站已广泛地应用于工程线路测量的设计中，但对于线路放样数据的提取还不常用，用CAD手工取偏角等放样数据，其前提是必须先绘出曲线，再在图上提取，由于目前还很难准确地绘出缓和曲线，所以这样提取的数据特别是点的坐标精度该不高。用CADR14中的对象捕捉模式(FROM)，能准确地捕捉离基点一定距离的点，再用LISP语言程序来控制它，就可以实现自动取点。该方法的优点是只需画出直线段，而不必画出中间的曲线部分。但其关键是离基点纵横距离的求取，下面就分直线段和曲线段两部分介绍。
（1）直线段。见图1，根据交点坐标画出直线段，以JD1一JD2为例：通过点击该直线。程序自动取出直线与X轴的夹角，再点击JD2点，根据里程之间的关系，就可自动完成直线上所有的整桩相对于交点的纵横距离，进而获得整桩的坐标。
图1 直线段部分图
（2）曲线段。首先通过点击交点，取出切线长，按直线段求取ZH点和HZ点坐标并展点。再根据切线支距法中点的坐标公式求取弦长和偏角，并由切线与X轴的关系计算出弦长与X轴的夹角，进而求出曲线上任一整桩相对于ZH点或HZ点的纵横距离，则可获得该点的坐标。
1.2 纵横断面图的自动绘制
用全站仪放样中桩点的同时，测出中桩点的高程，及每一中桩点的横断面数据(坐标、高程)，传输到计算机中；再把这些信息放到每一个点里面，需要的时候只需点击中桩点，程序将自动完成该点的横断面图。绘纵断面图时，程序将自动找出所有的中桩点的里程及高程，并绘出图形。
2 Auto CAD技术应用理论
在Auto CAD平台上，可以很轻松的将任意弧线段等分，同时做出每个等分点的直角坐标，也可以选定任意特征点，并标注出其直角坐标，这就成为我们采用Auto CAD技术现场放样弧形结构的理论基础。根据每个弧形结构线段的尺寸大小，我们选择一个合适的等分数，将每个等分点作为弧形结构的一个定位点，同时做出每个定位点的坐标。施工现场利用全站仪定出各个定位点的位置后，利用直线将各定位点连起来，这样就得出弧形结构的近似值，依据微积分的原理，折线分得越多，折线段分得越短，则越接近弧形结构的圆弧。但若折线分得太多，又势必给施工带来困难。经过采用Auto CAD在计算机上模拟得出的结论，半径10 米圆心角30度的原弧等分为5份后，各等分点连接产生的折线与圆弧的误差只有3mm，实际施工中是可行的，具体工程等分可以以此為参照。
3 Auto CAD的典型内业资料计算及应用
在测区内加密控制点，经常使用测角交会或测距交会或两者相结合的方法，如果我们运用数学公式来计算，则非常繁琐，而且不易检查错误，例如在后方交会中的危险圆上。相反，如果我们利用Auto CAD来绘图计算，就简单多了。现针对测角和测距两种方法分别作如下分析：
3．1 前方测角交会
如如图2所示，a、b为坐标已知的控制点，P为待求点，在a、b两点已观测了角度和β。我们就可以利用Auto CAD系统软件，根据a、b两点坐标在桌面绘制出a、b两个点，连接a、b点得到ab线段，然后分别以a点和b点为基点旋转ab线段，β角(从图2上可直观地分辩方向)。使用ID命令选择交点P，就可以得出P点坐标了。如果图形有检校条件，仍然可以进行坐标差的计算。如果在近似平差的情况下能满足需要，则可以在图形上进行平均计算并作出标记。
3．2 前方距离交会
如图3所示，A、B为坐标已知的控制点，P为待求点，在A、B两点已分别利用全站仪测了距离Sa和Sb。我们就同样可以利用Auto CAD系统软件，根据A、B两点坐标绘制出A、B两个点，连接AB点得到AB线段，然后分别以A点和B点为圆心，以Sa和Sb为半径作圆，则得到P点和P′点(对照现场的方位情况，从图上可直观地分辩出其中一点P为所求，而另一点P′则是虚点，是我们不需要的)。使用ID命令选择交点P，就可以得出P点坐标了。在实际工作过程中，我们通常会将前方测角交会与前方距离交会进行组合应用，当然那就不一定要将所有条件都完成测量了。另外对于以上几项对坐标的应用，应该注意的就是Auto CAD中的坐标顺序与我们测量中的大地坐标系是有区别的，也就是要尤其注意X坐标和Y坐标的对应关系。
图2图3
3．3对作业资料的管理
Auto CAD在工程中除对测量内业资料计算有其优势一面，在外业资料的管理方面，同样有着非常广泛的应用。Auto CAD作为有名的工程系列应用软件平台，已经为广大工程技术人员所熟悉和应用。在测量外业资料中，主要是控制点网略图及其计算资料的管理，另一方面是各种开挖横断面、纵断面图的绘制，以及横断面面积的计算，以及其它一些需要的图纸的绘制。由于Auto CAD数学计算功能很强，而且其数学精度很高，其有效位数已完全能够满足我们在工程测量中的需要了。
3.4 应用过程中的注意事项
应用此项技术要特别注意以下3个方面的复核工作：
（1）用Auto CAD技术在计算机上定位出各点的大地坐标后要对所得结果进行复核，避免因为定点不对及精度不准确产生错误。
（2）用其他方式计算的起始数据，在输入CAD图前，要对计算数据进行复核，以避免因为起始计算错误而造成全部定位错误。
（3）现场全站仪定位各点后，要及时进行位置复核，避免人为原因造成错误。采用Auto CAD定位放样技术，由于操作及计算都是在计算机上进行，就避免了常规施工定位方法中误差的累积。
3.5 应用AutoCAD技术的效果
（1）采用CAD计算结构物坐标，能快速地对结构物的每1个位置进行放样，大大减少了测量工作量，降低工作难度，在保证施工进度的同时满足了放样精度的要求。一般1个中型项目(5km以内)，测量数据可以在开工后l～2个月的时间里全部完成。(不包括动态测量数据，如路基边坡线放样、变形观测等)。
（2）用Auto CAD技术进行定位测量，得出的尺寸非常精确，可以达到毫米级的精度，能为现场施工提供可靠的数据。经过对已施工工程施工后的复测，应用Auto CAD技术进行定位的桥梁、涵洞等构造物的结构尺寸、位置都符合设计要求，整体结构外形平整顺畅，尤其是曲线桥梁防撞栏弧线，视觉效果良好。
（3）能最大限度地减少手工计算过程中造成的人为误差。在图中得出的构造物的各点坐标值，虽然在计算机绘图过程中有可能因精度的原因造成一定的计算误差，但只要控制在规范允许的范围内，对测量结果就不会造成影响。
AUT0 CAD在工程测量中的应用，可以更好地减轻测量人员的外业劳动强度，更好地提高测量作业效率和作业精度，对我们测量人员的能力要求必然也将更高。随着全站仪开发技术的提高和工程技术人员素质的提高，相信工程线路测量必将拥有更加广阔的发展空间。
参考文献：
[1]陈永奇．工程测量学[M]．武汉：测绘出版社．
[2]孔祥元．控制测量学[M]．武汉：武汉测绘科技大学出版社．
[3]张月喜．浅谈AutoCAD在工程测量中的应用[J]．山西建筑，2006.32(18)，155—156．
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：Auto CAD；工程线路；测量；应用
计算机辅助设计(Computer Aided Design简写CAD，常称Auto CAD)如今在各个领域均得到了普遍的应用。它大大提高了工程技术人员的工作效率。
随着我国道路的迅速发展，对线路工程测量的速度及自动化程度要求越来越高。伴随着电子科学技术的发展，计算机软硬件技术在工程线路测量领域已得到广泛应用，使得工程线路测量的方法与手段发生了巨大变革，尤其是Auto CAD技术的应用，大大减轻了测量工作量，提高了工作效率。它实现了线路测设与纵横断面图的结合，操作简单、实用性强，减轻了测绘人员的手工工作量。
1 方法介绍
1.1 自动提取放样数据
现今，CAD工作站已广泛地应用于工程线路测量的设计中，但对于线路放样数据的提取还不常用，用CAD手工取偏角等放样数据，其前提是必须先绘出曲线，再在图上提取，由于目前还很难准确地绘出缓和曲线，所以这样提取的数据特别是点的坐标精度该不高。用CADR14中的对象捕捉模式(FROM)，能准确地捕捉离基点一定距离的点，再用LISP语言程序来控制它，就可以实现自动取点。该方法的优点是只需画出直线段，而不必画出中间的曲线部分。但其关键是离基点纵横距离的求取，下面就分直线段和曲线段两部分介绍。
（1）直线段。见图1，根据交点坐标画出直线段，以JD1一JD2为例：通过点击该直线。程序自动取出直线与X轴的夹角，再点击JD2点，根据里程之间的关系，就可自动完成直线上所有的整桩相对于交点的纵横距离，进而获得整桩的坐标。
图1 直线段部分图
（2）曲线段。首先通过点击交点，取出切线长，按直线段求取ZH点和HZ点坐标并展点。再根据切线支距法中点的坐标公式求取弦长和偏角，并由切线与X轴的关系计算出弦长与X轴的夹角，进而求出曲线上任一整桩相对于ZH点或HZ点的纵横距离，则可获得该点的坐标。
1.2 纵横断面图的自动绘制
用全站仪放样中桩点的同时，测出中桩点的高程，及每一中桩点的横断面数据(坐标、高程)，传输到计算机中；再把这些信息放到每一个点里面，需要的时候只需点击中桩点，程序将自动完成该点的横断面图。绘纵断面图时，程序将自动找出所有的中桩点的里程及高程，并绘出图形。
2 Auto CAD技术应用理论
在Auto CAD平台上，可以很轻松的将任意弧线段等分，同时做出每个等分点的直角坐标，也可以选定任意特征点，并标注出其直角坐标，这就成为我们采用Auto CAD技术现场放样弧形结构的理论基础。根据每个弧形结构线段的尺寸大小，我们选择一个合适的等分数，将每个等分点作为弧形结构的一个定位点，同时做出每个定位点的坐标。施工现场利用全站仪定出各个定位点的位置后，利用直线将各定位点连起来，这样就得出弧形结构的近似值，依据微积分的原理，折线分得越多，折线段分得越短，则越接近弧形结构的圆弧。但若折线分得太多，又势必给施工带来困难。经过采用Auto CAD在计算机上模拟得出的结论，半径10 米圆心角30度的原弧等分为5份后，各等分点连接产生的折线与圆弧的误差只有3mm，实际施工中是可行的，具体工程等分可以以此為参照。
3 Auto CAD的典型内业资料计算及应用
在测区内加密控制点，经常使用测角交会或测距交会或两者相结合的方法，如果我们运用数学公式来计算，则非常繁琐，而且不易检查错误，例如在后方交会中的危险圆上。相反，如果我们利用Auto CAD来绘图计算，就简单多了。现针对测角和测距两种方法分别作如下分析：
3．1 前方测角交会
如如图2所示，a、b为坐标已知的控制点，P为待求点，在a、b两点已观测了角度和β。我们就可以利用Auto CAD系统软件，根据a、b两点坐标在桌面绘制出a、b两个点，连接a、b点得到ab线段，然后分别以a点和b点为基点旋转ab线段，β角(从图2上可直观地分辩方向)。使用ID命令选择交点P，就可以得出P点坐标了。如果图形有检校条件，仍然可以进行坐标差的计算。如果在近似平差的情况下能满足需要，则可以在图形上进行平均计算并作出标记。
3．2 前方距离交会
如图3所示，A、B为坐标已知的控制点，P为待求点，在A、B两点已分别利用全站仪测了距离Sa和Sb。我们就同样可以利用Auto CAD系统软件，根据A、B两点坐标绘制出A、B两个点，连接AB点得到AB线段，然后分别以A点和B点为圆心，以Sa和Sb为半径作圆，则得到P点和P′点(对照现场的方位情况，从图上可直观地分辩出其中一点P为所求，而另一点P′则是虚点，是我们不需要的)。使用ID命令选择交点P，就可以得出P点坐标了。在实际工作过程中，我们通常会将前方测角交会与前方距离交会进行组合应用，当然那就不一定要将所有条件都完成测量了。另外对于以上几项对坐标的应用，应该注意的就是Auto CAD中的坐标顺序与我们测量中的大地坐标系是有区别的，也就是要尤其注意X坐标和Y坐标的对应关系。
图2图3
3．3对作业资料的管理
Auto CAD在工程中除对测量内业资料计算有其优势一面，在外业资料的管理方面，同样有着非常广泛的应用。Auto CAD作为有名的工程系列应用软件平台，已经为广大工程技术人员所熟悉和应用。在测量外业资料中，主要是控制点网略图及其计算资料的管理，另一方面是各种开挖横断面、纵断面图的绘制，以及横断面面积的计算，以及其它一些需要的图纸的绘制。由于Auto CAD数学计算功能很强，而且其数学精度很高，其有效位数已完全能够满足我们在工程测量中的需要了。
3.4 应用过程中的注意事项
应用此项技术要特别注意以下3个方面的复核工作：
（1）用Auto CAD技术在计算机上定位出各点的大地坐标后要对所得结果进行复核，避免因为定点不对及精度不准确产生错误。
（2）用其他方式计算的起始数据，在输入CAD图前，要对计算数据进行复核，以避免因为起始计算错误而造成全部定位错误。
（3）现场全站仪定位各点后，要及时进行位置复核，避免人为原因造成错误。采用Auto CAD定位放样技术，由于操作及计算都是在计算机上进行，就避免了常规施工定位方法中误差的累积。
3.5 应用AutoCAD技术的效果
（1）采用CAD计算结构物坐标，能快速地对结构物的每1个位置进行放样，大大减少了测量工作量，降低工作难度，在保证施工进度的同时满足了放样精度的要求。一般1个中型项目(5km以内)，测量数据可以在开工后l～2个月的时间里全部完成。(不包括动态测量数据，如路基边坡线放样、变形观测等)。
（2）用Auto CAD技术进行定位测量，得出的尺寸非常精确，可以达到毫米级的精度，能为现场施工提供可靠的数据。经过对已施工工程施工后的复测，应用Auto CAD技术进行定位的桥梁、涵洞等构造物的结构尺寸、位置都符合设计要求，整体结构外形平整顺畅，尤其是曲线桥梁防撞栏弧线，视觉效果良好。
（3）能最大限度地减少手工计算过程中造成的人为误差。在图中得出的构造物的各点坐标值，虽然在计算机绘图过程中有可能因精度的原因造成一定的计算误差，但只要控制在规范允许的范围内，对测量结果就不会造成影响。
AUT0 CAD在工程测量中的应用，可以更好地减轻测量人员的外业劳动强度，更好地提高测量作业效率和作业精度，对我们测量人员的能力要求必然也将更高。随着全站仪开发技术的提高和工程技术人员素质的提高，相信工程线路测量必将拥有更加广阔的发展空间。
参考文献：
[1]陈永奇．工程测量学[M]．武汉：测绘出版社．
[2]孔祥元．控制测量学[M]．武汉：武汉测绘科技大学出版社．
[3]张月喜．浅谈AutoCAD在工程测量中的应用[J]．山西建筑，2006.32(18)，155—156．
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。