论文部分内容阅读
摘要：文章介绍的线路中线测量的操作方法具备灵活方便、快捷以及精度高这些特点，较原中线测量方法克服了需要测量转角及固定测站点的繁冗。
Abstract: The article presents the center line survey operation method: compared with the original line measurement method, it characteristics involve flexible and convenient and high precision without excesses angle measurement and fixed station requirement.
关键词：线路中线側量、自由化、灵活、方便、精度高
Key Words: center line measurement, liberalizatioin, flexible, convenient, high precision
中图分类号：U212.24 文献标识码：A文章编号：
一、概述
线路中线测量，包括公路、铁路及各种给排水管道的勘测、设计、施工与检测中，其施测方法繁多。所谓中线测量自由化，就是沿着线路任意点设测站，都能用极坐标法，施测中线上各点的三维坐标，即线路各里程桩的位置与高程。这种方法，具有灵活、方便、快速且精度高的特点，其逐桩坐标表也可随之而出。
使用本法必须具有： (1)全站仪：(2)可编程序计算机； (3)各曲线半径R与缓和曲线长度Ls必须事先选定： (4)线路各相邻边直线部分已在实地定出。(不须定交点JD，也不要求相邻交点通视。)
本法测站点可以任意选定，当然能与线路上大多数点通视为佳，故测站一般选在地势高，视野开阔，能最大限度多测一些中桩点的地方，甚至可到平屋顶上设站最好。使用本法不要测转角α，测站点也无须在地面上打桩标定，仪器不用搬来搬去，随意架设好仪器，便可马上施测。
二、工作方法
2.1计算准备
1.如图一所示，在相邻边直线上任选A、B、C、D四个点(若
为直线只须选两个点)。在适当位置任选测站点O′，使之能与A、
B、C、D通视，随之测出O′点至各点的距离 、 、 、
及各方向水平度盘读数 、 、 、 。
2.设测站O′为坐标原点，各方向水平度盘读数，看作是各方
向的方位角，则各点坐标：
式中i=A、B、C、D
3．计算出AB、BC、CD间距离及其方位角：
4、计算 、 、 角及BC点至JD的距离
以上是准备工作，现以R、 和 对曲线进行计算，介绍如下。
2.2计算过程
1、已知数据与观没值见表一。
2、曲线要素计算：
缓和曲线角：
曲线内移值：
切线增长值：
曲线切线长：
曲线长：
外矩：
切曲线：
3、主点里程计算
直缓点：
缓园点：
曲中点：
缓直点：
园缓点：
4、主点（ZH、HZ）假定坐标计算
检核计算：曲线弦长
计算无误。
5、主点（ZH、HZ）测设数据计算
曲线起点ZH：
曲线终点HZ：
6、曲线（包括部分直线）上各点详细测设数据计算分三段进行
（1）直线段：以ZH点为坐标原点，AB为X轴进行计算，即
如果P点里程大于HZ里，则用下式计算
D点里程计算
D=HZ+SCD-(T-SC,JD)
=K1+940.325+74.921-(94.367-63.494)=K1+984.373
依（7）、（8）式计算出P点里程列入表二中的“4”、“5”栏。
（2）曲线上：当P位于ZH～YH之间时，同样以ZH为坐标原点，AB为X轴，当P点位于第一缓和曲线上时：
式中 为P点至缓和曲线起点ZH的弧长。
当P点位于圆曲线上时：
式中， 为圆曲线上的点至缓圆点HY的弧长。
（3）当P点位于第二缓和曲线上时，仍用（9）式，但这时是以HZ为坐标原点，DC为X轴进行计算。
7.坐标换算
按（7）（8）（9）（10）算出的独立坐标，都要化算成以测站点o＇为坐标原点的坐标系，才能计算出测设数据r＇s＇（见表二中“8”“9”栏），在坐标换算时，要特别注意，凡是左转向曲线，y值前加“-”号即可。
表中“6”“7”栏是独立坐标分别以ZH、HZ为原点，AB与CD为X轴划算而来。
8.对于不设缓和曲线的园曲线
对于不设缓和曲线的园曲线，则有LS=0，βo=0,p=0,q=0,其计算与此完全相同，此地不赘叙。
9.逐桩坐标计算
逐桩坐标要根据交点JD坐标进行计算，并可根据需要加入“方位角”内容，此地从略。
3.注意事项
（1）工作中起始方向A的水平度读数，不必对零（本文例对零），可以任意读数。
（2）此法尽管工作灵便、快速，但计算较烦，只有编好计算程序后，才能显其优越性。外业中只要求显示测设数据，其他可以内业打印。
（3）由于全站仪施测高程，可以替代四等水准，因此在施测中桩的同时，除测出该点高程外，也可沿线按要求敷设一定数量水准点施测。为施工单位提供方便。
（4）此法计算中，有多次坐标换算，但最终必须化算成以测站点o＇为原点的假定坐标系，求出测设数据，才能正常工作，否则会得出错误结果。
（5）施工中，对中线上桩号的平面位置与高程须频繁施测，而图一中所选A、B、C、D在施工中被破坏，这时也可保护好其中方向（将该点移到开挖线以外）和测站点，这样在以后的放样中，对好已知方向，将水平度盘拨到该方向的读数即可。各点的放样数据，依然可多次使用，不必另行计算，而且如果和施工配合的好，也不必打桩，以节约材料。如果全线都按此办理，那些计算出的测设数据，可重复多次使用，一劳永逸。实际上测站点起到了控制点作用，且互为独立，不存在误差积累。
带有缓和曲线的圆曲线计算表二°
注：表中带“*”为曲线上的点
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
Abstract: The article presents the center line survey operation method: compared with the original line measurement method, it characteristics involve flexible and convenient and high precision without excesses angle measurement and fixed station requirement.
关键词：线路中线側量、自由化、灵活、方便、精度高
Key Words: center line measurement, liberalizatioin, flexible, convenient, high precision
中图分类号：U212.24 文献标识码：A文章编号：
一、概述
线路中线测量，包括公路、铁路及各种给排水管道的勘测、设计、施工与检测中，其施测方法繁多。所谓中线测量自由化，就是沿着线路任意点设测站，都能用极坐标法，施测中线上各点的三维坐标，即线路各里程桩的位置与高程。这种方法，具有灵活、方便、快速且精度高的特点，其逐桩坐标表也可随之而出。
使用本法必须具有： (1)全站仪：(2)可编程序计算机； (3)各曲线半径R与缓和曲线长度Ls必须事先选定： (4)线路各相邻边直线部分已在实地定出。(不须定交点JD，也不要求相邻交点通视。)
本法测站点可以任意选定，当然能与线路上大多数点通视为佳，故测站一般选在地势高，视野开阔，能最大限度多测一些中桩点的地方，甚至可到平屋顶上设站最好。使用本法不要测转角α，测站点也无须在地面上打桩标定，仪器不用搬来搬去，随意架设好仪器，便可马上施测。
二、工作方法
2.1计算准备
1.如图一所示，在相邻边直线上任选A、B、C、D四个点(若
为直线只须选两个点)。在适当位置任选测站点O′，使之能与A、
B、C、D通视，随之测出O′点至各点的距离 、 、 、
及各方向水平度盘读数 、 、 、 。
2.设测站O′为坐标原点，各方向水平度盘读数，看作是各方
向的方位角，则各点坐标：
式中i=A、B、C、D
3．计算出AB、BC、CD间距离及其方位角：
4、计算 、 、 角及BC点至JD的距离
以上是准备工作，现以R、 和 对曲线进行计算，介绍如下。
2.2计算过程
1、已知数据与观没值见表一。
2、曲线要素计算：
缓和曲线角：
曲线内移值：
切线增长值：
曲线切线长：
曲线长：
外矩：
切曲线：
3、主点里程计算
直缓点：
缓园点：
曲中点：
缓直点：
园缓点：
4、主点（ZH、HZ）假定坐标计算
检核计算：曲线弦长
计算无误。
5、主点（ZH、HZ）测设数据计算
曲线起点ZH：
曲线终点HZ：
6、曲线（包括部分直线）上各点详细测设数据计算分三段进行
（1）直线段：以ZH点为坐标原点，AB为X轴进行计算，即
如果P点里程大于HZ里，则用下式计算
D点里程计算
D=HZ+SCD-(T-SC,JD)
=K1+940.325+74.921-(94.367-63.494)=K1+984.373
依（7）、（8）式计算出P点里程列入表二中的“4”、“5”栏。
（2）曲线上：当P位于ZH～YH之间时，同样以ZH为坐标原点，AB为X轴，当P点位于第一缓和曲线上时：
式中 为P点至缓和曲线起点ZH的弧长。
当P点位于圆曲线上时：
式中， 为圆曲线上的点至缓圆点HY的弧长。
（3）当P点位于第二缓和曲线上时，仍用（9）式，但这时是以HZ为坐标原点，DC为X轴进行计算。
7.坐标换算
按（7）（8）（9）（10）算出的独立坐标，都要化算成以测站点o＇为坐标原点的坐标系，才能计算出测设数据r＇s＇（见表二中“8”“9”栏），在坐标换算时，要特别注意，凡是左转向曲线，y值前加“-”号即可。
表中“6”“7”栏是独立坐标分别以ZH、HZ为原点，AB与CD为X轴划算而来。
8.对于不设缓和曲线的园曲线
对于不设缓和曲线的园曲线，则有LS=0，βo=0,p=0,q=0,其计算与此完全相同，此地不赘叙。
9.逐桩坐标计算
逐桩坐标要根据交点JD坐标进行计算，并可根据需要加入“方位角”内容，此地从略。
3.注意事项
（1）工作中起始方向A的水平度读数，不必对零（本文例对零），可以任意读数。
（2）此法尽管工作灵便、快速，但计算较烦，只有编好计算程序后，才能显其优越性。外业中只要求显示测设数据，其他可以内业打印。
（3）由于全站仪施测高程，可以替代四等水准，因此在施测中桩的同时，除测出该点高程外，也可沿线按要求敷设一定数量水准点施测。为施工单位提供方便。
（4）此法计算中，有多次坐标换算，但最终必须化算成以测站点o＇为原点的假定坐标系，求出测设数据，才能正常工作，否则会得出错误结果。
（5）施工中，对中线上桩号的平面位置与高程须频繁施测，而图一中所选A、B、C、D在施工中被破坏，这时也可保护好其中方向（将该点移到开挖线以外）和测站点，这样在以后的放样中，对好已知方向，将水平度盘拨到该方向的读数即可。各点的放样数据，依然可多次使用，不必另行计算，而且如果和施工配合的好，也不必打桩，以节约材料。如果全线都按此办理，那些计算出的测设数据，可重复多次使用，一劳永逸。实际上测站点起到了控制点作用，且互为独立，不存在误差积累。
带有缓和曲线的圆曲线计算表二°
注：表中带“*”为曲线上的点
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。