线路中线测量自由化

摘要：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。

关键词：线路中线测量中线测量自由化 坐标法 三维坐标逐桩坐标表

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：

…………………………… （1）式中 i＝A、B、C、D

3.计算出AB、BC、CD间距离及其方位角：

2.2计算过程

1.巳知数据与观测值见表一。

2.曲线要素计算：

3.主点里程计算

4.主点（ZH、HZ）假定坐标计算

5.主点（ZH、HZ）测设数据计算

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

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，0=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的水平度盘读数，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某方向（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。

三：结语

线路中线测设是线路测量的主要内容之一。文中介绍了传统的线路坐标计算 ,即根据线路中线线型分别计算直线段、 圆曲线和缓和曲线各桩点坐标。这种方法自动化程度低且与边桩测设分离 ,已越来越不能满足我国高等级公路建设对线路施工放样精度高、 速度快的要求。而基于复化辛甫生公式的线路中线计算通用公式克服了以上的缺点 ,较传统参数方程具有较大的优越性 ,并且不受里程增大或减小的限制。

注：文章内的图表及公式请以PDF格式查看