近几年,随着全站仪的飞速发展,高速公路的施测精度要求越来越高,坐标控制已是必不可少的一种控制方法。由于高速公路多在复杂山区,正常曲线(缓-圆-缓)已经不能满足设计要求,必须要设置一些不规则曲线,而复曲线(缓-圆-复-圆-缓)就是其中最常见的一种,而复曲线段的坐标计算是我们测量工要必须尽快掌握的。下面就是复曲线段坐标计算方法题解,其中还有许多不足,望有关专家及各界人士给予批评指正。
已知:Y1H2点里程坐标已知,H2Y2点里程坐标已知。
两曲线半径已知。求点P坐标。
解:
αY1H2到H2Y2根据坐标反算可求出。
L’=H2Y2里程-Y1H2里程
根据公式:R1L=R2(L+ L’) 推出 求出L(此L为ZH’到Y1H2段弧长)
DKZH’=DK Y1H2-L求出ZH’里程。
计算Y1H2点在ZH’假设坐标系下坐标:
X1=L0-L05/(40R12L02)+L09/(3456R14L04)
Y1=L03/(6R1L0)-L07/(336R13L03)+L011/(42240R15L05)
(式中:L0=L)
计算H2Y2点在ZH’假设坐标系下坐标:
X2=L01-L015/(40R22L012)+L019/(3456R24L014)
Y2=L013/(6R2L01)-L017/(336R23L013)+L0111/(42240R25L015)(式中:L01=L’+L)
可求出在ZH’坐标系下αY1H2到H2Y2 ①
β=90L/πR1 (圆心角) ②
由①②可推出Y1H2点切线方位角为:
δ1=180-αZH’到Y1H2
θ=β-δ1=5-25-58.66
φ=α’YIH2到H2Y2-α’Y1H2到ZH’
α=180-φ-θ
可知实际Y1H2点切线方位角等于αY1H2到H2Y2+α
可求出ZH’切线方位角αZH'实=αY1H2实+β
求ZH’实际坐标:
ZH’到Y1H2点弦长为开方(X12+Y12)
Y1H2点到ZH’偏角为δ2=arctg(Y1/ X1)
则ZH’点坐标可求出
求任一点P坐标:
LP此点里程减ZH’里程 L0=L’+L
ΔX3= Lp-Lp5/(40R22L02)+Lp9/(3456R24L04)
ΔY3= Lp3/(6R2L0)-Lp7/(336R23L03)+Lp11/(42240R25L05)
(式中:LP为P点到ZH’段弧长,L0为ZH’到H2Y2段总弧长)
根据(ΔX3,ΔY3)求出tgδp=(ΔY3/ΔX3)
D=开方(ΔX32+ΔY32)
XP= XZH’+ D*cos(αZH'切-δp)
YP= YZH’+D*sin(αZH'切-δp)
已知:Y1H2点GK217+830.616(906870.467,487326.520)
H2Y2点GK218+017.283(906813.240,487503.147)
R1=750m,R2=400m 求GK217+850点坐标。
解:
αH1H2到H2Y2=107-57-8.21
L’=H2Y2里程-Y1H2里程=186.667m
R1L=R2(L+ L’) 推出 L=213.333714m
DKZH’=GK217+617.229
在ZH’假设坐标系下:
Y1H2点(GK217+830.616)
X1=L-L5/(40R12L02)+L9/(3456R14L04)
Y1=L3/(6R1L0)-L7/(336R13L03)+L11/(42240R15L05)
式中:L0=L
求得:X1=-212.9026 Y1=10.099013
H2Y2点(GK218+017.283)
X2=L1-L15/(40R22L22)+L19/(3456R24L24)
Y2=L13/(6R2L2)-L17/(336R23L23)+L111/(42240R25L25)
式中:L1=L2=L+L’
求得:X2=-390.116399 Y2=65.485888
β=90L/πR1 =8-8-55.49(圆心角)
δ1=180-αZH’到Y1H2=2-42-56.83
θ=β-δ1=5-25-58.66
φ=α’YIH2到H2Y2-α’Y1H2到ZH’=165-21-34.2
α=180-φ-θ=9-12-27.14
αY1H2切=αY1H2到H2Y2+α=117-09-35.35
αZH'切=αY1H2切+β=125-18-30.8
求ZH’实际坐标:
S2=开方(X12+Y12)=213.141988m
δ2=arctg(Y1/ X1)=2-42-56.82
求得:XZH’=906985.279 YZH’=487146.944
求GK217+850点坐标:
LP=232.71771m L0=L’+L=400.000714m
ΔX3= Lp-Lp5/(40R22L02)+Lp9/(3456R24L04)
ΔY3= Lp3/(6R2L0)-Lp7/(336R23L03)+Lp11/(42240R25L05)
可推出: ΔX3=232.052024 ΔY3=13.1017
S3=开方(ΔY32+ΔY32)=232.421592m δ3=arctg(ΔY3/ΔX3)=3-13-53.39
XP= XZH’+ S3*cos(αZH'切-δ3)=906861.8493
YP= YZH’+ S3*sin(αZH'切-δ3)=487343.8829