一、程序運行平臺 : Win9X/ME/XP 。

二、程序開發(fā)平臺 : VC++.NET

三、軟件主要功能

本系統(tǒng)適用于公路主線、立交匝道及鐵路的施工放樣工作,可根據(jù)設(shè)計給定參數(shù)精確進行公路、鐵路的線路坐標(biāo)計算、導(dǎo)線平差計算等。系統(tǒng)分為線元法坐標(biāo)計算、交點法坐標(biāo)計算、導(dǎo)線平差計算、交會定點計算、放樣輔助計算、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換程序六大模塊。

( 一 ) 各模塊主要功能

1 、線元法及交點法坐標(biāo)計算:可以對公路主線、立交匝道及鐵路線路進行中線樁、邊線樁施工放樣工作。可計算的線形包括直線、圓曲線、緩和曲線、單交點對稱型曲線、單交點非對稱型曲線、 S 型曲線、 C 型曲線、卵形曲線、凸型曲線、復(fù)曲線、回頭曲線等。坐標(biāo)計算時,可計算任意角度的邊樁,同時系統(tǒng)在加樁時可一次計算多個邊樁。如果給定置鏡點、后視點坐標(biāo)還可計算出放樣角度及放樣距離。

  2 、導(dǎo)線平差計算:適用于各等級各類型閉、附合單導(dǎo)線的嚴(yán)密、近似平差計算。嚴(yán)密平差時可以提供完整的精度評定及各種所需報表! 

  3 、放樣輔助計算:可進行兩點坐標(biāo)正反算、緩和曲線起點反算、橋涵放樣坐標(biāo)計算及豎曲線高程計算! 

  4 、交會定點計算:可進行前方交會、后方交會、側(cè)方交會、測邊交會計算。

5 、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換程序:可進行高斯投影正反算、坐標(biāo)換帶、方向與邊長改化計算。

( 二 ) 本系統(tǒng)主要特點

1 、功能全面,包含了公路、鐵路施工測量的各個方面,更新版本將根據(jù)用戶需求隨時完善、增強。

  2 、表格式的數(shù)據(jù)操作,簡單、方便,所輸入的歷史數(shù)據(jù)均可留在系統(tǒng)中,每次程序啟動后均可顯示以前的數(shù)據(jù),包括計算結(jié)果。本系統(tǒng)還可將用戶輸入資料保存為磁盤文件 (*.stc) 以便交流及隨身攜帶,也可將原始數(shù)據(jù)或計算結(jié)果輸出為 EXCEL 及文本文件。

3 、所見即所得的報表輸出功能,支持報表設(shè)計,用戶可根據(jù)自已的需要設(shè)計出適合的報表,先進的數(shù)據(jù)計算引擎,計算速度極快,在預(yù)覽頁面可將報表保存為同式樣的 EXCEL 或網(wǎng)頁文件,在 EXCEL 中真正體現(xiàn)了人性化的報表界面,支持?jǐn)?shù)據(jù)的直接顯示、打印。報表中的“單位、制表、復(fù)核”等參數(shù)在系統(tǒng)菜單欄的“報表設(shè)置”項中設(shè)置。對于 “ 逐樁坐標(biāo)報表”有兩種選擇,根據(jù)需要可選擇全部打印或只打印中樁樁號、坐標(biāo)及方位角,請在菜單欄的“報表設(shè)置”項中設(shè)置。

  4 、導(dǎo)線嚴(yán)密平差采用條件平差,所計算數(shù)據(jù)的變量均采用雙精度浮點型,計算精度極高。線路中緩和曲線的計算精度為 0.05mm ,由程序按精度動態(tài)選取計算項數(shù)。

5 、本系統(tǒng)使現(xiàn)場施工放樣的計算工作變的簡單、方便,同時也使公路互通匝道復(fù)雜曲線的計算變的容易、準(zhǔn)確,也許這才是你真正期待的施工測量軟件。

6 、本系統(tǒng)特別針對公路互通匝道的復(fù)雜曲線進行了優(yōu)化設(shè)計,根據(jù)設(shè)計提供參數(shù)可選用多種方案進行計算,既可對組成匝道曲線的單個線元進行計算,也可將整條匝道的曲線參數(shù)輸入進行全線計算,還可以根據(jù)匝道起點或終點坐標(biāo)、方位角推算其它主點坐標(biāo)及方位角,是互通匝道復(fù)雜曲線放樣的最得力助手。

四、輸入輸出說明

( 一 ) 格式化輸入

1 、樁號輸入:樁號按米數(shù)格式輸入,如 K13+131.88 樁號,輸入時應(yīng)為 13131.88 ,單位為米;

2 、角度輸入:方位角、夾角按度分秒格式輸入,如 59 ° 01 ′ 46.6 ″,輸入時應(yīng)為 59.01466 ,單位為度分秒;

3 、曲線轉(zhuǎn)向必須為“左”或者“右”,其它字符均不能計算;

4 、本系統(tǒng)所指方位角均為切線方位角。

( 二 ) 格式化輸出

程序在計算后,自動將結(jié)果轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)格式顯示,如樁號輸出格式為 K13+131.88 、方位角輸出格式為 59 ° 01 ′ 46.6 ″;

( 三 ) 屬性欄數(shù)據(jù)輸入

坐標(biāo)計算時,需在屬性欄中輸入部分參數(shù),逐樁連算時需輸入“樁間米數(shù)”,如 10 、 20 等;加樁計算時需輸入“加樁樁號”,如 13131.88 、 13158.00 等;邊樁計算時需輸入“左邊距”或“右邊距”;放樣計算時需輸入“置鏡點坐標(biāo)”及“后視點坐標(biāo)”。

坐標(biāo)計算時,可計算任意角度的邊樁,邊樁連線與中點切線右夾角默認(rèn)為 90 ° ( 在“右樁夾角 (dms) ”欄內(nèi)不填寫數(shù)據(jù)時 ), 如邊樁夾角為 35 ° 15 ′ 25.5 ″,應(yīng)在“ 右樁夾角 (dms) ” 欄內(nèi) 填入 35.15255 。同時系統(tǒng)在加樁時可一次計算多個邊樁,填寫如下圖:

如上圖填寫可一次計算出中樁 K1+250.25 處 6m 、 8m 、 10m 、 12m 、 14m 、 16m 處左邊樁及 10m 、 16m 、 20m 、 25m 處右邊樁,其中邊樁夾角為 60 °,計算結(jié)果如下圖:

五、軟件使用說明

A 、線元法計算單曲線:

( 一 ) 直線

1 、主要輸入?yún)?shù)為直線段起點樁號 K0 ,坐標(biāo) (X0,Y0) ,方位角α,如果為逐樁連算須輸入終點樁號及計算點間隔米數(shù) ( 如 5 、 10 、 20 等 ) ,如果為加樁計算須輸入計算點樁號 Ki 。

2 、如果要計算邊樁坐標(biāo)則必須在屬性欄中輸入左、右邊距 ( 即邊樁至中樁距離 ) 后即可計算;

3 、主要輸出結(jié)果為計算點樁號 Ki 、坐標(biāo) (Xi,Yi) 、左邊樁坐標(biāo) (Xz,Yz) 、右邊樁坐標(biāo) (Xy,Yy) ;

4 、參數(shù)在“原始數(shù)據(jù)輸入表”及“工程屬性”中輸入;

5 、計算結(jié)果可保存為 *.xls 格式的 Excel 文件及 *.txt 格式的文本文件。

6 、如果表格內(nèi)有多條記錄,請先選中一條記錄然后在按計算按扭,否則會計算為別的直線。

( 二 ) 一般曲線

一般曲線主要包括圓曲線、完整緩和曲線、單交點對稱型曲線、單交點非對稱型曲線:

1 、圓曲線

主要組合為圓曲線任一點 - 圓曲線上任一點。

2 、完整緩和曲線

主要組合為 ZH(HZ)- 緩和曲線上任一點。

3 、單交點對稱型曲線

主要組合為 ZH-HY-YH-HZ , A1=A2( 或 Ls1=Ls2) ,其中 A 為緩和曲線回旋參數(shù), A*A=Ls*R 。

4 、單交點非對稱型曲線

主要組合為 ZH-HY-YH-HZ , A1 ≠ A2( 或 Ls1 ≠ Ls2) ,其中 A 為緩和曲線回旋參數(shù), A*A=Ls*R 。

( 三 ) 復(fù)雜曲線

本程序所能計算的復(fù)雜曲線主要為 C 型曲線、 S 型曲線、卵型曲線、凸型曲線、復(fù)曲線及其它復(fù)合型曲線:

1 、 C 型曲線

C 型曲線主要由兩個同向的單交點基本型曲線組成,可分解為兩個單交點基本型曲線分別進行計算;

2 、 S 型曲線

S 型曲線主要由兩個反向的單交點基本型曲線組成,可分解為兩個單交點基本型曲線分別進行計算;

3 、卵形曲線

卵形曲線主要組合為 ZH-HY1-Y1H-HY2-Y2H-HZ ,可分解為 ZH-HY1-Y1H 、 Y1H-HY2 、 HY2-Y2H-HZ 三段進行計算, ZH-HY1-Y1H 、 HY2-Y2H-HZ 兩段在“單交點基本型曲線”項計算,計算方法同前。 Y1H-HY2 為非完整緩和曲線,在“非完整緩和曲線”項計算。

卵形曲線主要組合為 ZH-HY1-Y1H-HY2-Y2H-HZ ,可分解為 ZH-HY1-Y1H 、 Y1H-HY2 、 HY2-Y2H-HZ 三段進行計算, ZH-HY1-Y1H 、 HY2-Y2H-HZ 兩段在“單交點基本型曲線”項計算,計算方法同前。 Y1H-HY2 為非完整緩和曲線,在“非完整緩和曲線”項計算。

“非完整緩和曲線”如上圖, QD 與 ZD 為非完整緩和曲線與其它線元相連接的兩端點, QD( 起點 ) 為樁號較小的端點, ZD( 終點 ) 為樁號較大的端點,根據(jù)系統(tǒng)要求輸入起終點的樁號、坐標(biāo)、切線方位角及回旋參數(shù) A 、曲線轉(zhuǎn)向等,系統(tǒng)會自動判斷卵形曲線的設(shè)計情況并計算該段卵形曲線各點坐標(biāo)。

4 、凸型曲線

由兩段完整緩和曲線組成,可在“緩和曲線”項或“單交點基本型曲線”項中計算。

5 、復(fù)曲線

復(fù)曲線可分解為 ZH-HY 、 ZH-HY-YH 、 HY-YH-HZ 、 YH-HZ 等在“單交點基本型曲線”頁計算,計算方法同前。

6 、其它復(fù)合型曲線

復(fù)合型曲線主要由多個圓曲線、緩和曲線組合而成,分解后可分別在“圓曲線”、“完整緩和曲線”、“非完整緩和曲線”項中計算。

“完整緩和曲線”是指起點直緩點或緩直點已知的緩和曲線,“非完整緩和曲線”是指起點直緩點或緩直點未知,僅知道緩和曲線上的任意一點或兩點的緩和曲線,計算時需推算緩和曲線起點。

( 四 ) 主要計算方法

1 、單交點對稱型曲線及單交點非對稱型曲線按程序主界面“單交點基本型曲線”頁計算,根據(jù)參數(shù)輸入情況程序?qū)⒆詣臃诸愑嬎,結(jié)果有以下五種類型:

(1)ZH-HY

僅計算 ZH-HY 段,需輸入 ZH 、 HY 、 R 及線路轉(zhuǎn)向參數(shù)。

(2)ZH-HY-YH

僅計算 ZH-HY-YH 段,需輸入 ZH 、 HY 、 YH 、 R 及線路轉(zhuǎn)向參數(shù)。

(3)HY-YH-HZ

僅計算 HY-YH-HZ 段,需輸入 HY 、 YH 、 HZ 、 R 及線路轉(zhuǎn)向參數(shù)。

(4)YH-HZ

僅計算 YH-HZ 段,需輸入 YH 、 HZ 、 R 及線路轉(zhuǎn)向參數(shù)。

(5)ZH-HY-YH-HZ

全曲線計算,表中所列參數(shù)項需全部輸入。

2 、緩和曲線及圓曲線為組成曲線的基本單元,在程序主界面“圓曲線”、“緩和曲線”項中計算。輸入緩和曲線起點 (ZH 或 HZ) 參數(shù)及回旋參數(shù) A ,可計算緩和曲線上任一點坐標(biāo)及切線方位角。輸入圓曲線已知點參數(shù)可計算圓曲線上任一點坐標(biāo)及切線方位角。

( 五 ) 參數(shù)輸入

參數(shù)在“原始數(shù)據(jù)輸入表”及“工程屬性”中輸入;

( 六 ) 如果表格內(nèi)有多條記錄,請先選中一條記錄然后在按計算按扭,否則會計算為別的曲線。

B 、線元法計算組合曲線:

( 一 ) 匝道主點要素推算

本項功能主要針對那些匝道曲線組成復(fù)雜而設(shè)計提供數(shù)據(jù)簡單的項目,您只需要輸入匝道上任一主點的坐標(biāo)、方位角,即可根據(jù)曲線線元類型、線元起點樁號、線元半徑、回旋參數(shù)、轉(zhuǎn)向計算出其它主點的坐標(biāo)及方位角,計算誤差很小,完全滿足現(xiàn)場施工放樣要求,主要計算方法如下:

如上圖為“南充繞城高速公路二洞橋互通 A 匝道”原始數(shù)據(jù),該匝道由 12 個線元組成,共計 1234.682m 。已知起點坐標(biāo)、方位角及所有線元類型、樁號、半徑、回旋參數(shù)、轉(zhuǎn)向,可推算出其它線元起點 ( 主點 ) 的坐標(biāo)及方位角,計算結(jié)果如下:

設(shè)計提供匝道主點數(shù)據(jù)如下,通過比較可知,本系統(tǒng)計算結(jié)果誤差很小。

如果已知主點 ( 即該點的坐標(biāo)、方位角已知 ) 位于匝道起點,可按上述表格內(nèi)輸入格式將線元參數(shù)按線元連接的先后次序從起點依次輸入至終點,并將起點坐標(biāo)、方位角輸入表內(nèi),在最后必須輸入終點樁號,否則最后一個線元將不參與計算。

如果已知主點 ( 即該點的坐標(biāo)、方位角已知 ) 位于匝道終點,仍可按上述格式將線元參數(shù)從起點依次輸入至終點,并將終點坐標(biāo)、方位角輸入表內(nèi),如下圖輸入格式:

計算結(jié)果如下,與設(shè)計比較誤差很。

( 二 ) 匝道組合曲線計算

本項功能主要針對互通匝道復(fù)雜曲線的計算而開發(fā),根據(jù)表格格式需要輸入匝道線元類型 ( 直、圓、緩,其中:代表直線,代表圓曲線,代表緩和曲線 ) 、線元起點樁號、坐標(biāo)、方位角、線元起終點半徑、回旋參數(shù)及線元轉(zhuǎn)向,以上參數(shù)均以線元為單位進行輸入,現(xiàn)仍以“南充繞城高速公路二洞橋互通 A 匝道”作為示例,該匝道由 12 個線元組成,共計 1234.682m 。已知各線元參數(shù),由設(shè)計提供,如果設(shè)計提供不足,可自已通過“匝道主點要素推算”項進行計算。按照上圖格式輸入,計算結(jié)果如下 :

該項功能可一次輸入整條主線或匝道的線位數(shù)據(jù),對于主線如果存在斷鏈,則將斷鏈處樁號設(shè)為主點輸入,或者以斷鏈樁號作為分界點將主線劃分為若干段進行計算。該項功能既可進行自動連算也可進行加樁計算,一次輸入保存后可長期調(diào)用,數(shù)據(jù)不會丟失,也不需要重新輸入,如需修改數(shù)據(jù)僅需在原保存數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進行即可。

對于各種線形組合,系統(tǒng)自動判斷、自動計算,前提是輸入的原始數(shù)據(jù)必須正確。

( 三 ) 多交點組合型曲線

如上圖,“多交點組合型曲線”項可一次輸入整條主線或匝道的線位數(shù)據(jù),既可進行自動連算也可進行加樁計算,一次輸入保存后可長期調(diào)用,數(shù)據(jù)不會丟失,也不需要重新輸入,如需修改數(shù)據(jù)僅需在原保存數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進行即可。

對于各種線形組合系統(tǒng)自動判斷,自動計算,前提是輸入的原始數(shù)據(jù)必須正確。

數(shù)據(jù)輸入時需注意,半徑為無窮大的點 ( 如 ZH 、 HZ 、 ZD 等 ) 半徑 R 按 -1 輸入。曲線線元需輸入曲線轉(zhuǎn)向 ( 左或右 ) ,直線段可不輸入。

主點轉(zhuǎn)向是指曲線線元的終點相對于起點的轉(zhuǎn)向,如 HY 點相對于 ZH 點為右轉(zhuǎn),或 YH 點相對于 HY 點為右轉(zhuǎn),或者 HZ 點相對于 YH 點為右轉(zhuǎn)等。本說明提到的線元為直線段、圓曲線段、緩和曲線段。 上述圖形中各線形組合說明如下:

上述圖形中各線形組合數(shù)據(jù)輸入說明如下:

主點半徑是指曲線線元起點的半徑,直線段起點半徑為無窮大,輸入時按 R=-1 輸入。曲線段如由 ZH( 直緩 )--HY( 緩直 ) 組成的緩和曲線線元起點為 ZH 點,半徑為無窮大,輸入時以 R=-1 輸入;如由 HY( 緩圓 )--YH( 圓緩 ) 組成的圓曲線起點為 HY 點,半徑為 200m ,輸入時以 R=200 輸入;如由 YH( 圓緩 )--HZ( 緩直 ) 組成的緩和曲線起點為 YH 點,半徑為 200m ,輸入時以 R=200 輸入。如由 ZY( 直圓 )--YZ( 圓直 ) 組成的圓曲線起點為 ZY 點,半徑為 200m ,輸入時以 R=200 輸入。以此類推,本說明提到的線元為直線段、圓曲線段、緩和曲線段。

為保證計算速度,建議輸入的主點一次不要超過 250 個,如果主點個數(shù)超過 250 個,可第一次輸入 250 個保存后,清空輸入數(shù)據(jù)表,再輸入剩余主點。保證每次輸入的個數(shù)不要超過 250 個。

在系統(tǒng)中實際輸入時示意圖如下:

C 、導(dǎo)線平差計算:

( 一 ) 閉合導(dǎo)線

閉合導(dǎo)線是附合導(dǎo)線的特殊形式,可以利用附合導(dǎo)線項進行計算,所得結(jié)果一致。如果 AB 邊在閉合環(huán)外邊,如圖一,則按“閉合導(dǎo)線原始數(shù)據(jù)輸入表 (1) ”所示輸入,導(dǎo)線點名輸入順序為: A → B → 1 → 2 → 3 → 4 →···→ n-1 → B → A ;

如果 AB 邊在閉合環(huán)里邊,如圖二,作為閉合環(huán)的一條起始邊,則按“閉合導(dǎo)線原始數(shù)據(jù)輸入表 (2) ”所示輸入,導(dǎo)線點名輸入順序為: A → B → 1 → 2 → 3 → 4 →···→ n-1 → A → B ;

閉合導(dǎo)線示意圖:

( 二 ) 附合導(dǎo)線

D 、豎曲線高程計算:

豎曲線高程計算需輸入變坡點樁號、變坡點高程、豎曲線半徑、前縱坡 i1(%) 、后縱坡 i2(%) 、及點間距?v坡輸入時上坡為正,下坡為負(fù),一定要記住輸入正負(fù)號。

可進行加樁計算,也可進行逐樁計算。

E 、其他功能:

1 、坐標(biāo)正算

已知 A 點坐標(biāo), A 點到 B 點方位角及距離,算 B 點坐標(biāo)。此項功能可進行批量計算。

2 、坐標(biāo)反算

已知 A 、 B 兩點坐標(biāo),算 A->B 的方位角及距離。此項功能可進行批量計算。

3 、橋涵控制點坐標(biāo)計算

已知橋涵墩臺、基礎(chǔ)的中心坐標(biāo)、方位角及切線方向至橫軸線方向順時針夾角,可計算線外任意控制點的坐標(biāo),計算時需輸入控制點的切向距± t 及橫向距± s ,正負(fù)號代表方向。此項功能可進行批量計算。

4 、反算緩和曲線起點

已知緩和曲線上任一點的坐標(biāo)及切線方位角,可計算起點 ZH 或 HZ 點的坐標(biāo)及切線方位角。需輸入已知點的坐標(biāo)、切線方位角、樁號、曲線轉(zhuǎn)向及起點樁號。

注意:此公式在已知點的曲率半徑 Ri < A 的情況下不可用。

5 、橋涵控制點坐標(biāo)計算示意圖

6 、交會定點示意圖

F 、報表功能:

1 、報表參數(shù)設(shè)置 菜單欄→報表輸出→報表參數(shù)設(shè)置,如下圖:

在上表“單位”欄內(nèi)填入您的對外單位名稱,“制表”欄內(nèi)填入制表人,“復(fù)核”欄內(nèi)填入復(fù)核人。

對于逐樁坐標(biāo)如果選“部分字段報表”,則生成圖一報表,如果選“完整字段報表”,則生成圖二報表:

圖一 部分字段報表

圖二 完整字段報表

2 、報表設(shè)計

有了報表設(shè)計功能,您可完全按照監(jiān)理或業(yè)主的要求定制自已的報表格式,報表設(shè)計功能相當(dāng)強大,界面相當(dāng)于 EXCEL ,功能完備,界面如下圖: