casio编程卵形曲线毕业论文.doc

石家庄铁路职业技术学院（毕业论文）存档号： 学号 石家庄铁路职业技术学院毕 业 论 文 casio fx-5800p 程序设计 3毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 石家庄铁路职业技术学院毕 业 设 计 （论文）评 定 表姓名学号存档号系别测绘工程系专业工程测量技术班 级毕业论文（设计）题目casio fx-5800p 程序设计指导教师评语：签名： 2010年 月 日答辩委员会意见：签名： 2010年 月 日备注：石家庄铁路职业技术学院毕业设计（论文）任务书 学生用表学 生姓 名学 号班级指导教师姓 名职 称教授系部测绘工程系毕业设计（论文）题目casio fx-5800p 程序设计毕业设计（论文）要求：1、 完成casio fx-5800p 程序设计编写2、 在casio fx-5800p计算器中能够运行3、在工程数据中应用本程序，验证程序的可用性4、论文格式要正确完成期限和主要措施：2010.10.202010.10.31 论文选题，拟定设计（论文）计划 （10天）2010.11.012010.11.20 理资料，收集文献，编写提纲 （20天）2010.11.212010.11.30 准备初稿，排版 （10天）2010.12.012010.12.20 撰写论文，定稿 （20天）2010.12.212010.12.31 打印、投交论文为答辩作准备 （11天）主要参考文献：1 李孟山、张文彦编.工程测量概论.西安：西安地图出版社，2004：160.179-180.2 王兆祥编.铁道工程测量.中国铁道出版社，2008：北京3 张志国、冯海鹏、王昌洪编.线桥隧测量.西南交通大学出版社.成都.指导教师签名： 年 月 日 25 石家庄铁路职业技术学院毕业论文摘 要随着科学技术的不断发展，测量仪器的更新换代，各种测绘手段的日趋完善，自动化、数字化、程序化已成为测量工作的必然发展趋势。手工记录、手工计算在工程测量中已被淘汰。对于工程测量人员来说，急需诞生一套系统而全面的工程测量程序，以减少繁琐而沉重的记录、计算工作。市面上的工程测量软件较少，灵活性较低，不便在野外使用，尤其配置成本较高，让不少工程测量人员望尘莫及。casio 5800计算器便于携带，计算能力强，使用灵活，且配置成本较低.所以,casio 5800计算器在公程中有了广泛的应用。本毕业设计主要讨论了casio 5800计算器的编程语言，其中包括:单交点法基本型曲线坐标计算和特殊曲线坐标计算。关键字: 测量；casio 5800； 程序设计；坐标计算； 曲线 目 录第一章 卡西欧计算器的简单介绍41.1打开计算器41.2计算器设定41.3计算器模式41.4程序编制51.5关闭计算器5第二章 基本型曲线计算62.1基本型曲线概况62.2逐桩坐标计算步骤82.3曲线计算编程:122.4程序使用说明:15第三章 特殊曲线计算(卵形曲线)183.1概念183.2计算原理183.3程序代码203.4工程案例:22第一章 卡西欧计算器的简单介绍1.1打开计算器按 。此操作将显示上次关闭计算时，所显示的屏幕。1.2计算器设定计算器设定可用来配置输入和输出设定、计算参数和其他设定。可使用设定屏幕来配置设定。其中有两种显示格式：mthio，lineio。1.3计算器模式卡西欧计算器提供了以下计算模式，其中，comp 模式为常用模式。要选择此计算模式：转至以下屏幕：然后按以下键：comp(计算)屏幕一(comp)base-n(基数)(base-n)sd(单变量统计)(sd)reg(双变量统计)(reg)prog(编程)(prog)recur(递归)(recur)table(表)(table)eqn(方程式)(eqn)link(通信)屏幕二(link)memory(存储器管理)(memory)system(对比度调整，复位)(system)表1.3 计算模式1.4程序编制1.4.1创建程序打开计算器，按mode键，进入选择，选择5 prog，选择1，创建一个新程序。选择程序常用符号，按function 键，如图2.1所示。图 1.4.1 程序语言1.4.2编制程序 利用所学知识，进行程序编制，利用alpha 键将数值赋值给计算器上字母，进行编制。完成程序后，按exit 键结束程序编制，选择所编程序名称，按exe 键运行程序并调试，直到程序能够顺利运行。1.5关闭计算器按。此操作将关闭计算器。第二章 基本型曲线计算2.1基本型曲线概况铁路与公路线路的平面通常由直线和曲线构成，这是因为在线路的定线中，由于受地形、地物或其他因素限制,需要改变方向。在改变方向处，相邻两直线间要求用曲线连结起来,以保证行车顺畅安全。这种曲线称平面曲线。铁路与公路中线上采用的平面曲线主要有圆曲线和缓和曲线。如图2.1所示,圆曲线是具有一定曲率半径的圆弧；缓和曲线是连接直线与圆曲线的过渡曲线,其曲率半径由无穷大(直线的半径)逐渐变化为圆曲线半径。图 2.1 圆加缓和曲线2.1.1基本型曲线的主点,如图2.1所示zh直缓点，直线与缓和曲线的分界点hy缓圆点, 即缓和曲线与圆曲线的分界点qz曲中点,即圆曲线的中点yh圆缓点,即圆曲线与缓和曲线的分界点hz缓直点，即缓和曲线与直线的分界点 以上五点总称为圆曲线的主点。另外jd，两直线的交点,也是一个重要的点,但不在线路上。2.1.2基本型曲线要素缓和曲线切线角转向角,即直线转向角p 圆曲线内移量m 切垂距(zh或hz到圆心o向切线所作垂线垂足的距离)t 切线长,即交点至直圆点或圆直点的直线长度l 曲线长,即圆曲线的长度(zyqzyz圆弧的长度）缓和曲线长e外矢距,即交点至曲中点的距离(jd至qz之距离)r 圆曲线半径总称为曲线综合要素2.1.3计算曲线综合要素公式: = (2.1.3.1)p= (2.1.3.2)m= (2.1.3.3)t= m+(r+p)*tan (2.1.3.4)l=2+ (2.1.3.5)e=(r+p)sec-r (2.1.3.6)2.2逐桩坐标计算步骤2.2.1 由交点里程、切线长t 和曲线长l计算曲线主点里程zh里程=jd里程-切线长thy里程=zh里程+缓和曲线长lyh里程=zh里程+曲线长l-缓和曲线长l hz里程=zh里程=zh里程+曲线长l2.2.2 zh点和hz点坐标计算（如图2.2.2）图 2.2.2 (1)zh点坐标计算*由的坐标反算的坐标方位角；*计算zh点坐标： (2.2.2.1)(2)hz点坐标计算*由的坐标反算的坐标方位角；*计算zh点坐标 (2.2.2.2)(3)当所求坐标在直线到直缓点上: x=x+（k-k）cos(+180) (2.2.2.3) y=y+（k-k）sin(+180) (2.2.2.4)(4)计算点p在zhhy缓和曲线上如图(2.2.2.4)图2.2.2.4yp*计算p点在zhxy坐标系下的坐标 (2.2.2.5)*计算p点在线路坐标下坐标 *计算zh到p点的间距d及与zhjd间的夹角 *求zhp的坐标方位角 = 曲线右偏时取“+”；曲线左偏时取“-”；*求p点坐标 (2.2.2.6)曲线右偏时k=1；曲线左偏时k=-1。(5)p点在hyyh圆曲线上如图（2.2.2.5）图2.2.2.5 *计算p点在zhxy坐标系下的坐标 (2.2.2.7)*计算zh到p点的间距d及与zhjd间的夹角 *求zhp的坐标方位角 = 曲线右偏时取“+”；曲线左偏时取“-”； *求p点坐标 (2.2.2.8) 曲线右偏时k=1；曲线左偏时k=-1。(6)p点在yhhz缓和曲线上，如图（2.2.2.6）图 2.2.2.6 *求p点在 坐标系下的坐标 (2.2.2.9) *计算hz到p点的间距d及与hzjd间的夹角 *求hzp的坐标方位角 = 曲线右偏时取“-”；曲线左偏时取“+”； *求p点坐标 曲线右偏时k=1；曲线左偏时k=-1。(7)当所求点在缓直点至直线： x=x+（k-k）cos(+k) (2.2.2.10) y=y+（k-k）sin(+k) (2.2.2.11)曲线右偏时k=1；曲线左偏时k=-1。2.3曲线计算编程: 2.3.1程序代码60dimzfix 4“jdlc”?z50：“jdx”?z51：“jdy”?z52:”fwj”?z53:”r”?r:”c”?c:“zj”?z54:”q”?q:180c(2r)b:c2-c(3)(240r(2)m:c(2)(24r)p:(r+p)tan(z542)+mt:r(z54-2b)180l:z50-tz40z40+cz41z41+lz42z42+cz43z51+tcos(z53+180)z1:”xzh=”:z1z52+tsin(z53+180)z2:”yzh=”:z2z51+tcos(z53+qz54)z3:”xhz=”:z3z52+tsin(z53+qz54)z4:”yhz=”:z4lbl 0:”dki”?a:”s”?s:”o”?o:if a z40:then z40-ag:goto 1else if a z41 then a-z40z58:180z58(2)(2rc)z60:goto 2else if a z42 then a-z41g:b+180g(r)z15: goto 3else if a z43 then a-z43g:z53+qz54f: goto 5:if end:if end:if end:if end:if endlbl 1:z1+gcos(z53+180)x:z2+gsin(z53+180)y:”x=”:x+scos(z53+o)x“y=”:y+ssin(z53+o)ylbl 2:z58-z58(5)(40r(2)c(2)+g(9)(3456r(4)c(4)x:z58(3)(6rc)- z58(7)(336r(3)c(3)+ z58(11)(42240r(5)c(5)y:z39:arctan(yx)z38:z53+qz38z37:z1+z39cosz37x:z2+z39sinz37y:x+scos(z60+o)x:”x=”:xy+ssin(z60+o)y:”y=”:ylbl 3:m+rsin(z15)x:(r+p)-rcos(z15)y: z36: arctan(yx)z35:z53+qz35z34:z1+z36cosz34x:z2+z36sinz34y:x+scos(z15+o)x:”x=”:xy+ssin(z15+o)y:”y=”:ylbl 4:g-g(5)(40r(2)c(2)+g(9)(3456r(4)c(4)x:g(3)(6rc)-g(7)(336r(3)c(3)+g(11)(42240r(5)c(5)y:z29: arctan(yx)z28:f-qz28z27:z3+z29cosz27x:z4+z29sinz27y:x+scos(z59+o)x:”x=”:xy+ssin(z59+o)y:”y=”:ylbl 5:z3+gcos(f)x:z4+gsin(f)y:x+scos(f+o)x:”x=”:xy+ssin(f+o)y:”y=”:ygoto 02.3.2各符号说明:jdlc-交点里程jdx-交点x坐标jdy-交点y坐标zj-曲线转折角 q-曲线偏移方向(左偏+1,右偏-1)r-曲线半径c-缓和曲线长fwj-zh到jd方位角dki-所求点里程s-左右边桩偏距o-偏移方向(左偏270,右偏90)2.4程序使用说明:2.4.1 计算器输入顺序输入交点里程k？输入所求点里程 dki显示直缓、缓圆、圆缓、缓直主点里程输入交点坐标（x，y）输入左右偏距输入曲线转角计算下一点坐标输入左右偏移方向（左偏270，右偏90）输入zh到jd的方位角 输入曲线的偏移方向（左偏-1右偏+1）显示所求点坐标输入缓和曲线长 l0输入元曲线半径 r图2.4.1 计算时输入顺序2.4.2 工程案例：如图3.2所示，起始于直缓点，里程为dk1+993.27的一段圆加缓和基本型曲线，已知条件见下表：（每20m计算一个点位中桩坐标）图2.4.2 圆加缓和曲线2.4.3据算数据交点里程交点坐标计算方位角圆曲线半径转角缓和曲线长圆曲线长k2+104.7368x=3066114.25342402627.5350133851.14040.3681y=582119.3221所求点里程线路中线中线左7m中线右7mk2+000x=3066165.922x=3066159.833x=3066172.011y=582210.427y=582213.880y=582206.974k2+20x=3066156.056x=3066149.967x=3066162.145y=582193.030y=582196.483y=582189.577k2+40x=3066146.189x=3066140.100x=3066152.278y=582175.633y=582179.087y=582172.180k2+60x=3066136.271x=3066130.234x=3066142.412y=582158.266y=582161.690y=582154.783k2+80x=3066125.929x=3066120.368x=3066132.546y=582124.572y=582114.293y=582137.386k2+100x=3066114.745x=3066110.864x=3066123.81y=582124.572y=582125.720y=582120.391k2+120x=3066102.633x=3066103.448x=3066116.799y=582108.66y=582106.619y=582102.407k2+140x=3066089.654x=3066097.824x=3066111.288y=582092.446y=582087.223y=582103.385k2+160x=3066076.117x=3066092.341x=3066105.804y=582078.724y=582067.989y=582064.151表 3.2第三章 特殊曲线计算(卵形曲线)3.1概念卵形曲线：如图 3.1 所示是指在两半径不等的圆曲线间插入一段缓和曲线。也就是说：卵形曲线本身是缓和曲线的一段，只是在插入时去掉了靠近半径无穷大方向的一段，而非是一条完整的缓和曲线。图 3.1 卵形曲线图 3.1 卵形曲线图3.2计算原理3.2.1原理计算线路中线和边线点位坐标的复化辛甫生公式图 3.2.1 辛甫生公式原理 (3.2.1.1) (3.2.1.2)当n=2时，复化辛甫生公式为： (3.2.1.3) (3.2.1.4) (3.2.1.5) (3.2.1.6) (3.2.1.7) (3.2.1.8) (3.2.1.9)说明：计算时，需要算出1/4、1/2、3/4、1，1/4、1/2、3/4、1。其中，为曲线元起点a的纵、横坐标；为曲线元起点a的切线方位角；为里程点的切线方位角；为里程的切线方位角；为里程的切线方位角；为曲线元上待求点的切线方位角；为曲线元起点a的里程；为曲线元终点b的里程；为曲线元待求点的里程；为曲线元起点a的曲率（曲率为半径的倒数）；为曲线元终点b的曲率；为曲线元待求点的曲率；当曲线右偏时，取正；当曲线左偏时，取负。为左边桩点位坐标，为左边桩点位坐标，分别为左右边线距中线的平距。3.3程序代码3.3.1文件名“x0”?a:“y0”?b:“fwj”?c:“r0”?d:“rn”?e:“dk0”?f:“dkn”?g:“p”?p:（定义变量）1dh： （表示曲率）1ei：p(i-h)abs（g-f）j：lbl 1:”dki”?k:”z”?z:”s”?s:abs(k-f)m:jmn:c+90m(n+2ph)t:”a=”:tdms （显示所求点方位角）c+45m(n4+2hp)（2）u:c+135m(3n)4+2hp)（2）v:c+45m(n2+2hp)w: （计算所求点坐标）a+m(cosc+4(cosu+cosv)+2cosw+cost)12+scos(t+z)x:”x=”：xb+m(sinc+4(sinu+sinv)+2sinw+sint)12+ssin(t+z)y:”y=”:ygoto1 （返回输入所求里程处坐标）3.3.2代码说明x0曲线元起点a的x坐标y0曲线元起点a的y坐标fwj线元起点方位角r0线元起点半径rn线元终点半径dk0线元起点里程dkn线元终点里程p线元偏移标志dki所求点里程s左右偏移距离z左右偏移方向（左270，右90，中线上为0）3.3.3规定 (1)以道路中线的前进方向（即里程增大的方向）区分左右；当线元往左偏时,p=-1；当线元往右偏时，p=1；当线元为直线时，p=0。 (2)当线元为直线时，其起点、止点的曲率半径为无穷大，以10的45次代替。 (3)当线元为圆曲线时，无论其起点、止点与什么线元相接，其曲率半径均等于圆弧的半径。 (4)当线元为完整缓和曲线时，起点与直线相接时，曲率半径为无穷大，以10的45次代替；与圆曲线相接时，曲率半径等于圆曲线的半径。止点与直线相接时，曲率半径为无穷大，以10的45次代替；与圆曲线相接时，曲率半径等于圆曲线的半径。 (5)当线元为非完整缓和曲线时，起点与直线相接时，曲率半径等于设计规定的值；与圆曲线相接时，曲率半径等于圆曲线的半径。止点与直线相接时，曲率半径等于设计规定的值；与圆曲线相接时，曲率半径等于圆曲线的半径。3.4工程案例:3.4.1工程概况(如图 3.4.1)如图3.1所示，已知a(x，y)，oa为直线段，方位角oa=200，l=60，ab为缓和全段，l=60，bc为圆曲线l=83，r=60，cd段为缓和曲线段，l=75，de段为圆曲线段，l=60，r=120，ef段为缓和曲线段，l=65，fg段为缓和曲线段，l=60，r=60，gh为直线段，l=70，求各节点坐标。图3.4.1 卵形曲线图 3.4.1 卵形曲线3.4.2计算器输入顺序 运行程序输入起点坐标（x，y）输入线元起点切线方位角显示所求坐标输入线元起点半径输入线元终点半径显示所求点方位角计算下一点坐标输入所求点距中线的边距(左侧取负，值右侧取正值， 在中线上取零)输入起点里程输入终点里程输入线元左右偏标志（左-1，右+1直线0）输入所求点里程图 3.4.2 计算流程3.4.3 计算结果起点坐