外业手簿.doc

第四部分纬地外业手簿教程( Hint CE V5.X )309第二十三章 纬地掌上放线系统使用说明23.1 前言纬地独家研制并推出掌上电脑（Ppc）路线外业设计、放线及纵横断数据输入软件“纬地掌上路线设计手簿”、“纬地掌上放线手簿”、“纬地横断手簿”、“纬地纵断手簿”，主要用于公路、城市道路、互通式立交等的外业路线设计计算、调线计算、现场放线计算及现场录入逐桩的纵断面地面线数据和横断面地面线数据。由于其核心参照本公司的纬地道路CAD源代码，所以不仅可以处理任意复杂的平面线形组合、精确施放中桩、边桩、边界以及桥位桩（可以是一定角度的），而且可以达到与纬地道路CAD相同的极高精度。该软件安装支持目前各类基于Pocket PC2000/2002/2003版平台以及最新的Windows Mobile 5.0版操作系统的所有掌上电脑，并可以与微机随时互传数据，自动转换数据格式。是使用PC1500/E500等计算设备进行外业设计与放线的升级换代软件。23.2 安装与使用以上四套软件均采用注册码加密形式，用户可以自由从纬地道路CAD网站(或其他途径复制)下载软件，在完成掌上电脑上计算机的通讯连接后，直接从计算机上运行安装安装盘中的HintPPC.msi程序，按照屏幕提示操作将可以自动完成从计算机掌上电脑四套软件的安装过程。安装完成后，第一次启动“开始”“程序”“纬地掌上路线平面设计”，程序将根据您掌上电脑的芯片代码自动生成“注册源代码”。用户需将此“源代码”电话给(或传真到)本开发组，索取新的“注册码”，并输入到掌上电脑界面上，点按“确定”便可完成软件注册，以后便可以自由永远使用了。23.3 纬地掌上放线手簿软件使用说明公路放线测量是把图上设计的路线方案或实地定测的路线进行实际地面加桩放样的一项测量工作。纬地掌上放线手簿软件的主要功能是自动进行路线平面计算、方位计算，直接配合全站仪进行公路路线、互通式立交匝道的现场（实地）放线。该软件结合工程实践主要开发有极坐标放线法，以及低等级道路放线中经常用到的各种支距法放线计算功能。图23-123.3.1极坐标放线该放线方法简单、灵活，适用于各等级公路的放线测量工作。其工作原理如图23-1所示，在纬地放线手簿中输入已知的测站点和后视点的坐标，计算出后视方位角和后视距离。在测站点将全站仪照准后视点，水平角输入后视方位角。在纬地放线手簿中计算出目标点的前视方位角和前视距离，旋转全站仪照准部至前视方位角即可准确施放出目标点。极坐标放线计算的使用方法如下：（1）启动纬地掌上放线程序，指定要施放的平面线形文件用户打开掌上电脑，点击“开始”“程序”“纬地放线手簿”，其主界面如图23-2所示。点击“文件”菜单的“打开”项，指定所要施放的路线平面文件“*.pm”。（2）设置测站和后视坐标，进行后视计算点击“设置测站”属性页，在“测站点X(N)和Y(E)”编辑框中输入测站点的X、Y坐标，然后点击“后视计算”按钮，程序根据用户输入的测站点和后视点坐标计算并显示出“后视距离”和“后视方位”（基于全站仪）。另外，用户可将已经输入到“测站点”和“后视点”中的导线点坐标，通过点击“添加”按钮保存到控制点列表中，并可以保存为控制点文件，以后放线时，可从“控制点”菜单打开该控制点文件，然后直接在列表中选择所需控制点的坐标数值。参见图23-3。（3）输入桩号，进行目标点坐标计算点击“极坐标放线”属性页，直接在“桩号”框中输入所要施放的路线中线的桩号，然后点击“目标计算”按钮，程序将计算得到路中线该桩号的坐标和方位角，并显示到“目标点X(N)和Y(E)”框中，如图20-4所示。如果用户需要施放路线边桩、界桩或与路线成一定角度的桥位桩时，需先在“两侧角度”框中输入目标点与路线的夹角（路线前进方向右偏角）及支距（或斜支距），也可在下拉列表中直接选择角度，然后点击“目标计算”按钮，程序将计算得到目标点的X、Y坐标。注：方位角的输入格式为度、分、秒，如60度20分10.5秒输入为 图23-2 图23-3（4）放线计算当用户通过程序计算得到目标点的坐标后（也可直接输入目标点的坐标），点击“放线计算”，程序将计算得到“前视距离”和“前视方位”。基于全站仪，即可完成放线。参见图23-5。（5）测量坐标（支点计算）此功能用于现场放线时经常遇到不通视等情况时，计算得到转点（支导点）的坐标。它和放线过程相反，首先使用全站仪测量目标点（支导点），得到目标点的“前视距离”和“前视方位”，将测量数据输入到放线手簿的“前视距离”和“前视方位”框内，点击“测量计算”按钮，程序将自动计算并在“目标点X(N)和Y(E)”框中显示出目标点（支导点）的坐标值。参见图23-6。注意：支点计算仍基于当前测站点和后视点的坐标进行计算，须注意测站点和后视点的坐标是正确的。 图23-4 图23-5 图23-6图23-7（6）放线结果存盘用户在完成每一桩号的放线后，可将放线的结果数据通过点击“放线数据保存”按钮保存到掌上电脑上，然后使用“纬地三维道路辅助设计系统”的数据编辑器可直接将其读出并打印，以作为现场放线的记录资料。（参见图23-7）。附加说明：1）放线程序所需的路线平面文件有两种来源：可由纬地掌上路线平面设计计算程序直接输出。可由纬地三维道路辅助设计系统计算输出后，直接传输到掌上电脑上。2）纬地掌上放线程序，可以施放各种线形组合的路线或匝道线形，路线可以只是一段曲率半径从R1R2的缓和曲线。其平面计算方法（曲线单元法）请参考纬地道路辅助设计系统。23.3.2支距法放线纬地掌上放线手簿支距法放线计算包括切线支距法、弦线支距法和任意辅助线支距法等功能。用户在使用时只需要输入（或直接选择）基线两个端点的坐标，然后就可以进行该段落任意中桩或边桩的支距计算了。该功能适用于各等级公路的中线测量及施工放样，特别是在低等级公路的各种复杂线形的测量放线中应用广泛。如图23-8、图23-9、图23-10所示分别为切线支距法、弦线支距法和任意辅助线支距法的计算图示。 图23-8 图23-9 图23-10从这三个图示可看出，切线支距法和弦线支距法都属于任意辅助线支距法的特殊形式。当基线端点分别选择相邻的两个交点时，即基线和平面曲线相切，这就是常规理解的切线支距法，通常情况下P1点选择交点曲线的ZH（或HZ）点，P2点选择交点。当基线端点分别选择路线曲线上两个点时，就是常规意义上的弦线支距法，此时P1、P2点通常选择曲线上的要素点（ZY或YZ），这样可直接选用系统提取的要素点坐标值。当基线端点根据地形情况而采用任意位置两个已知坐标点，或者是可利用的导线控制点时，即为任意辅助线支距法。此时的基线和路线的平面相对位置可以是相交或相离的关系。 图23-11 图23-12 图23-13支距法放线计算的使用方法如下：（1）打开放线平面文件启动纬地掌上放线程序，界面如图23-11所示，点击“文件”菜单中的“打开”命令或工具栏的打开文件图标，系统在打开的窗口中列出所有的放线平面文件（*.pm），选择打开准备进行放线计算的路线平面文件“*.pm”。（2）指定基线的两个端点对于支距法放线的基线指定，系统利用了“设置测站”的窗口来设置基线的两个端点P1和P2，在测站点的位置指定（或输入）P1点的坐标，在后视点的位置指定（或输入）P2点的坐标，如图23-11所示。如果用户采用切线支距法或弦线支距法进行放线计算，可直接选用当前路线的交点或要素点做为基线点，如图中所示，在“控制点”菜单中，使用“将交点、直缓点转为控制点”等命令，可以自动提取交点线文件中的交点坐标和要素点坐标，并显示在控制点列表中，用户可根据需要直接选用。当然，用户也可以打开已经保存的控制点文件进行选用。（3）输入桩号，计算目标点的坐标此步骤和“极坐标放线”相同，计算准备施放的目标点桩号坐标及方位角。点击“支距法放线”选项打开支距法放线计算的窗口，如图23-12所示。在“桩号”框中输入路线待放点桩号，然后点击“目标计算”按钮，程序自动计算得到该桩号的坐标和方位角，并显示到“目标点X(N)和Y(E)”框中。支距法放线同样可以施放路线边桩、界桩或与路线成一定角度的桥位桩。用户需输入目标点相对中桩的角度和支距长度计算出目标点的坐标及方位角，其操作同前述“极坐标放线”的操作。（4）放线计算在用户通过“目标计算”得到目标点的坐标后（也可直接输入已知的目标点坐标），点击“放线计算”，程序即计算得到目标点相对基线边坐标系的X、Y坐标，并相应显示在“起点距离”和“基线支距”框内，如图23-13所示。根据目标点所处基线边坐标系的象限位置不同，其“起点距离”和“基线支距”可以是正值也可以是负值。见23-9图示，可以知道目标点的“起点距离”（X）为正数，而“基线支距”（Y）为负数。由于“支距法放线”程序采用的是坐标换算的原理进行支距计算的，用户在进行支距计算时，需注意基线边P1、P2的坐标必须和平面路线为同一坐标系。对于采用交点间距加转角的方式进行一次定测的低等级道路，虽然没有进行坐标测量，但系统内部仍是以路线起点的假定坐标和方位角进行坐标计算的，用户仍可以将路线中的任何交点和要素点指定为基线端点进行目标点的支距计算。当然，基线端点也可以是路线上任意中桩位置，其坐标可通过程序的“目标计算”得到，然后通过菜单中“将目标点转为控制点”命令，可将该桩号做为控制点列于控制点一览表中供用户选用。23.4 纬地掌上路线平面设计程序使用说明纬地掌上路线平面设计程序，是对纬地道路辅助设计系统中平面设计部分功能的移植，使用户可以方便地在外业期间进行路线设计计算和调线、放线计算。当然也有部分功能是对原系统的扩展。（1）新建或打开平面设计文件，进行路线设置点按“开始”“程序”“纬地平面设计”可启动本程序。点取“文件”菜单的“新建”项，以便程序打开新的路线设计。接着点按“文件”菜单的“路线设置”项，选择路线计算控制方式：坐标控制或距离转角控制。前者适用于使用交点坐标控制的路线设计，而后者适用于使用交点距离和交点转角控制的路线设计（一般低等级公路项目居多）。两种方式用户均需输入路线起始桩号，后者还需输入起点坐标和起点方位角（可以是假设的）。参见图23-14、图23-15。 图23-14 图23-15（2）输入交点数据，进行路线设计计算当用户选择交点坐标控制的方式进行路线设计时，用户可在主对话框中输入交点0的X、Y坐标、交点名称（可以不输），点按“编辑”菜单的“插入交点”项，再输入交点1、2、3.等的交点坐标。在数据输入过程中随时点按左右横向滚动条，对话框中便分别滚动显示各自的数据。一般路线的交点计算均是采用已知前缓和曲线长度、中间圆曲线半径和后缓和曲线长度的计算模式（常规S1+Rc+S2模式），但用户也可以选择“计算模式”中所列出的其他多种“反算”计算模式，如已知切线（T）长等反算模式。对于每种计算模式主对话框均会自动以亮显方式显示用户所需输入的数据项。常规计算模式时用户需输入中部圆曲线的半径（Rc）、前缓和曲线的长度（S1）和后缓和曲线的长度（S2）。这时特别说明：前缓和曲线的起点曲率半径（RO）和后缓和曲线的终点曲率半径（RD），也可以不是无穷大（9999代表无穷大），这样可以处理卵型曲线等任意复杂线形。关于这里对复杂曲线的计算方法，用户可以参考纬地道路辅助设计系统的用户手册和其后附录中的相关论文，参见图23-16、图23-17、图23-18。 图23-16 图23-17 图23-18当数据输入后，便可点选“编辑”菜单中的“计算”项进行路线设计计算，如果不能正常完成计算或数据输入有误，程序会出现相应提示。（3）动态修改设计参数，进行路线设计试算纬地掌上路线平面设计程序对于任意控制参数均具有动态修改功能，当用户把光标指定到某一数据框内时（如半径Rc），对话框上方的滚动棒就会处于激活状态，用户只需用笔点按滚动棒中性的左右侧，就可以看到光标所在的编辑的控制数据（如半径Rc）发生动态变化（左侧减小，右侧增大），变化的比率也可以由用户上下设置。在以后用户动态修改设计参数的同时，程序也相应地完成了交点平面设计计算，用户可以同时观察到曲线长度（S0）、外距（E）等的变化。当用户需要观察其他，如交点桩号、主点坐标、交点间直线长度等参数时，选择“工具”菜单的“显示附加参数”项，将显示当前交点的其他相关参数。用户在动态修改参数时还可以将附加参数对话框显示出来。参见图23-19、图23-20。 图23-19 图23-20如果用户需要控制某一交点的外距（E）或控制两相邻交点间的直线段长度时，均可以通过动态地修改中间圆曲线的半径（Rc）等相关参数来实现，灵活运用。图23-21（4）使用各种路线设计辅助工具为了便于外业期间现场计算，我们同时开发了“三点定圆”、“两点穿线”和“双边求交”等辅助工具，这些工具的使用方法均十分直观，不需专门说明。我们还使用了剪贴板技术，可以直接将辅助工具中所得到的结果数据（半径、坐标等具体数值数据）粘贴到路线设计主对话框中来。参见图23-21图23-25。（5）数据存盘在完成路线设计后或计算的间隙，提醒用户注意点选“文件”菜单中的“保存”或“保存为”项，以便将输入和计算的数据存储起来。如果掌上电脑中已插入了CF存储卡时，最好将数据文件存储到存储卡上。 图23-22 图23-23 图23-24 图23-25对于已经正常完成路线平面计算的路线，用户可点选“文件”菜单的“另存为路线平面线文件”项，这样可以立即使用纬地掌上放线程序，打开此文件进行路线现场放线了。23.5 纬地横断手簿使用说明纬地横断手簿主要用于在路线或立交外业测量过程中，能够方便地现场记录逐桩的横断面地面线数据，并随时在图形窗口中浏览每一断面的横断图形，并与实地地形相核对。在掌上电脑和计算机连接时，用户将数据复制到计算机上，系统会提示并自动将数据转化为纬地道路CAD格式的横断面地面线数据，用于以后的横断面设计出图。在纬地横断手簿运行起来后，用户先点击屏幕左下角文件菜单中的“新建”项，新建一个项目的横断面数据文件，然后继续通过文件菜单的“平距相对”、“高差相对”来指定横断测量数据的格式（相对高差或绝对高差、相对平距或绝对平距，而所谓相对是指前一点而言，绝对是指中桩而言），通过“设置桩号间距”设置程序自动提示用户设定的桩号间距。参见图23-26所示。程序的主界面如图23-27和23-28所示，图20-27为程序的主要数据输入界面，用户在“桩”编辑框中输入桩号后，直接根据测量结果，在下面的表格框中分侧输入左右侧各测量点的平距和高差数据。一个断面在输入完成或输入过程中用户可随时点击“图形”按钮切换到图形窗口中，浏览该断面的横断图形并与实地地形相核对（图23-28）。在图23-28的图形窗口中，用户可通过屏幕下边的几个按钮功能平移或缩放显示图形。点击“表格”菜单再次切换到输入主界面“表格界面”来。在完成一个断面的数据输入和浏览后，点击“新断面”按钮开始下一断面的输入过程。 图23-26 图23-27 图23-28在一段数据的输入完成后，用户选择文件菜单的“保存”或“另存为”项将数据保存。下次输入时可直接打开该文件继续追加输入数据。23.6 纬地纵断手簿使用说明纬地纵断手簿同样是用于在路线或立交外业测量过程中，现场记录逐桩地面高程。在掌上电脑和计算机连接后，用户