偏角法计算中相关说明.doc

补充相关知识：图2 渐伸线长度示意图一、推导半径的公式利用渐伸线原理计算拨量是采用下面公式：式中en为计算点的拨量；En 为计算点的既有渐伸线长度；En 为计算点的设计结渐伸线长度。根据渐伸线的特性，渐伸线E可以近似的用逐渐加大半径的累积圆弧段来表示4。各测点相应的渐伸线长度为：E1， E2， E3 En如图2所示由上式可以得出：第n点的渐伸线长度En等于到前一点(n1)为止的正矢累计的合计数的两倍。同理，对于正矢为计划正矢f 的曲线上n点的渐伸线长度为：由 则现场正矢 同理得拨后正矢 式1从上式可以看出某点的正矢等于相邻两点的渐伸线长度减去该点渐伸线长度的一半为该点的渐伸线的二阶差。且有在圆曲线部分其计划正矢是相等的且有 式2故圆曲线部分 式3由此可推出圆曲线部分的二阶差是正矢的两倍，理论上他们应该相等。反过来如果二阶差相差不大，我们可以认为它处于圆曲线部分。取几个值的平均值故有故有二、确定缓和曲线长度的另一种公式无缝线路地段，当知道半径时，可利用下式计算缓和曲线长度，可满足曲线拨距的和为零这一条件式中所有测点的渐伸线长度之和;转角;最后置镜点到QZ点的距离,也就是大家算出的X;这个公式是对于等长缓和曲线的单曲线,半径,缓和曲线长与测点渐伸线长和之间存在的一个最佳关系,可确定缓和曲线长度,满足曲线拨距的和为零这一条件，这种方法可以不用求P值。计算出的缓和曲线长度四舍五入为10米的倍数，这样使拨距的和为零这一条件有些误差。三、计算中的一些需要注意的问题1、给的资料中大部分偏角是已经累计过的偏角，就不需要累计了，如何判断呢？最简单的方法就是看给的偏角资料，如果所有数据都是递增的（有可能除最后的一个后视角）这说明它是已经累计过。如果数据的大小降了下来说明它是没有累计过的，需要累计。2.计算转角时，最后一个点如果数据比前一个点的小，说明它是后视角，两个数据的和才是转角。如果最后一个点数据比前一个点的数据大，说明它是累计这的，最后一个点的数据就时转角。3.大家处理偏角是注意了，由于测设时经纬仪初始角度调整的不一样，有的时候，是初始角是0度，有的时候是180度，还要考虑到曲线的左造成处偏有右偏题。所以采用如下不同的方法处理初始偏角：（1）如果初始偏角是0度往上上增加，如0.0012，0.0354，这样的数据不用处理了。（2）如果初如偏角是180度，过来以后数据开始减小，如179.0405，178.3502这应需要用180度减去这些数据，考虑到它们是度分秒，故用179，5960减它。（3）如果初如偏角是180度，过来以后数据开始增大，如180.0405，181.3502这应需要用这些数据分别减去180即可。（4）如果初如偏角是360度，过来以后数据开始减小，如359.0405，358.3502这应需要用360度分别减去这些数据。考虑到它是度分秒表示的，用359.5960减去各自的值。总之，最后的偏角值必须是从零点几开始往上增加，这样的数据才能计算。曲线拨距计算设计步骤一、既有曲线渐伸线长度的计算（一）偏角角度转化（二）计算累计偏角（三）计算既有渐伸线长度（四）计算曲中点里程及点号QZ=终点里程-测量终点的渐伸线长度/曲线转角二、设计曲线半径的选配（一）初始半径的选配设计曲线半径的选配采用三阶差分法。1计算渐伸线长度在曲线的圆曲线范围内，设曲线上的测点数为n，各测点间的长度为L=20m。则各测点的渐伸线长度分别为： E1=+PEi-2=+PEi-1=+PEi=+PEi+1=+PEi+2=+PEn=+P2.求一阶差：相邻两式两两相减，得：E2-E1=- =1Ei-1-Ei-2=-=i-2Ei-Ei-1=-=i-1Ei+1-Ei=-=iEi+2-Ei+1=-=i+1En-En-1=-=n-13.求二阶差：相邻两式两两相减，得：2-1=i-1-i-2=, i-i-1=, i+1-i=n-1-n-2= 4.求三阶差：相邻两式两两相减，得：-=0 5.选配初始半径：得：= （二）初始半径的优化转向角度（）50曲线半径取整值（m）251051视情况而定三、设计曲线要素计算1.求ZY、YZ点的里程2.计算缓和典型长度 根据圆曲线计划正矢公式 在圆曲线部分找几个点（QZ点附近）的P取其平均值作为圆曲线的P值由 可计算出P曲线内移距3.求其余各主点里程；四、设计曲线渐伸线长度时 时 时 时 时 上式中为各计算点的里程；分别各主桩点的里程。五、拨距计算 偏角法编程思路优化程序思路（偏角法）这部分省略了既有渐伸线长度的计算方法（在后面给出）min=100000(拨距绝对值和的最小值初始赋值)一、通过两个循环取出半径和缓和曲线长度l0=30,200 (步长为10)R=250,5000（步长为不同转角的曲线对应的步长）二、计算各主点的里程（ZY,YZ点的里程已经计算出了）三、进行判断把不符合条件R,l0舍去.判断：如果或者或者，则直接进入下一个R值cj=0(拨距绝对值的和)四、利用公式计算各点的设计渐伸线长值I=1,NK(I)ZHES(I)=0ZHK(I)HYhyK(I)yhyhK(I)hzK(I)hz五、计算拨距=ES(I)-EJ(I)CJ=ABS()CONTINUE六、寻找最优拨距对应的半径和缓和曲线长度判断如果cjminmin=cjZR=RZL=L0ENDIFCONTINUECONTINUE七、计算最优拨距（下面公式中的R要代入ZR,缓和曲线长L0要代入 ZL）I=1,NK(I)ZHES(I)=0ZHK(I)HYhyK(I)yhyhK(I)hzK(I)hz计算拨距=ES(I)-EJ(I)CJ=ABS()CONTINUE最后这个重复算了一次，大家也可用个子程序调用。既有渐伸线长度计算的程序（供大家参考C 曲线拨道计算程序 REAL*8 (150),CD,CE,CF,ZY,YZ,ZH,HY,YH,HZ,RGREAL*8 PI,EA(80,2),CA,RB,R,ES(150,2),CJ,CK,DEREAL*8 EJ(150),GA(150),GB(150),GC(150),PZY,PYZ,CH,CG,DD,CKKINTEGER K(150),J(30),a,b,c,DA,DB,QA,QDOPEN (1,FILE=shuru.DAT, STATUS=OLD)OPEN (2,FILE=shuchu.DAT,STATUS=NEW)C 输入数据:曲线编号,测点号N,起点里程K(0),测站数M,正反测(正1,-1反) C 输入测站点号DO 1000 MM=1,40READ(1,*) NN,N,K1,M,LIF (NN.EQ.0) THENGOTO 610END IFREAD(1,*) (J(I),I=1,M)DO 10 I=1,N+1C 输入测点偏角READ(1,*) EA(I,1)10 CONTINUEK(0)=K1C 测点角化弧度EA(I,2)和测点里程K(N)DO 20 I=1,N+1 K(I)=K(0)+I*20*La=INT(EA(I,1)b=INT(EA(I,1)*100.0)-100*ac=INT(EA(I,1)*10000.0)-10000*a-100*bEA(I,2)=(a+b/60.0+c/3600.0)*3.14159265358979/180.020 CONTINUE65 CA=EA(N+1,2)IF (CA.LT.0.174533) THENR1=25.0END IFIF (CA-0.174533).GT.1E-6).AND.(CA.LT.0.349066) THENR1=10.0END IFIF (CA-0.349066).GT.1E-6).AND.(CA.LT.0.523599) THENR1=5.0END IFIF (CA-0.523599).GT.1E-6).AND.(CA.LT.0.872665) THENR1=2.0END IFIF (CA.GT.0.872665) THENR1=0.1END IFEJ(0)=0.0DO 70 I=1,M-1DA=J(I)DB=J(I+1)DO 80 JJ=DA+1,DBEJ(JJ)=EJ(DA)+20.0*EA(JJ,2)*(JJ-DA)80 CONTINUE70 CONTINUE输出数据的参考程序WRITE(2,230) 曲线拨距计算结果WRITE(2,240)230 FORMAT(30X,A)240 FORMAT(1X,70(-)WRITE(2,245) 曲线编号：,NN245 FORMAT(30X,A,I3)WRITE(2,246) U,曲线,A=,A,B,C,246 FORMAT(10X,A4,A,10X,A,I3,A,I2,A,I2,A)WRITE(2,250) 曲线主点里程 ZH=,ZH,HY=,HYWRITE(2,260) QZ=,QZ,YH=,YH,HZ=,HZWRITE(2,270) 曲线要素 R=,R,L1=,LA,L2=,LB250 FORMAT(5X,A,F11.3,20X,A,F11.3)260 FORMAT(21X,A,F11.3,3X,A,F11.3,3X,A,F11.3)270 FORMAT(5X,A,F6.1,10X,A,I3,10X,A,I3)WRITE(2,240)WRITE(2,290) 里程,EJ,ES,290 FORMAT(8X,A,15X,A,15X,A,15X,A)DO 280 I=1,NWRITE(2,300) K(I),EJ(I),ES(I,1),ES(I,2)280 CONTINUEWRITE(2,240)300 FORMAT(6X,I7,9X,F8.3,9X,F8.3,11X,F7.3)一输入参考例子Shuru.dat8,30,408930,4,10,12,22,300.00220.02180.06250.15210.27080.42571.02421.26131.52282.20242.49123.190810.023410.370811.125311.48112.235912.590413.340214.082914.43315.181521.420722.150522.451323.110823.330323.512724.055424.171325.3939,42,410000,4,10,14,27,420.00180.02050.02590.05520.13050.24180.44191.00391.2411.49442.17052.4543.1513.451711.290612.050512.393913.143313.493814.244615.001315.351316.103316.453817.203417.550418.294326.325327.083927.441628.193628.541129.291430.035630.38131.123231.463732.200732.511133.194133.451734.073839.19340,0,0,0,02.输出参考例子 曲线拨距计算结果 - 曲线编号： 8 曲线 A= 253930 曲线主点里程 ZH= 408948.783 HY= 409068.783 QZ= 409228.216 YH= 409382.649 HZ= 409512.649 曲线要素 R= 980.0 L1=120 L2=130 - 里程 EJ ES 408950 .002 .000 -.002 408970 .027 .014 -.013 408990 .112 .099 -.013 409010 .357 .325 -.032 409030 .789 .759 -.030 409050 1.499 1.470 -.030 409070 2.553 2.525 -.029 409090 4.013 3.985 -.028 409110 5.889 5.853 -.036 409130 8.168 8.130 -.038 409150 10.828 10.814 -.014 409170 13.902 13.907 .005 409190 17.408 17.408 .000 409210 21.315 21.317 .002 409230 25.646 25.635 -.011 409250 30.382 30.360 -.022 409270 35.544 35.494 -.050 409290 41.097 41.036 -.061 409310 47.053 46.986 -.067 409330 53.392 53.344 -.049 409350 60.162 60.110 -.052 409370 67.324 67.285 -.039 409390 74.899 74.864 -.035 409410 82.858 82.822 -.036 409430 91.151 91.102 -.049 409450 99.697 99.642 -.055 409470 108.428 108.378 -.050 409490 117.291 117.248 -.043 409510 126.207 126.189 -.018 409530 135.146 135.146 .000- 曲线拨距计算结果 - 曲线编号： 9 曲线 A= 391933 曲线主点里程 ZH= 410041.580 HY= 410141.580 QZ= 410430.644 YH= 410719.709 HZ= 410819.709 曲线要素 R= 988.0 L1=100 L2=100 - 里程 EJ ES 410020 .002 .000 -.002 410040 .024 .000 -.024 410060 .052 .011 -.042 410080 .137 .096 -.041 410100 .381 .336 -.044 410120 .848 .814 -.035 410140 1.805 1.608 -.197 410160 2.823 2.791 -.032 410180 4.407 4.378 -.029 410200 6.384 6.371 -.013 410220 8.773 8.768 -.005 410240 11.566 11.570 .004 410260 14.759 14.777 .017 410280 18.349 18.388 .039 410300 22.358 22.405 .047 410320 26.786 26.827 .041 410340 31.607 31.653 .045 410360 36.839 36.884 .045