CasiofxP编程计算器三个公路基本测量程序编写与应用PPT教学课件

1、公路工程施工前要做好的三项测量工作公路工程施工前要做好的三项测量工作中桩测设与复核，为线路调查做中桩测设与复核，为线路调查做准备准备 （与测量坐标正反算程序对应）公路全线填挖土方量的外业测量，为公路全线填挖土方量的外业测量，为0#台帐做台帐做准备准备 （与任意点高程确定程序对应）公路用地边线的测设与复核，为路基清表做公路用地边线的测设与复核，为路基清表做准备准备（与边坡放样程序对应）第1页/共39页存在问题： 十五个外业测量人员用三台南方GPS移动站一周之内仅完成一公里上述测量任务，给工程进展造成严重阻碍。原因：1. 按图纸提供的整桩号中桩坐标测设，在地形复杂处不能即时算出非整桩号中桩及边桩坐

2、标，漏测点较多。2. 在地形起伏变化较大的位置，加密测量后，内业计算不熟练，非整数桩点高程计算不正确。3、对高边坡放样不熟练，多次复测均无法正确定出坡角线，与原征地边线误差较大。 对外业测 量数据计 算不熟练 对利用计算器 编程进行培训 对上述三个问题 引入程序计算解决办法4第2页/共39页公路路线任意桩号坐标正反算公路路线任意桩号坐标正反算公路任意桩号高程计算公路任意桩号高程计算高边坡边坡放样高边坡边坡放样12435 注：有关casiofx5800P编程计算器程序编写的资料在网上唾手可得，但良莠不齐，错漏很多。其说明书中也附带三十六个公路施工测量程序，分别对应不同的线形和需要，应用者往往不胜

3、其烦，也常因应用熟练程度问题，出现计算错误而不自知。三个基本测量程序的概念是我们在施工实践中提出来的，目的是便于测量人员对相关业务知识的掌握，本文坐标正反算程序采用了目前最好的算法，不同的平面线元计算不需切换算法；高程与高边坡放样程序则是在施工测量中反复总结出来的原创，对施工测量有很好的指导性。它们包括了公路外业测量中绝大部分的计算工作，可使初学者在最短时间内找到便捷之门而登堂入室，值得在我局基础设施项目中推广，也是合格的测量人员应该掌握的。第3页/共39页正算是根据测量者输入的桩号和正算是根据测量者输入的桩号和距中桩距离计算出所求点的坐标距中桩距离计算出所求点的坐标和测站点到该点的方位角、水

4、平和测站点到该点的方位角、水平距离。反算是根据使用者输入的距离。反算是根据使用者输入的实测坐标计算出该点的桩号和距实测坐标计算出该点的桩号和距中桩距离。可用于计算公路综合中桩距离。可用于计算公路综合线形，在计算器内存许可的条件线形，在计算器内存许可的条件下，不受下，不受“断链断链”的影响，也没的影响，也没有计算里程的限制。有计算里程的限制。公路任意桩号高程计算高边坡边坡放样第4页/共39页公路路线任意桩号坐标正反算在输入所求点距离路在输入所求点距离路面的厚度、所求点桩面的厚度、所求点桩号、路面横坡值、路号、路面横坡值、路面某点至中桩距离后面某点至中桩距离后显示该点高程。显示该点高程。高边坡边坡

5、放样第5页/共39页公路路线任意桩号坐标正反算公路任意桩号高程计算根据现场测量得的根据现场测量得的坐标和高程数据，坐标和高程数据，利用程序求出立镜利用程序求出立镜点与边坡点的距离，点与边坡点的距离，逐步渐近求得边坡逐步渐近求得边坡坡脚线位置。坡脚线位置。第6页/共39页12435第7页/共39页第8页/共39页：按顺序执行各语句，在此之后将会显示最后一个表达式的结果按顺序执行各语句，在此之后将会显示最后一个表达式的结果遇到该分隔符时，执行会暂停，显示此时的计算结果遇到该分隔符时，执行会暂停，显示此时的计算结果第9页/共39页第10页/共39页第11页/共39页第12页/共39页第13页/共39

6、页第14页/共39页第15页/共39页条件分支命令第16页/共39页二、程序编写二、程序编写 casiofx-5800P计算器测量程序在计算机网络上多有流传，但有计算器测量程序在计算机网络上多有流传，但有的测量主程序算法复杂，编程繁琐；有的程序内容表达错误，有的的测量主程序算法复杂，编程繁琐；有的程序内容表达错误，有的不能进行综合线形的测设、能应用于工程实际的廖廖无几。本文通不能进行综合线形的测设、能应用于工程实际的廖廖无几。本文通过对公路测量三个基本程序（公路路线任意桩号坐标正反算、公路过对公路测量三个基本程序（公路路线任意桩号坐标正反算、公路任意桩号高程计算、高边坡边坡放样）的介绍，提出了

7、任意桩号高程计算、高边坡边坡放样）的介绍，提出了casiofx-5800P标准程序，聊供同行参考。标准程序，聊供同行参考。12435各测量程序分为二个部各测量程序分为二个部分：数据库程序和主程分：数据库程序和主程序。序。数据库为线路对应的设计参数，随工程而定。主程序为算法，一般固定不变。第17页/共39页1 1、公路路线坐标算法、公路路线坐标算法 宜采用缓和曲线在坐标系下任意位置的通用积分公式，它完全适应宜采用缓和曲线在坐标系下任意位置的通用积分公式，它完全适应缓和曲线左偏、右偏、缓和曲线左偏、右偏、Rs Re Rs Re 、Rs ReRs NE1.SZ=NE”: :“2.NE=SZ2.NE=

8、SZ”:?Q:?S:Prog:?Q:?S:Prog“QXJS-SUB0QXJS-SUB0” 提示输入提示输入“1 1”，“2 2”，调用数据库子程序；，调用数据库子程序；Lbl 0:Q=1 = Goto1:Q=2 = Goto2:Lbl 0:Q=1 = Goto1:Q=2 = Goto2: 选择进入正算或反算程序；选择进入正算或反算程序；Lbl 1:?Z:ProgLbl 1:?Z:Prog“QXJS-SUB1QXJS-SUB1”: :“N=N=”:N:N“E=E=”:E:E“F=F=”:F DMS:F DMS: : Goto3Goto3 输出正算坐标；输出正算坐标；Lbl 2: Lbl 2:

9、“N=N=”:?B: :?B: “E=E=”:?C:BN: CE:Prog:?C:BN: CE:Prog“QXJS-SUB2QXJS-SUB2”: : “S=S=”:S:S“Z=Z=”:Z:ZGoto4Goto4 输出反算中桩号及距中桩距离；输出反算中桩号及距中桩距离；Lbl 3Lbl 3：I IPolPol（N NZ Z1 1,E,EZ Z2 2）：）：J J0 0J JJ+360J+360：“DISTDIST”：I I “FWFW”：J DMSJ DMS Goto4 Goto4 输出与测站点的距离和方位角；返回主程序提示输入界面；输出与测站点的距离和方位角；返回主程序提示输入界面；（Z Z

10、1 1为测站点为测站点X X坐标，坐标，Z Z2 2为测站点为测站点Y Y坐标）坐标）第19页/共39页2 2、数据库子程序、数据库子程序QXJS-SUB0 QXJS-SUB0 数据库子程序数据库子程序Goto1 Goto1 同时保存多个曲线时的指针同时保存多个曲线时的指针Lbl 1Lbl 1IF SIF S* * * *（线元终点里程）（线元终点里程）:Then:Then* * * *AA（线元起点方位角）（线元起点方位角）: :* * * *OO（线元起点里程）（线元起点里程）: :* * * *UU（线元起点（线元起点X X）: :* * * *VV（线元起点（线元起点Y Y）: :*

11、* * * PP（线元起点曲率半径）（线元起点曲率半径）: :* * * *RR（线元终点曲率半径）（线元终点曲率半径）: : * * * *LL（线（线元起点至终点长度）元起点至终点长度）: : Return:IfEnd Return:IfEnd IF SIF S0.0001 = Goto1Abs(W)0.0001 = Goto1Lbl 2: 0ZLbl 2: 0Z：ProgProg“QXJS-SUB1QXJS-SUB1”:(C-E) :(C-E) sin(F+90) Zsin(F+90) Z第22页/共39页3 3、使用说明、使用说明1 1）规定）规定 (1) (1) 以道路中线的前进方向

12、（即里程增大的方向）区分左右；当曲以道路中线的前进方向（即里程增大的方向）区分左右；当曲线半径在左时，线半径在左时，P P、R R取负值，当曲线半径在右时，取负值，当曲线半径在右时，P P、R R取正值，当曲线取正值，当曲线半径为无穷大（即直线）时，半径为无穷大（即直线）时，P P、R R以以1010的的4545次代替。次代替。 (2) (2) 当所求点位于中线时，当所求点位于中线时，Z=0Z=0；当位于中线左铡时，；当位于中线左铡时，Z Z取负值；当取负值；当位于中线中线右侧时，位于中线中线右侧时，Z Z取正值。取正值。 (3) (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

13、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。率半径均等于圆弧的半径。 (4) (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，以穷大，以1010的的4545次方代替；与圆曲线相接时，曲率半径等于圆曲线的半次方代替；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，以径。止点与直线相接时，曲率半径为无穷大，以1010的的4545次代替；与圆曲次代替；与圆曲线相接时，曲率半径等于圆曲线的半径。线相接时，曲率半径等于圆曲线的半径。 (5) (5) 当线元为非完整缓和

14、曲线时，起点与直线相接时，曲率半径等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。径等于圆曲线的半径。第23页/共39页2 2）输入与显示说明）输入与显示说明 输入部分：输入部分： 1. SZ = XY 1. SZ = XY 2. XY = SZ 2. XY = SZ Q ? Q ? 选择计算方式，输入选择计算方式，输入1

15、 1表示进行由里程、边距计表示进行由里程、边距计算坐标算坐标 ；输入；输入2 2表示由坐标反算里程和边距。表示由坐标反算里程和边距。第24页/共39页4 4、公路纵断面高程算法、公路纵断面高程算法主程序的算法原理：主程序的算法原理：第25页/共39页Filename:Filename:* * * * * * *（自定主程序名）（自定主程序名）N-MPN-MP：Abs(P)Abs(P)PS:Abs(P)PS:Abs(P)R R2T:If LD-T:Then 2T:If LD-T:Then C-MT+(M+(L-D+T)SIf LD-T:Then C-MT+(M+(L-D+T)S2 2R)R)(L

16、-(L-D+T)H:Ifend D+T)H:Ifend 判断输入点是否进入曲线段；判断输入点是否进入曲线段；If LD+T:Then C+(L-D)NH:Ifend If LD+T:Then C+(L-D)NH:Ifend 判断输入点是否位于曲线的前进里程桩号直线段；判断输入点是否位于曲线的前进里程桩号直线段；H-E-KIHH-E-KIH：“H=H=”：H H第26页/共39页5 5、公路纵断面数据程序、公路纵断面数据程序 每个纵断面由纵坡和竖曲线组成，程序中每一个变坡点每个纵断面由纵坡和竖曲线组成，程序中每一个变坡点计算范围是从竖曲线前的纵坡任意桩号开始到竖曲线后纵坡计算范围是从竖曲线前的纵

17、坡任意桩号开始到竖曲线后纵坡上的任一桩号结束。上的任一桩号结束。Filename:Filename:* * * * * * *（自定子程序名）（自定子程序名）Lbl 0: Lbl 0: “DhDh”? :E? :E”L=L=”?L:?L:”I=I=”?I:?I:”K=K=”?K?KIf LIf L* * * * *( (曲线段小里程桩号之前的直线段任一桩曲线段小里程桩号之前的直线段任一桩号号) ):Then:Then* * * * *（变坡点高程）（变坡点高程）C: C: * * * * *（变坡点桩号）（变坡点桩号）D: D: * * * * *（变坡点小里程段纵坡坡度）（变坡点小里程段纵坡

18、坡度）M:IM:I* * * * *（变坡点小里（变坡点小里程段纵坡坡度）程段纵坡坡度）N: N: * * * * *（竖曲线半径）（竖曲线半径）R: R: * * * * *（变坡（变坡点桩号）点桩号）C: IfendC: Ifend：ProgProg“* * * * *（主程序名）（主程序名）”: : Goto0 Goto0 依次输入各变坡点设计参数；依次输入各变坡点设计参数；第27页/共39页6 6、使用说明、使用说明 “DhDh”提示使用者输入所求点距离路面的厚度，提示使用者输入所求点距离路面的厚度， “L=L=”，输，输入所求点桩号入所求点桩号, ,”I I”= =表示输入路面横坡值

19、，表示输入路面横坡值，“K=K=”表示输入路面表示输入路面某点至中桩距离，均为正值。以上数据均在程序运行时输入。某点至中桩距离，均为正值。以上数据均在程序运行时输入。 L L表示竖曲线前纵坡任意里程的桩号，本程序每段竖曲线参表示竖曲线前纵坡任意里程的桩号，本程序每段竖曲线参数计算范围是从竖曲线前的纵坡上任意点到竖曲线后纵坡上任意数计算范围是从竖曲线前的纵坡上任意点到竖曲线后纵坡上任意点的桩号。点的桩号。第28页/共39页7 7、高边坡放样算法、高边坡放样算法利用程序进行边坡放样，工作步骤如下：利用程序进行边坡放样，工作步骤如下： 司镜员走到目的地后，先测出一个点的坐标和高程；司镜员走到目的地后

20、，先测出一个点的坐标和高程； 利用坐标正反算程序求出该点在线路中的桩号和距中距离，然后利利用坐标正反算程序求出该点在线路中的桩号和距中距离，然后利用高程计算程序，计算出该点所在桩号道路边桩设计高程，最后根据本用高程计算程序，计算出该点所在桩号道路边桩设计高程，最后根据本程序计算出立镜点至距中距离差值程序计算出立镜点至距中距离差值K K，指挥司镜员靠近道路中线或者往，指挥司镜员靠近道路中线或者往外偏移多少米。外偏移多少米。 重复上述步骤，至重复上述步骤，至K K 小于边坡宽度控制精度要求为止。小于边坡宽度控制精度要求为止。算法原理如下图示：算法原理如下图示：第29页/共39页第30页/共39页

21、根据根据HcHc、HsHs的高差计算出的高差计算出K2K2，按照，按照P P点的高程，边坡顶距中桩的理论宽度点的高程，边坡顶距中桩的理论宽度K K理论理论，具体计算如下：具体计算如下：K K理论理论=K1+h=K1+h* *n1+m+hn1+m+h* *n2+m+n2+m+（Hc-Hs-2hHc-Hs-2h）* *n3 n3 （K1K1为设计值）为设计值） 则则K=K- KK=K- K理论理论 K K 求出来后，可以指挥司镜员靠近道路求出来后，可以指挥司镜员靠近道路K K米，然后重复以上步骤，直到米，然后重复以上步骤，直到K K值能满足边坡控制精度。填方边坡的算法原理是同样的。值能满足边坡控制

22、精度。填方边坡的算法原理是同样的。第31页/共39页8 8、高边坡放样程序、高边坡放样程序Filename:Filename:* * * * * * *（程序名可自定）（程序名可自定） 主程序主程序Lbl 0:Lbl 0:“Hs=Hs=” ?A: ?A: “Lc=Lc=” ?B: ?B: “Hc=Hc=” ?C ?C 提示输入测点所在横断面边桩的设计高程提示输入测点所在横断面边桩的设计高程HsHs、距中桩的距离、距中桩的距离LcLc（可由（可由前二个基本程序得出）、测点高程前二个基本程序得出）、测点高程HcHc；A-CD: A-CD: If DIf D0:Then 0:Then ProgPro

23、g“* * * * *-SUB0-SUB0”：Goto 1Goto 1:Ifend:Ifend； 转入挖方边坡计算子程序，转入挖方边坡计算子程序，* * * * *-SUB0-SUB0为挖方边坡计算子程序名；为挖方边坡计算子程序名；第32页/共39页If D8If D8（挖方边坡第一阶高度，本例取为（挖方边坡第一阶高度，本例取为8 8）:Then:Then* *+(D-+(D-8)8)1.751.75( (* *为常数，为常数， 1.751.75为第二阶坡比，均根据设计参数为第二阶坡比，均根据设计参数定定) )E:IfendE:Ifend 依次按设计输入各阶放坡参数；依次按设计输入各阶放坡参数

24、；-E-BF: If FE-BF: If F0:Then0:Then” F=F=”:F:FIfendIfend F F表示向远离中桩方向移动；表示向远离中桩方向移动；If F0:ThenIf F0:Then” F=F=”:Abs(F):Abs(F)Ifend: Goto 0Ifend: Goto 0 F F表示向中桩方向移动；表示向中桩方向移动；第33页/共39页Lbl 1Lbl 1 用于控制挖方边坡计算结果的显示用于控制挖方边坡计算结果的显示E-BF: If FE-BF: If F0:Then0:Then” F=F=”:F:FIfendIfend F F表示向中桩方向移动；表示向中桩方向移动

25、； If F0:ThenIf F0:Then” F=F=”:Abs(F):Abs(F)Ifend: Goto 0Ifend: Goto 0 F F表示向远离中桩方向移动；表示向远离中桩方向移动；第34页/共39页挖方边坡计算子程序挖方边坡计算子程序Filename:Filename:* * * * * * *-SUB0 -SUB0 子程序名可自定子程序名可自定If DIf D-0.01:Then-0.01:Then* *+Abs(D)+Abs(D)0.50.5( (* *为常数，为常数， 1.751.75为第二阶坡比，均根据为第二阶坡比，均根据设计参数定设计参数定) )E:Ifend E:If

26、end -If DIf D-24:Then-24:Then* *+Abs(D+24)+Abs(D+24) ( (* *为常数，为常数， 1 1为第四阶坡比，均根据设计参为第四阶坡比，均根据设计参数定数定) )E:IfendE:Ifend：ReturnReturn 依次按设计输入挖方各阶放坡参数依次按设计输入挖方各阶放坡参数, ,本例至第四阶。本例至第四阶。 程序编制后的复核用施工测量软件来对照复核。用施工测量软件来对照复核。对每个平面线元、竖曲线、高边坡对每个平面线元、竖曲线、高边坡的每个台阶都要逐段与设计图的数的每个台阶都要逐段与设计图的数据对照复核。据对照复核。第35页/共39页612435优质高效优质高效数据准确数据准确 灵活机动灵活机动