曲线测设实验及实习报告全新版Word格式.docx
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组员：
杨永强张文超范龙强赵晨亮子丽天
实习仪器：
全站仪一台，三脚架两个，棱镜两个，卷尺一个
2.2实验内容
1.根据自己设计的数据计算测设要素和主点里程；
2.设置非完整、非对称曲线的主点；
3.根据书上P169页的曲线测设程序框图（图1），编写一般缓和曲线的程序，并进行调试和检核；
4.可以查资料，学习非完整、非对称曲线的计算方法和测设方法，并和自己设计的程序相结合，计算各个放样点的坐标等内容；
5.在内业计算的基础上，选取合适的控制点和位置进行曲线测设；
6.直接根据课本实例，进行相应元素的计算和检核，最后安排具体的实习过程，进行现场曲线放样；
7.书写实习报告书。
计算程序框图及流程：
图5曲线测设的程序框图
3.实验原理
根据实验要求，我们查询资料了解到，非对称线性分为完全非对称线性和非对称完整线性两种，而“完全非对称曲线”的含义就是第一缓和曲线和第二缓和曲线起点处的半径为∞，圆半径为R，第一缓和曲线长ls1，第二缓和曲线长为ls2，ls1≠ls2。
所谓“非完整”的含义是第一缓和曲线和第二缓和曲线的起点半径不是∞，而是R1、R2。
我们这次的实习采用坐标法作为放样方法，而坐标法放样线路中线的整个操作过程中，最重要的一步就是计算线路放样点的坐标。
若已知非完整、非对称曲线的一些要素以及缓和曲线起点Q（半径RQ，桩号lQ,坐标（XQ，YQ）），起点的切线坐标方位角αQ，缓和曲线参数A（其中A是回旋线参数），如果要计算缓和曲线段上任一桩号li的坐标，则必须先求算出半径为∞处（即ZH和HZ）的坐标。
令Q点至ZH点的弧长为l1，则：
l1对应的弦长
。
又因为：
所以：
ZH点的切线坐标方位角：
（
取法：
左偏“+”,右偏“-”；
ZH换成HZ时，左偏“-”,右偏“+”）
知道ZH点的坐标，又知道ZH点的切线方向，则可以利用第六章介绍的方法计算缓和曲线段上任一桩号li的坐标。
采用任意设站极坐标法测设曲线：
把由直线段、圆曲线段、缓和曲线段组合而成的曲线归算到统一的导线测量坐标系统中，这样就便于计算放样元素。
当设计给定曲线交点JD的坐标（XJD,YJD）,ZH与JD连线的方位角A0及ZH点的里程L0和曲线单元的左右偏情况（用i表示，i=-1表示左偏，i=+1表示右偏），那么只要输入曲线上任意一点的里程LP，就可以求出曲线单元上任意一点的设计坐标，有了统一的坐标，即可求出仪器架在导线点或其他任一点上测设曲线的放样元素了。
4.计算过程
1.假定该曲线的已知条件如下：
若Q点为曲线的起点，Q,点为曲线的终点，且Q点的坐标为Q（19787.34，28563.378），中间圆曲线部分的半径R为200m，第一部分缓和曲线的回旋线参数为A1=80，Q点处的半径R1=500m，第二部分缓和曲线的回旋线参数A2=100，Q,点处的半径R2=600m，已知Q点的里程为1000.00m。
计算过程如下：
2.按照图5，编写代码，程序如下：
#include"
stdio.h"
stdlib.h"
math.h"
#definePI3.141592653
voidmain（）
{charyn;
floatk,PK;
floatR,l,JD,T,L,E,Q,ZH,HY,QZ,YH,HZ,D,Xzh,Yzh,Xjd,Yjd,x,y,X0,Y0,m,X,Y,A,a,jiao,S,Xr,Yr,Xh,Yh;
inti;
printf（"
请输入已知数据:
k,R,l,i,JD\n"
）;
scanf（"
%f%f%f%d%f"
&
k,&
R,&
l,&
i,&
JD）;
PK=l*180/2/R/PI;
T=l/2-l*l*l/240/R/R+（R+l*l/24/R）*tan（k*PI/360）;
L=R*k*PI/180+l;
E=（R+l*l/24/R）/cos（k*PI/360）-R;
Q=2*T-L;
\nT=%f\n,\nL=%f\n,\nE=%f\n,\nQ=%f\n"
T,L,E,Q）;
fflush（stdin）;
getchar（）;
ZH=JD-T;
HY=ZH+l;
QZ=HY+（k*PI/180-2*PK*PI/180）*R/2;
YH=HY+（k*PI/180-2*PK*PI/180）*R;
HZ=YH+l;
\nZH=%f\n,\nHY=%f\n,\nQZ=%f\n,\nYH=%f\n,\nHZ=%f\n"
ZH,HY,QZ,YH,HZ）;
请输入设计坐标:
Xzh,Yzh,Xjd,Yjd"
scanf（"
%f%f%f%f"
Xzh,&
Yzh,&
Xjd,&
Yjd）;
请输入设站前视点和后视点坐标:
Xr,Yr,Xh,Yh"
Xr,&
Yr,&
Xh,&
Yh）;
do{
请输入曲线上的测设点i的里程:
D"
%f"
D）;
if（D>
=ZH&
&
D<
HY）
{doublee1=Yjd-Yzh;
doublee2=Xjd-Xzh;
doublee3=e1/e2;
A=atan（e3）;
if（A>
0）A=A;
elseA=A+2*PI;
X0=Xjd+T*cos（A+PI）;
Y0=Yjd+T*sin（A+PI）;
x=D-ZH-（D-ZH）*（D-ZH）*（D-ZH）*（D-ZH）*（D-ZH）/40/R/R/l/l;
y=（D-ZH）*（D-ZH）*（D-ZH）/6/R/l;
m=（D-ZH）*（D-ZH）/2/R/l;
X=X0+x*cos（A）-i*y*sin（A）;
Y=Y0+x*sin（A）+i*y*cos（A）;
a=A+i*m;
doublev1,v2,v3,v4,d1;
v1=（Y-Yr）/（X-Xr）;
v2=atan（v1）;
if（v2>
0）v2=v2;
else
v2=v2+2*PI;
v3=（Yh-Yr）/（Xh-Xr）;
v4=atan（v3）;
if（v4>
0）v4=v4;
elsev4=v4+2*PI;
jiao=（v2-v4）*180/PI;
d1=（Y-Yr）*（Y-Yr）+（X-Xr）*（X-Xr）;
S=sqrt（d1）;
}
elseif（D>
=HY&
YH）
{doublee=（Yjd-Yzh）/（Xjd-Xzh）;
A=atan（e）;
if（A>
0）A=A;
elseA=A+2*PI;
x=D-ZH-（D-ZH-0.5*l）*（D-ZH-0.5*l）*（D-ZH-0.5*l）/6/R/R-l*l*l/240/R/R;
y=（D-ZH-0.5*l）*（D-ZH-0.5*l）/2/R-（D-ZH-0.5*l）*（D-ZH-0.5*l）*（D-ZH-0.5*l）*（D-ZH-0.5*l）/24/R/R/R+l*l/24/R;
m=（D-ZH-0.5*l）*180/R/PI;
if（v2>
elsev2=v2+2*PI;
=YH&
=HZ）
{doublee=（Yjd-Yzh）/（Xjd-Xzh）;
doubleB=atan（e）;
if（B>
0）B=B;
elseB=B+2*PI;
A=B+k*PI/180+PI;
X0=Xjd+T*cos（A-PI）;
Y0=Yjd+T*sin（A-PI）;
x=L-D+ZH-（L-D+ZH）*（L-D+ZH）*（L-D+ZH）*（L-D+ZH）*（L-D+ZH）/40/R/R/l/l;
y=（L-D+ZH）*（L-D+ZH）*
（L-D+ZH）/6/R/l;
m=（L-D+ZH）*（L-D+ZH）/2/R/l;
X=X0+x*cos（A）+i*y*sin（A）;
Y=Y0+x*sin（A）-i*y*cos（A）;
a=A-i*m;
elsev2=v2+2*PI;
0）
v4=v4;
v4=v4+2*PI;
doublev1,v2;
v1=（Y-Yzh）/（X-Xzh）;
\nX=%f\n,\nY=%f\n,\njiao=%f\n,\nS=%f\n"
X,Y,jiao,S）;
继续Y/N"
yn=getchar（）;
while（yn=='
Y'
||yn=='
y'
}
5.运行结果
运行结果截图如下：
但是里程数只能计算至YH=1091.920m处，因为YH点后的曲线同前半部分的曲线要素不一致，则需重新计算各个要素，才能将所有待放样点的坐标求出。
计算第二缓和曲线要素的步骤如下：
3.将以上各点的数据带入程序中求的缓和曲线2上点的放样参数，因此将各个放样点的数据导出。
需要注意的是：
本程序为任意设站的放样方法，因此全站仪在测量范围以内的话不需要搬站，直接可以将待定点放样得出。
5.小结
所谓非完整、非对称缓和曲线，通俗的说就是曲线由不同半径的曲线依次组成，并且不对称，或者说只是曲线的一部分，此程序大部分代码来源于以前同学，我做了很深入的学习，感觉收获颇多，我自己用VB编写的程序在后边实习部分会有说明，并且电子档已经发给老师。
不管怎么说，又一次的深刻的感觉到了学好一门语言是多么的重要！
第二部分圆曲线和缓和曲线的实地放样
采用偏角法或切线支距法放样一段完整的圆曲线和缓和曲线。
待放样的曲线可选择p169页6.5.3.3算例。
1.实习目的及要求
1.学会曲线要素计算方法；
2.学会编写偏角法、极坐标法对缓和曲线要素计算程序；
3.实地放样非缓和曲线；
2.前期实习准备和相关安排
2.1实习人员及仪器
2.2实习内容
1.根据自己设计的软件计算测设要素和主点里程；
2.根据书上P169页的曲线测设程序框图（图5），编写一般缓和曲线的程序，并进行调试和检核；
3.直接根据课本实例，进行相应元素的计算和检核，最后安排具体的实习过程，进行现场曲线放样；
2.3放样元素计算软件设计
2.3.1放样元素计算原理及过程
1.单圆曲线主点元素计算
如图6所示，已知路线中线交点（JD）的偏角为α和圆曲线的半径为R，要计算的圆曲线元素有：
切线长T、曲线长L、外矢距E和切线长度与曲线长度之差（切曲差）q。
各元素按照下式计算。
切线长：
曲线长：
外矢距：
切曲线：
图6偏角法测设圆曲线
2.单圆曲线圆曲线主点里程计算
根据交点的里程和曲线测设元素，就可计算出各主点的里程。
ZY点里程=JD点里程–TQZ点里程=ZY点里程+L
QZ点里程=YZ点里程–L/2JD点里程=QZ点里程+D/2（校核）
3.单圆曲线主点放样步骤：
1）仪器安于JD点，瞄准线路前进方向的后方，沿视线方向量切线长T，即得ZY点；
2）同理瞄准前进方向，在视线上量T可得YZ点；
3）后视YZ（ZY）转拨β＝（180º
-α）/2，沿视线方向量出E，即得QZ；
4）在ZY（或YZ）上安置仪器，检查∠JDZYYZ是否为α/2，和∠JDZYQZ是否为α/4。
3.带有缓和圆曲线主点测设
有缓和曲线（如图7所示）的主点由原来的三个增加到五个：
ZH（直缓点）、HY（缓圆点）、QZ（曲中点）、YH（圆缓点）、HZ（缓直点）
外点：
切曲差：
其中：
α,R—线路转向角和圆曲线半径
l0——缓和曲线长度
m——加设缓和曲线后使切线增加的距离
P——加设缓和曲线后圆曲线相对于切线的内移值
图7偏角法测设缓和曲线
β0——HY点（或YH点）的缓和曲线角度（缓和曲线角，过HY点切线与过ZH点的切线的交角）
缓和曲线偏角
缓和曲线反偏角b0=β0δ0
切垂距
缓和曲线的切线角
圆曲线内移值
4.带有缓和圆曲线主点里程计算：
ZH点里程=JD里程-THY里程=ZH点里程+l0
QZ里程=HY点里程+l/2YH里程=HY里程+l
HZ里程=YH里程+l0JD里程=QZ点里程+q/2（检核用）
5．测设步骤：
1）以R、l0为引数，查表得HY、YH点坐标值x0、y0
2）将仪器置于JD点，沿切线方向量出切线长T得ZH和HZ两点
3）将仪器转动（90°
-α/2）量E得QZ点
4）根据x0、y0由JD沿切线方向分别量T-x0得（HY）′、（YH）′点，过该两点作切线的垂线，在线上量出y0，即得HY和YH点。
2.3.2软件设计程序
1.主程序部分
PublicTypeAngle
DegreeAsInteger
MinutesAsInteger
SecondsAsSingle
EndType
PublicTypeDetail
AngAsAngle
pnAsString
ConstPIAsDouble=3.14159265358979
ConstRoAsDouble=180#*3600#/PI
PublicRAsDouble
PublicAlphaAsDouble
PublicL0AsDouble
PubliccAsInteger
PublicQZAsDouble
PublicJDAsDouble
PublicZHAsDouble
PublicHYAsDouble
PublicYHAsDouble
PublicHZAsDouble
PublicTAsDouble
PublicLAsDouble
PublicEAsDouble
PublicqAsDouble
PublicX0AsDouble
PublicY0AsDouble
PublicDetailH（）AsDetail
PublicDetailY（）AsDetail
PublicUBAsInteger
PublicBTAsDouble
PublicI0AsDouble
PublicHYBSAsDouble
PublicFunctionRadian（deg,min,sec）AsDouble
DimRadAsDouble
Rad=（deg*360000#+min*6000#+sec*100#）
Rad=Rad/Ro/100
Radian=Rad
EndFunction
PublicFunctionSecToAng（secAsDouble）AsAngle
DimAngAsAngle
Dimdeg_1AsDouble
deg_1=sec/3600#
Ang.Degree=Int（deg_1）
Ang.Minutes=Int（（deg_1-Ang.Degree）*60#）
Ang.Seconds=（deg_1-Ang.Degree-Ang.Minutes/60#）*3600#
Ang.Seconds=Format（Ang.Seconds,"
0.0000"
）
SecToAng=Ang
PublicSubSetDetailsValue（details（）AsDetail,pnAsString,AngAsDouble）
details（UB）.Ang=SecToAng（Ang）
details（UB）.pn=pn
EndSub
PublicSubMainPtCalcu（）
DimMAsDouble
DimpAsDouble
BT=L0/（2#*R）
M=L0/2#-L0*L0*L0/（240#*R*R）
p=L0*L0/（24#*R）
I0=L0/（6#*R）
T=M+（R+p）*Tan（Alpha/2#）
L=Alpha*R+L0
E=（R+p）/Cos（Alpha/2#）-R
q=2*T-L
X0=L0-L0*L0*L0/（40#*R*R）
Y0=L0*L0/（6#*R）
ZH=JD-T
HY=ZH+L0
QZ=ZH+L/2#
HZ=QZ+L/2#
YH=HZ-L0
PublicSubDetailCalcu（）
DimiAsInteger
DimjAsDouble
DimkAsInteger
DimiiAsDouble
DimPTmpAsDouble
DimLTmpAsDouble
DimLTmp2AsDouble
DimDeltaAsDouble
DimDelta0AsDouble
DimpnAsDouble
UB=0
j=ZH\100
PTmp=ZH+c
LTmp=c
'
缓和曲线计算
WhilePTmp<
HY
IfPTmp\100>
jThen
j=PTmp\100
ReDimPreserveDetailH（UB）
LTmp2=j*100#-ZH
ii=LTmp2*LTmp2*Ro/（6#*R*L0）
SetDetailsValueDetailH（）,（UB+1）&
"
&
Format（j*100,"
0.00"
）,ii'
百米桩
IfPTmp/100>
UB=UB+1
EndIf
ii=LTmp*LTmp*Ro/（6#*R*L0）
pn=PTmp
Format（pn,"
）,ii
PTmp=PTmp+c
LTmp=LTmp+c
Wend
LTmp=HY-ZH
Format（HY,"
圆曲线计算
Delta=c/（2#*R）*Ro
PTmp=（PTmp\c）*c
Delta0=（PTmp-HY）*Ro/（2#*R）
HYBS=PI*2#*Ro-（BT*Ro-I0*Ro+Delta0）
ReDimPreserveDetailY（UB）
SetDetailsValueDetailY（）,（UB+1）&
）,0
ii=0
UB=UB+
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