高速公路平面坐标计算公式Word格式.docx

高速公路平面坐标计算公式Word格式.docx

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计算方法：

先根据桩号位置判断所在计算区间，然后调入相应区间的计算参数，进行计算。

把各个区间的参数做成对应的子程序集，调入相应区间的计算参数其实就是调用相应的子程序，对计算参数进行初始化。

注意：

变量初始化和新的变量覆盖原变量的问题。

（专用符号：

）缓和曲线特征：

ρl=RL=A2

计算过程:

一、第一直线段直接通过里程差和方位角计算待求点的中、边桩坐标。

二、第一缓和曲线段采用以ZH点（直缓点）为原点，以通过该点的切线方向为Y轴，法线为X轴，建立直角坐标系，计算中桩坐标。

边桩，以过待求点的切线方位角β=L2/2A2,（其中，L为待求点到ZH点的里程，A为缓和曲线参数）可以计算出边桩的方位角和坐标,再转换成大地坐标系坐标。

三、圆曲线段采用以过HY缓圆点的切线为Y轴，以该点的法线为X轴，建立直角坐标系，计算圆曲线段内各点的中、边桩坐标,再转换成大地坐标系坐标。

四、第二缓和曲线段采用以HZ点（缓直点）为原点，以通过该点的切线方向为Y轴，法线为X轴，建立直角坐标系，计算中桩坐标。

边桩，以过待求点的切线方位角β=L2/2A2,（其中，L为待求点到ZH点的里程，A为缓和曲线参数）可以计算出边桩的方位角和坐标,（注意，Y坐标值的符号）再转换成大地坐标系坐标。

五、第二直线段以下一个导线点为基点，计算步骤同第一条，计算待求点坐标。

六、把各个ZH、HZ点坐标组合成数组，用于判断待求点位置和作为中间计算用。

七、曲线计算坐标与大地坐标转换公式：

X=xo’+xpcosA-ypsinAY=yo’+ypcosA+xpsinA

ZH-HY段：

（注：

A为以ZH点为原点的X轴方位角。

向左转A为直线段方位角D-90°

；

向右转A为直线段方位角D+90°

）;

HY-YH段：

A为以HY点为原点的X轴防卫角。

向左转A为直线段方位角D-G-90°

向右转A为直线段方位角D+G+90°

。

YH-HZ段：

A为以HZ点为原点的X轴方位角。

向左转A为直线段方位角D+转角值B-90°

向右转A为直线段方位角D+转角值B+90°

）

MAIN//初始化程序变量，判断待求点位置及是否继续计算或者退出程序。

PARAM-n//初始化计算参数，每个程序存储一组参数。

LINE//待求点位置在直线段内的计算子程序，计算待求点的中桩、边桩坐标。

CURVE//待求点位置在曲线段内的入口程序。

判断在曲线的那部分，并调用相应的子程序进行计算。

ZH-HY//待求点位置在曲线段的直缓-缓圆内（第一缓和曲线段内），计算待求点的中桩、边桩坐标。

HY-YH//待求点位置在曲线段的圆曲线段内，计算待求点的中桩、边桩坐标。

YH-HZ//待求点位置在曲线段的圆缓-缓直内（第二缓和曲线段内），计算待求点的中桩、边桩坐标。

Lbl1:

Defm6//扩展6个字节的内存供数组变量使用即Z[1]~Z[6]用以存储ZH、HY、HZ点的坐标。

Z[1]=0:

Z[2]=0:

Z[3]=0:

Z[4]=0:

Z[5]=0:

Z[6]=0:

A=0:

B=0:

C=0:

D=0:

E=0:

F=0:

G=0:

H=0:

I=0:

J=0:

K=0:

L=0:

M=0:

N=0:

O=0:

P=0:

Q=0:

R=0:

S=0:

T=0:

U=0:

V=0:

W=0:

X=0:

Y=0:

Z=0//对所有变量初始化。

//以下为输入逐桩步长I、待求点P的桩号,并判断P点桩号是否小于0。

Lbl2:

{I,P}:

I”ZZBC?

”:

P”DQD:

”P<

0=>

Goton+3≠=>

Goto3

Lbl3:

Prog“PARAMS-1”//调用子程序，初始化计算参数

Lbl4:

P≤N=>

Goton+1≠=>

Prog“PARAMS-2”

Lbl5:

Prog“PARAMS-3”

Lbl6:

……

Lbln:

”ERROR”:

Goton+4//n为第n个判断的行号,N为缓直点HZ桩号。

调用相应的子程序对计算参数进行初始化，再与P点进行比对，确定P点的位置，主要是比较各个弯道的HZ点和P点的位置关系。

Lbln+1:

P≤M=>

Prog“LINE”≠=>

Prog“CURVE”//判断P点和ZH点的位置关系，并调用相应的子程序。

Lbln+2:

I=0=>

Goto2//判断是否是逐桩计算。

Lbln+3:

{C}:

C”CONTINUE?

1YES/0NO:

C=1=>

Goto2≠=>

Goton+4

Lbln+4:

Defm0:

”EXITMAIN”//释放内存并退出程序

PARAM-n//计算相关参数并进行设置，每个导线点对应一个

O”导线点桩号”=?

:

J”DXD-N”=?

K”DXD-E”=?

Z[1]”ZH-N”=?

Z[2]””ZH-E”=?

Z[3]”HY-N”=?

Z[4]”HY-E”=?

Z[5]”HZ-N”=?

Z[6]”HZ-E”=?

D”直线段方位角”=?

B”转角值：

左-，右+”=?

A”回旋参数”=?

R”RAD”=?

L”缓和曲线”=A2÷

R:

G”缓和曲线角”=L/2R:

S”切线加长”=L÷

2-L3÷

（240R2）:

Z”圆曲线相对切线内移量”=L2÷

24R:

T“切线长”=S+（R+Z）×

Tan（B÷

2）:

Q“曲线长”=2L+R（B-2G）π÷

180:

E”外矢距”=（R+S）×

Sec（B÷

2）-R:

M”ZH桩号”=O-T:

F”HY桩号”=M+L:

N”HZ桩号”=M+Q

LINE//计算直线段待求点中、边桩坐标

P”DQD”

X”ZZ-N”=J+（P-O）×

CosDY”ZZ-E”=K+（P-O）×

SinD//计算待求点坐标。

{W}:

W”ZBJL:

Z-,Y+”//输入边桩和中桩的距离

W=0=>

Goto5

U”BZ-N”=X+AbsW×

Cos（D+90W÷

AbsW）//计算边桩坐标。

V”BZ-E”=Y+AbsW×

Sin（D+90W÷

Goto8≠=>

P=P+I//判断是否为逐桩计算。

如果是，计算下一个点的桩号。

P≥0=>

Goto7≠=>

Goto9//判断新的待求点是否在本子程序计算范围

Lbl7:

Goto1≠=>

Lbl8:

”//是否继续计算本段内的其他边桩。

C=1=>

Goto9

Lbl9:

”EXITLINE”//退出LINE子程序，返回MAIN程序。

CURVE//判断待求点在曲线段的哪一部分，再调用相应的子程序进行计算。

P”DQD”//显示待求点桩号

Goto6≠=>

P<

M+L=>

Prog“ZH-HY”:

Goto4

M+Q-L=>

Prog“HY-YH”:

P≤M+Q=>

Prog“YH-HZ”≠=>

Goto6

”EXITCURVE”//退出CURVE子程序，返回MAIN程序

ZH-HY//计算待求点在ZH-HY段内的中、边桩坐标

X=（P-M）3÷

（6RL）-（P-M）7÷

（336R3L3）+（P-M）11÷

（42240（R5L5）-（P-M）15÷

（9676800R7L7）+（P-M）19÷

（3530096640R9L9）-（P-M）23÷

（1.8802409472×

1012×

R11L11）:

Y=（（P-M）-（P-M）5÷

（40R2L2）+（P-M）9÷

（3456R4L4）-（P-M）13÷

（599040R6L6）+（P-M）17÷

（175472640R8L8）-（P-M）21÷

（7.80337152×

1010×

R10L10））×

（-B÷

AbsB）

X”DQD-N”=Z[1]+XCos（D+90B÷

AbsB）-YSin（D+90B÷

AbsB）:

Y”DQD-E”=Z[2]+YCos（D+90B÷

AbsB）+XSin（D+90B÷

//以ZH点为原点，过该点的切线为Y轴，法线为X轴建立直角坐标系，计算待求点的坐标,然后把待求点的坐标转换为大地坐标。

带阴影部分是否需要，视精度需要可以自行斟酌。

H=B÷

AbsB×

（P-M）2÷

2A2//确认缓和段内点的切线角H的值和符号

Cos（D+H+90W÷

Sin（D+H+90W÷

如果是，则计算下一个点的桩号。

P≥M=>

P≤F=>

”//是否继续计算本桩号的其他边桩。

”EXITZH-HY”//退出ZH-HY子程序，返回到CURVE程序。

HY-YH//计算待求点在YH-HY段内的中、边桩坐标

AbsB（P-F）÷

R×

180÷

π//圆曲线段内任意点的切线角

X=Z[3]+2RSin（H÷

2）×

Cos（H÷

Y=Z[4]+2RSin（H÷

Sin（H÷

2）

X”DQD-N”=Z[3]+XCos（D+（G+90）B÷

AbsB）-YSin（D+（G+90）B÷

Y”DQD-E”=Z[4]+YCos（D+（G+90）B÷

AbsB）+XSin（D+（G+90）B÷

//以过HY点的切线为Y轴，以该点的法线为X轴，建立直角坐标系。

计算圆曲线段内任意点坐标，再转换为大地坐标，并且给出切线方位角计算公式。

Cos（D+G+H+90W÷

Sin（D+G+H+90W÷

P≥F=>

P≤N-L=>

”EXITHY-YH”//退出HY-HY子程序，返回到CURVE程序。

YH-HZ//计算待求点在YH-HY段内的中、边桩坐标

X=（M-P）3÷

（6RL）-（M-P）7÷

（336R3L3）+（M-P）11÷

（42240（R5L5）-（M-P）15÷

（9676800R7L7）+（M-P）19÷

（3530096640R9L9）-（M-P）23÷

Y=（（M-P）-（M-P）5÷

（40R2L2）+（M-P）9÷

（3456R4L4）-（M-P）13÷

（599040R6L6）+（M-P）17÷

（175472640R8L8）-（M-P）21÷

（B÷

X”DQD-N”=Z[5]+XCos（D+B+90B÷

AbsB）-YSin（D+B+90B÷

Y”DQD-E”=Z[6]+YCos（D+B+90B÷

AbsB）+XSin（D+B+90B÷

AbsB）//以HZ点为原点，过该点的切线为Y轴，法线为X轴建立直角坐标系，计算待求点的坐标,然后把待求点的坐标转换为大地坐标。

（M-P）2÷

Cos（D+B-H+90W÷

Sin（D+B-H+90W÷

P≥N-L=>

”EXITYH-HZ”//推出YH-HZ子程序，返回到CURVE程序。