坐标正算反算公式讲解.docx

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坐标正算反算公式讲解

一方位角:

在高斯直角坐标系中,由坐标纵轴方向的北端起,顺时针量到

直线间的夹角,称为该直线的坐标方位角,常简称方位角,用a表示。

1、第一象限的方位角

X

第四象限

A

第一象限

a

o

Y

第三象限

第二象限

图1

2、第二象限的方位角

X

第四象限

第一象限

a

o

Y

、A

第三象限

第二象限

图2

3、第三象限的方位角

X

第四象限

第一象限

-a丫

A-

第三象限

第二象限

图3

4、第四象限的方位角

X

第四象限

A、

第一象限

o

a丫

第三象限

第二象限

图4

方位角计算公式:

YAo

・A

Xao

 

方位角的计算器计算程序:

PoI(Xa-Xo,Ya-Y。

直线OA方位角度值赋予给计算器的字母J,0

直线段OA的距离值赋予给计算器的字母1,1>0直线OA与直线AO的方位角关系:

1、当直线OA的方位角w180°时,其反方位角等于a+180°

2、当直线OA的方位角〉180°时,其反方位角等于a-180°。

二方位角的推算

(一)几个基本公式

1、坐标方位角的推算

a=a+P

或:

卜前=°后_p右土180:

注意:

若计算出的方位角>360°,则减去360°;若为负值,则加上

360°。

例题:

方位角的推算已知:

a12=30。

,各观测角B如图,求各边坐标方位角a23、a34、a45、a51。

解:

a23=a12-B2+180°=30°-130°+180°=80

a34=a23-B3+180

=80°

-65°

+180°

=195°

a45=a34-[34+180°

=195°

-128

°+180°

=247°

a51=a45-35+180°

=247°

-122

°+180°

=305°

a12=a51-31+180°

=305

°-95

°+180°

=30°(检杳)

三坐标正算

一、直线段的坐标计算

设起点0的坐标(X。

Y。

),直线OP的方位角为Fop,求A、C、E点的坐标

1、设直线段0A长度为L,则A点坐标为

Xa=Xo+LXCos(Fop)

Ya二Yo+LxSin(F°p)

2、设直线段OB长度为Lob,直线段BC长度为Lbc,则C点坐标为

Yb=Yo+LobxSin(Fop)

直线BC的方位角FBC=Fop+a

IFFbc>360°:

ThenFbc-360°—Fb/End

XC=XB+LBCxCos(FBC)

Yc=YB+LBcxSin(FBc)

3、设直线段OD长度为Lod,直线段DE长度为Lde,则E点坐标为

XD=Xo+LoDxcos(Fop)

YD=Yo+LoDxSin(Fop)

直线DE的方位角FDE=Fop-a

IFFdEv0°:

ThenFde+360°^FDE:

lfEnd

XE=XD+LDExcos(FDE)

YE=YD+LDExSin(FDE)

二、缓和曲线段的坐标计算

Yo=L3

6RLs-336R3L3s

设完整缓和曲线起点O的坐标为0(XO,YO),方位角为F,曲线长度为Ls,曲线上任

点的曲线长度为L,

当线路右转时直线CP的方位角Fcp=F+90°

IFFcp>360°:

ThenFcp-360—Fcp:

lfEnd

IFFCpV0°:

ThenFcp+360°fFcp:

lfEnd

Xp=Xo+Abs(xO)xCos(F)+Abs(yO)xCOS(FCP)

Yp=YO+Abs(x。

)xSin(F)+Abs(y°)xSin(Fcp)

三、圆曲线段的坐标计算

圆曲线的已知点数据为起点S的桩号Ks、走向方位角a、起点S坐标为(Xo,Y。

)、圆曲线半径为R与曲线长为L。

设半径为R的圆曲线中线上任意点j的桩号为0,求Zj点的坐标?

X▲

c

线路走向

解:

弦长sj的弦切角与弦长为

弦切角@j=(Lj/(2R))x(180°/力=(90°xLj)/(n)弦长G=2Rsin(&)

则弦长sj的方位角为a=a±&j

圆曲线上任意j点的方位角为a=a±2(Sj

求得圆曲线上任意点j的计算公式为

Xj=X°+GjxCos(a)

Yj二Yo+CjxSin(a)

四坐标反算

1、直线段坐标反算

图9

反算原理

如图9所示,直线se的点斜式为

将起点S的坐标代入解得

yp=ys-tana(xs-xp)(公式2)

因直线jp垂直于直线sp,故p点中桩坐标因满足垂线jp的下列点

斜式方程yp-yj=-(xP-Xj)/tana(公式3)

将公式2代入公式3得

ys-tana(xs-xp)-yj=-(xp-xj)/tanatana(ys-yj)-tan2aXs+tan2aXp二-xp+Xj

简化后得

Xp二

Xj+tan2cbXs-tana(ys-y)j

tan2a+1

2、圆曲线段坐标反算原理

s

图10

反算原理如图10所示,设j点为圆曲线附近任意边桩点,坐标为j(X,Y),已

知点S点坐标为(X>,Yo),则圆心点C的坐标为

%=Xo+RXCOS(a土90°)

Yc=Y0+Rxsin(a±90°)

再根据圆心点C与j点的坐标算出直线cj的方位角a与距离dcj,则j点的边距为dj=R-dcj,由圆心点坐标反算垂足点p的中桩坐标为

Xp=X:

+RxCOS(a)

Yp=YC+Rxsin(acj)

再根据S点的坐标和P点的坐标求出弦长SP的距离

22

Csp=V((Xo-Xp)+(Yo-Yp))

再根据弦长SP的距离和反三函数的关系,求出弦切角fep值(单位为

度)。

op=a±2Bp

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