CasiofxP编程计算器三个公路基本测量程序编写与应用.pptx

中国建筑第七工程局CHINA CONSTRUCTION SEVENTH ENGINEERING BUREAU451 工程背景321 中建七局四公司中建七局四公司中建七局四公司中建七局四公司2010201020102010年年年年10101010月承接的月承接的月承接的月承接的 资（阳）三（岔）快速通道公路工程（简阳段）资（阳）三（岔）快速通道公路工程（简阳段）资（阳）三（岔）快速通道公路工程（简阳段）资（阳）三（岔）快速通道公路工程（简阳段）位于四川省简阳市境内，路线全长位于四川省简阳市境内，路线全长位于四川省简阳市境内，路线全长位于四川省简阳市境内，路线全长31.875km31.875km31.875km31.875km。工程合同价。工程合同价。工程合同价。工程合同价6.166.166.166.16亿元，工期亿元，工期亿元，工期亿元，工期730730730730天。天。天。天。中国建筑第七工程局CHINA CONSTRUCTION SEVENTH ENGINEERING BUREAU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）中国建筑第七工程局CHINA CONSTRUCTION SEVENTH ENGINEERING BUREAU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。解决办法4中国建筑第七工程局CHINA CONSTRUCTION SEVENTH ENGINEERING BUREAU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1242 对三个基本程序的介绍35 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。中国建筑第七工程局CHINA CONSTRUCTION SEVENTH ENGINEERING BUREAU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中国建筑第七工程局CHINA CONSTRUCTION SEVENTH ENGINEERING BUREAU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。高边坡边坡放样中国建筑第七工程局CHINA CONSTRUCTION SEVENTH ENGINEERING BUREAU公路路线任意桩号坐标正反算公路任意桩号高程计算根根据据现现场场测测量量得得的的坐坐标标和和高高程程数数据据，利利用用程程序序求求出出立立镜镜点点与与边边坡坡点点的的距距离离，逐逐步步渐渐近近求求得得边边坡坡坡脚线位置。坡脚线位置。中国建筑第七工程局CHINA CONSTRUCTION SEVENTH ENGINEERING BUREAU1243 八个程序命令看懂测量程序351、程序名输入、程序名输入中国建筑第七工程局CHINA CONSTRUCTION SEVENTH ENGINEERING BUREAU2、程序命令的输入程序命令的输入中国建筑第七工程局CHINA CONSTRUCTION SEVENTH ENGINEERING BUREAU：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3、多重语句分隔符、多重语句分隔符中国建筑第七工程局CHINA CONSTRUCTION SEVENTH ENGINEERING BUREAU4、变量输入语句、变量输入语句中国建筑第七工程局CHINA CONSTRUCTION SEVENTH ENGINEERING BUREAU5、赋值语句、赋值语句中国建筑第七工程局CHINA CONSTRUCTION SEVENTH ENGINEERING BUREAU6、条件语句、条件语句中国建筑第七工程局CHINA CONSTRUCTION SEVENTH ENGINEERING BUREAU中国建筑第七工程局CHINA CONSTRUCTION SEVENTH ENGINEERING BUREAU7、子程序调用语句、子程序调用语句中国建筑第七工程局CHINA CONSTRUCTION SEVENTH ENGINEERING BUREAU中国建筑第七工程局CHINA CONSTRUCTION SEVENTH ENGINEERING BUREAU条件分支命令8、条件分支语句、条件分支语句中国建筑第七工程局CHINA CONSTRUCTION SEVENTH ENGINEERING BUREAU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casiofx-5800P标准程序，聊供同行参考。1244 三个基本程序的编制35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。中国建筑第七工程局CHINA CONSTRUCTION SEVENTH ENGINEERING BUREAU1、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，它完全适应缓和曲线左偏、右偏、Rs Re、Rs NE”:“2.NE=SZ”:?Q:?S:Prog“QXJS-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: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:Prog“QXJS-SUB1”:“N=”:N“EE“F=”:F DMS:Goto3 输出正算坐标；输出正算坐标；Lbl 2:“N=”:?B:“E=”:?C:BN:CE:Prog“QXJS-SUB2”:“S=”:S“Z=”:ZGoto4 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 3：IPol（NZ1,EZ2）：J0JJ+360：“DIST”：I“FW”：J DMS 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；（Z1为测站点X坐标，Z2为测站点Y坐标）中国建筑第七工程局CHINA CONSTRUCTION SEVENTH ENGINEERING BUREAU2、数据库子程序QXJS-SUB0 QXJS-SUB0 数据库子程序数据库子程序Goto1 同时保存多个曲线时的指针Lbl 1IF S*（线元终点里程）:Then*A（线元起点方位角）:*O（线元起点里程）:*U（线元起点X）:*V（线元起点Y）:*P（线元起点曲率半径）:*R（线元终点曲率半径）:*L（线元起点至终点长度）:Return:IfEnd IF S0.0001=Goto1Lbl 2:0Z：Prog“QXJS-SUB1”:(C-E)sin(F+90)Z中国建筑第七工程局CHINA CONSTRUCTION SEVENTH ENGINEERING BUREAU3、使用说明1规定 (1)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，P、R取负值，当曲线半径在右时，P、R取正值，当曲线半径为无穷大（即直线）时，P、R以10的45次代替。(2)当所求点位于中线时，Z=0；当位于中线左铡时，Z取负值；当位于中线中线右侧时，Z取正值。(3)当线元为圆曲线时，无论其起点、止点与什么线元相接，其曲率半径均等于圆弧的半径。(4)当线元为完整缓和曲线时，起点与直线相接时，曲率半径为无穷大，以10的45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10的45次代替；与圆曲线相接时，曲率半径等于圆曲线的半径。(5)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。中国建筑第七工程局CHINA CONSTRUCTION SEVENTH ENGINEERING BUREAU2）输入与显示说明 输入部分：1.SZ=XY 2.XY=SZ Q?选择计算方式，输入1表示进行由里程、边距计算坐标；输入2表示由坐标反算里程和边距。中国建筑第七工程局CHINA CONSTRUCTION SEVENTH ENGINEERING BUREAU4、公路纵断面高程算法主程序的算法原理：中国建筑第七工程局CHINA CONSTRUCTION SEVENTH ENGINEERING BUREAUFilename:*Filename:*（自定主程序名）N-MP：Abs(P)PS:Abs(P)R2T:If LD-T:Then C-MT+(M+(L-D+T)S2R)(L-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 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-KIH：“H=”：H中国建筑第七工程局CHINA CONSTRUCTION SEVENTH ENGINEERING BUREAU5、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上的任一桩号结束。Filename:*Filename:*（自定子程序名）Lbl 0:“Dh”?:E”L=”?L:”I=”?I:”K=”?KIf L*(曲线段小里程桩号之前的直线段任一桩号):Then*（变坡点高程）C:*（变坡点桩号）D:*（变坡点小里程段纵坡坡度）M:I*（变坡点小里程段纵坡坡度）N:*（竖曲线半径）R:*（变坡点桩号）C:Ifend：Prog“*（主程序名）”:Goto0 依次输入各变坡点设计参数；中国建筑第七工程局CHINA CONSTRUCTION SEVENTH ENGINEERING BUREAU6、使用说明 “Dh”提示使用者输入所求点距离路面的厚度，“L=”，输入所求点桩号,”I”=表示输入路面横坡值，“K=”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。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。中国建筑第七工程局CHINA CONSTRUCTION SEVENTH ENGINEERING BUREAU7、高边坡放样算法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；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，最后根据本程序计算出立镜点至距中距离差值K，指挥司镜员靠近道路中线或者往外偏移多少米。重复上述步骤，至K 小于边坡宽度控制精度要求为止。算法原理如下图示：中国建筑第七工程局CHINA CONSTRUCTION SEVENTH ENGINEERING BUREAU中国建筑第七工程局CHINA CONSTRUCTION SEVENTH ENGINEERING BUREAU 根据Hc、Hs的高差计算出K2，按照P点的高程，边坡顶距中桩的理论宽度K理论理论，具体计算如下：K理论理论=K1+h*n1+m+h*n2+m+（Hc-Hs-2h）*n3（K1为设计值）则K=K-K理论理论 K 求出来后，可以指挥司镜员靠近道路K米，然后重复以上步骤，直到K值能满足边坡控制精度。填方边坡的算法原理是同样的。中国建筑第七工程局CHINA CONSTRUCTION SEVENTH ENGINEERING BUREAU8、高边坡放样程序Filename:*Filename:*（程序名可自定）主程序Lbl 0:“Hs=”?A:“Lc=”?B:“Hc=”?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:If D0:Then Prog“*-SUB0”：Goto 1: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；中国建筑第七工程局CHINA CONSTRUCTION SEVENTH ENGINEERING BUREAUIf D8（挖方边坡第一阶高度，本例取为8）:Then*+(D-8)1.75(*为常数，1.75为第二阶坡比，均根据设计参数定)E: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；-E-BF:If F0:ThenF=”:FIfend 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:Then”F=”:Abs(F)Ifend:Goto 0 F F表示向中桩方向移动；表示向中桩方向移动；中国建筑第七工程局CHINA CONSTRUCTION SEVENTH ENGINEERING BUREAULbl 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 F0:Then”F=”:FIfend F F表示向中桩方向移动；表示向中桩方向移动；If F0:Then”F=”:Abs(F)Ifend: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；中国建筑第七工程局CHINA CONSTRUCTION SEVENTH ENGINEERING BUREAU挖方边坡计算子程序Filename:*-SUB0 Filename:*-SUB0 子程序名可自定If D-0.01:Then*+Abs(D)0.5(*为常数，1.75为第二阶坡比，均根据设计参数定)E:Ifend -If D-24:Then*+Abs(D+24)(*为常数，1为第四阶坡比，均根据设计参数定)E:Ifend：Return 依次按设计输入挖方各阶放坡参数,本例至第四阶。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、高边坡的对每个平面线元、竖曲线、高边坡的每个台阶都要逐段与设计图的数据对每个台阶都要逐段与设计图的数据对照复核。照复核。中国建筑第七工程局CHINA CONSTRUCTION SEVENTH ENGINEERING BUREAU61245 在工程中的应用效果35优质高效优质高效数据准确数据准确 灵活机动灵活机动以前测量作业，大量的计算工作只能带着提前计算好的线路逐桩坐标、高程资料进行野外作业，现场查找不方便不需带其它测量资料，只需一台casio可编程计算器即可，输入里程等数据，即可提供线路任意点桩位数据，不但方便而且准确。这三个基本程序对casio计算器编程算法进行了优化，使坐标、高程、边坡测设作业得到了有机统一。三个基本测量程序概念的提出也便于测量人员的掌握。在在 资三公路项目上，通过培训和运用这三个基本程序，测量人员形成资三公路项目上，通过培训和运用这三个基本程序，测量人员形成了自学的良好作风，虽然测量路线距项目总部越来越远，但测量作业速度却了自学的良好作风，虽然测量路线距项目总部越来越远，但测量作业速度却越来越快，在线路测设的最后二个星期，达到了一天一公里的速度，极大地越来越快，在线路测设的最后二个星期，达到了一天一公里的速度，极大地配合了施工图会审和施工图预算工作。配合了施工图会审和施工图预算工作。中国建筑第七工程局CHINA CONSTRUCTION SEVENTH ENGINEERING BUREAU对三个基本测量程序运用的几点想法程序要自己编程序要自己编从上述介绍的三个程序可以看出，主程序是算法，不变的，但子程序与具体工程设计有关，包括路线线元个数，竖曲线的多少，高填深挖的放坡台阶个数等。不掌握程序语言，是不能在工程中熟练应用这三个基本程序的，出了计算错误更是难以寻根求源。用仪器自带程序行吗用仪器自带程序行吗许多仪器都自带公路放样测量程序，但限于内存，能计算的线元个数非常有限，也即计算线路的里程很短，但计算器的计算里程可在百公里以上。另外计算速度快，也是仪器自带程序望尘莫用的。第三个方面，所提供的程序功能很有限，往往不能满足施工测量要求。高边坡放样是重点高边坡放样是重点只有在前二个程序熟练应用的基础上才能掌握高边坡放样方法。所以在施工测量中要把第三个程序的现场应用做为重点。程序语言看起来生涩难懂，但经过一次编写，多次在施工测量中的应用，得心应手之后，就会觉得应用GPS，再加上三个基本测量程序的应用，测量工作真是如虎添翼了。中国建筑第七工程局CHINA CONSTRUCTION SEVENTH ENGINEERING BUREAU