利用VB编制道路中桩坐标计算软件

　　1、引言
　　高等级道路施工，不仅要求道路中线、大型构筑物和中、小型结构物控制点的测设准确无误，而且还要做大量的细部施工测量。测量工作是保证道路施工顺利进行的基本条件，直接关系到道路工程建设的速度和质量。因此，测量工作十分重要。而现阶段主要采用全站仪和GPS，无论采取那种测量方法，其核心部分都要先计算公路中线上任一中桩点的坐标。本文针对工程实际，根据完善的计算方法，并且采用VisualBasic语言编程进行道路中桩坐标计算，取得了不错的效果。
　　2、计算方法
　　高等级道路设计与施工，必须建立一个贯穿全线的统一坐标系，这个坐标系一般采用国家坐标系统。如图1，相邻三交点（JD1、JD2、JD3）的坐标可在地形图上量取或在实地测定。路线导线的坐标方位角A1，A2,A3和边长S1、S2可直接按坐标反算公式求得：
　　转角α=A2-A1，若α>0则路线右偏，若α<0则路线左偏。
　　在选定各圆曲线半径R及缓和曲线长度LS后，根据各桩点里程桩号即可求出相应的中桩坐标。
　　2.1直线点K1的坐标求法
　　如图2，根据K1与JD1（或起点）的桩号求得两点的距离l.已知该直线的坐标方位角A1，故K1的坐标为：
　　
　　在点K1上，该点的切线方向就是JD1-JD2直线方向，所以K1点切线方位角：A'1=A1。
　　
　　2.2ZH点至YZ点之间的坐标计算
　　此段包括第一缓和曲线和圆曲线，可先计算桩点的切线支距法坐标x,y。
　　（1）缓和曲线上的桩点，如图3中K2点
　　
　　上式中l为桩点至缓和曲线起点ZH点曲线长，由K2点至ZH点里程求得。R为圆曲线半径，Ls为缓和曲线长度。
　　K2切线方位角：A，2=A1±β
　　右偏为“+”，左偏为“-”。其中β为缓和曲线角，β=l2/(2RLS)
　　
　　（2）圆曲线上桩点，如图4中K3点
　　
　　式中，Φ=l/R+β0,l为桩点至HY点到曲线长，仅为圆曲线部分的长度。
　　缓和曲线角：
　　
　　切线增长值:
　　
　　曲线内移值：
　　
　　K3点切线方位角
　　
　　K3点切线方位角：A，3=A1±Φ，右偏为“+”,左偏为“-”。
　　
　　（3）通过坐标变换将ZH点与YH点之间的切线支距坐标x,y转换为测量坐标XK、YK：
　　
　　当曲线为左转角时，以y=-y代入。
　　2.3YH点至HZ点之间的中桩坐标计算
　　如图5中K4点，此段为第二缓和曲线，仍用式（4）计算切线支距坐标x,y，再按下式转换为测量坐标XK，YK
　　
　　当曲线为右转角时，以y=-y代入。
　　K4点切线方位角：A，4=A2±β，左偏为“+”,右偏为“-”。
　　
　　3、程序功能设计
　　该程序利用VisualBasic编写，界面简单方便（运行界面图略）。根据文字提示，可方便计算：交点间的距离和坐标方位角；各主点测设元素、里程及对应坐标；路线任一里程处中桩坐标。并能将结果随时打印输出。该程序多次在施工单位使用，工作状态稳定，计算结果可靠，满足生产实际要求。
　　4、结束语
　　（1）采用VB编程进行道路中桩坐标计算，优点是使用方便直观，计算速度快，可批量进行计算。
　　（2）无论道路线型拼接多么复杂，也不论是人工还是编制程序计算道路中桩坐标，具体思路要清楚，各点的切线方位角的计算是重点，也是难点。
　　（3）本程序的编写思路与商业化的大型测量计算程序思路基本一致，因此为路桥专业学生计算能力提高有很好的帮助。
　　（4）在此软件编制过程中要特别感谢王汉雄和赵晓东老师，正是由他们的不懈帮助才得以顺利完成。
　　参考文献
　　边静珺，饶云刚，土木工程测量，武汉：武汉理工大学出版社
　　张雨化，道路勘测设计，北京：人民交通出版社
　　龚沛曾，陆慰民，杨志强，VisualBasic程序设计教程（6.0版），北京：高等教育出版社，2000