[发明专利]一种路线上任意桩号处的坐标的计算方法

说明书

本发明公开一种路线上任意桩号处的坐标的计算方法，包括以下步骤：根据设计路线信息和P点处的桩号sn判断P点所在交点区间及线形；根据P点所在线形信息，利用数值积分方法计算P点的线路坐标；根据P点的坐标计算出边桩的控制坐标。本发明根据曲率与里程的积分关系，推导出线路中边桩的计算通式，然后利用积分的数值计算方法，对所有的线元，其计算模型都是一样的，不必再根据线元的不同而选择不同的计算方法；本发明提供的计算方法，其计算结果为线路控制坐标系中的同一坐标，无需进行二次坐标转换；本发明提供的计算方法，理论严密，公式简洁，便于编程实现。

技术领域

本发明涉及道路勘测及施工放样技术领域，具体涉及一种路线上任意桩号处的坐标的计算方法。

背景技术

根据交通运输部发布《2016年交通运输行业发展统计公报》，截止2016年底，我国公路总里程达到469.63万km，公路密度48.92km/km²，等级以上公路422.65万km，高速公路13.10万km。在公路、铁路等道路定测过程中需要根据设计线型进行放样，以确定纵横断面，进行施工图设计；在施工过程中，需要对桥涵隧、路基等进行更多的放样工作。

放样方法已经由传统的偏角法、支距法，转变为更为灵活方便的极坐标法和GPSRTK放样方法。无论用哪种方法进行放样，都需要知道待放样点的线路控制坐标；由于道路工程的特点，几乎所有放样点都可以看作是道路的中桩或边桩。所以，线路坐标的计算在放样中占据着非常重要的地位。

传统的线路坐标计算方法会根据路线线元(主要为直线、圆曲线和缓和曲线)的不同而选择不同的方法，计算量大、计算复杂、容易出错。对于直线段，计算比较简单，只用知道起点坐标和方位角就可以直接计算控制坐标；而对于圆曲线和缓和曲线，计算起来就非常复杂，需要先建立基于曲线上某点处切线和法线的独立坐标系，然后再转换到线路控制坐标戏中。

发明内容

本发明目的在于提供一种路线上任意桩号处的坐标的计算方法，本发明根据曲率与里程的积分关系，推导出线路中边桩的计算通式，然后利用积分的数值计算方法。本发明提供的计算方法，对所有的线元，其计算模型都是一样的，不必再根据线元的不同而选择不同的计算方法；本发明提供的计算方法，其计算结果为线路控制坐标系中的同一坐标，无需进行二次坐标转换；本发明提供的计算方法，理论严密，公式简洁，便于编程实现。具体技术方案如下：

一种路线上任意桩号处的坐标的计算方法，包括以下步骤：

步骤1：根据设计路线信息和P点处的桩号sn判断P点所在交点区间及线形；

步骤2：根据P点所在线形信息，利用数值积分方法计算P点的线路坐标；

步骤3：根据P点的坐标计算出边桩的控制坐标。

本发明可选的，由P点里程sn判断其所属交点区间的交点S的方法具体是：

寻找距sn最近的交点JD_m，JD_m＝min(|JD_i_sn-sn|)，i＝1，2，3，…，k，式中k为设计线路中的交点个数，JD_i_sn为JD_i的里程，min为取最小值函数；

若sn＜JD_m_sn-T_m1-D_m1，式中T_m1为JD_m的第一切线长，D_m1为JD_m第一直线长，则S为JD_m-1；