工程之星5.0输入功能图文教程(含道路设计、转换参数等)

作者:RTK之家 / 公众号:rtkhome 发布时间:2019-10-10

工程之星5.0的输入菜单主要包含五大功能,分别是:坐标管理库、道路设计、CORS转换设置、求转换参数、校正向导。如下图所示:
一、坐标管理库
操作:输入 -坐标管理库
定义:坐标管理库。坐标管理库是查看和调用工程中的所有点的坐标库,可以是平面坐标、经纬度坐标、空间直角坐标。
进入坐标管理库界面后,点击右上角“筛选”,有全部点、测量点、输入点、控制点、平面坐标、经纬度坐标六个选项。可以对点库中的点进行筛选。
点击右上角“细节”“库细节”,进入到库细节界面,如下图所示。按坐标类型统计:分为平面坐标和经纬度坐标;按采集方式统计:分为输入点、控制点和测量点。库路径中也会显示出点库中点的存储路径。
在坐标管理库搜索栏内输入点名/编码/页面,点击搜索按钮,即可搜到对应的点名/编码/页面。
点击添加,如下图所示,可以手动添加经纬度坐标和平面坐标点。
导入:把当前工程或是其它工程中的坐标导入到当前工程的坐标管理库中。在文件类型下拉菜单当中,选择将导入数据的类型格式,找到路径下对应的数据文件,点击导入即可。数据文件还可人性化的放在其他常用目录:微信文件目录、QQ 文件目录、软件根目录如下图所示。
导出:把坐标管理库里的坐标保存到指定的文件夹下面。如下图所示,选择需要导出的文件类型及保存路径,点击“确定”即可,系统提示“导出数据成功”则数据导出完毕。
二、道路设计
“道路设计”功能是道路图形设计的简单工具,即根据线路设计所需要的设计要素按照软件菜单提示录入后,软件按要求计算出线路点坐标并绘制线路走向图形。道路设计菜单包括:断链,平曲线设计,纵曲线设计,标准横断面,边坡,超高,加宽等模式及元素如下图所示。
名称:根据设计文件自定义
断链:输入道路设计中出现的长链、断链
平曲线设计:输入道路设计的平曲线表好或者直曲表
纵曲线设计:输入道路设计文件中的纵曲线表
标准横断面:输入道路设计文件中的路面标准设计
边坡:根据道路设计文件的横断面图进行输入,根据横断面变化情况选择性输入
超高、加宽在前面几项输入完成后会显示出来,主要出现在坡陡、弯急的线路
工程之星5.0版本的道路设计还支持直曲表导入及相关类型道路格式文件导入:
2.1 断链
点击断链,进入断链输入界面,点击增加断链,软件弹出增加界面如下图所示,输入断前里程、断后里程,点击确定即可。
2.2 平曲线设计
2.2.1元素法
“元素法”是道路设计里面惯用的一种方法,它是将道路线路拆分为各种道路基本元素(点、直线、缓和曲线、圆曲线等),并按照一定规则把这些基本元素逐一添加组合成线路,从而达到设计整段道路的目的。
操作:“平曲线设计” - “勾选元素法”- “确定”
在元素法设计界面,点击左上角设置按钮。“整桩号”、“整桩距”是生成坐标的方式;“起始里程”为起始点里程;“里程间隔”为生成线路点坐标的间隔。
设置好后,返回元素法设计界面,点击“添加”,首先是添加一个起始点,可以进行手动输入、定位获取、点库获取,如图下图所示,一般都是选择手动输入,起点需输入北坐标、东坐标及起始方位角。
添加完起点以后,继续点击添加,此时可以根据设计需要选择添加“线段”、“缓曲”或者“圆曲”,如图下图所示。
线段:只需输入线段的长度,如果直线长为 0,则输入 0.000001,不能直接输入 0。
缓曲:需要输入“线元长度”、“起点半径”、“终点半径”、勾选“左偏”或者“右偏”。
圆曲:需要输入“线元长度”、“起点半径”、勾选“左偏”或者“右偏”。
如果输入的信息有误,可以点击“多选”,然后勾选到有误的点、线段、缓曲或者圆曲,进行删除,如下图所示。
如果输入的信息有误,需要进行更改,则点击该点、线段、缓曲或者圆曲,弹出如下图所示界面,点击编辑即可更改。如果要在中间插入线段、缓曲或者圆曲,则点击“增加”即可。
输入完成以后,点击“保存”,保存以后会进入如下图所示最初始的新建文件的界面,
点击刚刚设计好的道路文件 20191010.road,点击 “查看”,可以查看到道路设计的“图形”以及“逐桩坐标”,如下图所示。
2.2.2交点法
交点法是目前普遍使用的道路设计方法。用户只需输入线路曲线交点的坐标以及相应线路的缓曲长、半径、里程等信息,就可以得到要素点、加桩点、线路点的坐标,以及直观的图形显示,从而可以方便的进行线路的放样等测量工作。
交点法具体步骤与元素法类似,首先“新建文件”,“勾选交点法”,“确定”
进入交点法法设计界面以后,点击右上角的设置按钮,“整桩号”、“整桩距”是生成坐标的方式;“起始里程”为起始点里程;“里程间隔”为生成线路点坐标的间隔;
交点法的起点和终点只需输入坐标,不用输入“第一缓曲长度”、“圆曲半径”、“第二缓曲长度”,交点法与元素法的主要区别在“添加”这个功能上,点击“添加”,如下图所示
交点法需要输入的信息有“交点名”、“北坐标”、“东坐标”、“第一缓曲长度”、“圆曲半径”、“第二缓曲长度”等,输完点击“确定”,重复上述步骤即可。其它功能与元素法类似,可以参照上述元素法的介绍。
下图是是使用交点法输入完成的道路设计,我们可以点击查看
点击查看,可以查看“图像显示”、“道路元素”、“逐桩坐标”,如下图所示
2.2.3坐标法
坐标法是在传统的元素法和交点法的基础上发展出来的新的道路输入方法,更简单更易普及。操作步骤同元素法交点法一样,首先“新建文件”,“勾选交点法”,“确定”,坐标法设计界面如下图所示。
点击“添加”,有三种输入模式:手动输入、定位获取、点库获取。这里演示选择从点库获取。
以 Pt1 作为起点,接着继续添加,以 Pt5 作为终点坐标,最后点击查看,可以查看图像显示和逐桩坐标,如下图所示
坐标法,顾名思义就是以坐标元素为输入基础,相对应传统的交点法和元素法,无需输入半径,方位角等等诸多的元素。
2.3 纵曲线设计
纵断面上两个坡段的转折处,为了便于行车用一段曲线来缓和,称为竖曲线。竖曲线设计线形有两种方式:抛物线和圆曲线。《规范》规定采用二次抛物线作为竖曲线的线形;但在实用范围内圆形和二次抛物线形几乎没有差别。
如图下图所示,点击右下角“更多”,点击纵断面,进入纵断面设计界面
然后点击“添加”,输入变坡点的里程、高程、坡比 1、坡比 2 以及设计半径,设计完成以后,点击确定,如下图所示。
点击确定后,出现下图所示界面,点击左上角返回,设计的数据会自动保存。
设计完成以后进入“测量”→“道路放样”,如下图所示,此时放样主界面显示出的“设计高”即为纵曲线设计时设计的高程,主界面显示的“高程”即为实地点的高程。
2.4 标准横断面设计
标准横断面是垂直于道路中心线方向的断面。
公路与城市道路横断面的组成有所不同。公路横断面的主要组成有:车行道(路面)、路肩、边沟、边坡、绿化带、分隔带、挡土墙等;城市道路横断面组成有:车行道(路面)、人行道、路缘石、绿化带、分隔带等。在高路堤和深路堑的路段,还包括挡土墙等,根据地形地势标准横断面可以做对称非对称两种分布形式。
标准横断面数据输入,在道路设计界面,新建一个标准横断面文件,操作如下图所示。
进入标准横断面界面,默认选择为左侧断面,点击添,输入相关数据,左侧输入完后,右侧以相同操作输入完成,如下图所示。
2.5 边坡
边坡是为了保证路基稳定,在路基两侧做成的具有一定坡度的坡面
同样,按照上面标准横断面设计的步骤,进入边坡设计界面,在设计界面首先根据道路断面图判断类型
选择相应类型后,点击添加,新建边坡,如下图所示,并输入道路断面对应里程(注:在到达下一变化断面前边坡一直按照这一里程边坡数放样)。
接着点击新建边坡界面中的添加按钮,弹出添加界面如下图所示,坡面类型可自定义输入坡面、平台,输入数据坡的高度,如横坡(%)输入:2%,直接输入 2 即可。
重复前面操作增加所有边坡,完成后点击保存。
2.6 超高
道路超高指的是道路路线转弯的时候为了减少车辆在高速转弯的时候受离心力影响而偏移出去,把路面做成外高内低的形式。超高按超高横坡来调整,一般有1.5%-6%。可去参考公路路线设计规范或城市道路设计规范。
在设计好道路标准横断面后,点击超高,进入设置界面,然后点击添加,输入里程,横坡数值,如下图所示
2.7 加宽
汽车在弯道上行驶时,各个车轮的行驶轨迹不同,在弯道内侧的后轮行驶轨迹半径最小,而靠近弯道外侧的前轮行驶轨迹半径最大。当转弯半径较小时,这一现象表现的更为突出。为了保证汽车在转弯时不侵占相邻车道,凡小于 250m 半径的曲线路段均需要加宽。
在设计好道路标准横断面后,点击加宽,进入设置界面,然后点击添加,输入里程,宽度数值,如下图所示
三、CORS转换设置
该功能是针对海南和云南地区的cors,在“配置”,“网络设置”连接网络的同时,这里也要输入用户名和密码进行连接,如下图所示。
四、求转换参数
GPS 接收机输出的数据是 CGCS2000 经纬度坐标,需要转化到施工测量坐标,这就需要软件进行坐标转换参数的计算和设置,转换参数就是完成这一工作的主要工具。
求转换参数主要是计算四参数或七参数和高程拟合参数,可以方便直观的编辑、查看、调用参与计算四参数和高程拟合参数的控制点。
在进行四参数的计算时,至少需要两个控制点的两套不同坐标坐标系坐标参与计算才能最低限度的满足控制要求。高程拟合时,如果使用三个点的高程进行计算,高程拟合参数类型为加权平均;如果使用 4 到 6 个点的高程,高程拟合参数类型平面拟合;如果使用 7 个以上的点的高程,高程拟合参数类型为曲面拟合。控制点的选用和平面、高程拟合都有着密切而直接的关系,这些内容涉及到大量的布设经典测量控制网的知识,建议用户查阅测量学方面的相关资料。
求转换参数的做法大致是这样的:假设我们利用 A、B 这两个已知点来求转换参数,那么首先要有 A、B 两点的 GPS 原始记录坐标和测量施工坐标。
A、B 两点的 GPS 原始记录坐标的获取有两种方式:一种是布设静态控制网,采用静态控制网布设时后处理软件的 GPS原始记录坐标;另一种是 GPS 移动站在没有任何校正参数作用时、固定解状态下记录的 GPS 原始坐标。
其次在操作时,先在坐标库中输入A 点的已知坐标,之后软件会提示输入 A 点的原始坐标,然后再输入 B 点的已知坐标和 B点的原始坐标,录入完毕并保存后(保存文件为*.cot 文件)自动计算出四参数或七参数和高程拟合参数。下面以具体例子来演示求转换参数。
4.1四参数
在软件中的四参数指的是在投影设置下选定的椭球内 GPS 坐标系和施工测量坐标系之间的转换参数。需要特别注意的是参与计算的控制点原则上至少要用两个或两个以上的点,控制点等级的高低和点位分布直接决定了四参数的控制范围。经验上四参数理想的控制范围一般都在 20-30 平方公里以内。
操作:“输入”,“求转换参数”。在求转换参数界面首先点击右上角的设置按钮,将“坐标转换方法”改为“一步法”,点击“确定”,则可以开始四参数的设置。如下图所示。
设置完成后,点击“添加”,输入已知平面坐标,大地坐标可以点击更多获取方式,里面有“定位获取”和“点库获取”,输入完成以后,点击“确定”,添加完第一个坐标 a1。然后以同样的方法输入第二个坐标a2,如下图所示
如果输入有误,可以单击 a1 或 a2,进行修改或者删除,如下图所示。
如果都输入正确,然后点击“计算”,“应用”。如下图所示
将该参数应用到该工程以后,可以在“配置”,“转换参数设置”,“四参数”中查看四参数的北偏移、东偏移、旋转角和比例尺,如下图所示。
4.2 七参数
计算七参数的操作与计算四参数的基本相同,但是七参数的应用范围较大(一般大于 50 平方公里),计算时用户需要知道三个已知点的地方坐标和 CGCS2000 坐标,即 CGCS2000 坐标转换到地方坐标的七个转换参数。
注意:三个点组成的区域最好能覆盖整个测区,这样的效果较好。
操作:输入→求转换参数。首先点击右上角的设置按钮,将“坐标转换方法”改为“七参数”,点击“确定”,则可以开始七参数的设置。
操作同四参数求法类似,只是七参数至少要添加 3 个已知点的工程坐标和原始坐标,添加完成后,点击“计算”,“应用”。
将该参数应用到该工程以后,可以在“配置”,“转换参数设置”,“七参数”中查看三个坐标平移量、旋转角度以及尺度因子,如下图所示。
五、校正向导
校正向导是灵活运用转换参数的一个工具。由于 GPS 输出的是 CGCS2000 坐标,而且RTK 基准站的输入坐标也只认 CGCS2000 坐标,所以大多数 GPS 在使用转化参数时的普遍方式为,把基准站架设在已知点上,在基准站直接或间接的输入 CGCS2000 坐标启动基准站。
这种方式的缺点是每次都必须用控制器与基准站连接后启动基准站,这种模式在测量外业作业时在操作上会带来一定的麻烦。而使用校正向导可以避免用控制器启动基准站,可以选择基准站架设在任意点上自动启动,大大提高了使用的灵活性。
校正向导需要在已经打开转换参数的基础上进行。校正参数一般是用在求完转换参数而基站进行过开关机操作,或是有工作区域的转换参数,可以直接输入的时候,校正向导产生的参数实际上是使用一个公共点计算两个不同坐标的“三参数”,在软件里称为校正参数。
校正向导有两种途径,基站架在已知点上或基站架在未知点上,还有两种方法,输入已知点坐标直接校正,或是先采点再进行校正,下面只介绍基准站架设在未知点校正。
操作:“输入”,“校正向导”,“基准站架设在未知点”,再点击“下一步”,如下图所示。
然后将移动站对中立于已知点 A 上,输入 A 点的坐标、天线高和天线高的量取方式后“校正”,系统会提示是否校正,“确定”即可,如下图所示。
通常情况下,非地方坐标系或非自定义坐标系的平面校正参数在几百米之内。在“配置”,“当前坐标系统设置”,“校正参数”里面查看校正参数,如下图所示。
- 完 -
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