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特殊困难地段公路横断面测量的一种新如图1所示，ABC为道路中线，由于路线设计参数 旦确定，路线上任何一点的横断面方向就是唯一的。 要确定出横断面方向，只需在路线外某一点D立镜，测
得其坐标，利用程序算出其对应路线的中桩B，DB连线 即为中桩B所对应的横断面方向。实际工作中，由于待 测横断面一般都是整桩（如间距20m）或主点桩号，因此 需根据前次立镜所反算的对应桩号与待测桩号的里程 差值前后移动，找到待测横断面。实际上也就是多次重 复反算、移动的过程。由此可见，确定横断面方向的关 键是如何利用程序快速计算出路线外任意点所对应的 中桩里程以及至中桩的距离。下面介绍其计算原理。
路线外任意点所对应的中桩里程以及至中 桩距离的计算 3.1任意点D所对应中桩（B）的充要条件
发泡水泥板施工工艺路线外任意点所对应的中桩里程以及至中
公路中最主要的线形组合是”直线一回旋线一圆 曲线一回旋线一直线“的基本型组合，对于直线和圆曲 线径相衔接的情况，可以认为是缓和曲线长度为零的 特例。所以，本文所涉及的计算公式和程序都以一个 基本型线形组合为研究对象。 如图1所示，已知路线外一点D点的坐标为（XD Y）.其对应中桩为B（X，Y).若路线函数为f(X），则 必有线段DB垂直于B点路线切线方向.即满足：
收稿日期：2005—12 作者简介：陈顺超（1979一）男，硕士研究生，助教，主要从事道路勘测设计方面的教学
陈顺超等，特殊困难地段公路横断面测量的一 一种新方法
域：对于ZH一HY段上每一点都作垂线，则构成直线F 和EG所夹的锐角区域：对于HY一YH段上每一点都作 垂线，则构成直线BD和EG所夹的锐角区域；对于 YH一HZ段上每一点都作垂线，则构成直线BD和AC 所夹的锐角区域：对于HZ点以后路线上每一点都作垂 线，则构成直线AC的右上角区域。显然，除了这5个区 域的公共部分（即图中的阴影部分）外，剩余空白部分 （不含边界线）中任一点所对应的路线中桩是唯一的 由于本文是针对高等级公路而言，横断面测量的宽度几 乎都小于圆曲线半径R，测量点也落在空白区域内。 对于图2（b）所示转角=90的情况，只要横断面测 量宽度小于圆曲线半径R，则测量点对应的中桩也是惟 一的：对于图2（c）所示转角>90的情况，在高等级公路 中极少碰到，即使碰到，只要在输入预估里程时比实际 里程稍小或相差不大，仍能得出正确的计算结果。
图2不同转角曲线横断面方向判断示意图
如图2（a)所示，直线FH、EGBD、AC分别为ZH 点、HY点、YH点和HZ点的横断面方向。对ZH点以 前路线上每一点都作垂线，则构成直线FH的左半区
2路线外任意点所对应的中桩里程以及至中机
离的具体计算 要依据上述充要条件直接求得路线外任一点所对 应的中桩里程以及至中桩距离是十分困难的。我们在 具体计算时可以利用程序通过选代法实现。具体方法 是：先输入一个估计里程，利用中桩坐标计算程序计算 出该估计里程的中桩坐标，然后根据上述充要条件进 行判断，不满足要求则在估计里程上增加某一增量送 代计算，直到满足要求为止。具体来看，有两种情况
（1）当B点位于直线路段上时，如图3所示。E点 为D点的中桩估计点，其坐标（XE，YE）可利用中桩坐 标计算程序算出，其切线方位角F可利用中桩切线方 位角计算子程序计算，此处不赘述；D点为线路外任意 一点，坐标为（X，Y）。则直线ED方位角为：
管B点的位置在直线上还是在曲线上，直接输入B点 估计里程E，通过选代计算，通常经过1～10就能得到 计算结果。计算程序的简要流程如图5所示：
图4曲线段至中桩距离计算简图
要测定道路横断面，只要找出横断面上的变坡点， 问题就迎刃而解了。如图6所示，ABC为道路中线，B 点为待测横断面中桩点，虚线EDF为地形变坡线，D 点为中桩B横断面上的第一变坡点。横断面测量的操 作步骤如下：
图6横断面测量操作示意图
第一步：测站观测人员选择在地势较高，视野开阔的 M点架设全站仪，要求M点能看到待测中桩的整个横断 面。当M点和两个控制点S、S之间都通视时，可通过 自由测站的功能(即后方交会）确定其坐标；若M点只和 一个控制点通视时，可在控制点上架设全站仪测出M点 坐标。在野外应尽量采用第一种方法提高测量速度。 第二步：持镜人根据目测估计待测中桩B点的横 断面方向，然后在估计变坡点D处立镜，观测人员测 出其坐标D(XD1，Ybi）。 第三步：观测人员将坐标D（Xp1，Yb1)输入计算 程序，计算出D点所对应中桩B的里程以及B、B点 的里程差B1。 第四步：观测人员将B值通过对讲机报告给持镜 人，持镜人根据目测沿路线方向移动B（严格来说，曲 线路段时，精确的移动距离并不等于B，两者的差值取 决于曲线半径、变坡点距中桩距离和曲线的偏向等，持镜 人可根据具体情况灵活掌握；考虑到目测误差较大，一般 可近似取B），再沿估计横断面向变坡线移动找到估计 变坡点D.观测人员再次测出其坐标D（Xp2，Yb2）。 第五步：重复第三、四步的操作，直到B为一很 小值（如0.05m）时，可认为D点与D点重合，D点即 为准确的变坡点。 最后在D.点重新立镜.利用全站仪的对边测量功
查信息查询、报表打印、控制点空间信息查询、空间定 位、一定范围的控制点统计和信息打印输出、加载 DWG格式数据、专题表现等模块。 （1）普查信息查询和报表打印 本系统要实现的主要功能之一就是实现格式规范 的普查登记表、点之记以及测量标志委托保管书等报 表的信息查询和打印输出功能。各报表格式按《南京 市测量标志普查外业实施方案设计，要求按控制点点 名查询相应的普查登记表、点之记以及测量标志委托 保管书，同时可以对控制点信息进行修改保存以及添 加新控制点等操作，本系统还根据用户权限的不同决 定用户是否能够将报表打印输出。 (2）空间查询定位 控制点的空间信息（主要指坐标信息）可以通过 空间查询来得到，此模块包括点名查询、坐标范围查询 以及点击地图上相应点查询。点名查询时，选择控制 点类型并输入点名后即查询出该点的相应空间信息， 并可以在地图上定位闪烁该点。坐标范围查询时，打 开要查询的控制点图层，输入坐标范围，将本图层上的 该范围内的控制点全部查询出来，点击相应控制点名， 查询该点相关空间信息，并可定位该点。点击地图上 的控制点，可以查询该点的空间信息。 （3）统计打印 系统提供一定范围内控制点个数的统计功能。范 围的划定主要有两种方式，一是基于面状背景图层上 的多边形范围，使用此功能时，用户只需点击面状背景 图层上的多边形，例如各级行政区划，或者用户加载的 DWG图层上的面状对象；二是在地图上由用户任意画 多边形作为统计的范围，范围选定后，系统自动统计出
能，测出D、B点间的平距和高差。利用相同的方法可 找到其他的变坡点，从而准确地测出道路的横断面。 本文作者曾经在云南永武、元磨等高速公路的施工 恢复定线中采用这种新方法，对于地形陡峭，横断面通视 不良的情况十分奏效.能大大提高测量的精度和速度
为了用好本文介绍的新方法，提高测量的效率，应 该注意以下几点： (1)断面测量时围护工程施工方案，所有的测量人员都要熟悉其基 本原理，这样在实际操作中才能提高操作效率：
此范围内的控制点个数（可见控制点图层的点都在统 计范围之内）。统计出结果后，授权用户可以根据需要 选择要打印输出的字段信息。 (4)数据加载 根据用户需要，系统提供不同格式数据的加载功 能，包括.shp、.dwg.bmp等图像数据以及GRD等格 式的数据。统计功能可以基于这些不同数据图层的多 边形对象进行。 （5）专题表现 选择要做专题表现的图层，即可对该图层做简单专 题、独立值专题、分类专题以及标注专题等专题表现 简单专题图主要设置点、线、面的符号、颜色、填充类型 等：独立值专题针对某个字段，用不同的颜色区分不同 值：分类专题可以自己定义区域划分，用不同颜色表现 不同范围值：标准专题是用某个字段给要素添加注记。
本系统将传统的纸质点之记等信息进行电子化 存储到数据库中，同时结合控制点的空间信息实现集 中管理和统一输出，辅助控制点成果管理部门进行控 制点的日常管理和各类应用，大大提高了工作效率，并 进一步提高了成果使用的准确率，实践证明该系统运 行稳定在实际应用中发挥了良好作用
【 郭达志等.地理信息系统基础与应用.北京：煤炭工业出版 社某市光门路口胜龙大厦工程施工组织设计，1997 [2]南京市测绘勘察研究院有限公司.南京市测量标志普查 外业实施方案.2005.8
(2)观测人员和持镜人之间一定要做好协调配合； (3)持镜人要提高目测能力，这样才能减少移动 的次数，提高效率。
[1]彭福坤，彭庆主编.土木工程施工测量手册.北京：中国建 材工业出版社，2002 [2]罗金明.任意点到路中线最短距离的计算及其在公路测 设中的应用.交通与计算机，2001.3 [3】廖正环，唐勇等.公路工程实用电算.北京：人民交通出版 社.1999