專利名稱：一種測量坐標與施工坐標間的互相換算方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于工程測量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種測量坐標與施工坐標間的互相換算 方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的建筑物定位測量方法是直接使用設(shè)計院提供的測量坐標進行施測，一般 情況下測量坐標與建筑物的縱、橫軸間都存在一定的夾角，在放樣過程中經(jīng)常要計算兩點 間的方位角和距離，以進行核對確保數(shù)據(jù)準確，這樣計算工作量就會很大，對數(shù)據(jù)的準確性 勢必會造成一定的不利影響。因此，有必要開發(fā)一種新型建筑物定位測量方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種測量坐標與施工坐標間的互相換算方 法，以便減少計算工作量，提高建筑物定位測量數(shù)據(jù)的準確性。本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用以下的技術(shù)方案本發(fā)明提供的測量坐標與施工坐標間的互相換算方法，具體是先由設(shè)計院獲得 建筑物的設(shè)計定位測量坐標，再用電腦通過Excel軟件將所有需要放樣的測量坐標全部換 算過來，在測量坐標全部換算過程中需要利用施工坐標系轉(zhuǎn)換公式，利用施工坐標系轉(zhuǎn)換 公式將測量坐標轉(zhuǎn)換成與建筑物平行和垂直的坐標，通過該坐標系可以使同軸線上兩點的 距離計算變的十分簡單快捷，因為不管兩點是在用一個縱軸還是同一個橫軸上，方位角一 定是0°、90°、180°、270°中的一種，同縱軸或橫軸上兩點的(A，B)值中一定有一個值是 相同的。換算后的數(shù)據(jù)經(jīng)核對無誤后就確定為施工坐標，然后利用該施工坐標進行放樣。所述施工坐標系轉(zhuǎn)換公式為A = (X-X0) · cos α +(Y-Y0) · sin αB = (Y-Y0) · cos α -(X-X0) · sin α上述公式中Χ和Y分別為設(shè)計院給出的測量坐標值，是已知的；Xtl和Ytl由施工單 位自己確定的坐標值，用于調(diào)整坐標正負值，是已知的；A和B為求出的施工坐標值。因為公式中存在減法，因此為了避免B值會產(chǎn)生負值而給放樣工作帶來麻煩，所 以引入正負值調(diào)整坐標點(Xo，Ytl)，下面會做詳細說明。本發(fā)明提供的上述測量坐標與施工坐標間的互相換算方法，其用于新開工建筑物 或舊建筑物以及符合本方法條件的其他任何情況的定位測量。本發(fā)明與傳統(tǒng)的建筑物定位測量方法比較，具有以下的主要優(yōu)點其一.減少了計算量將坐標轉(zhuǎn)換成與建筑物平行和垂直的施工坐標，通過坐標 值就可以非?？焖俚挠嬎愠鐾S線上兩點的距離大小(因為同軸線上的兩點坐標值的A或 B是相同的，距離的大小等于坐標值不同的B或A值的差值)，不管兩點是在用一個縱軸還 是同一個橫軸上，方位角一定是0°、90°、180°、270°中的一種，非常直觀，大大減少了計鈴旦昇里。其二 .使用方便提供了一種用于建筑物定位測量的坐標轉(zhuǎn)換公式，由于該轉(zhuǎn)換 公式是事先設(shè)定好的，并且是通用無條件限制的，可以在放樣前在電腦中利用Excel軟件 將所有需要放樣的測量坐標全部換算過來，數(shù)據(jù)核對無誤后，直接利用施工坐標即可放心 放樣。如在放樣過程中臨時增加一個與建筑物有相對關(guān)系的點位，我們可以根據(jù)與建筑 物最近的坐標點，通過相對關(guān)系很快的推算出新增點的施工坐標值，即可放樣。如果不轉(zhuǎn)換的話，那推算和驗算起來就非常麻煩了。因此施工坐標的利用價值非常之大，它會給工程測量工作帶來不可估量的貢獻。其三.提高數(shù)據(jù)準確率通過坐標轉(zhuǎn)換法其自身特有的反驗算功能進行反算核 對，可以提高數(shù)據(jù)準確率達到100%。舉例說明A= (X-X0) · cos α + (Y-Y0) · sin αB = (Y-Y0) · cos α -(X-X0) · sin α(X，Y)為設(shè)計院給出的測量坐標值是已知的，(X0, Y0)可由自己確定，用于調(diào)整坐 標正負值，同樣也是已知的。這樣可以求出施工坐標值(Α，B)，再將每個所求坐標值(Α，Β) 分別帶入反算公式中X = A · cos α -B · sin α +X0Y = B · cos α +A · sin α +Y0求出(Α，B)的轉(zhuǎn)換前原始坐標值，如和原值相符則說明所轉(zhuǎn)換過來的施工坐標值 一定是正確的，反之說明轉(zhuǎn)換過程有誤計算結(jié)果不可用，須查錯改正或重新計算?？傊?，本發(fā)明可以消除測量坐標系的X、Y軸與建筑物縱橫軸線間的夾角，使換算 后的施工坐標系的A、B軸分別與建筑物縱橫軸線保持平行或垂直(90°夾角)，點位間的 相對關(guān)系非常直觀。兩點間的距離可以通過施工坐標系A(chǔ)軸或B軸的數(shù)值差直接求得，即 Α1-Α2或Β1-Β2的差值絕對值，換算前兩點距離D2 = (X1-X2)2+(Y1-Y2)2。計算公式大大簡 化，不僅計算速度快，同時也提高了計算結(jié)果的準確性。


圖1是本發(fā)明測量坐標系與建筑物平面關(guān)系簡圖。圖2是測量坐標系、施工坐標系、建筑物的平面關(guān)系簡圖，可以顯示出坐標系的夾角。圖中1.測量坐標系；2.施工坐標系；3.兩坐標系間的夾角α ；4.相對測量坐標 系原點(XO, Υ0) ；5.擬定位的建筑物。
具體實施例方式本發(fā)明提供的是一種測量坐標與施工坐標間的互相換算方法，其步驟包括(1)獲取施工總平面藍圖施工單位在做定位測量前，須獲得設(shè)計院所出示的帶有定位測量坐標的施工總平 面藍圖。該藍圖必須通過業(yè)主審核，如有改動應(yīng)有設(shè)計院再次修改總圖，最后確定無誤后方 可使用。
(2)繪制測量坐標系與建筑物間的大致平面關(guān)系簡圖根據(jù)測量坐標的X值的增大方向和Y值的增大方向，確定測量坐標系1在施工總平面藍圖中的正負方向，進而繪制出與建筑物間的大致平面關(guān)系簡圖，參見圖1。(3)計算兩坐標系間的夾角α值3(取銳角值)為方便施測，先建立一個平行于建筑物橫軸和縱軸的施工坐標系2，并將該施工坐 標系與上述測量坐標系重合，對兩個坐標系形成鮮明的對比，顯示出兩坐標系間的夾角α。參照圖1，我們可以推導(dǎo)出這樣的等式taga = (Ya-Yb) + (Xa-Xb)，將a和b的 測量坐標值分別代入公式中即可求出夾角α值。(4)繪制兩坐標系與建筑物間的準確平面關(guān)系簡圖延建筑物軸線的平行和垂直方向，根據(jù)夾角α角值我們可以準確的繪制出帶有 兩種坐標系的平面關(guān)系簡圖，參見圖2。圖2中編號5為擬定位的建筑物。(5)建立施工坐標系轉(zhuǎn)換公式換算公式:A= (X-X0) · cos α +(Y-Y0) · sin αB = (Y-Y0) · cos α -(X-X0) · sin α為了方便計算，轉(zhuǎn)換后的施工坐標值應(yīng)都是正值，但是公式中存在減法，所以必須 要進行一次試換算，試換算前首先將正負值調(diào)整坐標點(χο，Υ0)取(0，0)，也可以視為忽 略不計后再進行首次試換算，如果A、B都是正值，說明正負值調(diào)整坐標點不起作用，可以將 其忽略，轉(zhuǎn)換起來就更加簡單了 ；如果出現(xiàn)負值，則由施工設(shè)計者選定一個合適的相對測量 坐標原點4 (Χ0，Υ0)，作為正負值調(diào)整坐標點，一般取整數(shù)，只要轉(zhuǎn)換后的施工坐標值都為正 值即可，該調(diào)整坐標點的引入將測量坐標系的原始坐標原點(0，0)改為了相對坐標點(Χ0， Υ0)，但是不改變測量坐標系的任何屬性。(6)換算結(jié)果的檢核按下述換算公式將各已知值導(dǎo)入進行測量坐標向施工坐標的換算；再將換算后的 施工坐標值導(dǎo)入反換算公式進行反換算。將反換算后結(jié)果與原測量坐標值進行核對，如果 一致則所換算的施工坐標值正確有效，可以使用。反換算公式X= A · cos α -B · sin α +X0Y = B · cos α +A · sin α +Y0。本發(fā)明提供的是一種測量坐標與施工坐標間的互相換算方法，其用于新開工建筑 物或舊建筑物以及符合本方法條件的其他任何情況的定位測量。
權(quán)利要求
一種測量坐標與施工坐標間的互相換算方法，其特征是先由設(shè)計院獲得建筑物的設(shè)計定位測量坐標，再用電腦通過Excel軟件將所有需要放樣的測量坐標全部換算過來，在測量坐標全部換算過程中需要利用施工坐標系轉(zhuǎn)換公式，利用施工坐標系轉(zhuǎn)換公式將測量坐標轉(zhuǎn)換成與建筑物平行和垂直的坐標，該坐標系中同軸線上兩點的距離，不管兩點是在用一個縱軸還是同一個橫軸上，方位角一定是0°、90°、180°、270°中的一種，同縱軸或橫軸上兩點的(A，B)值中一定有一個值是相同的，換算后的數(shù)據(jù)經(jīng)核對無誤后就確定為施工坐標，然后利用該施工坐標進行放樣，所述施工坐標系轉(zhuǎn)換公式為A＝(X-X0)·cosα+(Y-Y0)·sinαB＝(Y-Y0)·cosα-(X-X0)·sinα上述公式中X和Y分別為設(shè)計院給出的測量坐標值，是已知的；X0和Y0由施工單位自己確定的坐標值，用于調(diào)整坐標正負值，是已知的；A和B為求出的施工坐標值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的互相換算方法，其特征是該方法的步驟包括(1)獲取施工總平面藍圖施工單位在做定位測量前，須獲得設(shè)計院所出示的帶有定位測量坐標的施工總平面藍 圖；該藍圖必須通過業(yè)主審核，如有改動應(yīng)有設(shè)計院再次修改總圖，最后確定無誤后方可使 用；(2)繪制測量坐標系與建筑物間的大致平面關(guān)系簡圖根據(jù)測量坐標的X值的增大方向和Y值的增大方向，確定測量坐標系在施工總平面藍 圖中的正負方向，進而繪制出與建筑物間的大致平面關(guān)系簡圖；(3)計算夾角a值為方便施工測量，先建立一個平行于建筑物橫軸和縱軸的施工坐標系，并將該坐標系 與上述測量坐標系重合，對兩個坐標系形成鮮明的對比，顯示出兩坐標系間的夾角a ’然 后利用公式tag a = (Ya-Yb) + (Xa-Xb)求出夾角a值，其中a和b為測量坐標值；(4)繪制兩坐標系與建筑物間的準確平面關(guān)系簡圖延建筑物軸線的平行和垂直方向，根據(jù)夾角a值繪制出帶有兩種坐標系的準確平面 關(guān)系簡圖；(5)利用施工坐標系轉(zhuǎn)換公式將所有需要放樣的測量坐標全部換算過來為了方便計算，轉(zhuǎn)換后的施工坐標值應(yīng)都是正值，但是公式中存在減法，所以必須要進 行一次試換算，試換算前首先將正負值調(diào)整坐標點(X0，Y0)取(0，0)，或者視為忽略不計后 再進行首次試換算，如果A、B都是正值，說明正負值調(diào)整坐標點不起作用，可以將其忽略； 如果出現(xiàn)負值，則由施工設(shè)計者選定一個合適的相對測量坐標原點(X0，Y0)，作為正負值調(diào) 整坐標點，一般取整數(shù)，只要轉(zhuǎn)換后的施工坐標值都為正值就行，該調(diào)整坐標點的引入將測 量坐標系的原始坐標原點(0，0)改為了相對坐標點(X0，Y0)，但是不改變測量坐標系的任 何屬性；至此，完成了測量坐標與施工坐標間的換算，得到換算后的未經(jīng)核對的施工坐標值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的互相換算方法，其特征是將換算后的施工坐標值導(dǎo)入下述的 反換算公式進行反換算，反換算公式X = A cos a -B sin a +X0<formula>formula see original document page 3</formula>將反換算后結(jié)果與原測量坐標值進行核對，如果一致則所換算的施工坐標值正確有 效，至此，完成了測量坐標與施工坐標間的互相換算。
4.權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述方法的用途，其特征是該方法用于新開工建筑 物或舊建筑物以及符合本方法條件的其他任何情況的定位測量。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種測量坐標與施工坐標間的互相換算方法，具體是先由設(shè)計院獲得建筑物的設(shè)計定位測量坐標，再用電腦通過Excel軟件將所有需要放樣的測量坐標全部換算過來，在測量坐標全部換算過程中需要利用施工坐標系轉(zhuǎn)換公式，利用施工坐標系轉(zhuǎn)換公式將測量坐標轉(zhuǎn)換成與建筑物平行和垂直的坐標，該坐標系中同軸線上兩點的距離不管兩點是在用一個縱軸還是同一個橫軸上，方位角一定是0°、90°、180°、270°中的一種，同縱軸或橫軸上兩點的(A，B)值中一定有一個值是相同的，換算后的數(shù)據(jù)經(jīng)核對無誤后就確定為施工坐標，然后利用該施工坐標進行放樣。本發(fā)明可以使計算公式簡化，并且計算快，同時提高了計算結(jié)果的準確性。
文檔編號G01B21/00GK101825452SQ20101015461
公開日2010年9月8日 申請日期2010年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月20日
發(fā)明者桂祁東 申請人:中國第一冶金建設(shè)有限責(zé)任公司