工程测量中坐标方位角是怎么进行推算的?

工程测量中坐标方位角是怎么进行推算的?

在工程测量中很多测量人员都觉得坐标方位角难以理解,从而也不明白工程测量中坐标方位角是怎么进行推算的。所以本文详细解释一下坐标方位角的概念,以及坐标方位角是怎样进行推算的。

一、坐标方位角

1. 工程测量坐标系和数学坐标系

工程测量为什么不直接采用数学坐标系?这样做是为了解决两个问题:

(1)保证坐标方位角是正的。

(2)顺时针问题。

不过,关于顺时针的问题的确得到了完美的解决,但坐标方位角为正的理由似乎不充分,因为数学坐标系的坐标方位角也是正的。但这样的解释揭示了工程测量坐标系的基本特征:

(1)坐标方位角为正值,且取值范围为0-360度。

(2)工程测量坐标系坐标方位角是顺时针增加的。x轴正向为0度,y轴正向为90度,x轴反向为180度,y轴反向为270度。

(3)数学坐标系坐标方位角是逆时针增加的。x轴正向为0度,y轴正向为90度,x轴反向为180度,y轴反向为270度。

既由此,我们可以联想到一部分全站仪有角度逆时针增加的设置原因了,即当放样的坐标是建立在数学坐标系的情况下,就必须使用这个设置。当然,使用工程测量坐标系时就必须选择顺时针增加。

2. 方位角计算公式

从上面对比图我们可以看出,工程测量坐标系的坐标方位角和数学坐标系的方位角相差90度,但不是某个坐标系方位角加90度即为另一个坐标系的方位角,而是如下公式:

90-Fg=Fm或90-Fm=Fg

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Fg为工程测量坐标系中坐标方位角

Fm为数学坐标系中的坐标方位角

这个公式算出来方位角可能为负值,+360即可。在计算中,由于sin、cos函数是周期函数,加不加360度计算结果都是一样的。

二、坐标方位角的推算

在工程测量中方位角计算何时+180度?

大多数教科书是叫人判断象限,太过繁琐,而我们给出的方位角计算只需要判断X2

如上图,我们要计算A点到B点的坐标方位角,首先按下式计算出象限角:

当B点在第一象限时,α为正,此时象限角即方位角;

当B点在第四象限时,α为负,周期函数原因,此时象限角也即方位角;

当B点在第二象限时,α为负,此时象限角需要加180才是AB的坐标方位角;

当B点在第三象限时,α为正,此时象限角也需要加180才是AB的坐标方位角;

由此可见,仅仅当B点位于二、三象限时,计算坐标方位角才需要在象限角的基础上+180度。很显然,当且仅当x2

因此,在实际计算中,特别是需要手算时,我们只需要判断x2是否小于x1即可,不需要再去判断象限。

计算除了在象限内,还有B点可能在坐标轴上的情况:

(1)B点在X轴上,由于Y相同,α计算为0,如果x2

(2)B点在Y轴上,由于X相同,象限角无法计算,此时比较Y值即可,y2y1,坐标方位角为90度。

(3)xy均相等,这种情况为同一点,没有坐标方位角之说。

尽管工程测量坐标系和数学坐标系定义不同,但两者坐标方位角的计算是完全一致的。

文章来源:(www.wychyq.com)返回搜狐,查看更多

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