Casiofx-5800P計(jì)算器三個(gè)公路基本測(cè)量程序編寫與應(yīng)用
引論：casiofx-5800P計(jì)算器測(cè)量程序在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上多有流傳，但有的測(cè)量主程序算法復(fù)雜，編程繁瑣；有的程序內(nèi)容表達(dá)錯(cuò)誤，有的不能進(jìn)行綜合線形的測(cè)設(shè)、能應(yīng)用于工程實(shí)際的廖廖無(wú)幾。本文通過(guò)對(duì)公路測(cè)量三個(gè)基本程序（公路路線任意樁號(hào)坐標(biāo)正反算、公路任意樁號(hào)高程計(jì)算、高邊坡邊坡放樣）的介紹，提出了casiofx-5800P標(biāo)準(zhǔn)程序，聊供同行參考。
一、三個(gè)主程序的簡(jiǎn)介：
1、公路路線任意樁號(hào)坐標(biāo)正反算
正算是根據(jù)測(cè)量者輸入的樁號(hào)和距中樁距離計(jì)算出所求點(diǎn)的坐標(biāo)和測(cè)站點(diǎn)到該點(diǎn)的方位角、水平距離。反算是根據(jù)使用者輸入的實(shí)測(cè)坐標(biāo)計(jì)算出該點(diǎn)的樁號(hào)和距中樁距離�？捎糜谟�(jì)算公路綜合線形，在計(jì)算器內(nèi)存許可的條件下，不受“斷鏈”的影響，也沒有計(jì)算里程的限制。
2、公路任意樁號(hào)高程計(jì)算
在輸入所求點(diǎn)距離路面的厚度、所求點(diǎn)樁號(hào)、路面橫坡值、路面某點(diǎn)至中樁距離后顯示該點(diǎn)高程。
3、高邊坡邊坡放樣
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量得的坐標(biāo)和高程數(shù)據(jù)，利用程序求出立鏡點(diǎn)與邊坡點(diǎn)的距離，逐步漸近求得邊坡坡腳線位置。
二、程序編寫
各測(cè)量程序分為二個(gè)部分：數(shù)據(jù)庫(kù)程序和主程序。數(shù)據(jù)庫(kù)為線路對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)參數(shù)，隨工程而定。主程序?yàn)樗惴ǎ话愎潭ú蛔儭?/p>
1、公路路線坐標(biāo)算法
宜采用緩和曲線在坐標(biāo)系下任意位置的通用積分公式，它完全適應(yīng)緩和曲線左偏、右偏、Rs >Re 、Rs <Re等各種情況，不必先湊成完整緩和曲線，降低了算法的復(fù)雜程度。在直線與圓曲線情況下，通過(guò)對(duì)Rs，Re進(jìn)行設(shè)定，即可適用。
單線元通用積分公式如下
M = (1.0/Re-1.0/Rs)/Ls;
x=∫（cos(Ta + L/Rs + 0.5*M *L*L)，0，L｝;
y=∫（sin(Ta +L/Rs + 0.5*M *L*L)，0，L｝;
a(i)= Ta +L/Rs + 0.5*M *L*L
Rs:緩和曲線起點(diǎn)半徑
Re:緩和曲線止點(diǎn)半徑
Rs，Re （NE坐標(biāo)系下，右偏為正，左偏為負(fù)）
Ta:緩和曲線起點(diǎn)的真北方位角
Ls:不完整緩和曲線長(zhǎng)度。
QXJS-000（程序名可自定） 主程序
Lbl 4:“1.SZ=>NE”:“2.NE=>SZ”:?Q:?S:Prog“QXJS-SUB0”↙ 提示輸入“1”，“2”，調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)子程序；
Lbl 0:Q=1 => Goto1:Q=2 => Goto2:↙ 選擇進(jìn)入正算或反算程序；
Lbl 2: “N=”:?B: “E=”:?C:B→N: C→E:Prog“QXJS-SUB2”: “S=”:S◢“Z=”:Z◢Goto4↙ 輸出反算中樁號(hào)及距中樁距離；
Lbl 3：I＝Pol（N－Z［1］,E－Z［2］）：J＜0＝＞J＝J+360：“DIST＝”：I◢
“FW＝”：J DMS◢ Goto4↙ 輸出與測(cè)站點(diǎn)的距離和方位角；返回主程序提示輸入界面；
（Z［1］為測(cè)站點(diǎn)X坐標(biāo)，Z［2］為測(cè)站點(diǎn)Y坐標(biāo)）
2、數(shù)據(jù)庫(kù)子程序
QXJS-SUB0 數(shù)據(jù)庫(kù)子程序
Goto1↙ 同時(shí)保存多個(gè)曲線時(shí)的指針
Lbl 1
IF S<***（線元終點(diǎn)里程）:Then***→A（線元起點(diǎn)方位角）:***→O（線元起點(diǎn)里程）:***→U（線元起點(diǎn)X）:***→V（線元起點(diǎn)Y）:*** →P（線元起點(diǎn)曲率半徑）:***→R（線元終點(diǎn)曲率半徑）: ***→L（線元起點(diǎn)至終點(diǎn)長(zhǎng)度）: Return:IfEnd↙
IF S<***:Then***→A:***→O:***→U:***→V:***→P:***→R: ***→L: Return:IfEnd↙
………………………..為了便于解讀，每增加一個(gè)線元增加一行語(yǔ)句，每增加一條曲線增加一個(gè)Lbl，每增加一個(gè)工程增加一個(gè)文件。
注意：Goto n—Lbl n為轉(zhuǎn)移命令，其中n為從0到9之間的整數(shù)，或從A到Z之間的變量名稱，如果線路曲線較多，轉(zhuǎn)移命令超過(guò)十個(gè)，可在第十個(gè)（Lbl 9）中加入第二層子程序，以解決轉(zhuǎn)移命令超過(guò)十個(gè)的情況。
QXJS-SUB1 正算子程序
0.5（1÷R-1÷P）÷L→D:S-O→X↙
U+∫(cos(A+(X÷P+DX2)×180÷π,0,X)→N↙
V+∫(sin(A+(X÷P+DX2)×180÷π,0,X)→E↙
A+(X÷P+DX2)×180÷π→F↙
N+Zcos(F+90) →N:E+Zsin(F+90) →E
QXJS-SUB2 反算子程序
Lbl 1:0→Z：1→Q：Prog“QXJS-SUB0”: Prog“QXJS-SUB1”↙
Pol(N-B+10^(-46), E-C+10^(-46)):Isin(F-90-J) →W:S+W→S↙
Abs(W)>0.0001 => Goto1↙
Lbl 2: 0→Z：Prog“QXJS-SUB1”:(C-E) ÷sin(F+90) →Z
3、使用說(shuō)明
1）規(guī)定
(1) 以道路中線的前進(jìn)方向（即里程增大的方向）區(qū)分左右；當(dāng)曲線半徑在左時(shí)，P、R取負(fù)值，當(dāng)曲線半徑在右時(shí)，P、R取正值，當(dāng)曲線半徑為無(wú)窮大（即直線）時(shí)，P、R以10的45次代替。
(2) 當(dāng)所求點(diǎn)位于中線時(shí)，Z=0；當(dāng)位于中線左鍘時(shí)，Z取負(fù)值；當(dāng)位于中線中線右側(cè)時(shí)，Z取正值。
(3) 當(dāng)線元為圓曲線時(shí)，無(wú)論其起點(diǎn)、止點(diǎn)與什么線元相接，其曲率半徑均等于圓弧的半徑。
(4) 當(dāng)線元為完整緩和曲線時(shí)，起點(diǎn)與直線相接時(shí)，曲率半徑為無(wú)窮大，以10的45次方代替；與圓曲線相接時(shí)，曲率半徑等于圓曲線的半徑。止點(diǎn)與直線相接時(shí)，曲率半徑為無(wú)窮大，以10的45次代替；與圓曲線相接時(shí)，曲率半徑等于圓曲線的半徑。
(5) 當(dāng)線元為非完整緩和曲線時(shí)，起點(diǎn)與直線相接時(shí)，曲率半徑等于設(shè)計(jì)規(guī)定的值；與圓曲線相接時(shí)，曲率半徑等于圓曲線的半徑。止點(diǎn)與直線相接時(shí)，曲率半徑等于設(shè)計(jì)規(guī)定的值；與圓曲線相接時(shí)，曲率半徑等于圓曲線的半徑。
2）輸入與顯示說(shuō)明
輸入部分：
1. SZ => XY
2. XY = > SZ
Q ? 選擇計(jì)算方式，輸入1表示進(jìn)行由里程、邊距計(jì)算坐標(biāo) ；輸入2表示由坐標(biāo)反算里程和邊距。
4、公路縱斷面高程算法
Filename:******（自定主程序名）
N-M→P：Abs(P)÷P→S:Abs(P)×R÷2→T:If L<D-T:Then C+(L-D)M→H:Ifend↙ 判斷輸入點(diǎn)是否位于曲線的小里程樁號(hào)直線段；
If L>D-T:Then C-MT+(M+(L-D+T)S÷2÷R)×(L-D+T)→H:Ifend↙ 判斷輸入點(diǎn)是否進(jìn)入曲線段；
If L≥D+T:Then C+(L-D)N→H:Ifend↙ 判斷輸入點(diǎn)是否位于曲線的前進(jìn)里程樁號(hào)直線段；
H-E-KI→H：“H=”：H◢
5、公路縱斷面數(shù)據(jù)程序
每個(gè)縱斷面由縱坡和豎曲線組成，程序中每一個(gè)變坡點(diǎn)計(jì)算范圍是從豎曲線前的縱坡任意樁號(hào)開始到豎曲線后縱坡上的任一樁號(hào)結(jié)束。
Filename:******（自定子程序名）
Lbl 0: “Dh”? :E”L=”?L:”I=”?I:”K=”?K↙
If L>****(曲線段小里程樁號(hào)之前的直線段任一樁號(hào)):Then****（變坡點(diǎn)高程）→C: ****（變坡點(diǎn)樁號(hào)）→D: ****（變坡點(diǎn)小里程段縱坡坡度）→M:I****（變坡點(diǎn)小里程段縱坡坡度）→N: ****（豎曲線半徑）→R: ****（變坡點(diǎn)樁號(hào)）→C: Ifend：Prog“****（主程序名）”: Goto0↙ 依次輸入各變坡點(diǎn)設(shè)計(jì)參數(shù)；
6、使用說(shuō)明
“Dh”提示使用者輸入所求點(diǎn)距離路面的厚度， “L=”，輸入所求點(diǎn)樁號(hào),”I”=表示輸入路面橫坡值，“K=”表示輸入路面某點(diǎn)至中樁距離，均為正值。以上數(shù)據(jù)均在程序運(yùn)行時(shí)輸入。
L>表示豎曲線前縱坡任意里程的樁號(hào)，本程序每段豎曲線參數(shù)計(jì)算范圍是從豎曲線前的縱坡上任意點(diǎn)到豎曲線后縱坡上任意點(diǎn)的樁號(hào)。
7、高邊坡放樣算法
利用程序進(jìn)行邊坡放樣，工作步驟如下：
1、 司鏡員走到目的地后，先測(cè)出一個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)和高程；
2、 利用坐標(biāo)正反算程序求出該點(diǎn)在線路中的樁號(hào)和距中距離，然后利用高程計(jì)算程序，計(jì)算出該點(diǎn)所在樁號(hào)道路邊樁設(shè)計(jì)高程，最后根據(jù)本程序計(jì)算出立鏡點(diǎn)至距中距離差值△K，指揮司鏡員靠近道路中線或者往外偏移多少米。
3、 重復(fù)上述步驟，至△K 小于邊坡寬度控制精度要求為止。
根據(jù)Hc、Hs的高差計(jì)算出K2，按照P點(diǎn)的高程，邊坡頂距中樁的理論寬度K理論，具體計(jì)算如下：
K理論=K1+h*n1+m+h*n2+m+（Hc-Hs-2h）*n3 （K1為設(shè)計(jì)值）
則△K=K- K理論
△K 求出來(lái)后，可以指揮司鏡員靠近道路△K米，然后重復(fù)以上步驟，直到△K值能滿足邊坡控制精度。填方邊坡的算法原理是同樣的。
8、高邊坡放樣程序
Filename:******（程序名可自定） 主程序
Lbl 0:“Hs=” ?A: “Lc=” ?B: “Hc=” ?C↙ 提示輸入測(cè)點(diǎn)所在橫斷面邊樁的設(shè)計(jì)高程Hs、距中樁的距離Lc（可由前二個(gè)基本程序得出）、測(cè)點(diǎn)高程Hc；
A-C→D: If D＜0:Then Prog“****-SUB0”：Goto 1:Ifend↙；轉(zhuǎn)入挖方邊坡計(jì)算子程序，****-SUB0為挖方邊坡計(jì)算子程序名；
If D≥8（挖方邊坡第一階高度，本例取為8）:Then*+(D-8)×1.75(*為常數(shù)， 1.75為第二階坡比，均根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)定)→E:Ifend↙ 依次按設(shè)計(jì)輸入各階放坡參數(shù)；
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E-B→F: If F＞0:Then” ＜F=”:F◢Ifend↙ ＜F表示向遠(yuǎn)離中樁方向移動(dòng)；
If F≤0:Then” ＞F=”:Abs(F)◢Ifend: Goto 0↙ ＞F表示向中樁方向移動(dòng)；
Lbl 1↙ 用于控制挖方邊坡計(jì)算結(jié)果的顯示
E-B→F: If F＞0:Then” ＞F=”:F◢Ifend↙ ＞F表示向中樁方向移動(dòng)；
If F≤0:Then” ＜F=”:Abs(F)◢Ifend: Goto 0↙ ＜F表示向遠(yuǎn)離中樁方向移動(dòng)；
挖方邊坡計(jì)算子程序
Filename:******-SUB0 子程序名可自定
If D＜-0.01:Then*+Abs(D)×0.5(*為常數(shù)， 1.75為第二階坡比，均根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)定)→E:Ifend↙
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If D＜-24:Then*+Abs(D+24) (*為常數(shù)， 1為第四階坡比，均根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)定)→E:Ifend：Return↙ 依次按設(shè)計(jì)輸入挖方各階放坡參數(shù),本例至第四階。
