坐標反算

坐標反算

坐標反算是指根據直線的起點和終點的坐標,計算直線的水平距離和坐標方位角的過程。坐標反算一般主要套用於測繪工程、建設工程之中,具體在建築設計,工程測量,測繪製圖等領域。總的來說坐標計算分為坐標正算和坐標反算兩種,這兩種在實際中是較常見的。

定義

坐標反算

坐標正算

根據直線的起點坐標、直線的水平距離以及坐標方位角來計算終點的坐標的過程叫 坐標正算

計算原理

如圖中所示,已知一條直線的起點和終點坐標分別為A點坐標(XA, YA),B點坐標(XB, YB),A點到B點距離L,A點到B點方位角aAB,通過坐標反算來計算直線AB的水平距離S ab和坐標方位角α ab。

坐標正算公式: XB=XA+LcosaAB

YB=YA+LsinaAB

坐標反算公式:L^2= (XB-XA)^2+(YB-YA)^2

坐標反算 坐標反算

由於反三角函式計算的結果有多值性所以在計算坐標方位角α ab之前,要先計算象限角R ab。

計算步驟

①tan R ab=|△y ab|╱|△x ab|=|y b-y a|╱|x b-x a|;

②R ab=arctan|y b-y a|╱|x b-x a|;

③L=|△y ab|╱sinα ab=|△x ab|╱cosα ab。Sab=△y ab。L是A、B兩點間距離,Sab是水平距離。

④根據“②”中所求的R ab,求坐標方位角α ab,

⑴若坐標方位角為第一象限角,則:R ab=α ab;

⑵若坐標方位角為第二象限角,則:α ab=180°-R ab;

⑶若坐標方位角為第三象限角,則:α ab=180°+R ab;

⑷若坐標方位角為第四象限角,則:α ab=360°-R ab。

附註

坐標方位角:直線的方向是用方位角來表示的,其中以坐標北方向為基準方向,順時針鏇轉到直線的水平角度,稱為該直線的坐標方位角。

象限角劃分:第一象限角:0°~90°

第二象限角:90°~180°

第三象限角:180°~270°

第四象限角:270°~360°

另注意:此象限角的劃分與數學中的象限角不同,應注意!

現場確定坐標系

如果找到兩個基準點A(N3000,E4500,Z100), B(N2900,E5500,Z120),則可以根據基準點坐標值反推坐標系,找到N,E方向。

坐標反算 坐標反算

首先確定N,E方向:

從E坐標可以發現,B點E坐標大於A點,所以B點應在A點的東面。再看B的N坐標小於A點,故B點應在A點南面。即B點在A點東南面。

求出直線AB與E坐標的夾角:

a=atg((Nb-Na)/(Eb-Ea))

-90degree<=a<=90degree

若a>0,則直線從A到B成右上方向走向。若a<0,則直線從A向B成左下方向走向。若a=0,則AB平行於E軸線。若a=+90或-90度,則直線垂直於E軸線。由此可以確定現場的NE坐標系。

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