CN112528367A - Fx5800语言复化Simpson公式计算任意线元坐标的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及线路坐标技术领域，更具体而言，涉及Fx5800语言复化Simpson公式计算任意线元坐标的方法。包括以下步骤：S1、设置初始计算参数；S2、输入线元相关参数；S3、输入待求点相关信息；S4、计算待求点对应中桩切线方位角；S5、计算待求点所处线元n等分点的切线方位角；S6、计算待求点所处线元2n等分点的切线方位角；S7、计算待求点对应中桩坐标；S8、计算待求点坐标；S9、输出显示计算结果。该发明适用范围广，推广成本低，对提高工程质量、节约施工成本具有积极的意义，具有较大的普及性和广泛的推广应用价值。本发明主要应用于计算线元坐标方面。
Description
技术领域
本发明涉及线路坐标技术领域，更具体而言，涉及Fx5800语言复化Simpson公式计算任意线元坐标的方法。
背景技术
由于受地形、地质、技术条件的限制和经济发展的需要，各类线路工程施工的方向要不断改变。为了保持线路的圆顺，在改变方向的两相邻直线间须用曲线连接起来，这种曲线称为平面曲线。常见的线路平面曲线分为两种类型：一种是圆曲线与前后直线直接连接，主要用于铁路专用线和行车速度不高的线路上；另一种是前后带缓和曲线的圆曲线，通过缓和曲线的过渡，使圆曲线与前后直线平顺衔接。上述两种曲线类型属常规曲线，通过切线支距法、偏角法进行曲线坐标的计算已比较成熟，作业精度和效率均可满足施工需求。
在匝道、立交桥等工程应用中，为实现线路在短距离内调整方向、位置和高度的目的，常设置由直线、圆曲线、缓和曲线、卵形曲线等各种线元任意组合的不规则平面线元布置，如公式选用不当就会出现较大计算误差，即便是能对切线支距公式进行多项展开，也会增加计算的难度,导致该类线路计算放样的精度、效率层次不齐。
发明内容
为克服上述现有技术中存在的不足，本发明提供了Fx5800语言复化Simpson公式计算任意线元坐标的方法，该方法利用复化Simpson公式应用在线路坐标计算上适用性广的特点，结合计算设备变量拓展和循环计算模式，动态调整n等分量设置，通过Fx5800语言有机整合计算步骤，自动批量计算积分数据，快速计算获取坐标数据。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：
Fx5800语言复化Simpson公式计算任意线元坐标的方法，包括以下步骤：
S1、设置初始计算参数；
S2、输入线元相关参数；
S3、输入待求点相关信息；
S4、计算待求点对应中桩切线方位角；
S5、计算待求点所处线元n等分点的切线方位角；
S6、计算待求点所处线元2n等分点的切线方位角；
S7、计算待求点对应中桩坐标；
S8、计算待求点坐标；
S9、输出显示计算结果。
所述步骤S1中，线路方向分为左转向与右转向，对应的切线方位角增量符号会发生相应改变,对代表线元转向的变量赋值为1，当实施例线元方向为右转时，不用单独输入变量，线元为左向时，重新输入为-1；设置数据显示位数为4位；确定度数为角度计算单位；使用拓展变量数量定义为30；默认线元方向为右转。
所述步骤S2中，依次输入线元转向参数、线元起点坐标、线元起点方位角、线元起终点里程及半径，同时，将线元起终点半径转化为曲率。
所述步骤S3中，设置定位标记，每个待求点计算无需重复输入线元基本参数；每个待求点依次输入对应中线里程、偏距夹角及偏距。
所述步骤S4中，通过曲率内插、偏角计算过程，计算待求点对应中桩切线方位角。
所述步骤S5中，设置测段长度变量及计数变量，运用DO LP.W循环函数，以n-1为循环次数，分别计算各n等分点的切线方位角，赋值变量为Z[2]、Z[4]、Z[6]、Z[8]、Z[10]。
所述步骤S6中，设置测段长度变量及计数变量，运用DO LP.W循环函数，以n为循环次数，分别计算各2n等分点的切线方位角，赋值变量为Z[1]、Z[3]、Z[5]、Z[7]、Z[9]。
所述步骤S7中，运用复化Simpson公式，引用前述步骤计算得出的各类参数，计算待求点对应中桩相对于线元起点的直角坐标增量，计算待求点对应中桩坐标。
所述步骤S8中，根据S7计算的待求点对应中桩坐标及S4计算的待求点对应中桩切线方位角，将步骤S3中赋值的待求点与对应中桩的极坐标相对关系转换为直角坐标增量，计算待求点坐标。
所述步骤S9中，通过→DMS◢函数将待求点对应中桩切线方位角显示为六十进制，将显示数据矩阵排列，将输出结果显示在同一屏上；输出结束后，返回至S3，重复步骤S4-S9，在同一线元范围内循环计算各待求点坐标，无需重复输入线元参数。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：
本发明利用Simpson公式结合计算设备变量拓展和循环计算模式，动态调整n等分量设置，通过Fx5800语言有机整合计算步骤，自动批量计算积分数据，快速计算获取坐标数据。复化Simpson公式应用在线路坐标计算上能解决直线、圆曲线、缓和曲线、卵形曲线等任意类型线元的坐标计算，对计算顺序无特殊要求，不同类型线元之间无需更替计算方法，通用性较高。适用范围广，推广成本低，对提高工程质量、节约施工成本具有积极的意义，具有较大的普及性和广泛的推广应用价值。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，Fx5800语言复化Simpson公式计算任意线元坐标的方法，包括以下步骤：
S1、设置初始计算参数；
S2、输入线元相关参数；
S3、输入待求点相关信息；
S4、计算待求点对应中桩切线方位角；
S5、计算待求点所处线元n等分点的切线方位角；
S6、计算待求点所处线元2n等分点的切线方位角；
S7、计算待求点对应中桩坐标；
S8、计算待求点坐标；
S9、输出显示计算结果。
优选的，步骤S1中，线路方向分为左转向与右转向，对应的切线方位角增量符号会发生相应改变,对代表线元转向的变量赋值为1，当实施例线元方向为右转时，不用单独输入变量，线元为左向时，重新输入为-1；设置数据显示位数为4位；确定度数为角度计算单位；使用拓展变量数量定义为30；默认线元方向为右转。其Fx5800语言为：
Fix 4：Deg：设定保留位数，设定角度单位
30→Dimz：1→L：设定扩展变量数量，默认右转曲线
优选的，步骤S2中，依次输入线元转向参数、线元起点坐标、线元起点方位角、线元起终点里程及半径，同时，将线元起终点半径转化为曲率。其Fx5800语言为：
”R＝+1,L＝-1”？L：”XQ＝”？R：”YQ＝”？O：输入曲线转向及曲线起点坐标
”Aq＝”？K：”K1＝”？E：”K2＝”？F：输入曲线起点方位角及起终点里程
”R1＝”？G：”R2＝”？H：输入曲线起点和终点的半径
G≠0＝>1/G→G：H≠0＝>1/H→H：计算曲线起点和终点的曲率
优选的，步骤S3中，设置定位标记，每个待求点计算无需重复输入线元基本参数；每个待求点依次输入对应中线里程、偏距夹角及偏距。其Fx5800语言为：
Lbi 0：待求点定位标记
”K＝”？M：90→P：”JJ＝”？P：”D＝”？Q：输入待求点里程、夹角、偏距
待求点位置通常用线路中桩的相对关系来表示。偏距夹角指中桩沿切线前进方向右偏的角度，大多数情况下待求点垂直于对应中桩，因此该变量默认为90度，即默认待求点位于中桩右侧垂直方向，也可根据实际情况输入；偏距为正值时，代表中桩沿设置夹角方向至待求点的距离，为负值时，则代表待求点位于该方向的反向。在工程习惯上，偏距符号通常设置为左负右正，如默认90度夹角不发生改变时，正偏距代表中桩右侧垂直偏距，负偏距代表中桩左侧垂直偏距。
优选的，步骤S4中，通过曲率内插、偏角计算过程，计算待求点对应中桩切线方位角。其Fx5800语言为：
L(G+(H-G)/(F-E)*(M-E)+G)(M-E)90/Π+K→Z[25]：计算待求点对应中桩切线方位角
优选的，步骤S5中，设置测段长度变量及计数变量，运用DO LP.W循环函数，以n-1为循环次数，分别计算各n等分点的切线方位角，赋值变量为Z[2]、Z[4]、Z[6]、Z[8]、Z[10]。其Fx5800语言为：
0→I：0→N：等分段距离及计数常数归零
DO：(M-E)/6+I→I：循环起点，设n＝6,分别计算n等分点长度
N+1→N：计数常数增加次数
L(G+(H-G)/(F-E)*I+G)I90/Π+K→Z[2N]：分别计算n等分点切线方位角
LP.W N<5：循环计算5次
待求点对应中桩所处线元平分的n等分越多，数据计算的精度越高，但同时也意味着计算量的增大，手工计算难以快速统计结果，且极容易出错。通过使用Fx5800语言编程，运用DO LP.W等循环函数功能，设定相应参数后，由计算设备自动执行相应次数的计算，可解决上述问题。经实践，将n赋值为6时，运用Fx5800语言编程数据精度可优于1mm，计算用时4.5秒，可满足施工需求。n的取值可动态调整，满足对计算精度和速度有不同要求的场景应用。
优选的，步骤S6中，设置测段长度变量及计数变量，运用DO LP.W循环函数，以n为循环次数，分别计算各2n等分点的切线方位角，赋值变量为Z[1]、Z[3]、Z[5]、Z[7]、Z[9]。其Fx5800语言为：
-(M-E)/12→I：0→N：设置等分起点，计数常数归零
DO：(M-E)/6+I→I：N+1→N：循环起点，分别计算2n等分点长度
L(G+(H-G)/(F-E)*I+G)I90/Π+K→Z[2N-1]：分别计算2n等分点切线方位角
LP.W N<6：循环计算6次
优选的，步骤S7中，运用复化Simpson公式，引用前述步骤计算得出的各类参数，计算待求点对应中桩相对于线元起点的直角坐标增量，计算待求点对应中桩坐标。其Fx5800语言为：
R+(M-E)/36(cos(K)+4(cos(Z[1])+cos(Z[3])+cos(Z[5])+cos(Z[7])+cos(Z[9])+cos(Z[11]))+2(cos(Z[2])+cos(Z[4])+cos(Z[6])+cos(Z[8])+cos(Z[10]))+cos(Z[25])→Z[21]：
计算待求点对应中桩X值
O+(M-E)/36(sin(K)+4(sin(Z[1])+sin(Z[3])+sin(Z[5])+sin(Z[7])+sin(Z[9])+sin(Z[11]))+2(sin(Z[2])+sin(Z[4])+sin(Z[6])+sin(Z[8])+sin(Z[10]))+sin(Z[25])→Z[22]：
计算待求点对应中桩Y值
优选的，步骤S8中，根据S7计算的待求点对应中桩坐标及S4计算的待求点对应中桩切线方位角，将步骤S3中赋值的待求点与对应中桩的极坐标相对关系转换为直角坐标增量，计算待求点坐标。其Fx5800语言为：
Q<0＝>P+180→P：偏距小于0时，方位角加180度
REC(Abs(Q),Z[25]+P)：计算待求点与对应中桩的坐标增量
Z[21]+I→Z[23]：Z[22]+J→Z[24]：计算待求点坐标
优选的，步骤S9中，通过→DMS◢函数将待求点对应中桩切线方位角显示为六十进制，将显示数据矩阵排列，将输出结果显示在同一屏上；输出结束后，返回至S3，重复步骤S4-S9，在同一线元范围内循环计算各待求点坐标，无需重复输入线元参数。其Fx5800语言为：
”QX＝”：Z[25]→DMS◢显示待求点切线方位角
CLS：Locate 1,1,”XB＝”：Locate 1,3,”YB＝”：
Locate 4,2,Z[23]：Locate 4,4,Z[24]◢显示待求点坐标
GOTO 0：返回待求点输入界面
上面仅对本发明的较佳实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化，各种变化均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.Fx5800语言复化Simpson公式计算任意线元坐标的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、设置初始计算参数；
S2、输入线元相关参数；
S3、输入待求点相关信息；
S4、计算待求点对应中桩切线方位角；
S5、计算待求点所处线元n等分点的切线方位角；
S6、计算待求点所处线元2n等分点的切线方位角；
S7、计算待求点对应中桩坐标；
S8、计算待求点坐标；
S9、输出显示计算结果。
2.根据权利要求1所述的Fx5800语言复化Simpson公式计算任意线元坐标的方法，其特征在于：所述步骤S1中，线路方向分为左转向与右转向，对应的切线方位角增量符号会发生相应改变,对代表线元转向的变量赋值为1，当实施例线元方向为右转时，不用单独输入变量，线元为左向时，重新输入为-1；设置数据显示位数为4位；确定度数为角度计算单位；使用拓展变量数量定义为30；默认线元方向为右转。
3.根据权利要求1所述的Fx5800语言复化Simpson公式计算任意线元坐标的方法，其特征在于：所述步骤S2中，依次输入线元转向参数、线元起点坐标、线元起点方位角、线元起终点里程及半径，同时，将线元起终点半径转化为曲率。
4.根据权利要求1所述的Fx5800语言复化Simpson公式计算任意线元坐标的方法，其特征在于：所述步骤S3中，设置定位标记，每个待求点计算无需重复输入线元基本参数；每个待求点依次输入对应中线里程、偏距夹角及偏距。
5.根据权利要求1所述的Fx5800语言复化Simpson公式计算任意线元坐标的方法，其特征在于：所述步骤S4中，通过曲率内插、偏角计算过程，计算待求点对应中桩切线方位角。
6.根据权利要求1所述的Fx5800语言复化Simpson公式计算任意线元坐标的方法，其特征在于：所述步骤S5中，设置测段长度变量及计数变量，运用DO LP.W循环函数，以n-1为循环次数，分别计算各n等分点的切线方位角，赋值变量为Z[2]、Z[4]、Z[6]、Z[8]、Z[10]。
7.根据权利要求1所述的Fx5800语言复化Simpson公式计算任意线元坐标的方法，其特征在于：所述步骤S6中，设置测段长度变量及计数变量，运用DO LP.W循环函数，以n为循环次数，分别计算各2n等分点的切线方位角，赋值变量为Z[1]、Z[3]、Z[5]、Z[7]、Z[9]。
8.根据权利要求1所述的Fx5800语言复化Simpson公式计算任意线元坐标的方法，其特征在于：所述步骤S7中，运用复化Simpson公式，引用前述步骤计算得出的各类参数，计算待求点对应中桩相对于线元起点的直角坐标增量，计算待求点对应中桩坐标。
9.根据权利要求1所述的Fx5800语言复化Simpson公式计算任意线元坐标的方法，其特征在于：所述步骤S8中，根据S7计算的待求点对应中桩坐标及S4计算的待求点对应中桩切线方位角，将步骤S3中赋值的待求点与对应中桩的极坐标相对关系转换为直角坐标增量，计算待求点坐标。
10.根据权利要求1所述的Fx5800语言复化Simpson公式计算任意线元坐标的方法，其特征在于：所述步骤S9中，通过→DMS◢函数将待求点对应中桩切线方位角显示为六十进制，将显示数据矩阵排列，将输出结果显示在同一屏上；输出结束后，返回至S3，重复步骤S4-S9，在同一线元范围内循环计算各待求点坐标，无需重复输入线元参数。
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