工程施工中坐标系的转换与应用

张晓雅

(西安铁路职业技术学院,陕西 西安 710600)

在土木工程施工放样中,有时候需要施工坐标系和大地坐标系的相互转换。但现教材和教参中只给出一种情形下的坐标转换公式(即施工坐标系的y′轴位于x′轴正向的右侧)。学生在进行坐标转换计算时,用教材上给出的公式计算,却发现从ZH到QZ和从HZ到QZ所得QZ点的坐标不相等(理论上应该相等),给教学和学生学习带来不便或造成误导,所以笔者觉得很有必要就坐标转换公式的推导及应用作一阐述,希望对教学和工程施工给予指导。

1 坐标系转换的意义

土木工程建设设计文件中的坐标通常采用54北京坐标系或80西安坐标系。这种坐标的数字都很大,实际使用时,往往计算比较繁琐。因此在工程施工测量中,为了施工放样的方便,经常采用施工坐标系。比如在道路工程直线段的项目施工中,我们以道路中线前进方向为x′轴正向,且x′坐标表示里程,以垂直于道路中线方向右侧为y′轴正向,如果一点的坐标为x′=210、y′=4.5,表示桩号 K 0+210右侧4.5米处的点,同样,要放样K 0+160左侧12米的点,就不要再翻设计文件或者现场计算边桩坐标了,直接将坐标 x′=160、y′=-12输入全站仪即可放样。这样,不仅数值较小,计算方便,同时大多可以采用直角坐标法进行放样,简单快捷。

虽然施工坐标系有简单、方便的特点,但随着全站仪和GPS技术的广泛应用,工程施工中常需要借助大地控制点测设建筑物主轴线或道路中线位置,因此,又需要将施工坐标系中点的坐标转换为大地坐标系中的坐标,以便使用全站仪或GPS定位仪直接设置在大地点上用坐标法进行测量放线。……