建筑坐標變換在工程測量中的應用

摘要：在工程測量中，主軸線同原建筑坐標系坐標軸非平行布置的建（構）筑物，全站儀直接采用原坐標數據進行測量定位非常困難。針對該難點，對如何利用全站儀準確可靠、快速簡便的進行測量定位進行了研究，并實例介紹了利用坐標正反算，將原建筑坐標系變換為坐標軸平行于所測建（構）筑物主軸線的新建筑坐標系的簡便方法。

關鍵詞：建筑坐標系；坐標正反算；全站儀；測量定位

電廠總平面圖測量的平面控制采用建筑坐標系統，很多建（構）筑物主軸線并未同原建筑坐標系的坐標軸平行布置。這樣，全站儀直接采用原建筑坐標系控制點坐標對建（構）筑物進行定點放線非常困難。本文以土耳其ATLAS 2×600WM火電機組工程中灰庫為例，詳細說明該電廠的原建筑坐標系變換為新建施工坐標系的簡便方法。

1.坐標正算和坐標反算[1]

圖1 坐標正反算

1.1坐標正算

如圖1所示，A為已知點，B為未知點，假設已知水平距離DAB和AB邊的方位角αAB，則可以計算出B點的坐標，這項工作稱為坐標正算。

由圖1可知： ；

1.2坐標反算

如圖1所示，假設已知A、B兩點的平面坐標值，則可以由此計算出A、B兩點間的水平距離DAB和方位角αAB，這項工作稱為坐標反算。

由圖1可知： ； ；式中： ， 。

2.灰庫建筑坐標系轉換實例

圖2 灰庫在原建筑坐標系定位布置圖

除灰系統灰庫工程在圖紙設計的原建筑坐標系定位布置如圖2所示，主軸線相對原建筑坐標系坐標軸順時針旋轉了40°。利用全站儀直接采用原坐標數據進行定點放線非常困難，甚至無法完成細部定位工作。假設灰庫A軸線和1軸線交叉點A1作為起點（坐標數據不變），以與該點相連且穿過A2點的A軸線作為起始邊線，重新建立一個如圖3所示、坐標軸同灰庫主軸線平行的新建筑坐標系。

圖3 灰庫在新建筑坐標系定位布置圖

在原建筑坐標系中，假設以A1點為起點，A1點至A2點的坐標方位角為α1，距離為d1；A1點至A3點的坐標方位角為α2，距離為d2。坐標反算后得出以A1點為起點的坐標方位角和距離，再將原坐標方位角度減去40°，使以A1點為起點（坐標數據不變），以與該點相連且穿過A2點的A軸線作為起始邊線的坐標方位角為0°，計算結果如表1所示。最后利用坐標正算得出新建施工坐標系內所求點的坐標值如表2所示。建筑坐標轉換后的結果顯示，同一條軸線上的豎向坐標值或橫向坐標值是相同的，其坐標值測量誤差也完全符合電力行業現行規范《火力發電廠工程測量技術規程》DL/T 5001—2004中關于主要細部點的測量誤差要求（表3）[2]。包括控制點在內的其它任意點都可用同樣的計算方法將原坐標值轉換為新坐標值。這樣，全站儀采用新坐標數據進行定點放線是準確可靠的。

3.結束語

在工程測量實踐中證明，對主軸線同原建筑坐標系坐標軸非平行布置的建（構）筑物進行定位放線，利用坐標正反算，在所測建（構）筑物的適當位置選擇一點及與該點相連的一條邊作為起始坐標和起始方位，重新建立建筑坐標系的方法是準確合理、簡便實用的，在類似的施工測量中均可廣泛應用。

參考文獻：

[1]胡伍生，潘慶林，黃騰.土木工程施工測量手冊[M].北京：人民交通出版社，2005，80。

[2]東北電力設計院.DL/T 5001—2004 火力發電廠工程測量技術規程[S].北京：中國電力出版社，

作者簡介和通訊地址：婁淵輝（1985— ），男，漢族，助理工程師，土木工程本科畢業。