建筑工程放样中设计坐标与测量坐标的转换思考与实践

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摘要： 在建筑工程放样工作中，设计坐标转换为测量坐标是个复杂而又易出错的环节，本文结合实际案例介绍了目前常用的几种坐标转换方法，并进行对比得出结论。

Abstract： In construction lofting， the transformation from design coordinate to survey coordinate is a complex and error prone part. Several commonly used coordinate transformation methods are introduced in this article based on practical examples. A conclusion is drawn through comparison.

关键词： 建筑放样；坐标转换

Key words： construction lofting；coordinate transformation

中图分类号：TB22 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）28-0133-02

0 引言

在城市规划设计时，构筑物的工程设计方为方便图纸的绘制及计算构筑物各部件之间的相对关系，设计坐标系通常采用数学坐标系。而在实际施工过程中，施工放样利用的实地控制点往往是测量的国家坐标系或者是地方坐标系下的数据，这就必须通过坐标转换的方法把数学坐标系下的数据转换至测量坐标下。

1 坐标转换原理及公式

点位的数学坐标与测量坐标互相转换，必须找出所在坐标系之间的转换参数（即两者关系），如图1所示，假设坐标系xOy为测量坐标系，aO’b为数学坐标系或者是设计坐标系，纵横轴分别用a、b表示。设计人员在设计坐标系下给定建筑物的定位坐标，用来标定建筑物的的位置。图1（b）中所表示的是设计坐标中的任意一点P的设计坐标与测量坐标之间的关系。

将数学坐标系转换为测量坐标系的公式为：

x=x0+acosα-bsinα

y=y0+bcosα+asinα

将测量坐标系转换为数学坐标系的公式为：

a=（x-x0）cosα+（y-y0）sinα

b=（y-y0）cosα-（x-x0）sinα

式中x0、y0—数学坐标系原点O’在测量坐标系中的坐标；α—两坐标系的纵轴间的夹角。

2 目前常用的坐标转换的方法

2.1 利用测量CASS软件测站改正功能 下拉菜单中“地物编辑”—选择“测站改正”—指定纠正前第一点—指定纠正前第二点方向—指定纠正后第一点—指定纠正后第二点方向—输入纠正前数据文件名—输入纠正后数据文件名—转换完成。

2.2 CAD图形旋转功能 先在设计坐标图形中选定一公共点，将待转换图形以此公共点为基准复制过来，再利用CAD旋转命令，此时旋转命令中有两个途径完成旋转，一是制定旋转角度，二是参照（R），由于一般情况下制定的旋转角度存在一定误差会影响待旋转图形的旋转后的准确性，往往采取第二种途径进行旋转。

2.3 利用坐标计算转换软件 目前用于坐标转换的软件用很多，例如：导线测量平差软件，CASS中自带的坐标计算转换功能等。操作方法基本上是统一的，通过两个已知公共点，计算出两个坐标系的关系，然后输入拟转坐标系下的坐标，即可得到目标坐标系下的坐标数据。

3 以某经济适用房项目基坑支护桩数据为例，利用CASS测站改正的功能进行转换

3.1 首先在建筑总平面图中查询出两个外墙角点在测量坐标系中的坐标（因为此图是在所在区域地形图的基础上设计的，所以电子图中所查询坐标即为测量坐标）。以此两点作为公共点，本项目中的A角点测量坐标（单位为m，本文以下默认为m）X=389425.566，Y=529106.852。B点测量坐标X=389400.336，Y=529099.077（见图2）。两点的绝对距离为26.4m。

3.2 在基坑支护结构平面布置图（见图3）上查询两对应公共点的设计坐标，此坐标是在数学坐标系的的坐标，可能是任意坐标，但两点之间的相对关系是固定的。此例中的对应A点X=196849.495，Y=751859.335。B点X=166823.095，Y=751859.335。此两点的绝对距离也为26.4m，以此来检核两公共点确定的准确与否。

3.3 把公共点A、B转换前的坐标数据做成CASS软件默认的数据文件（.DAT格式），形成图形纠正前的数据文件。

3.4 打开CASS软件，把项目建筑总平面略图和基坑支护结构平面布置图放在软件的同一个界面下，选择下拉菜单中“地物编辑”—选择“测站改正”—指定纠正前第一点（即总平图中A点）—指定纠正前第二点方向（即总平图中B点）—指定纠正后第一点（即基坑支护结构平面布置图A点）—指定纠正后第二点方向（即基坑支护结构平面布置图B点）—输入纠正前数据文件名（第3步已编辑）—输入纠正后数据文件名（建立一新的数据文件）—转换完成。此时，基坑支护结构平面布置图便以公共点A、B为基准，为总平图相匹配，也就是完成了图形转换。

3.5 再利用软件中坐标查询功能在改正后的基坑支护结构平面布置图查询所需要点坐标即可。

4 通过对以上几种方法的实践，比较结论如下

①坐标计算转换软件直接对数据进行计算处理，看似过程简单，但是在实际项目中往往数据庞杂，此种方法更易于出错。CASS软件测站改正和CAD图形旋转是先对图形进行处理，再查询坐标数据。若公共点找对，图形旋转正确，接下的工作一般不会出错。

②CASS软件测站改正和CAD图形旋转实际利用原理一样，但是CASS软件可以在处理图形的同时顺带把图形中的数据转换过来形成纠正后的数据文件，更加直观和利于检查。CAD则无此功能。

参考文献：

[1]邓勇，张正禄等.工程测量中的坐标转换相关问题探讨[J].测绘科学，2011，9：28-29.

[2]唐保华.工程测量技术[M].中国电力出版社，2007，8：21-22.

[3]CASS7.0电子教程.2008，03.