[科普中國]-三角鎖

簡介

以三角形為基本單元，相鄰三角形共用一條邊，沿著一定的方向伸展而形成的條帶狀的單一三角形網(wǎng)，稱為三角鎖。根據(jù)外業(yè)實測的基本元素不同，一般可以分為測角單三角鎖、測邊單三角鎖、邊角單三角鎖、線形三角鎖，公路控制測量沖常用的是邊角三角鎖，主要用于建立大跨度橋梁或中長隧道的平面控制網(wǎng)。三角鎖是向某一方向擴(kuò)展而構(gòu)成鎖鏈狀，優(yōu)點是擴(kuò)展迅速、能通過適當(dāng)選擇擴(kuò)展方向而避開通視困難地帶，但圖形強(qiáng)度不如三角網(wǎng)。

分類及特點三角鎖是向某一方向擴(kuò)展而構(gòu)成鎖鏈狀，優(yōu)點是擴(kuò)展迅速、能通過適當(dāng)選擇擴(kuò)展方向而避開通視困難地帶，但圖形強(qiáng)度不如三角網(wǎng)。

測角單三角鎖如圖，測量5個三角形的各個內(nèi)角值和一條起始邊邊長，這樣構(gòu)成的三角鎖稱為測角單三角鎖。這種三角鎖沒有邊長條件，只有圖形條件，而且圖形條件也只有三角形內(nèi)角和等于180度一種。具體計算時只需將5個三角形的內(nèi)角獨(dú)立平差，即可以根據(jù)AB邊和平差后內(nèi)角推求出其他三角形的邊長。這種三角鎖的優(yōu)點是計算簡單，缺點是約束條件少，沒有發(fā)揮目前測邊可以達(dá)到較高精度這一優(yōu)勢。

測邊單三角鎖如圖4，測量5個三角形的所有邊長值，不測內(nèi)角值，這樣構(gòu)成的三角鎖稱為測邊單三角鎖。很顯然，測邊單三角鎖既不存在圖形約束條件，也不存在邊長約束條件，是一個自由三角鎖。由于自由三角鎖無法檢查測量錯誤，所以公路控制測量中用的較少。

邊角三角鎖邊角三角鎖就是既測角又測邊的三角鎖，由于增加了約束條件，所以這種三角鎖的精度指標(biāo)比較好，也是公路控制測量中用得較多的一種三角鎖。

線形三角鎖如圖，當(dāng)三角鎖的兩端各有兩個高級控制點，并以此作為附合條件，所構(gòu)成的三角鎖稱為線形三角鎖。按外業(yè)實測的基本元素不同，又分為測角線形三角鎖、測邊線形三角鎖和邊角線形三角鎖。公路測量中，所要求布設(shè)的三角網(wǎng)一般都比較短小，而且大多布設(shè)成獨(dú)立三角網(wǎng)，一般無法滿足在較小范圍內(nèi)同時具有四個高級控制點的條件，所以公路測量中一般用得較少。1

應(yīng)用道路工程中的應(yīng)用三角網(wǎng)在道路工程中的應(yīng)用主要在兩個方面：
1.原始地面的分析
采集地面離散點數(shù)據(jù)，生成三角網(wǎng)從而模擬出地形模型，從而根據(jù)模型分析地貌、地勢等特征。
2.設(shè)計面的表達(dá)
在地面三角網(wǎng)模型的基礎(chǔ)上，根據(jù)道路中線，在某樁號處作中線的垂線，則該直線在三角網(wǎng)上的投影即為道路橫斷面地面線，從而可以提取道路橫斷面的數(shù)據(jù)。
3.分析地面和設(shè)計面的關(guān)系
將道路設(shè)計面的數(shù)據(jù)建立三角網(wǎng)疊加到地面三角網(wǎng)上，可以為分析道路各樁號處地面和設(shè)計面的相互關(guān)系提供直觀的形象依據(jù)。

交叉口豎向設(shè)計中的應(yīng)用基于TIN模型的交叉口豎向設(shè)計，適用于任何交叉口樣式，有著廣泛的用途，其主要步驟為：
1、得到交叉口豎向設(shè)計面的散點；
2、利用得到的散點，構(gòu)建無約束的Delaunay TIN；
3、得到交叉口豎向設(shè)計面的各個特征線，這些特征線包括：路邊線、路脊線；
4、在步驟2構(gòu)建的無約束Delaunay TIN中插入特征線，形成約束Delaunay TIN；
5、調(diào)整交叉口設(shè)計面三維模型，增加、刪除、調(diào)整交叉口豎向設(shè)計面的各個特征線上控制點高程，同時重復(fù)上述步驟1~4，以生成更合理的交叉口設(shè)計面三維模型。
6、全部調(diào)整完畢后，以交叉口邊界線為約束邊界，剪切掉交叉口邊界外的三角形。2