球冠構(gòu)筑物球心和索網(wǎng)節(jié)點(diǎn)連線與地面交點(diǎn)坐標(biāo)的解析方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于球冠構(gòu)筑物設(shè)計(jì)領(lǐng)域，尤其涉及三維空間球冠構(gòu)筑物索網(wǎng)節(jié)點(diǎn)球心連線與地面交點(diǎn)的坐標(biāo)求解方法。
【背景技術(shù)】
[0002]工程設(shè)計(jì)和施工中，如何準(zhǔn)確獲得球冠構(gòu)筑物的球心與球冠索網(wǎng)節(jié)點(diǎn)連線同地面交點(diǎn)的坐標(biāo)是一項(xiàng)難題，傳統(tǒng)的解決辦法是通過解析幾何的方法來(lái)求解。所謂解析幾何是指用代數(shù)的方法研究幾何圖形，通過建立直角坐標(biāo)系，把關(guān)于點(diǎn)的幾何問題轉(zhuǎn)化成關(guān)于這些點(diǎn)的代數(shù)問題來(lái)研究。在求解點(diǎn)的坐標(biāo)時(shí)也經(jīng)常用到，即通過代數(shù)求解的方式求解點(diǎn)的空間坐標(biāo)。
[0003]但是，在實(shí)際工程設(shè)計(jì)和施工時(shí)，若求解三維空間球冠索網(wǎng)節(jié)點(diǎn)球心連線與地面交點(diǎn)的坐標(biāo)采用傳統(tǒng)的代數(shù)方法求解，則會(huì)因?yàn)樗纳嵛迦氲纫蛩兀斐汕蠼饨Y(jié)果的誤差累計(jì)，影響最終的求解精度；且球冠索網(wǎng)節(jié)點(diǎn)一般較多，逐個(gè)求解也大大影響工作效率。因此，如何通過一種精度高、速度快的坐標(biāo)解析方法，求解三維空間球冠索網(wǎng)節(jié)點(diǎn)球心連線與地面交點(diǎn)的坐標(biāo)，是獲取準(zhǔn)確坐標(biāo)值時(shí)所需要考慮的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題:提供一種三維空間球冠構(gòu)筑物球心和索網(wǎng)節(jié)點(diǎn)連線與地面交點(diǎn)坐標(biāo)的解析方法，克服通過解析幾何中傳統(tǒng)數(shù)學(xué)表達(dá)式求解三維空間球冠索網(wǎng)節(jié)點(diǎn)球心連線與地面交點(diǎn)坐標(biāo)時(shí)精度低、速度慢等問題。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種三維空間球冠構(gòu)筑物球心和索網(wǎng)節(jié)點(diǎn)連線與地面交點(diǎn)坐標(biāo)的解析方法，包括以下步驟:
步驟①，通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件對(duì)球冠構(gòu)筑物和地面建模，所述球冠構(gòu)筑物整體由三角形索網(wǎng)構(gòu)成，三角形索網(wǎng)頂點(diǎn)全部由索網(wǎng)節(jié)點(diǎn)連接，每個(gè)索網(wǎng)節(jié)點(diǎn)通過下拉索與安裝在地面上的促動(dòng)器基礎(chǔ)連接，促動(dòng)器基礎(chǔ)的中心點(diǎn)位于地面上，球冠構(gòu)筑物的球心、索網(wǎng)節(jié)點(diǎn)與促動(dòng)器基礎(chǔ)的中心點(diǎn)在同一條直線上；
步驟②，輸入球冠構(gòu)筑物的球心的空間坐標(biāo)以及索網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的空間坐標(biāo)；
步驟③，通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件解析促動(dòng)器基礎(chǔ)的中心點(diǎn)的空間坐標(biāo)。
[0006]相比傳統(tǒng)方法，本發(fā)明顯著進(jìn)步體現(xiàn)在通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件建模，在已知球冠構(gòu)筑物球心空間坐標(biāo)、索網(wǎng)節(jié)點(diǎn)空間坐標(biāo)的情況下，精確解析索網(wǎng)節(jié)點(diǎn)球心連線與地面交點(diǎn)的空間坐標(biāo)，克服了解析幾何方法中采用代數(shù)問題求解地面交點(diǎn)的空間坐標(biāo)時(shí)產(chǎn)生的精度降低、速度慢等問題。
【附圖說明】
[0007]圖1為本發(fā)明實(shí)施剖面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0008]球冠面構(gòu)筑物I是一種基于柔性基底的預(yù)應(yīng)力整體索網(wǎng)結(jié)構(gòu)，如圖1所示，球冠面構(gòu)筑物I的結(jié)構(gòu)由數(shù)千個(gè)邊長(zhǎng)Ilm左右的三角形索網(wǎng)構(gòu)成，球冠面構(gòu)筑物I由圈梁支撐柱4支撐，球冠面半徑為300m、口徑為500m，球冠面球心6的空間坐標(biāo)為已知，且固定不動(dòng)。
[0009]通過AutoCAD Civil 3D軟件建立地面7的三維地形曲面模型和球冠面構(gòu)筑物I模型，球冠面構(gòu)筑物I模型的三角形索網(wǎng)包括4355塊三角形面板、2225個(gè)索網(wǎng)節(jié)點(diǎn)2及2225個(gè)促動(dòng)器基礎(chǔ)3，三角形索網(wǎng)各頂點(diǎn)全部由索網(wǎng)節(jié)點(diǎn)2連接，所有節(jié)點(diǎn)2均分布在一個(gè)半徑為300m、口徑為500m的球冠面上，每個(gè)索網(wǎng)節(jié)點(diǎn)2通過下拉索與安裝在地面上的促動(dòng)器基礎(chǔ)3連接。保證球冠構(gòu)筑物I的球心6點(diǎn)坐標(biāo)、索網(wǎng)節(jié)點(diǎn)2坐標(biāo)與促動(dòng)器基礎(chǔ)3的中心點(diǎn)5坐標(biāo)在同一條直線上。
[0010]輸入球心6的三維空間坐標(biāo)、2225個(gè)索網(wǎng)節(jié)點(diǎn)2的三維空間坐標(biāo)(即主索節(jié)點(diǎn)的中心坐標(biāo))，求解三維空間球冠索網(wǎng)節(jié)點(diǎn)2與球心6連線與地面交點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)，即促動(dòng)器基礎(chǔ)3的中心點(diǎn)5的空間坐標(biāo)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種球冠構(gòu)筑物球心和索網(wǎng)節(jié)點(diǎn)連線與地面交點(diǎn)坐標(biāo)的解析方法，包括球冠構(gòu)筑物(I)和地面(7 )，其特征在于包括以下步驟: 步驟①，通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件對(duì)球冠構(gòu)筑物(I)和地面(7)建模，所述球冠構(gòu)筑物(I)整體由三角形索網(wǎng)構(gòu)成，三角形索網(wǎng)頂點(diǎn)全部由索網(wǎng)節(jié)點(diǎn)(2)連接，每個(gè)索網(wǎng)節(jié)點(diǎn)(2)通過下拉索與安裝在地面上的促動(dòng)器基礎(chǔ)(3 )連接，促動(dòng)器基礎(chǔ)(3 )的中心點(diǎn)(5 )位于地面(7 )上，球冠構(gòu)筑物(I)的球心(6 )、索網(wǎng)節(jié)點(diǎn)(2 )與促動(dòng)器基礎(chǔ)(3 )的中心點(diǎn)(5 )在同一條直線上； 步驟②，輸入球冠構(gòu)筑物(I)的球心(6)的空間坐標(biāo)以及索網(wǎng)節(jié)點(diǎn)(2)的空間坐標(biāo)； 步驟③，通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件解析促動(dòng)器基礎(chǔ)(3)的中心點(diǎn)(5)的空間坐標(biāo)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種三維空間球冠構(gòu)筑物球心和索網(wǎng)節(jié)點(diǎn)連線與地面交點(diǎn)坐標(biāo)的解析方法，本發(fā)明在已知球冠面構(gòu)筑物（1）的球心（6）三維空間坐標(biāo)、主索節(jié)點(diǎn)（2）的三維空間坐標(biāo)的情況下，通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件建立地面（7）和的三維曲面模型，精確求解三維空間球冠索網(wǎng)節(jié)點(diǎn)（2）和球心（6）連線與地面交點(diǎn)的坐標(biāo)，即促動(dòng)器基礎(chǔ)（3）的中心點(diǎn)（5）的空間坐標(biāo)，保證球冠構(gòu)筑物（1）的球心（6）、索網(wǎng)節(jié)點(diǎn)（2）與促動(dòng)器基礎(chǔ)（3）的中心點(diǎn)（5）坐標(biāo)在同一條直線上。本發(fā)明有效解決了采用代數(shù)問題求解地面交點(diǎn)，即中心點(diǎn)（5）的空間坐標(biāo)時(shí)精度降低、速度較慢的問題。
【IPC分類】G06F17/50
【公開號(hào)】CN105095612
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510635154
【發(fā)明人】沈志平, 孫洪, 陳德茂, 吳斌
【申請(qǐng)人】貴州正業(yè)工程技術(shù)投資有限公司
【公開日】2015年11月25日
【申請(qǐng)日】2015年9月30日