球冠构筑物球心和索网节点连线与地面交点坐标的解析方法
【技术领域】
[0001]本发明属于球冠构筑物设计领域，尤其涉及三维空间球冠构筑物索网节点球心连线与地面交点的坐标求解方法。
【背景技术】
[0002]工程设计和施工中，如何准确获得球冠构筑物的球心与球冠索网节点连线同地面交点的坐标是一项难题，传统的解决办法是通过解析几何的方法来求解。所谓解析几何是指用代数的方法研究几何图形，通过建立直角坐标系，把关于点的几何问题转化成关于这些点的代数问题来研究。在求解点的坐标时也经常用到，即通过代数求解的方式求解点的空间坐标。
[0003]但是，在实际工程设计和施工时，若求解三维空间球冠索网节点球心连线与地面交点的坐标采用传统的代数方法求解，则会因为四舍五入等因素，造成求解结果的误差累计，影响最终的求解精度；且球冠索网节点一般较多，逐个求解也大大影响工作效率。因此，如何通过一种精度高、速度快的坐标解析方法，求解三维空间球冠索网节点球心连线与地面交点的坐标，是获取准确坐标值时所需要考虑的问题。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题:提供一种三维空间球冠构筑物球心和索网节点连线与地面交点坐标的解析方法，克服通过解析几何中传统数学表达式求解三维空间球冠索网节点球心连线与地面交点坐标时精度低、速度慢等问题。
[0005]本发明的技术方案为:一种三维空间球冠构筑物球心和索网节点连线与地面交点坐标的解析方法，包括以下步骤:
步骤①，通过计算机辅助设计软件对球冠构筑物和地面建模，所述球冠构筑物整体由三角形索网构成，三角形索网顶点全部由索网节点连接，每个索网节点通过下拉索与安装在地面上的促动器基础连接，促动器基础的中心点位于地面上，球冠构筑物的球心、索网节点与促动器基础的中心点在同一条直线上；
步骤②，输入球冠构筑物的球心的空间坐标以及索网节点的空间坐标；
步骤③，通过计算机辅助设计软件解析促动器基础的中心点的空间坐标。
[0006]相比传统方法，本发明显著进步体现在通过计算机辅助设计软件建模，在已知球冠构筑物球心空间坐标、索网节点空间坐标的情况下，精确解析索网节点球心连线与地面交点的空间坐标，克服了解析几何方法中采用代数问题求解地面交点的空间坐标时产生的精度降低、速度慢等问题。
【附图说明】
[0007]图1为本发明实施剖面示意图。
【具体实施方式】
[0008]球冠面构筑物I是一种基于柔性基底的预应力整体索网结构，如图1所示，球冠面构筑物I的结构由数千个边长Ilm左右的三角形索网构成，球冠面构筑物I由圈梁支撑柱4支撑，球冠面半径为300m、口径为500m，球冠面球心6的空间坐标为已知，且固定不动。
[0009]通过AutoCAD Civil 3D软件建立地面7的三维地形曲面模型和球冠面构筑物I模型，球冠面构筑物I模型的三角形索网包括4355块三角形面板、2225个索网节点2及2225个促动器基础3，三角形索网各顶点全部由索网节点2连接，所有节点2均分布在一个半径为300m、口径为500m的球冠面上，每个索网节点2通过下拉索与安装在地面上的促动器基础3连接。保证球冠构筑物I的球心6点坐标、索网节点2坐标与促动器基础3的中心点5坐标在同一条直线上。
[0010]输入球心6的三维空间坐标、2225个索网节点2的三维空间坐标(即主索节点的中心坐标)，求解三维空间球冠索网节点2与球心6连线与地面交点的三维空间坐标，即促动器基础3的中心点5的空间坐标。
【主权项】
1.一种球冠构筑物球心和索网节点连线与地面交点坐标的解析方法，包括球冠构筑物(I)和地面(7 )，其特征在于包括以下步骤: 步骤①，通过计算机辅助设计软件对球冠构筑物(I)和地面(7)建模，所述球冠构筑物(I)整体由三角形索网构成，三角形索网顶点全部由索网节点(2)连接，每个索网节点(2)通过下拉索与安装在地面上的促动器基础(3 )连接，促动器基础(3 )的中心点(5 )位于地面(7 )上，球冠构筑物(I)的球心(6 )、索网节点(2 )与促动器基础(3 )的中心点(5 )在同一条直线上； 步骤②，输入球冠构筑物(I)的球心(6)的空间坐标以及索网节点(2)的空间坐标； 步骤③，通过计算机辅助设计软件解析促动器基础(3)的中心点(5)的空间坐标。
【专利摘要】本发明公开了一种三维空间球冠构筑物球心和索网节点连线与地面交点坐标的解析方法，本发明在已知球冠面构筑物（1）的球心（6）三维空间坐标、主索节点（2）的三维空间坐标的情况下，通过计算机辅助设计软件建立地面（7）和的三维曲面模型，精确求解三维空间球冠索网节点（2）和球心（6）连线与地面交点的坐标，即促动器基础（3）的中心点（5）的空间坐标，保证球冠构筑物（1）的球心（6）、索网节点（2）与促动器基础（3）的中心点（5）坐标在同一条直线上。本发明有效解决了采用代数问题求解地面交点，即中心点（5）的空间坐标时精度降低、速度较慢的问题。
【IPC分类】G06F17/50
【公开号】CN105095612
【申请号】CN201510635154
【发明人】沈志平, 孙洪, 陈德茂, 吴斌
【申请人】贵州正业工程技术投资有限公司
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年9月30日