基于Excel和AutoCAD的塔基四角坐标计算及成图

基于 Excel和 AutoCAD的塔基四角坐标计算及成图

张辉

中国能源建设集团新疆电力设计院有限公司 新疆 乌鲁木齐 830002

摘要：Excel和AutoCAD软件广泛应用于我们的生产建设中，如果将Excel强大的计算功能与AutoCAD辅助绘图功能有机结合起来，务必会对我们的生产效率有极大的促进作用。本文主要介绍利用EXCEL计算功能对线路塔位四角坐标进行数据预处理并利用AutoCAD软件快速展点绘图的方法。

关键词：Excel；AutoCAD；塔基；四角坐标；成图

Calculating and Mapping of Four Corners of Tower Base

Based on Excel and AutoCAD

ZHANG Hui

（China Energy Engineering Group Xinjiang Electric Power Design Institute Co., Ltd.Urumqi, 830002，China）

Abstract: Excel and AutoCAD software are widely used in our production and construction. If we combine the powerful calculation function of Excel with the auxiliary drawing function of AutoCAD, it must have a great promoting effect on our production efficiency. This paper mainly introduces the data preprocessing of the quadrangular coordinates of the line tower position by using the EXCEL calculation function and the rapid expansion point drawing by using the AutoCAD software.

Key words：Excel,AutoCAD, Four Corners of Tower Base, Calculating and Mapping

1 引言

随着国土规划部门的精细化管理，给我们的测量工作提出了更高的要求。对于输电线路工程，从原来仅提供塔位中心坐标到现在需要提供塔位范围坐标，给我们增加了不少的工作量。如果采用传统方法计算或利用图解法进行塔位四角的坐标计算，工作量大，速度也相当慢，也无法实时获取塔位的展绘图。但如果采用EXCEL进行数据预处理并利用AUTOCAD软件进行绘图，将大大提高这一工作的效率，一方面可以快速准确的提供坐标，另一方面实时绘制的塔位范围图也能对计算的坐标进行检核。

2 塔位四角坐标计算方法

塔位四角坐标计算是一个简单的坐标正反算问题，对于已知塔位中心坐标及塔位根开值，可以利用坐标正反算公式推算出各塔位四角坐标。如下图1所示：已知线路N1、N2塔位的中心点坐标以及N1塔位根开值L，我们首先根据N1、N2坐标计算出N1N2的起始方位角，

，

计算出来的 可在四个象限内,具体在哪个象限内,由 ， 的正负值来确定。

1）当 ＞0且 ＞0时，为第一象限： ＝ ；

2）当 ＜0且 ＞0时，为第二象限： ＝180°－ ；

3）当 且 ＜0时，为第三象限： ＝180°+ ；

4）当 且 ＜0时，为第四象限： ＝360°－ ；

5）当 、 ＞0时， ＝90°；

6）当 、 ＜0时， ＝270°。

N1至A、B、C、D四点的方位角可根据N1N2的起始方位角和理论的观测角计算得出。

通过坐标计算公式：

,

,

可以计算出A点的X、Y坐标。同理，可以分别计算出B、C、D三点的坐标。

图1

3 Excel计算塔位四角坐标的过程与方法

在使用Excel进行数据处理是需要按照一定的程序进行，在这个阶段最为重要的一个工作即数据工作表的处理。只要先利用具体的函数、公式计算出一个点的坐标，之后就可利用复制（COPY）及粘贴（PASTE）命令，即可在工作表中快速计算出其余各点的坐标。现列举一个实例具体说明完成塔位四角坐标所需过程与方法。

表1 塔位坐标计算表（一）

上表中A-D列为我们的已知数据，通常情况下只需将我们获取的塔位中心点坐标及根开数据复制在合适的列表位置即可。

计算过程：

①根据正面全根开值计算对角半根开（=SQRT(0.5)*(D6/1000)）（通常情况下，设计提供的根开单位为mm，计算中需要将mm换算为m）；

②根据已知坐标计算起算方位角（=DEGREES(IF(AND(C6-C5>0,B6-B5>0),ATAN(ABS((C6-C5)/(B6-B5))),IF(AND(C6-C5<0,B6-B5>0),2*PI()-ATAN(ABS((C6-C5)/(B6-B5))),IF(AND(C6-C5<0,B6-B5<0),PI()+ATAN(ABS((C6-C5)/(B6-B5))),IF(AND(C6-C5>0,B6-B5<0),PI()-ATAN(ABS((C6-C5)/(B6-B5))))))))），DEGREES函数：弧度转换为度数；ABS函数：求整数的绝对值。

③计算起算方向与A腿方向夹角（=IF((F7-F6)<0,(F7-F6+90)*0.5,IF((F7-F6)>0,(90+F7-F6)*0.5))）；

④根据判断，对起算方向与A腿方向夹角进行取整处理（=IF((G6<44.5),G6,IF((G6>46),G6,ROUND(G6,0)))）；

⑤分别计算中心点至A、B、C、D四点的坐标方位角（=IF((F6-180+H6)<0,F6-180+H6+360,IF((F6-180+H6)>=360,F6-180+H6-360,F6-180+H6))）

⑥根据中心点坐标、对角半根开及计算得出的塔位四角坐标方位角，利用坐标计算公式即可计算出A、B、C、D四点的坐标

（Ax=B6+E6*COS(I6*PI()/180)；Ay=C6+E6*SIN(I6*PI()/180)；Bx=B6+E6*COS(J6*PI()/180)；By=C6+E6*SIN(J6*PI()/180)；Cx=B6+E6*COS(K6*PI()/180)；Cy=C6+E6*SIN(K6*PI()/180)；

Dx=B6+E6*COS(L6*PI()/180)；Dy=C6+E6*SIN(L6*PI()/180)）

计算时应注意：为确保塔位四角坐标计算的正确性，我们在计算终端等线路起止点塔位坐标时，务必要给出门型等具有方向性位置的坐标，否则会造成起止点塔位坐标计算错误。

通过这个例子，在我们实际进行计算时，可方便计算出塔位四角坐标，其他点位仅需要简单的复制即可整个计算过程。

4 塔位展绘方法介绍及应用

完成塔位的展绘工作，需要我们进行两项工作即可实现。首先是平面点位展点，其次是对展点进行连线以及文字注记。为了实现图2中所示效果，我们可在Excel中进行数据的进一步编制，以实现在AutoCAD中的快速展绘。

图2 塔位展绘示意图

在AutoCAD中需要利用以下命令：

_donut 0 6 ——_donut为圆圈命令，0为内径， 6为外径（可根据实际需要调整内外径大小，以达到最优的显示效果）；

Pline——Pline为多段线命令，用来实现塔位间的连线及塔位四角的连线；

-text j ML—— -text为文字命令，j为文字的对齐样式，ML为左上对齐样式；

完

以上命令可以看成是A、B、C、D四个部分组成,A即为在（Y_n,X_n）处绘制内径为0，外径为6的圆圈，B为在坐标（Y_n,X_n ）、（Y_n-1,X_n-1）两个点之间绘制多段线，C为杆塔号为n的塔位四个角点绘制闭合多段线，D为在（Y_n,X_n）处注记杆塔号n，注记高度为30，旋转角度为0，注记样式为左上对齐。

要实现工作表中各坐标转换成CAD展点命令，我们还需要利用函数式（=IF(OR(A6=FALSE,B6=FALSE,C6=FALSE),"","_donut 0 "&ROUND($B$4/5,1)&" "&ROUND(C6,3)&","&ROUND(B6,3)&" "&" PLine "&C6&","&B6&" "&C5&","&B5&" "&" pLine "&N6&","&M6&" "&P6&","&O6&" "&R6&","&Q6&" "&T6&","&S6&" "&N6&","&M6&" "&" -text j ML "&ROUND(C6+3,3)&","&ROUND(B6,3)&" "&ROUND($B$4,1)&" 0 "&A6)），通过上述函数计算，即可快速完成转换，只需复制下表最后一列中的命令，直接粘贴至AutoCAD中命令行即可生成我们需要的图形文件。

表2 塔位坐标计算表（二）

5 优缺点及应用前景

本文所提供的方法解决了测量数据的全自动绘图问题，用户可以根据塔位中心点坐标和基础根开，在Excel中完成塔位四角范围坐标的计算，同时在CAD中快速的生成四角范围图及线路路径。此方法大大提高了工作效率，灵活性高，对于大批量塔位的四角坐标的计算和图形绘制也可快速完成。

目前，采用以上方法进行坐标计算和图形绘制方法在智能化方面还有待提高，对于单回路线路工程自动化程度高无需人工干预，对于“π”接线路或者同塔双回分为单回路等相对复杂的线路，则需要进行人工干预，否则在分歧塔处生成的四角坐标及图型则可能不正确，在智能化及自动化上还有很大的改进空间。

上述方法在专业测量软件未能普及的情况下，投入较少，利用常用软件即可快速的实现坐标计算及图形绘制，在我们的生产工程中有一定的推广意义。

参考文献 ：

[1] 邢东杰，一种基于Excel计算的CAD展点方法，工程技术（建筑），2017年1月

注：参考文献应在正文出现，并上标。

作者简介：张辉（1980.11-），男，汉族，本科，高级工程师，主要从事输变电工程的工程测量工作。