坐标计算程序应用说明.docx

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坐标计算程序应用说明

公路施工测量坐标计算系统

使用手册

速通测绘

使用手册

一、程序运行平台：

Win9X/WinME/WinNT/Win2000/WinXP。

二、程序开发平台：

VC++.NET

三、主要功能：

积木法坐标计算、交点法坐标计算、互通式立体交叉、纵断面高程计算、放样辅助计算、交会定点计算、附闭合导线严密平差及近似平差、坐标转换、路基土石方计算、报表设计等。

漂亮的AutoCad输出功能,可以将原始数据发送到AutoCad，生成.dwg文件，生成的AutoCad平面线位图包含百米桩、公里桩、起讫桩号及主点标志（如ZY、YZ、ZH、HY、YH、HZ、YY、GQ）等，生成的图形坐标系为大地坐标系，图形按大地坐标系绘制，系统提供了“世界坐标系→大地坐标系”、“大地坐标系→世界坐标系”间的转换，系统支持整座互通N个匝道的绘图及AutoCad输出，可用于投标平面图及施工平面图的布置。

完整的打印预览及报表生成功能，在预览页面可将报表保存为EXCEL形式或网页形式。

报表中的“单位、制表、复核”等参数在系统菜单栏的“报表设置”项中设置。

对于“逐桩坐标报表”有两种选择，根据需要可选择全部打印或只打印中桩桩号、坐标及方位角，请在菜单栏的“报表设置”项中设置。

坐标计算时，可计算任意角度的边桩，边桩连线与中点切线右夹角默认为90°（在“右桩夹角（dms）”栏内不填写数据时）,如边桩夹角为35°15′25.5″，应在“右桩夹角（dms）”栏内填入35.15255。

同时系统在加桩时可一次计算多个边桩，桩间米数为自动计算时桩的间距，支持“桩间米数”与“加桩桩号”同时输入计算，逐桩计算时系统会将各主点坐标一并输出，支持多个“加桩桩号”一次输入计算，如进行单独加桩计算时可删掉桩间米数，仅输出加桩结果，填写如下图：

如上图填写可一次计算出20m倍数的中桩及K0+65、K0+126、K0+248、K0+397处6m、14m、23m、30m处左边桩及4m、8m、25m、30m处右边桩，其中右边桩与切线夹角为35°15′25.5″，计算结果如下图：

四、软件界面说明

软件采用类似Windows资源管理器界面，易上手，好操作，树形功能选择，表格式数据输入，真正体现了人性化、互动式操作。

（一）菜单栏说明

菜单栏由文件、数据、图形、报表、帮助五大主菜单组成，如下图：

1、文件菜单包含六个一级子菜单，如下图：

新建项目：

清空当前数据表格，重新输入原始数据；

打开项目：

打开一个以前保存的.stc文件，数据自动导入原始数据表；

保存项目：

将当前原始数据表中的数据保存为.stc磁盘文件；

打印预览：

预览当前数据区显示的原始数据或计算结果，查看报表中打印格式；

打印：

打印当前数据区显示的原始数据或计算结果；

退出系统：

关闭应用程序；

2、数据菜单包含六个一级子菜单，如下图：

输出计算结果：

单击此菜单，程序对当前数据区的原始数据进行计算，并在数据区显示计算结果；

原始数据显示：

单击此菜单，在数据区显示原始数据；

计算结果显示：

单击此菜单，在数据区显示计算结果；

清空当前表格：

删除数据区当前表格中的所有数据，删除后数据不能恢复；

删除当前记录：

删除数据区当前表格中一条选中的记录，删除后数据不能恢复；

插入一条记录：

在数据区当前表格中一条选中的记录前插入另一条记录，如果您在输入数据时丢掉一条记录，可以利用此菜单加入；

3、图形菜单包含四个一级子菜单，二个二级子菜单，如下图：

本地图形预览：

单击此菜单，可以在数据区绘制图形进行预览；

输出ACAD文件：

单击此菜单，可以启动AutoCAD，将数据发送至AutoCAD系统生成图形，软件自动将AutoCAD系统当前模型窗口的“世界坐标系”转换为“大地坐标系”，所绘制图形的坐标均为大地坐标；

导出位图文件：

单击此菜单，可以将数据区中绘制的图形保存为.bmp位图文件，供其它图形软件打开；

世界坐标系→大地坐标系：

启动AutoCAD，单击此菜单，可以将AutoCAD系统当前模型窗口中的“世界坐标系”转换为“大地坐标系”；

大地坐标系→世界坐标系：

由软件生成的AutoCAD文件已将坐标系转换为“大地坐标系”，在“大地坐标系”下绘制图形如直线、圆、修改文字等一切正常，如重新加入文字时生成的文字因坐标转换会出现文字翻转、镜向等情况，这时如果单击此菜单将坐标系转换为“世界坐标系”,重新加入文字就会一切正常，全部处理完毕再将坐标系转换为“大地坐标系”。

以后查询坐标、绘制平面图等均可在“大地坐标系”下进行。

4、报表菜单包含四个一级子菜单，如下图：

报表设计：

如果您对打印表格格式不满意可以单击此菜单，打开“报表设计”窗口，系统会自动导入当前项目（根据数据区是“原始数据”还是“计算结果”来导入）报表表格，您可以在此基础上进行自定义设计。

报表参数设置：

单击此菜单会弹出“报表参数设置”窗口，如下图，按“添加”按钮，在表格“单位”栏内填入您的单位名称，“制表”栏内填入制表人，“复核”栏内填入复核人。

在报表预览或打印时即会显示这些参数。

如果您选择“逐桩坐标报表选项”中的“部分字段报表”，则生成图一报表，如果选中“完整字段报表”，则生成图二报表，如下图：

图一部分字段报表

图二完整字段报表

输出到EXCEL表格:

将当前数据区显示的数据（原始数据或计算结果）保存为EXCEL文件,供用户修改、编辑,以生成用户需要的表格格式；

输出到文本文件：

将当前数据区显示的数据（原始数据或计算结果）保存为.txt格式的文本文件；

5、帮助菜单包含七个一级子菜单，如下图：

联机帮助：

打开帮助窗口，为您提供使用及技术上的支持；

使用手册：

打开您正在浏览的电子书，教您如何快速上手，正确使用软件，提供更详细的使用说明；

速通网站：

如果您已登录互联网络，单击此菜单，可以打开我们的主页，浏览软件更新情况；

电子邮件：

如果您有技术或其它方面的事宜，单击此菜单，可以通过电子邮件与我们联系；

如何购买：

打开产品销售窗口，让您了解产品购买方面的事宜；

功能简介：

打开功能简介窗口，让您了解产品的最新功能；

关于：

打开关于窗口。

（二）工具栏说明

工具栏主要包括：

新建项目、打开项目、保存项目、打印预览、打印、输出计算结果、原始数据显示、计算结果显示、本地图形预览、输出ACAD文件、输出到EXCEL表格、输出到文本文件、联机帮助、速通网站、电子邮件、退出系统十六个快捷按钮，功能与菜单项相同。

（三）工程类型框说明

1、积木法坐标计算

（1）直线：

仅计算一段直线，使用如下：

首先在数据区输入原始数据，包括直线的起点桩号、起点坐标X、起点坐标Y、起点切线方位角及终点桩号，在属性区根据需要可选择性输入左桩边距、右桩边距、右桩夹角、计算米数、加桩桩号、置镜点坐标、后视点坐标，然后在工具栏上按下“输出计算结果”按钮，即可得计算结果，举例如下：

一段直线起点桩号为K0+000，起点坐标X=404424.426，Y=597987.49，起点切线方位角β=59°01′46.6″，终点桩号为K0+81.018。

问题1：

如何计算20m整桩数中桩坐标及左、右各5m的边桩坐标（注：

边桩在法线方向）？

回答：

按下图在数据区输入原始数据（数据输入时按Tab或Enter键，光标会自动跳到下一列），在属性区输入计算参数，然后按下工具栏上的按钮即可，计算结果如下图：

问题2：

如何计算加桩坐标（注：

边桩在法线方向）？

一次可多加几个桩号吗？

回答：

按下图在数据区输入原始数据，在属性区输入计算参数，然后按下工具栏上的按钮即可，计算结果如下图：

问题3：

连算与加桩能否同时进行？

回答：

可以，按下图方式输入计算参数即可：

（2）圆曲线：

仅计算一段圆曲线，使用如下：

首先在数据区输入原始数据，包括圆曲线的起点桩号、起点坐标X、起点坐标Y、起点切线方位角曲线半径R、终点桩号及转向，属性区计算参数输入同直线。

举例如下：

一段圆曲线起点桩号为K0+131.884，起点坐标X=404490.846，Y=598101.382，起点切线方位角β=64°38′03.1″，半径R=260，终点桩号为K0+203.755，曲线右转。

在程序中数据输入如下：

（3）缓和曲线：

仅计算一段缓和曲线（包括完整缓和曲线及非完整缓和曲线），使用如下：

上图为缓和曲线示意图，数据输入有3种情况，分别介绍:

第一种为完整缓和曲线，起点为ZH（直缓）点，半径R1=∞（无穷大）,在程序中R1按-1输入，举例如下：

一段完整缓和曲线，起点桩号为K0+81.018，起点坐标X=404466.117，Y=598056.957，起点切线方位角β=59°01′46.6″，起点半径R1=∞，终点半径R2=260，终点桩号为K0+131.884，曲线右转。

在程序中数据输入如下：

第二种为完整缓和曲线，终点为HZ（缓直）点，半径R2=∞（无穷大）,在程序中R2按-1输入，举例如下：

一段完整缓和曲线，起点桩号为K0+203.755，起点坐标X=404512.326，Y=598169.73，起点切线方位角β=80°28′20.8″，起点半径R1=260，终点半径R2=∞，终点桩号为K0+259.14，曲线右转。

在程序中数据输入如下：

第三种为非完整缓和曲线，两端均与圆曲线相接，R1、R2均为常数，举例如下：

一段非完整缓和曲线，起点桩号为K0+574.216，起点坐标X=404807.367，Y=598491.541，起点切线方位角β=128°39′00.6″，起点半径R1=400，终点半径R2=200，终点桩号为K0+674.216，曲线左转。

在程序中数据输入如下：

（4）单交点基本型曲线：

计算一段由“完整缓和曲线+圆曲线+完整缓和曲线”组成的对称或非对称基本型曲线，使用如下：

按程序要求格式在数据区输入原始数据即可。

（5）积木法全线坐标计算：

计算一个标段或整条线路的坐标，也可以计算一条匝道的坐标，使用如下：

首先在数据区输入原始数据，包括线路的起点桩号、起点坐标X、起点坐标Y、起点切线方位角、曲线半径R、终点桩号及转向，属性区计算参数输入同直线。

举例如下：

一条公路路线线位图及路线线位数据表如下，线路起点桩号为K0+000.000，起点坐标X=405240.242，Y=598349.464，起点切线方位角β=188°36′37.6″，终点桩号为K0+831.107，其余数据见下图“路线线位数据表”。

在程序中数据输入有两种方法供选择，如下图：

已知起点坐标、切线方位角及其它曲线要素

已知终点坐标、切线方位角及其它曲线要素

备注：

在程序中您只需输入线路起点（或终点）坐标及切线方位角，其余各点坐标及切线方位角由程序根据其它要素自动推算；对于“起点半径、终点半径及转向”，如果线型为直线则不输入，如果线型为圆曲线仅输入起点半径及转向，如果线型为缓和曲线则起点半径、终点半径及转向均需输入；终点仅输入桩号则可。

如果您的数据已按上述方法输入完毕，在属性区输入计算参数（仅输出坐标时用，绘图及输出Autocad文件时不用）后，按下按钮则可输出计算结果，按下按钮则可在数据区输出图形，按下按钮则可输出Autocad图形，上面路线线位图即为本程序输出的CAD图形。

对于铁路施工测量，因设计院施工图纸仅给曲线要素（包括曲线四大桩ZH、HY、YH、HZ及曲线半径R、缓和曲线长度Ls、转角α），用积木法计算全线坐标特别方便，您可以随意建立独立坐标系，举例如下：

浙赣线电气化改造工程（200km/h的高速铁路）一段线路，标段起讫里程为BDK597+000～BDK606+000（注：

积木法暂不能将断链数据包含在内计算，如有断链，必须分为两段计算，您可以在“互通匝道平曲线综合测设”项中在断链处将线路分为两部分计算，下一版本中将支持断链。

）整个标段共有四条线路，既有线两条即左线、右线，新建线路两条即左线、右线，坐标系建立如下图：

坐标系建立在起点DZK597+000处,左线与右线线间距4.4m:

坐标系建立在起点时输入数据如下：

坐标系建立在中间点:

坐标系建立在中间点时输入数据如下：

最后声明：

您建立的坐标系必须与您建立的导线网或其它控制点（您的置镜点、后视点等）一致，也就是说您的控制点坐标必须是由您新建立的坐标系引出，坐标系是一个环境，控制点与放样点必须适合这个环境。

浙赣线电气化改造工程BDK597+000～BDK606+000段线路平曲线要素表及平面线路布置图如下，该平面图由本程序生成的CAD图稍作修改而成，可用于公路、铁路项目开工前上报监理、业主的施组平面图绘制，也可用于投标施组平面图的绘制，使用本程序您会得到事半功倍的效果：

2、交点法坐标计算

（1）单圆曲线：

计算一段圆曲线，使用如下：

首先在数据区输入原始数据，包括交点桩号、交点坐标X、交点坐标Y、前一交点至本交点（即ZY→JD）的切线方位角、圆曲线半径R、线路转角α、转向，在属性区根据需要可选择性输入左桩边距、右桩边距、右桩夹角、计算米数、加桩桩号、置镜点坐标、后视点坐标，然后在工具栏上按下“输出计算结果”按钮，即可得计算结果，举例如下：

一单交点圆曲线编号为JD17，交点桩号为K13+195.63，交点坐标X=71847.497，Y=63310.275，ZY→JD切线方位角β=267°30′50.0″，曲线半径R=500，线路转角α=79°59′31.0″，线路左转。

在程序中数据输入如下：

计算结果如下:

（2）单交点基本型对称曲线、单交点基本型非对称曲线、单交点基本型非对称非完整曲线计算方法同单圆曲线。

（3）交点法全线坐标计算：

利用交点数据计算全线任意点坐标。

例如浙赣线电气化改造工程Z10B标右线采用交点法计算（设计参数见前边积木法），每一行为一个交点曲线，起讫点仅输入桩号、坐标即可，数据输入如下：

注：

“交点法全线坐标计算”暂不能计算含非完整缓和曲线的交点，也不能包含断链计算，有断链的地方可分段计算，后序版本将解决这个问题。

3、互通式立体交叉

（1）互通匝道平曲线综合测设

该功能专为公路“互通式立体交叉”施工测量设计，可以计算任何复杂组合曲线，一次可计算一座互通中的所有匝道，方法和原理同“积木法全线坐标计算”，一次可绘制所有匝道平面线位图，并能输出至CAD。

现以“南充绕城高速公路二洞桥互通式立交”为例进行演示，共一条主线四条匝道，N主线由四个线元组成，分别为：

直→缓→圆→缓；A匝道由12个线元组成，分别为：

直→缓→圆→缓→缓→圆→缓→直→缓→圆→缓→直；B匝道由10个线元组成，分别为：

直→缓→圆→缓→圆→缓→缓→圆→缓→圆；C匝道由5个线元组成，分别为：

缓→缓→圆→缓→圆；D匝道由8个线元组成，分别为：

直→缓→圆→缓→缓→圆→缓→直；数据输入界面如下：

匝道可以输入起点坐标、方位角计算，也可以输入终点坐标、方位角计算，如上图N、C、D匝道为输入起点坐标、方位角计算，A、B匝道为输入终点坐标、方位角计算。

数据输入时必须按要求进行，每条匝道的第一行（起点位置）必须在“匝道编号”栏输入匝道编号，如英文字母或其它字符；每条匝道的最后一行（终点位置）必须在“线元编号”栏输入end；最后一行为一条匝道的终点，不是线元，所以“线元类型”不需输入。

该项功能既可一次计算所有匝道坐标，也可在属性区“匝道编号”栏选择单个匝道进行计算，属性区参数输入同“积木法坐标计算”。

整座互通输出的CAD平面线位图如下，稍作修改即可用于施工组织设计及投标施组的平面图绘制。

（2）互通匝道纵断面综合测设

该项功能既可一次计算所有匝道纵断面高程，也可在属性区“匝道编号”栏选择单个匝道进行计算，属性区“桩间米数”如果不填写，默认为10m。

数据输入时必须按要求进行，每条匝道的第一行（起点位置）必须在“匝道编号”栏输入匝道编号，如英文字母或其它字符；每条匝道的第一行（起点位置）必须在“变坡点编号”栏输入字符QD（代表起点），每条匝道的最后一行（终点位置）必须在“变坡点编号”栏输入字符ZD（代表终点），其余数据按设计输入即可。

4、纵断面高程计算

⑴直线段高程计算

计算直线段上的高程，需输入直线段起点桩号、起点高程、终点桩号，终点高程或纵坡任选其一输入，该项目既可在工程属性栏输入桩间距进行自动计算，也可输入加桩桩号进行任意桩计算。

纵坡输入时上坡为正，下坡为负，一定要记住输入正负号。

例1：

一段直线线路，起点桩号为K599+290，起点高程为30.16m，终点桩号为K600+100，终点高程为30.40m，求K599+800处设计高程。

数据输入如下：

例2：

一段直线线路，起点桩号为K599+290，起点高程为30.16m，终点桩号为K600+100，纵坡坡度i=0.03%，求K599+800处设计高程。

数据输入如下：

⑵竖曲线高程计算

计算变坡点处单个竖曲线上的高程，需输入变坡点桩号、变坡点高程、竖曲线半径、前纵坡i1（%）、后纵坡i2（%）。

该项目既可在工程属性栏输入桩间距进行自动计算，也可输入加桩桩号进行任意桩计算。

纵坡输入时上坡为正，下坡为负，一定要记住输入正负号。

⑶全线纵坡高程计算

该项目可计算全线范围内任意点处高程，需输入变坡点桩号、变坡点高程、竖曲线半径、前纵坡i1（%）、后纵坡i2（%）。

起点不需输入半径及前纵坡i1（%），仅输入后纵坡i2（%）；终点不需输入半径及后纵坡i2（%），仅输入前纵坡i1（%）。

该项目既可在工程属性栏输入桩间距自动进行全线高程计算，也可输入全线任意点加桩桩号进行任意桩计算。

纵坡输入时上坡为正，下坡为负，一定要记住输入正负号。

以下为浙赣线电气化改造工程Z10B标右线纵断面高程计算数据输入表：

5、放样辅助计算

（略）

6、交会定点计算

（略）

7、导线平差计算

（1）闭合导线

闭合导线是附合导线的特殊形式，可以利用附合导线项进行计算，所得结果一致。

如果AB边在闭合环外边，则按“图一”所示输入数据，导线点名输入顺序为：

A→B→1→2→3→4→···→n-1→B→A；

如果AB边在闭合环里边，作为闭合环的一条起始边，则按“图二”所示输入数据，导线点名输入顺序为：

A→B→1→2→3→4→···→n-1→A→B；

闭合导线示意图：

（2）附合导线

8、桥涵控制点坐标计算示意图

9、交会定点示意图

10、报表设计

有了报表设计功能，您可完全按照监理或业主的要求定制自已的报表格式，报表设计功能相当强大，界面相当于EXCEL，功能完备，界面如下图：