淺談Excel在公路測量中的應(yīng)用.doc

淺談Excel在公路測量中的應(yīng)用周鎖明【金壇交通工程總公司金壇213200】摘要：目前公路測量都采用全站儀，導(dǎo)線計算、中樁點位坐標(biāo)如采用手工計算工作量大，本文介紹用Ecxcl進行導(dǎo)線計算，直線段、圓曲線和緩和曲線中樁坐標(biāo)計算關(guān)鍵詞：Ecxcl導(dǎo)線計算中樁坐標(biāo)1前言Execl是目前最為流行的電子表格制作軟件，它是美國微軟公司開發(fā)的在Windows下運行的一個重要應(yīng)用軟件，一般以稱Microsoft Execl。它同Microsoft Word、 Microsoft PowerPoint等合稱Microsoft office。Execl具有強大的運算功能，它能按照用戶的意圖進行各種復(fù)雜的運算（包括編寫公式、調(diào)用函數(shù)）。Execl同樣具有強大的數(shù)據(jù)管理和處理功能，能夠根據(jù)用戶的要求將輸入的數(shù)據(jù)生成各種各樣的圖表，可以對數(shù)據(jù)按照各種復(fù)雜的條件進行排序、查找、替換、編輯和篩選。最后，Execl把用戶制作的文件以“軟盤”方式保存起來，用戶可以隨時調(diào)出來進行補充和修改，隨時可供打印和復(fù)制多份。2Execl在公路工程測量方面的應(yīng)用近年來，我國的公路工程建設(shè)達(dá)到了高峰，工程建設(shè)數(shù)量大，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和要求越來越高。計算機及一些先進的儀器設(shè)備早已應(yīng)用于公路工程規(guī)劃、設(shè)計、預(yù)算等方面。這要求公路工程的施工及管理水平必須同步提高，緊跟公路工程建設(shè)發(fā)展的潮流。事實上，計算機也早已在工程建設(shè)中普及應(yīng)用。工程中的各種測量資料和計算、整理都可以實現(xiàn)電算化，工程測量人員可以從繁重、復(fù)雜的手工計算中解脫出來，并且為工程的施工和管理提供較以前更加科學(xué)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。筆者結(jié)合自己近幾年來的實踐，向大家介紹Execl在公路工程測量中的幾點應(yīng)用，供廣大同仁參考借鑒，不足之處請批評指正。2.1導(dǎo)線平差目前高等級公路的測量放樣普遍采用大地坐標(biāo)法，首先沿公路走向布設(shè)平面附合導(dǎo)線，然后通過測量和計算導(dǎo)線點的平面坐標(biāo)來測設(shè)線路的逐樁坐標(biāo)，從而達(dá)到控制公路線型和方位的目的。在這過程中就涉及到導(dǎo)線的平差，以前的導(dǎo)線平差都是在室內(nèi)手工計算，費時耗力，而且整理出來的資料往往因人而異，不能做到整齊劃一，特別是復(fù)核起來更加繁瑣。利用Execl中電子表格的計算功能，按照導(dǎo)線平差的程序和步驟設(shè)計好各個單元格的公式和格式，可以方便地計算并打印出平差結(jié)果，并且可以進行每次測量的精度分析。以下為某一級公路B標(biāo)施工用二級附合導(dǎo)線近似平差算例 :附表2.1圖號已知點號XYA18024.73920206.62B17639.41920284.092C16902.43821702.766D16875.76421458168.6317446263.7805894點號觀測角改正后的坐標(biāo)方位角邊長L坐標(biāo)增量計算值改正后的坐標(biāo)增量坐標(biāo)左角角值xyxyxyAB115.38055115.38201D1238.68902238.69048D2130.23777130.239239D3190.37347190.37493D4162.20611162.20757D5208.96513208.9666D6168.64222168.64368D747.5241647.52562C93.11722293.118683D方位角閉合差方位角允許閉合差48168.63174104.01375254.930-61.733247.343-61.748247.340162.70423204.885-195.62160.913-195.66960.913112.94347302.655-117.982278.712-118.011278.709123.3184308.327-169.361257.648-169.403257.645105.52597227.232-60.824218.940-60.839218.938134.4925789.640-62.82163.944-62.83763.943123.13625374.500-204.714313.596-204.764313.593-9.338131138.086136.256-22.406136.290-22.406-96.21945邊長累計值1900.255-736.7991418.69-736.9811418.674已知點坐標(biāo)增量-736.9811418.674實測與已知坐標(biāo)增量差值0.1820.016相對閉合差1/K=1/10456允許相對閉合差1/1000017639.41920284.09217577.671 20531.432 17382.00220592.344 17263.991 20871.053 17094.588 21128.698 17033.749 21347.636 16970.912 21411.579 16766.148 21725.171 16902.438 21702.766 精簡Excel在公路測量中的應(yīng)用計算機應(yīng)用類表中觀測角為實測角，改正后的角值等于觀測角加改正數(shù)，=-f/n, f為方位角閉合差，n為測角數(shù)。已知邊AB、CD的方位角根據(jù)已知坐標(biāo)推算,AB=arctg(YB-YA)/(XB-XA)CD=arctg(YD-YC)/(XD-XC)，X=Lcos(*3.141592654/180),Y=Lsin(*3.141592654/180)。其它方位角根據(jù)已知方位角和角度算，如：BD1=AB+BD1，D1D2=BD1+D1D2，坐標(biāo)增量改正數(shù)xi=-fx*xi /xi，Yi=-fy*Yi/Yi,坐標(biāo)XD1=XB+xBD1, YD1=YB+YBD1。只要將上式公式元相對引用寫入對應(yīng)的單元格內(nèi)，其他單元格內(nèi)不必再輸入公式，選定寫好公式的單元格下拖就行了。在以上表格中，只要輸入“觀測角”、“已知點坐標(biāo)”和“導(dǎo)線邊長”即可由Excel自動地按近似平差的步驟計算出待求點的坐標(biāo)，并且將測量的精度評定結(jié)果（方位角閉合差f相對閉合差K）也顯示出來。計算者只要將各個單元格的公式、格式輸入一次，以后就可一勞永逸，稍做改動即可立即完成復(fù)雜的計算。計算過程中請注意在Excel中角度必須以度為單位輸入到單元格。2.2道路中樁坐標(biāo)計算全站儀在高等級公路測量中已被廣泛地應(yīng)用，這主要源于它的操作性優(yōu)于其它任何儀器。但在全站儀測量前必須計算好線路的中樁坐標(biāo)，樁位坐標(biāo)的計算是一個復(fù)雜、繁重的工作。將Excel應(yīng)用于樁位坐標(biāo)的計算，可以大大簡化和縮短計算過程。2.2.1直線段中樁坐標(biāo)計算直線段的樁位坐標(biāo)計算比較簡單，只要已知起始點的樁位坐標(biāo)和直線的方位角，即可進行直線上所有點樁位坐標(biāo)的計算。X=Lcos(*3.141592654/180)，Y=Lsin(*3.141592654/180)，以下便是直線段樁位坐標(biāo)的算例，表格中隱藏了直線的計算方位角：附表2.2.1特征點里程樁號XY已知點91009K+10011908.95522955.92592009K+20011814.59422989.030993009K+30011720.23323022.136895009K+50011531.51123088.348796009K+60011437.1523121.454697009K+70011342.78923154.560598009K+80011248.42823187.6664ZH9877.4239K+877.42311175.37123213.2982.2.2曲線段中樁坐標(biāo)計算曲線段中樁坐標(biāo)的計算較直線段要復(fù)雜，我們以具有代表性的帶有緩和曲線的圓曲線為例用Excel進行計算：2.2.2.1曲線要素計算P=Ls2/(24*R),T=(R+P)tg(/2)+M，M=Ls/2-Ls3/(240*R2)0=Ls*1800/(2*3.141592654*R)，HY=ZH+Ls，YH=HY+L-2*Ls，HZ=YH+Ls表中各個曲線要素的計算公式都已輸入到相應(yīng)的單元格中，計算者只要將各曲線的半徑、緩和長度相繼輸入對應(yīng)的單元格，即可將其它所有的要素計算出來。附表2.2.2.1交點JD10599.586交角A=58.4955556圓曲線半徑R=1200緩和曲線長度LS=100切線角0=2.3873241464內(nèi)移值P=0.347切線增值M=49.997切線長T=722.163曲線長L=1325.128外距E0=175.7325442直緩ZH9877.423緩圓HY9977.423圓緩YH11102.551 緩直HZ11202.551 2.2.2.2緩和曲線中樁坐標(biāo)計算X=X0+( Li3/6RLs-Li7/336R3Ls3)cos-(Li- ei5/40R2 Ls2)sinY=Y0+( Li- Li5/40R2 Ls2)cos+( Li3/6RLs-Li7/336R3Ls3)sin式中X0、Y0為直緩點、緩直點的坐標(biāo)。Li為緩和曲線上任意點到起點的弧長，Ls為緩和曲線長度。R為圓曲線半徑。為直緩點或緩直點處曲線的切線的方位角。把以上坐標(biāo)計算公式輸入到相應(yīng)單元格中，分別從ZH點到HZ點開始進行緩和曲線的坐標(biāo)計算，最后將HY點、YH點的坐標(biāo)計算出來。2.3.2.3圓曲線中樁坐標(biāo)計算圓曲線部分的樁位坐標(biāo)用圓曲線坐標(biāo)計算公式進行計算：X=X0+Si*COSi， Y=Y0+Si*sini，S=2R*sind，d=（Ls/R）/2= Ls/2R（X0、Y0為HY點坐標(biāo)，Si、i為曲線上任意點至HY的弦線長和方位角）偏角d為圓曲線任一點的弦線與HY處切線的夾角。Ls是作任一點到HY的弧長。任一點弦線的方位角=0+d，0為HY處切線的方位角。將計算出來的HY點、YH點坐標(biāo)與在緩和曲線中的計算值進行對照，可以校核計算的準(zhǔn)確性。附表2.3.2.3樁號方位角偏角d偏距sXYHY9977.423163.0544442.84583711080.56423245.08310000.0002.85524400.00940708322.5766670211058.90723251.46010040.0002.87191070.02607375062.5699098511020.25623261.75310080.0002.88857730.042740417102.545772510981.28323270.75310120.0002.90524400.059407083142.493151010942.03223278.44810160.0002.92191070.076073750182.400948910902.54723284.83210200.0002.93857730.092740417222.258081010862.87023289.89510700.0003.14691070.301073750711.709988810368.86423241.29810900.0003.23024400.384407083900.022935710184.07523165.39910940.0003.24691070.401073750936.977056510148.77923146.58510980.0003.26357730.417740417973.670911910114.12823126.60411020.0003.28024400.4344070831010.09431010080.16323105.48011060.0003.29691070.4510737501046.23713210046.92123083.23611100.0003.31357730.4677404171082.08933910014.43923059.896YH11102.5513.31464020.4688033331084.36572310012.39423058.371樁位坐標(biāo)的計算過程中應(yīng)注意以下事項：（1）、為保證單元格公式中的常數(shù)在拖曳的過程中不發(fā)生變化，避免重復(fù)輸入，單元格間的引用必須采用絕對單元格地址引用。（2）、不同曲線的方位角計算公式不同，計算時必須根據(jù)現(xiàn)場實際情況來加以判斷，然后將正確的計算公式輸入到單元格中。3結(jié)束語以上為Excel在公