EXCEL輔助計算公路中樁與邊樁參數的應用
一、前言
在當前的高速公路施工中,全站儀以其高精度、使用簡便的特點在施工測量放樣中得到廣泛的應用。它的使用還有一個意義,它將測量從傳統(tǒng)的二維測量提升到三維測量的高度,使測量效率大為提高。全站儀使用時需計算大量的坐標,坐標的正確和精度直接關系到測量結果的準確度;另外,對于現(xiàn)場計算的坐標,能否迅速的得出結果也會影響全站儀的使用效率,所以準確、快速的坐標計算也是全站儀使用中的關鍵一環(huán)。
坐標的計算涉及到大量的數據和公式,計算時極易出錯。測量中使用最多、計算最為復雜的是公路中樁、邊樁坐標和方位角,其他的施工測量都是以此作為參照,經過簡單運算即可得結果。現(xiàn)測量員普遍采用可編程計算器幫助計算,使用前需根據不同的計算器特性輸入程序,計算時根據不同的路段選擇不同的程序輸入參數,逐個得到坐標或方位角,還得反復校核。這對于大批量計算來說是一個不小的工程。
現(xiàn)在,電腦在施工單位已得到使用普及,在工程量及數測量數據處理過程中,Office中EXCEL經常是測量技術人員利用的工具。本人根據本人從2002年至2005年的利用電腦處理測量資料的經驗結合EXCEL的強大功能,總結出了用電腦計算公路中樁、左側、右側坐標的可行方法,并利用EXCEL的邏輯語句編制了一個小的應用程序。希望能把測量人員從重復性的勞動中解脫出來。
二、工作原理
1.應用程序的目標
上文已講到施工測量中使用最多、計算最為復雜的是公路中線逐點坐標和切線方位角,既中樁的X值、Y值。EXCEL的主要目標就是計算公路中線的中樁參數。
2.源程序
L1 F:N:G:R:U:Q:J:K起算要素
L2 Defm 4 擴大內存
L3 M=I/2-I^3/240/R^2 M為加設緩和曲線后使切線增長的距離
L4 P=I^2/24/R-I^4/2688/R^3 P為加設緩和曲線,圓曲線相對于切線的內移量
L5 E=(R+P)/cos(N/2)-R E外矢距在EXCEL中角度默認為弧度。
L6 L=πRN/180+I L為曲線長含緩和段
L7 T=M+(R+P)tan(N/2)切線長
L8 A=Q-T:B=A+I:D=A+L:C=D-I ZH:HY:HZ:YH里程樁號
L9 Rec(T,F(xiàn)+180) ZH點坐標增量計算
L10 Z[1]=V+J:Z[2]=W+K ZH點坐標(V,W坐標增量,計算機內部運算)
L11 Rec(T,F(xiàn)+GN) HZ點坐標增量計算
L12 Z[3]=V+J:Z[4]=W+K HZ點坐標
LBI θ
L14 {H,S,E} 待點要素
L15 H<A=>GOTO 1 第一段直線上任一點坐標計算
L16 ≠>H<B=>GOTO 2 第一段緩和曲線上任一點坐標計算
L17 ≠>H<C=>GOTO 3 圓曲線上任一點坐標計算
L18 ≠>H<D=>GOTO 4 第二段緩和曲線上任一點坐標計算
L19 ≠>GOTO 5 第二段直線上任一點坐標計算
L20 LBI I 第一段直線坐標計算開始
L21 Rec(Q-H,F(xiàn)+180) 中樁坐標增量計算
L22 X=V+J:Y=W+K 中樁坐標
L23 X=X+V:“X”=◢
L24 Y=Y+W:“Y”=◢第一段直線上任一點坐標計算結果
L25 GOTO θ
L26 LbI 2第一段緩和曲線坐標計算開始
L27 Z=H-A所求點到ZH距離
L28 O=90Z^2/R/I/π 所求點的方位角
L29 X=Z-Z^5/40/R^2/I^2+Z^9/3456/R^4/I^4
L30 Z=Z^6/6/R/I-Z^7/336/R^3/I^3+Z^11/42440/R^5/I^5 第一段緩和曲線上任一點切線支距法坐標計算
L31 LBI 6 第一段緩和曲線、圓曲線坐標換算計算
L32 Rec(X,F(xiàn))
L33 X=Z[1]+V:Y=Z[2]+W
L34 Rec(X,F(xiàn)+90G)
L35 X=X+V:Y=Y+W
L36 LbI 3 圓曲線上任一點切線支距法計算開始
L37 Z=H-A-I/2
L38 O=180Z/R/π Z所對中心角
L39 X=Z-Z^3/6/R^2+Z^5/120/R^4+M
L40 Z=Z^2/2/R-Z^4/R^3/24+Z^6/720/R^5+P
L41 GOTO 6
L42 LbI 4 第二段緩和曲線計算開始
L43 Z=D-H到HZ點長度
L44 O=90Z^2/R/I/π Z所對中心角
L45 X=Z-Z^5/40/R^2/I^2+Z^9/3456/R^4/I4
L46 Z=Z^3/6/R/I-Z^7/336/R^3/I^3+Z^11/42240/R^5/I^5
L47 Rec(X,F(xiàn)+GN+180)
L48 X=Z[3]+V:Y=Z[4]+W
L49 Rec(X,F(xiàn)+GN+180-90G)
L50 X=X+V:Y=Y+W
L51 X=X+V:“X”=◢
L52 Y=Y+V:“Y”=◢
L53 GOTO θ
程序中符號說明
F-第一直線段正方位角(即后視切線上任一點(如ZH)至交點的方位角;
N—交點轉向角(即偏角);右偏角為正,左偏角為負,輸入轉向角時不得輸入“+、-”
G—條件(左偏輸入-1,右偏輸入+1);
R—半徑;
I—緩和曲線長度(m)(圓曲線I輸入0);
Q—交點里程樁號;
J—交點X坐標值;
K—交點Y坐標值;
H—所求點里程樁號;
X、Y—所求點X、Y坐標值。
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