129基于Excel的公路測量坐标的计算及应用（乔长庆）.docVIP

基于Excel的公路线路展图的绘制及应用 中铁十五局二公司 乔长庆 摘 要：全站仪和可编程计算器现在已经成为工程测量人员的基本配置，通过他们基本上可以解决工程坐标放样的所有问题，但是计算器直接输出的是坐标，直观性差，不方便坐标复核。因此实际施工中我们可能为了绘制匝道的展线图，需要在Excel中计算线路的坐标，这里介绍通过Excel表格来计算线路的坐标的一种方法，通过绘制路线展图获取坐标快速实现坐标计算的一种方法。 关键词：Excel 公路 坐标计算 测量 1 引言 随着高速公路的快速发展，对于线路的设计进行统一模型的考虑，设计的方法基本采用的综合法，也即路线设计的导线法和曲线法的统一的方法，即方便了前期的设计，也满足了后期快速修改的需要。在近来公路立交匝道中路线坐标的计算的方法也很多，比如积木法、复化辛卜森，高斯朗顿公式等方法各种各样，都是建立在统一模型的基础上采用的方法。根据郑州市规划勘察设计院李全信的论文《Gauss - Legendre 公式在线路坐标计算中的应用研究》证明了5节点 Gauss - Legendre公式为适用于各种曲线元坐标计算的通用公式。因此我们选用Gauss-Lendgre公式法5节点计算的方式进行基于Excel的公路测量坐标的计算。 2 Gauss-Lendgre公式介绍 设，为曲线元起点A在线路坐标中的坐标，为A点在线路坐标中的坐标方位角，为曲线元的长度，为去曲线元终点B与起点A的曲率之差，l为任意点到起点A的弧长， “± ”表示曲线左偏时取“-”，右偏时取“+”。 该点的切线方位角为： 其坐标公式为： 其中 以下为n=5分段时各参数的取值 n=5 R1= 0.1184634425 　 V1= 0.0469100770 R2= 0.2393143352 　 V2= 0.2307653449 R3= 0.2844444444 　 V3= 0.5000000000 R4= 0.2393143352 　 V4= 0.7692346551 R5= 0.1184634425 　 V5= 0.9530899230 3 基于Excel的公路测量坐标的计算 我们选定5节点 Gauss - Legendre公式为适用于各种曲线元坐标计算的通用公式，在Excel中将各个需要计算的要素输入后确定好那些事需要输入的要素，划分好那些是输入区,那些是计算显示区。注意确保计算的连续性和快速性，然后直接进行输入即可。首先计算的输入区为曲线的基本要素，应在表格中放在一起，他们主要有曲线的起点桩号、坐标、起点方位角、起点的曲率、终点的曲率和曲线元的长度等。在表格中的数据显示区放在一块，主要有线路的桩号、中桩坐标、切线方位角、边距和边桩坐标等，放在一个区域，在电脑中设置为一个打印区域。进而就可以通过输入计算数据及计算公式进行计算就可以得到了。 4 基于Excel的公路测量坐标具体过程 4.1 计算路线元的曲线计算要素 我们通过长安高速公路互通匝道的坐标的计算过程，详细说明具体的操作过程。根据图纸，计算出匝道线路线元的曲线计算要素，编制成线元参数一览表的形式，以方便复核和计算使用，具体样式为如下表。这里需要说明的是这个表格可以通过5节点 Gauss - Legendre公式一起使用。也可线编制计算表格样式，使用已有的公式进行计算后编制，本处为先进行基础数据计算后进行编制复核的过程。 4.2设计计算表格 表格具体设计分成两个区，一个为信息输入区，主要是录入曲线的要素：1/R1、1/R2、Ls、转向K，另一个为数据显示区。主要输入桩号、中桩坐标，方位角、边桩距离，左边桩坐标、右边桩坐标等等。设置表格内各种格式。桩号为自定义格式K00+000.00，角度为rad，其他单位设置为m、保留三位有效数字，需要说明的是，有时间我们可能需要度分秒的形式，可以在外面进行转化，这里使用rad格式主要是应为方便计算，且大多数时间我们仅仅需要的是坐标而已见下图： 4.3公式的输入 按照设计的表格录入相关起点信息和曲线元的基本要素，在下一行输入相关计算的公式，这里不再叙述，该公式见上文，要求输入规范、认真，该处使用了大量的函数的绝对引用，可以通过在文档编辑文具中输入较为方便。 4.4表格中计算的过程 由于计算中的线元要素基本上是一样的，因此和可以重复使用上述公式，但是公式中使用了绝对引用的方式，复制中非常不便。由于绝对引用的数量较多，修改相当困难，但是我们可以通过进行文档编辑的查找替换功能快速的完成公式的转化，很方便。公式可以得到重复，因此基本上可以满足快速使用的要求。进而我们可以通过输入中桩桩号，边距等进行计算。 4.4绘制展图 根据计算的坐标，结合