基于Excel VBA的常用测量计算问题解决方案

来源：《地理空间信息》2013年10月

作者：朱向荣，工程师，主要从事工程测量工作。

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摘要：

结合工程测量常用计算问题，讨论了Excel VBA在测量计算中的应用优势，并介绍了部分利用Excel VBA编制的测量计算函数及其使用方法。

关键词：ExcelVBA;工程测量;计算问题

　　Excel 2003除了大家所熟知的财务制表、统计分析等功能外，在工程测量上也有其独到的用处。虽然现有不少商用测量软件，但因工程测量的计算内容繁杂、计算公式众多，各个商用软件都不能做到面面俱到，只能针对一些测绘领域通用性的平差计算(如导线网平差)或某个行业测量中通用计算(如道桥施工中的线形计算)来进行编制。在实际工作中我们经常需要针对特定的问题或不同工作习惯(如道路曲线测设既可用切线支距法、偏角法等传统方法，也可用全站仪或GPS进行坐标法放样)编制特定的计算表格，这样既利于成果的检查与利用，又使成果资料美观整齐。在利用Excel编制计算表格时，如果我们能将工程测量中存在的一些基本的、常用的计算问题提取出来编成函数，就可大大减轻在Excel中编制计算表格的劳动强度，减少甚至杜绝错误的发生，给测量计算带来极大方便。

　　1、ExceI及ExceI VBA的基本原理

　　Excel之所以能在工程测量上发挥其独到的作用，关键在于其有强大的函数功能。Excel内置的函数约9大类333种，还能利用宏自定义函数。准确使用Excel内置的函数，可以轻松解决各种常见计算问题。

　　Excel VBA 2003是office 2003所提供的程序语言，通过VBA程序设计，可以将很多重复的操作变为电脑的自动运行，减少因重复操作而带来的出错机会，大大提高劳动效率、减轻劳动强度。

　　2、工程测量中常用计算问题

在工业与民用建筑、水利水电、道路桥梁、管线隧道、矿山、地质勘探等方面的工程测量中，都存在一些基本的、常用的计算问题，如角度换算、坐标正算、坐标反算、高斯投影正反算等。与其他专业相比，这些都应是测量领域的个性问题。Excel内置函数并不能解决这些个性问题，但利用其所附带的Excel VBA工具就可以较好地解决此类问题。

　　3、ExceI VBA的具体解决方案

　　3.1角度的换算

　　在工程测量实践中，对于角度常采用“度分秒”的形式来表示，如“12°34ˊ56ˊˊ”在计算输入或输出时直接表示成“12.3456”是为我们所接受的也是符合客观工作要求的。但在Excel的内部计算中角度要求以rad为单位，且它只提供了角度(以°为单位)与rad互换的2个函数R ADIANS(angle)、DEGREES(angle)。测量实践中所得到的角度还需进行一系列转换才能被Excel内置函数所识别。利用Excel VBA编制以下4个函数即可解决角度换算问题：

　　1)度.bas——从度分秒转换为度，语法：D(Num)，Num为以度分秒形式表示的角度变量;

　　2)度分秒-bas-从rad转换为度分秒，语法：DFM(Num)，Num为以rad形式表示的角度变量;

　　3)弧度.bas——从度分秒转换为rad，语法：HD(Num)，Num为以度分秒形式表示的角度变量; 

        4)2角度之和.bar计算2个角度之和(度分秒形式)，语法：JDH(N1，N2)，N1、N2为以度分秒形式表示的角度变量。

　　以上4个函数的数学模型(举例说明)如下：

　　3.2坐标正、反算

        坐标正、反算即为利用边长、方位角计算坐标增量△x、△Y，和利用2点坐标反算其边长、方位的问题[1]。利用ExcelVBA可编制成以下4个函数：

　　3.3高斯投影正、反算

　　高斯投影正、反算，在测绘单位特别是地勘单位是经常接触的问题[2]。利用Excel VBA可编制成以下5个函数：

　　符号说明：（X，Y）为直角坐标变量;（B，L）为以度分秒形式表示的纬度和经度变量;L0为以度分秒形式表示的中央子午线经度;N为坐标系统代号(N=I表示CGCS2000，N=2表示80西安坐标系，N=3表示54北京坐标系)。

　　高斯投影的数学模型及相关椭球参数可参阅文献[3]~文献[7]，本文不作具体交待，仅举例如下：

　　3.4 ExcelVBA代码清单[8]

       下面给出以上函数的Excel VBA代码清单(因篇幅所限，只列出部分)：

　　其余清单略，高斯投影正反算部分可参阅文献[2]。以上所提及的常用测量计算函数，笔者均已在Excel 2003中编制并调试通过，在实际工程测量计算中也已得到了应用验证，确实起到了事半功倍的效果。

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