测量坐标计算程序V5

测量坐标计算程序V5
输入简介
本程序运用Office Excel 软件VBE标准模块编写，其功能基本全面集成了以往所更新的Excel程序，程序适用于公路、铁路等线路坐标计算，程序主要包括（交点法、线元法、直线坐标正反算，竖曲线计算，平面控制网“导线、高程”平差，隧道超欠挖，超高加宽，测量工具箱等，还可以全自动生成卡西欧5800、9750程序数据库，其中包括：隧道超欠挖、交点法、线元法、竖曲线一系列数据库），已知数据输入明确，操作简单易懂，是工程测量人员的好帮手！
网址链接：
/blog/post/VBA_Survey_V5.html
交点法曲线要素输入简介
（网友著作）
一、适用平曲线类型
交点法计算坐标适用的平曲线为对称或不对称缓和曲线、圆曲线。

注意：对于非普通的三单元曲线，本程序交点法不适用。

非普通的三单元曲线体现在本程序中的《直线、曲线及转角表》内，点击“生成要素”之后，计算值与设计图纸《直线、曲线及转角表》上的切线长和曲线主点位置等不一致，此时只能采用线元法进行坐标计算。

例如：下表的JD18及JD19处的平曲线，经本程序交点法计算之后发现，为非普通的三单元曲线，交点法不适用该类曲线的坐标计算，故只能采用线元法进行坐标计算。

二、交点法曲线要素输入说明
本程序交点法输入的要素有7个（程序不限制输入行数）：
1、QD起点坐标：
起点坐标必须在直线段上，或填写前一交点的坐标。

2、JD交点曲线要素：
（1）交点桩号K，注意：当起始平曲线上的ZH点（缓和曲线）或ZY点（圆曲线）的桩号为负数时，交点桩号K统一加上100000（即增加100Km），以避免坐标正算时出现桩号计算范围错误（但是，线元法计算坐标时可以输入负坐标，坐标正算与反算都不会出现错误）。

（2）交点桩号（X,Y）
（3）曲线半径R
（4）第一缓和曲线长度LS1,若为0,输入0,不能为空。

（5）第二缓和曲线长度LS2,若为0,输入0,不能为空。

3、ZD终点坐标：
终点坐标也必须在直线段上，或填写后一交点的坐标。

三、操作流程：
1、根据设计图纸《直线、曲线及转角表》输入第一个交点坐标，作为QD
起点坐标。

2、依次输入各交点的曲线要素。

3、输入最后一个交点坐标，作为ZD终点坐标。

4、点击“点击进入直曲表”，然后点击“生成要素”，根据计算的转角值、曲线要素、曲线主点位置、直线长度及方向与设计图纸《直线、曲线及转角表》上的设计值进行核对，看各要素输入是否正确。

注意：交点法与线元法在计算坐标时，线元法可能存在mm毫米级以内的计算误差，坐标计算值与设计值也可能存在mm毫米级以内的误差，由于线元法是从起点依次推算的这属于正常允许范围！（根据实际操作发现，根据交点法计算坐标误差较小，“输入部分要素”模式下的线元法计算坐标误差较大，如果误差超过mm毫米级，可先在《线元法要素表》中通过“输入部分要素”分段计算线元要素，然后再依次粘贴到“输入全部要素”模式下的《线元法要素表》中！可按“一个交点的曲线+后面的直线”进行分段计算）
四、实例：
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输入之后的曲线要素表如下：
点击“点击进入直曲表”，然后点击“生成要素”，根据计算的转角值、曲线要素、曲线主点位置、直线长度及方向与设计图纸《直线、曲线及转角表》上的设计值进行核对，看各要素输入是否正确。

（此处就不以图示说明了）
线元法曲线要素输入简介
一、平曲线类型 1、基本线形元素：
直线： L 三个基本线形元素 圆曲线： R 缓和曲线：Ls 2、平曲线类型
简单型: L-R-L 凸型: L-Ls1-Ls2-L
C 型: R1-Ls1-Ls2-R2 基本型 对称型: L-Ls-R-Ls-L S 型: 反向平曲线连接
虚交点：转换为单交点 不对称型: L-Ls1-R-Ls2-L
分类
简单型: L-R1-R2-L
复曲线
正常型: L-Ls1-R1-R2-Ls2-L
卵型: L-Ls1-R1-Ls2-R2-Ls3-L 复合型: L-Ls1-Ls2 … - Lsn - L
回头曲线
L-R1-L-R2-L-R3-L
3、平曲线统一形式
结合上面的平曲线类型可知，公路工程常见的平曲线有：
（1）当Ls1=Ls2，且R1=R2≠0时，为基本型曲线，分为园曲线、对称型缓和曲线、不对称型缓和曲线。

（2）当Ls1≠Ls2，或者R1≠R2时，为复曲线，分为简单复曲线（两个半径不同、转向相同的圆曲线相切组成）、正常型复曲线（两端有缓和曲线中间用两个半径不同、转向相同的圆曲线相切组成）、卵型曲线（两端有缓和曲线中间也由缓和曲线连接组成，即：两个以上缓和曲线且缓和曲线间由圆曲线连接而成）、复合型复曲线（两个及以上缓和曲线连接而成组成）。

正常复曲线如下图：
二、线元法单元划分
本程序线元法是把线形分为直线和曲线单元。

1、直线单元：直线就不用说了，起止点桩号，坐标和方位角就可以算了。

2、曲线单元：本程序曲线单元划分为缓和曲线、圆曲线。

根据公路工程常见的平曲线，线元法单元具体划分如下：
（1）圆曲线：划分为1个线单元， ZY点至YZ点,即：ZY-YZ。

（2）缓和曲线：划分为3个线单元，ZH点至HY点、HY点至YH点、YH点HZ点,即：ZH-HY-YH-HZ。

（3）卵型曲线：划分为5个（及以上）线单元，ZH点至HY点、HY点至YH 点、YH点至HY点、HY点至YH点、YH点至HZ点，即：ZH-HY-YH-HY-YH-HZ（曲线中的HY、YH点交替相接）。

（4）
（5）正常型复曲线：划分为4个线单元，ZH点至HY点、HY点至GQ点（公切点）、GQ点（公切点）至YH点、YH点至HZ点,即：ZH-HY-GQ-YH-HZ（曲线中有相邻两圆曲线的GQ点）。

三、线元法要素输入说明
本程序线元法输入的要素有7个（程序不限制输入行数）：
1、起点桩号：
一般为路线第一个交点JD，路线起点QD（必须位于直线段上，否则不可以路线起点QD为起点桩号），ZY点（圆曲线），ZH点（缓和曲线、正常型复曲线、卵型曲线）。

6、转向（或线形特性）：直线输入0，左偏输入-1，右偏输入1。

四、操作流程：
1、根据设计图纸《直线、曲线及转角表》划分好各线元法单元。

（1）当起点桩号位于某个交点的平曲线前的直线段上时，起始线元为直线，起点桩号可以为前面的交点桩号或线路起点桩号（已知线路起点桩号时）或前个交点的平曲线的HZ点或YZ点。

（2）当起点桩号位于某个交点的平曲线上时，起始线元为该平曲线的起始段：ZH点至HY点（对称或不对称缓和曲线）或者ZY点至ZY点（圆曲线），对应的起点桩号为ZH点或ZY点。

2、依次输入各线元法曲线要素。

见《线元法要素表》，有两种输入方法，如下图：
【方法一】：“输入部分要素”法
（1）输入起始线元的起点桩号、止点桩号、起点半径、止点半径、转向。

（2）依次输入下一线元的止点桩号、起点半径、止点半径、转向。

（3）点击“生成要素”，计算出止点桩号的坐标，与设计图纸《直线、曲线及转角表》上的坐标进行检验校核。

【方法二】：“输入全部要素”法
（1）另建立一个计算文件《测量坐标计算程序 V5-00》（文件名称可随意设置），用于各个交点平曲线的线元要素计算。

（2）根据前面的“输入部分要素”法，按“一个交点的曲线+后面的直线”进行分段计算线元要素（若为圆曲线，按“该交点的圆曲线+后面的直线”或“该交点的圆曲线+后一交点的对称或不对称缓和曲线+后面的直线”）。

同时，点击“生成要素”，计算出止点桩号的坐标，与设计图纸《直线、曲线及转角表》上的坐标进行检验校核。

（3）将上面的计算结果依次复制粘贴到“输入全部要素”法中的《线元法要素表》中。

【优缺点】“输入部分要素”法输入简单、快捷，但是随着平曲线越多、线路越长，坐标计算结果与设计结果的偏差会越大，当超过mm毫米级误差时，已不适用。

“输入全部要素”法根据“输入部分要素”法分段计算而来，输入、计算复杂点，但是坐标计算精度可以有效保证，实际操作优选“输入全部要素”法。

五、实例：
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本例以交点JD17--JD21所给出的直线、曲线来说明本程序线元法的线元划分及要素输入方法。

由上表可知，JD17为不对称缓和曲线、JD18为不对称缓和曲线、JD19为圆曲线、JD20为对称缓和曲线、JD21为对称缓和曲线。

1、线元法单元划分：根据划分原则线元划分如下：
交点JD17曲线的线元划分:ZH点（K29+824.171）-HY点（K29+984.171）-YH 点（K30+606.766）-HZ点（K30+806.766）。

交点JD17-JD18之间为直线段，其线元划分：上一线元的止点HZ点
（K30+806.766）-JD18曲线的ZH点（K31+296.143）。

交点JD18曲线的线元划分：ZH点（K31+296.143）-HY点（K31+476.143）-YH点（K32+602.654）-HZ点（K32+762.654）。

交点JD18-JD19之间无直线段连接，不需划分线元。

交点JD19的线元划分：ZY点（K32+762.654）-YZ点（K33+557.760）。

交点JD19-JD20之间无直线段连接，不需划分线元。

交点JD20曲线的线元划分：ZH点（K33+557.760）-HY点（K33+717.760）-YH点（K33+966.218）-HZ点（K34+126.218）。

交点JD20-JD21之间无直线段连接，不需划分线元。

交点JD21曲线的线元划分：ZH点（K34+126.218）-HY点（K34+286.218）-YH点（K34+547.560）-HZ点（K34+707.560）。

2、线元法输入要素如下：
（1）输入起始线元的起点桩号：K29+824.171，止点桩号：K29+984.171，起点坐标按设计输入，起点方位角：340.44544，起点半径0（说明：该线元为缓和曲线，“前一线元为圆曲线输入圆曲线半径R，否则输入0”），止点半径800（说明：该线元为缓和曲线，“后一线元为圆曲线输入圆曲线半径R，否则输入0”），转向-1。

（2）依次输入下一线元的止点桩号、起点半径、止点半径、转向。

特别要注意，各线元是直线、缓和曲线还是圆曲线？然后依据起止点半径的输入规则进行输入。

（3）点击“生成要素”，计算出止点桩号的坐标，与设计图纸《直线、曲线及转角表》上的坐标进行检验校核。

如下图：
注意：以上的桩号输入时，统一增加了100000（即100km），实际上桩号输入不需要增加100000m，按设计桩号输入即可。

设计是负桩号也可以按负桩号输入，坐标正算或反算均不会出现问题！。