利用ExcelVBA程序计算曲线坐标.kdh

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2024年6月3日发(作者：)

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○

SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION

2009年第23期

利用

ExcelVBA

程序计算曲线坐标

张卫庭高强

（

中铁济南勘察设计咨询院有限公司山东济南

250022

）

【

摘要

】

Excel

是大家很熟悉的办公软件

，

相信大家在工作中经常使用

。

本文利用

ExcelVBA

编制程序计算铁路缓和曲线的坐标

，

并将计

算坐标转化为任意平面坐标系下的坐标

，

最后转化全站仪可识别的文件格式

，

从而实现了曲线坐标计算和现场放样的一体化

。

【

关键词

】

ExcelVBA

；

曲线要素

；

坐标转化

；

全站仪

1.

曲线坐标计算

1.1

角度转化为弧度计算曲线坐标

，

难免要把角度转化为

EXCEL

所识别的弧度来计算

，

为此首先要做的是角度转化为弧度

。

打开

Excel

，

按

Alt+F11

即进入

VBAIDE

，

在菜单上依次点击

[

插入

]->[

模块

]

，

然后

输入如下代码

PublicConstpi=3.

PublicFunctionDEG(nAsDouble)

DimAAsDouble,BAsDouble,CAsDouble,DAsDouble,EAs

Double,FAsDouble,GAsDouble,KAAsDouble

D=Abs(n)+0.001

F=Sgn(n)

A=Int(D)

B=Int((D-A)*100)

C=D-A-B/100

DEG=F*(A+B/60+C/0.36)*pi/180

EndFunction

1.2

曲线坐标计算

1.2.1

计算曲线坐标的公式加入缓和曲线后的铁路曲线示意图

（

见右图

）

坐标系的建立主要取决于

控制点的情况

。

如果控制点是为

测设曲线而布设的

，

则坐标系一

般采用

ZH

—

XY

坐标系统

①ZH~HY

段曲线点的坐标

根据缓和曲线方程计算

：

5

#

x

l

%

A

=l

A

-

A

%

40R

2

l

2

%

%

0

%

37

$

%

y=±

!

l

A

l

%

A

%

6Rl

-

A

%

0

336R

3

l

3

0

"

%

&

当曲线右偏时

y

A

坐标为正

，

左偏时

y

A

坐标为负

。

②HY~YH

段曲线点的坐标为

：

x

B

=Rsinα

B

+m

y

B

=±[R(1-cosα

B

)+p]

’

式中

α

B

=

K

B

-K

HY

R

+β

0

，

曲线右偏时

y

B

坐标为正

，

左偏时

y

B

坐标为

负

。

③YH~HZ

段曲线点在以

HZ

点为原点

，

以

HZ

点切线为

X

轴

，

交

点至

HZ

方向为正向的测量坐标系

!

（

HZ

—

X'Y'

）

下的坐标为

x

'

l

5

#

C

%

%

C

=-

l

C

-

2

"

%

%

%

$

%

y

'

!

40R

2

l

0

l

37

C

%

C

=±

%

6Rl

-

l

C

%

0

336R

3

l

3

0

"

%

&

式中

，

l

C

为

C

点到缓和曲线起点的曲线长

；

按里程增加方向

，

当曲

线右偏时

y

'

C

坐标为正

，

左偏时

y

'

C

坐标为负

。

根据坐标平移

、

旋转公式

，

将

YH~HZ

段曲线点的坐标换算到

ZH

—

XY

坐标系下

，

为

()

x

C

cossinγ

*+

x

'

CHZ

y

=

C

(

γ

-sinγcosγy

'

C

*

+

(

x

y

HZ

*

式中

，

γ

为两坐标系

X

轴间的夹角

，

其与线路转向角的关系是

：

γ=

α

Z

或

γ=-α

Y

；

x

HZ

、

y

HZ

为

HZ

点在

ZH

—

XY

下的坐标

，

且为

822

x

HZ

=T(1+cosγ)

y

HZ

=±Tsinγ

’

1.2.2

程序的实现如下图

，

新建一个窗体

，

在窗体上添加文本

、

命令等控件

，

分别存放已知曲线要素

。

在命令按钮

“

计算

”

的代码中加

入如下主要代码

：

PrivateSubCommandButton1_Click()

DimbjAsSingle,pjAsString,loAsSingle,iAsInteger

DimzjhAsInteger,gsAsInteger'

标志加号的位置

DimxsdAsInteger'

小数点位置

DimtdzxAsSingle'

将

hz

里程加直线长结果赋予该变量

DimzxzdlcAsString'

终点里程

DimzczjhAsInteger

DimdyzxAsString

DimdyzxjhAsInteger'

曲线后第一里程加号

DimwsgsAsInteger'

DimyqgsAsInteger

bj=Val():pj=:lo=Val(TextBox3.

Text)

Worksheets(1).Select

Worksheets(1).Cells(2,4)=Round(lo/2-(lo^3/(240*bj^2)),

3)

Worksheets(1).Cells(2,5)=Round(lo^2/(24*bj),3)

Worksheets(1).Cells(2,1)=Round(Worksheets(1).Cells(2,4)+(bj+

Worksheets(1).Cells(2,5))*Tan((dfmzhd(pj))/2),3)

Worksheets(1).Cells(2,2)=lo+bj*dfmzhd(pj)

Worksheets(1).Cells(2,2)=Round(Worksheets(1).Cells(2,2),3)

Worksheets(1).Cells(2,3)=Round((bj+Worksheets(1).Cells(2,5))/

(Cos(dfmzhd(pj)/2))-bj,3)

Worksheets(1).Cells(2,6)=dzdfm(90*lo/(pi*bj))

WithWorksheets(1).Cells

.HorizontalAlignment=xlCenter

.VerticalAlignment=xlBottom

.WrapText=False

.Orientation=0

EndWith

Worksheets(1).Range("a1:g10").ColumnWidth=12

'

'zhlc=ox("ZH

点里程

：

","

请输入

",,,,,,1+

2)

Worksheets(1).Cells(4,1)="

桩号

":Worksheets(1).Cells(4,2)="X

(N)

坐标

":Worksheets(1).Cells(4,3)="Y(E)

坐标

":Worksheets(1).Cells(4,

4)="

附注

"

WithWorksheets(1).Range("a4:e4").Cells

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○

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2009年第23期

.HorizontalAlignment=xlCenter

.VerticalAlignment=xlBottom

.WrapText=False

.Orientation=0

.=12

.=True

.=True

.ndex=3

EndWith

1.2.3

结果显示单击计算按钮

，

在

EXCEL

下显示结果如下

：

2.

坐标转化

2.1

数学公式上述生成的坐标为以

ZH

点为坐标原点

，

ZH

点到

JD

的切线为

X

轴

，

垂直该切线为

Y

轴坐标系下的各点坐标

，

如何转化

为任意坐标系下的坐标呢

？

具体如下

：

坐标转化数学公式

：

X=xcosθ+ysinθ＋x

0

Y=ycosθ-xsinθ+y

0

式中

X,Y

为转化后的坐标

；

x

，

y

为原坐标

；

θ

为新坐标

X

轴相对于

旧坐标

X

轴的旋转角

；

x

0

、

y

0

为旧坐标原点在新坐标系下的坐标

。

2.2

主要实现代码

DimkAsInteger

Dimyhzb,yhqdAsInteger'HZ

以后的坐标

Fork=5To(9+2*n+yhqd+yhzd)

Worksheets(2).Cells(k,2)=Round(Worksheets(1).Cells(k,2)*Cos

(dfmzhd())+Worksheets(1).Cells(k,3)*Sin(dfmzhd

())+Val(),3)

Worksheets(2).Cells(k,3)=Round(Worksheets(1).Cells(k,3)*Cos

(dfmzhd())-Worksheets(1).Cells(k,2)*Sin(dfmzhd

())+Val(),3)

Nextk

3.

生成全站仪格式文件

将上述生成的坐标

，

如果转化为仪器可识别的文件

，

就可以直接

●

（

上接第

821

页

）

件

）

加入

Lynx

中的场景

，

并根据飞机校靶的运动特

点

，

设置其相应参数

，

生成缺省的视景仿真文件

.adf

文件

。

用

MFC

通过

调用

Vega

函数库

，

通过引入

.adf

文件并编写代码

，

采集识别外部信

号

，

对飞机校靶过程进行交互控制

，

最后生成实时应用程序

，

实现飞机

校靶仿真

，

为部队飞机校靶提供了较好的方法

。

经教学试用

，

能够很好

提高地勤人员对飞机校靶的操作熟练程度

。

科

●

【

参考文献

】

［

1

］

李云华

,

虚拟现实技术综述

[J].

重型机械科技

,2004

（

4

）

．

［

2

］

柴毅

,

史晶晶

，

冯大龙

.

基于

Vega

的航天发射场视景仿真系统实现

[J].

计算机

仿真

,2007,6(63-65)．

调入全站仪现场放样

，

这样既方便又简洁

。

Leica

全站仪文件格式中

，

以

21.324

开头的表示水平角

，

以

22.324

开头的表示竖直角

，

以

81..00

开头的表示

X

坐标

，

以

82..00

开

头的表示

Y

坐标

，

其它格式可参考仪器说明书来确定

。

知道了仪器文

件的格式含义

，

就可以把坐标和高程转化为仪器可识别的格式

。

主要

代码如下

：

IfWorksheets(1).Cells(sjgs+4,4)=""Then

ine"*11"&Format(sjgs,"0000")&"+"&

补零

(Worksheets(1).Cells(sjgs+4,1))&""&"21.324+"&"

0000"&""&"22.324+"&"0000"&""

&"31..00+"&"0000"&""&"51..1.-"&"

+000"&""&"81..00"&

添加号

(Trim(Worksheets(1).

Cells(sjgs+4,3)))&""&"82..00"&

添加号

(Worksheets(1).Cells(sjgs

+4,2))&""&"83..00+"&"0000"

Else

ine"*11"&Format(sjgs,"0000")&"+"&

补零

(Worksheets(1).Cells(sjgs+4,1))&""&"21.324+"&"

0000"&""&"22.324+"&"0000"&"

"&"31..00+"&"0000"&""&"51..1.-"&"

+000"&""&"81..00"&

添加号

(Trim(Worksheets(1).

Cells(sjgs+4,3)))&""&"82..00"&

添加号

(Worksheets(1).Cells(sjgs

+4,2))&""&"83..00"&

添加号

(Worksheets(1).Cells(sjgs+4,4))&"

"&"31..00+767488..10+138533..10+

1847"

EndIf

上述仪器格式在

LeicaTC1800

及

LeicaTCR1101

都可以识别读

取数据

，

在现场放样中直接从仪器调出要放样的数据

，

省去了许多现

场计算和记录的手续

。

4.

结束语

由于

VBA

与

Excel2003

结合得非常紧密

，

因此

Excel2003

提供的

各个功能都可以直接使用

VBA

操作

。

在

Excel2003

中使用

VBA

其益

处在于

：

首先

，

它可以将大量的

、

尤其是重复的操作记录为一个

VBA

程序

，

用户则只需利用一个简单的菜单命令或工具栏按钮就可实现复

杂操作的自动化

；

其次

，

它可以通过控制

Excel2003

对象

，

在一个工作

表中灵活地控制其它工作表

、

数据表或文档

，

从轻松实现不同工作表

之间的交互

；

最后

，

利用

VBA

编辑器中提供的丰富的控件设置

，

用户

还可以创建自己的

VBA

应用程序

，

从而实现一个企业级的信息控制

系统

。

科

●

【

参考文献

】

［

1

］

Excel2000

中文版

VBA

开发实例指南

，

电子工业出版社

，

2000

年

8

月

.

［

2

］

铁道工程

，

中国铁道出版社

，

2000

年

3

月

.

［

3

］

测量学原理

，

中国林业出版社

，

2002

年

10

月

.

作者简介

：

张卫庭

（

1974.7

—），

男

，

大学本科

（

学士

），

中铁济南勘察设计咨询

院有限公司工程师

，

主要从事铁路工程专业

。

［

责任编辑

：

翟成梁

］

［

3

］

龚卓蓉

.Vega

程序设计

[M].

北京

：

国防工业出版社

，

2002,8．

［

4

］

龚卓蓉

.lynx

图形界面

[M].

北京

：

国防工业出版社

，

2008,8．

作者简介

：

王建军

（

1966

—），

男

，

汉族

，

河南人

，

硕士研究生

，

副教授

，

研究方

向是装备训练虚拟现实

。

张勤安

（

1965

—），

男

，

汉族

，

河南人

，

硕士研究生

，

高级工程师

，

研究方向是

火力控制

。

和麦成

（

1967

—），

男

，

汉族

，

河南人

，

硕士研究生

，

高级工程师

，

研究方向是

装备监造

。

［

责任编辑

：

张慧

］

823

本文标签： 曲线坐标计算转化