李張華 姚連璧

摘要：本文主要探討如何利用Microsoft Excel內(nèi)置的VBA來編寫導(dǎo)線網(wǎng)平差的計算程序的方法。該方法具有計算步驟、計算方法可視化，計算原理、計算公式緊密結(jié)合的解題式特點，非常適合剛剛進入測量工作中的工作人員解決測量實踐中平差計算問題并能從基礎(chǔ)逐步掌握測量平差的原理。

關(guān)鍵詞：測量誤差；測量平差；導(dǎo)線網(wǎng)；平差計算；最小二乘法

1引言

Microsoft Excel是微軟公司開發(fā)的Office辦公軟件之一，是目前市面上使用率最高也是功能最全面的電子表格軟件。它不僅擁有豐富的電子表格制作和編輯功能，還擁有功能強大的函數(shù)計算功能，能夠創(chuàng)建和編輯函數(shù)公式，可以利用軟件系統(tǒng)本身提供的函數(shù)公式來完成各項復(fù)雜的數(shù)學(xué)計算。

本文在介紹Microsoft Excel基本的運算操作方法的基礎(chǔ)上，結(jié)合平差算例全面闡述Microsoft Excel在導(dǎo)線測量平差中的應(yīng)用方法。

2閉合導(dǎo)線平差和附合導(dǎo)線平差的基本原理和方法

2.1角度閉合差的計算與調(diào)整

（1）計算閉合差：

（2）計算限差：

（3）若在限差內(nèi)，則按平均分配原則，計算改正數(shù)：

（4）計算改正后新的角值：

2.2 坐標(biāo)增量閉合差的計算與調(diào)整

（1） 計算坐標(biāo)增量閉合差。 有：

導(dǎo)線全長閉合差：

導(dǎo)線全長相對閉合差：

（2）分配坐標(biāo)增量閉合差

若 K不大于1/2000 ，則將fx、fy以相反符號，按邊長成正比分配到各坐標(biāo)增量上去。并計算改正后的坐標(biāo)增量。

2.3坐標(biāo)計算

根據(jù)起始點的已知坐標(biāo)和經(jīng)改正的新的坐標(biāo)增量，來依次計算各導(dǎo)線點的坐標(biāo)。兩相鄰導(dǎo)線點i，j，已知點的坐標(biāo)及i點至j點的坐標(biāo)增量，用下式推算j點的坐標(biāo)：

閉合導(dǎo)線從已知點開始進行推算回已知點應(yīng)當(dāng)與原來的已知數(shù)據(jù)值相同，作為推算正確性的檢核。

3基于Excel實現(xiàn)測量平差程序

3.1 Microsoft Excel的基本功能

Microsoft Excel中有大量的數(shù)學(xué)公式和數(shù)學(xué)函數(shù)可以選擇使用，利用Microsoft Excel可以執(zhí)行許多數(shù)學(xué)計算，并且在分析信息和管理電子表格中的數(shù)據(jù)信息列表中，可以實現(xiàn)許多便利的功能。

3.2 公式及函數(shù)

3.3 Excel與VBA

Excel 之所以能在工程測量上發(fā)揮其獨到的作用，關(guān)鍵在于其有強大的函數(shù)功能。Excel 內(nèi)置的函數(shù)約 9大類 333 種，還能利用宏自定義函數(shù)。準(zhǔn)確使用Excel內(nèi)置的函數(shù)，可以輕松解決各種常見計算問題。

（1） SUB過程

Sub函數(shù)是以Sub…End Sub語句封閉起來的程序塊。每當(dāng)該函數(shù)被調(diào)用時，就會將存放在函數(shù)塊內(nèi)的語句執(zhí)行一次。執(zhí)行中若碰到End Sub 、Exit Sub或Return便離開函數(shù)，回到調(diào)用此函數(shù)的下一個語句繼續(xù)望下執(zhí)行。編寫程序時，在模塊、對象類模塊和結(jié)構(gòu)中定義Sub函數(shù)。模塊內(nèi)的Sub函數(shù)都默認(rèn)為Public，表示可以從應(yīng)用程序任何位置調(diào)用此Sub函數(shù)。除了Main函數(shù)外，其他函數(shù)是在被調(diào)用才執(zhí)行。

Sub函數(shù)定義的語法如下：

[Private∣Public]Sub函數(shù)名稱（[參數(shù)類表]）

[程序塊]

[Exit Sub]

End Sub

Sub函數(shù)是以Public Sub或Private Sub開頭，最后以End Sub結(jié)束。當(dāng)執(zhí)行到End Sub后即返回緊接再原調(diào)用處的下一個語句繼續(xù)往下執(zhí)行。若中途要離開函數(shù)，可使用Exit Sub語句。

調(diào)用Sub函數(shù)的語法有下列兩種方式：

語法1：Call函數(shù)名稱（[參數(shù)列表]）

語法2：函數(shù)名稱（[參數(shù)列表]）

調(diào)用程序與被調(diào)用程序之間若無數(shù)據(jù)傳遞，參數(shù)列表可省略（即不傳任何參數(shù)）；若不省略，參數(shù)列表的數(shù)目可以是一個或一個以上的參數(shù)。

（2） Function過程

Sub函數(shù)和Function函數(shù)兩者都可以做參數(shù)傳遞，但兩者使用上的主要差異是Sub函數(shù)沒有返回值，F(xiàn)unction函數(shù)則有返回值。有關(guān)Function函數(shù)的語法如下：

[Public∣Private] Function函數(shù)名稱（[參數(shù)列表]） [As數(shù)據(jù)類型]

[語句塊]

函數(shù)名=表達(dá)式

[Exit Function]

或（Return表達(dá)式）

End Function

測試函數(shù)

IsNumeric（x） 是否為數(shù)字， 返回Boolean結(jié)果，True or False

IsDate（x） 是否是日期， 返回Boolean結(jié)果，True or False

IsEmpty（x） 是否為Empty， 返回Boolean結(jié)果，True or False

IsArray（x） 指出變量是否為一個數(shù)組。

IsError（expression） 指出表達(dá)式是否為一個錯誤值

IsNull（expression） 指出表達(dá)式是否不包含任何有效數(shù)據(jù) （Null）。

IsObject（identifier） 指出標(biāo)識符是否表示對象變量

4基于Excel的閉合導(dǎo)線測量平差

4.1表格創(chuàng)建與數(shù)據(jù)錄入

4.2 VBA程序設(shè)計

打開VBAProject的sheet1代碼窗口錄入代碼，并添加窗口，界面及運算結(jié)果如下圖所示：

點擊計算后，顯示計算結(jié)果如下：

5結(jié)論

Excel 功能強大，易學(xué)易操作，如果將相關(guān)程序編在一個文件下不同的工作簿中，并用適當(dāng)語句將計算結(jié)果傳至其它工作簿，就會形成數(shù)據(jù)共享，大大提高計算速度，而且對老版本下所編程序，新版本對其有自動升級功能?？傊灰狤xcel 軟件有一定了解，同時參考本例的基本思路，結(jié)合各自單位儀器、《規(guī)范》 及具體作業(yè)習(xí)慣，量體裁衣，大家一定能在較短的時間內(nèi)編出適合自己具體情況的專用程序。

參考文獻(xiàn)：

[1]李孟山、張文彥編.工程測量概論.西安地圖出版社.2004.

[2]美John Walkenback著.Excel 2003 高級VBA編程寶典.電子工業(yè)出版社.

[3]孔祥元.國家標(biāo)準(zhǔn)新版GB50026-2007工程測量規(guī)范.武漢大學(xué)出版社.

（作者單位：同濟大學(xué)）