Excel在陀螺全站儀定向數據處理中的應用

孫孟軍 張煒

摘 要：Excel是Office辦公軟件中的一個組件，Excel工作表函數涵蓋范圍廣，函數量大，應用靈活。針對當今陀螺全站儀內置軟件只能得到陀螺北方向和陀螺方位角，而不能得到定向邊坐標方位角的現狀，本文通過應用不依賴計算機語言的Excel工作表函數，實現定向邊坐標方位角的快速解算。

關鍵詞：Excel;陀螺全站儀;定向數據處理;快速解算

1? 已知邊坐標方位角的自動計算

根據井下測定定向邊方位角的作業流程中的規定，要求井上已知邊坐標中誤差≤10″，且已知邊長度>50m。井上已知邊坐標方位角是求定儀器常數Δ所需要的，而其方位角中誤差大小最終影響陀螺定向的一次定向中誤差。

已知邊AB長度和坐標方位角及其精度的計算公式為：

應用Excel的工作表函數可實現已知邊坐標方位角、坐標方位角精度和已知邊長度的計算。輸入已知點坐標和中誤差即可實現計算：

部分單元格函數：可在F251單元格中輸入：

=ROUND（IF（（G247-G246）/（E247-E246）>0，（ATAN（（G247-G246）/（E247-E246）））*206265，（ATAN（（G247-G246）/（E247-E246））+2*3.1415926）*206265），0），來實現坐標方位角秒值的計算。

2 儀器常數Δ的自動計算

根據井下定向邊作業流程和3-2-3的觀測次序，在地面已知邊上采用三測回測量陀螺方位角，求得三個儀器常Δ1、Δ2、Δ3，算出平均值Δ平;返回地面后，要盡快在原已知邊上再用三測回測量陀螺方位角，再求三個儀器常數Δ1、Δ2、Δ3，算出平均值Δ平。

另外，根據同一邊任意兩測回測量陀螺方位角的互差不得超過40″，并且測前測后方向值互差對于索佳GP3130R3全站式陀螺儀不得超過12″。

應用Excel的工作表函數可實現儀器常數的計算。輸入測線方向、陀螺北方向、已知邊坐標方位角和子午線收斂角（均為角度制）即可實現計算。

由于Exce1不能直接進行度分秒的運算，需要將角度制轉換為秒值參與計算。可在I23單元格中輸入：=（G10*3600+H10*60+I10），來實現由測線方向角度制到秒值的計算，其他角度制到秒值的計算可類似計算。可在I15、J15和K15單元格中分別輸入：=INT（I28/3600）、=INT（（I28-I14*3600）/60）和=I28-I14*3600-J14*60，來實現測線方向值秒值到角度制的計算，其他秒值到角度制的計算可類似計算。

部分單元格函數：可在I12單元格中輸入：

=IF（ROUND（（I25-G12*3600-H12*60），0）/2=INT（ROUND（（I25-G12*3600-H12*60），0）/2），ROUND（（I25-G12*3600-H12*60），0），INT（I25-G12*3600-H12*60）），來實現角度制的測線方向平均值中秒值的四舍五入計算，其他四舍五入計算可類似計算。

3? 井下定向邊坐標方位角的自動計算

根據井下定向邊作業流程和3-2-3的觀測次序，需要在井下定向邊上用兩測回測量陀螺方位角。

根據同一邊任意兩測回測量陀螺方位角的互差不得超過40″，并且測前測后方向值互差對于索佳GP3130R3全站式陀螺儀不得超過12″。

井下定向邊坐標方位角平均值中誤差的計算

部分單元格函數：可在I292、J292和K292單元格中分別輸入：

=INT（（（I291*3600+J291*60+K291）/SQRT（2））/3600）、

=INT（（（（（I291*3600+J291*60+K291）/SQRT（2））/3600）-I292）/60）、

=ROUND（（（（I291*3600+J291*60+K291）/SQRT（2））-I292*3600-J292*60），0），來實現定向邊坐標方位角平均值中誤差的計算。

可在M292單元格中輸入：=IF（K292>10，1，0），來實現平均值中誤差是否超過10”的判斷。

4? 結束語

根據井下測定定向邊方位角的作業流程，應用不依賴計算機語言的Excel的工作表函數，在不同單元格采用不同函數或函數的相互套用，分別從已知邊坐標方位角及其精度的計算，儀器常數的計算和井下定向邊坐標方位角的計算等及其它們相關的判斷對索佳GP3130R3全站式陀螺儀定向數據進行處理。該軟件可以在同一工作薄的不同工作表實現不同的計算。沒有因為算法問題導致計算結果的精度損失。經驗證，Excel計算結果與筆算計算完全相同，提高了計算效率。

參考文獻：

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