淺議利用ｅｘｅｃｌ進行坐標換算方法的改進

趙紅星　呂贊寅

中圖分類號：TP317.1文獻標識碼：A文章編號：1673-0992（2009）05-040-01

摘要對利用EXCEL電子表格進行高斯投影換算的方法進行了詳細的介紹，提出了一種簡單實用的坐標轉換方法。

關鍵詞：電子表格；坐標轉換

一、引言

隨著手持式GPS的逐漸推廣，GPS在地質普查、礦業開發等領域的應用越來越廣泛，許多時候都需要粗略測定點位坐標，這就涉及到了坐標換算問題。對于非測量專業的工作人員來說，雖然GPS定位操作非常容易，但坐標轉換則難以掌握。EXCEL是比較普及的電子表格軟件，能夠處理較復雜的數學運算，用它來進行GPS坐標轉換會非常輕松自如。要進行坐標轉換，離不開高斯投影換算，下面介紹用EXCEL進行換算的方法。

二、用EXCEL進行高斯投影換算

從經緯度BL換算到高斯平面直角坐標XY（高斯投影正算），或從XY換算成BL（高斯投影反算），一般需要專用計算機軟件完成，在目前流行的換算軟件中，存在有以下的不足之處：

1.個別計算程序設計過于專業，坐標轉換參數過多，對于非專業人員來說，難于上手。

2.多數計算程序每次只能計算一個點，計算結果需要手工記錄下來，很不方便。

3.坐標轉換涉及到推算3度帶、6度帶中央子午線，以及Y坐標的改化問題，給非專業人員帶來不便。

筆者發現，用EXCEL可以很直觀、方便地完成坐標換算工作，不需要編制任何軟件，只需要在EXCEL的相應單元格中輸入相應的公式即可。使用時，輸入緯度BL數據后，相應的坐標數據即可計算出來，省去了中間過程。計算成果即可用打印機輸出，避免了手工抄錄，同時方便了計算機數據存儲。下面以54系坐標為例，介紹具體的計算方法。

完成經緯度BL到平面直角坐標XY的換算，在EXCEL中需要占用22列，當然讀者可以通過簡化計算公式或考慮直觀性，適當增加或減少所占列數。在EXCEL中，輸入公式的起始單元格不同，則反映出來的公式不同，以公式從第2行第1列（A2格）為起始單元格為例，各單元格的公式如下：

單元格

單元格內容

說明

A2

=U2*3

自動計算出該點所在3度帶的中央子午線

B2

=INT(A2)+(INT(A2*100)-INT(A2)*100)/60+(A2*10000-INT(A2*100)*100)/3600

將中央子午線轉化為度

C2

以度小數形式輸入緯度值，如38°14′20″則輸入38.1420

起算數據大地緯度B

D2

以度小數形式輸入經度值，如111°35′15″則輸入111.3515

起算數據大地經度L

E2

=INT(C2)+(INT(C2*100)-INT(C2)*100)/60+(C2*10000-INT(C2*100)*100)/3600

把B化成度

F2

=INT(D2)+(INT(D2*100)-INT(D2)*100)/60+(D2*10000-INT(D2*100)*100)/3600

把L化成度

G2

=F2-B2

L-L0

H2

=G2/57.2957795130823

化作弧度

I2

=TAN(RADIANS(E2))

Tan(B)

J2

=COS(RADIANS(E2))

COS(B)

K2

=0.006738525415*J2*J2

L2

=I2*I2

M2

=1+K2

N2

=6399698.9018/SQRT(M2)

O2

=H2*H2*J2*J2

P2

=I2*J2

Q2

=P2*P2

R2

=(32005.78006+Q2*(133.92133+Q2*0.7031))

S2

=6367558.49686*E2/57.29577951308-P2*J2*R2+((((L2-58)*L2+61)*O2/30+(4*K2+5)*M2-L2)*O2/12+1)*N2*I2*O2/2

計算結果X

T2

=((((L2-18)*L2-(58*L2-14)*K2+5)*O2/20+M2-L2)*O2/6+1)*N2*(H2*J2)

計算結果Y的初步結果

U2

=INT((F2-1.5)/3)+1

計算3度帶的帶號

V2

=U2*1000000+500000+T2

含帶號的Y坐標值

表中的許多單元格公式為中間過程，可以用EXCEL的列隱藏功能把這些沒有必要顯示的列隱藏起來，表面上形成標準的計算報表，使整個計算表簡單明了。我們可以隱藏B、E、F、G、H、I、J、K、L、M、N、O、P、Q、R、T列，僅保留A、C、D、S、U、V列。

則A列為中央子午線值，C列為大地緯度值，D列為大地經度值，S列為X坐標值，U列為3度帶的帶號，V列為Y坐標值。其中C、D列設為數值，小數位數10位；S、V列設為數值，小數位數3位。

表中公式的來源及軟件的操作方法，請參閱有關資料，這里不再贅述。按上面表格中的公式輸入到相應單元格后，就可方便地由經緯度求得平面直角坐標。當輸入完所有的經緯度數值后，用鼠標下拉（即使用EXCEL的填充功能）即可得到所有的計算結果。從理論上講，可計算的數據量是無限的，當第一次輸入公式后，相當于自己完成了一軟件的編制，可另存起來供今后重復使用，一勞永逸。

其他坐標系的坐標換算可依照此思路，適當修改計算公式和相關參數值，即可完成。