淺談BASIC編程語言在工程測量中的應用

魏 蒙

(中鐵二十局集團第四工程有限公司，山東 青島 266100)

BASIC(Beginners All-Purpose Symbolic Instruction Code)語言是一種直譯式的、設計給初學者的編程語言，由于BASIC語言簡單、易學的基本特性，且具備通過微電腦作為載體撰寫程式的優勢，使其在科學計算和數據處理等方面普遍流行。

BASIC語言在工程測量領域同樣有所涉及：如內業數據批量處理時，測量人員常常會使用Microsoft Office辦公系統中的Excel軟件，在Excel軟件中包含的宏語言VBA(Visual Basic for Application)就是windows環境下的一種BASIC語言；另如路基、隧道等結構物放樣時，施工斷面很難通過內業方法提前計算，需要根據實際施工里程進行中邊樁坐標計算，測量人員常常會使用CASIO fx-5800P計算器進行現場計算，而CASIO fx-5800P計算器采用就是類結構化BASIC語言。測量人員將需解決的問題的思路、方法和手段通過BASIC語言告訴計算機(器)，使得計算機(器)能夠根據人的指令一步一步去工作，完成復雜、繁重的計算任務。

本文結合馬鞍山鄭蒲港鐵路項目跨X024縣道公跨鐵立交橋的線路平面設計資料，采用Excel軟件中Visual Basic編輯器與CASIO fx-5800P計算器分別撰寫BASIC語言程式，實現線路中邊樁坐標的快速計算。

1 線路平面設計資料

設計單位提供的《曲線要素表》如表1所示。

表1 曲線要素表

2 線元表

依照設計單位提供的《曲線要素表》整理出《線元表》，如表2所示。

表2 線元表

采用Excel軟件中VBA方法進行數據批量處理。

(1)在新建的Excel表中輸入需要計算的“樁號”、“偏距”、“偏角”等數據，排版后添加“命令按鈕”控件，如圖1所示。

圖1 在Excel表中添加“命令按鈕”控件

(2)雙擊“命令按鈕”控件，撰寫在敲擊“命令按鈕”的行為下執行的BASIC語言程式，包括聲明部分、自定義變量類型、建立判斷和循環等語句、設置超限、建立基礎數據庫、執行計算公式、計算結果輸出等部分的內容，程序清單如下

Private Sub CommandButton1_Click() '聲明部分

Dim A，B，C，D，E，F，G，H，I，J，K，L，M，N，O，P，Q，R，S，T，U，V，W，X，Y，Z，Z1，Z2，Z3，Pi As Double '自定義變量類型

Pi=3.1415926 '變量賦值

A=4 '變量賦值

Do While Worksheets("X024縣道改移工程").Cells(A，1).Value<>"" '建立循環語句

B=Worksheets("X024縣道改移工程").Cells(A，1).Value

If B<0 Or B>369.308 Then

MsgBox CStr(B)& "超出計算范圍→計算中斷" '設置超限

GoTo 1

End If

If B>=0 And B<=105.666 Then '建立基礎數據庫

Z=105.912 852 8 C=Z*Pi/180 D=0 E=3 494 949.135 F=500 226.072 5

GoTo 2

End If

………

2:G=E+(B-D)*Cos(C) '直線計算公式

H=F+(B-D)*Sin(C)

I=Worksheets("X024縣道改移工程").Cells(A，6).Value

J=C+I*Pi/180

K=Worksheets("X024縣道改移工程").Cells(A，5).Value

N=Worksheets("X024縣道改移工程").Cells(A，10).Value

O=C+N*Pi/180

P=Worksheets("X024縣道改移工程").Cells(A，9).Value

L=G+K*Cos(J) m= h+K*Sin(J)Q=G+P*Cos(O)R= h+P*Sin(O)

Worksheets("X024縣道改移工程").Cells(A，2).Value=Z '成果輸出

Worksheets("X024縣道改移工程").Cells(A，3).Value=G

Worksheets("X024縣道改移工程").Cells(A，4).Value= h

Worksheets("X024縣道改移工程").Cells(A，7).Value=L

Worksheets("X024縣道改移工程").Cells(A，8).Value= m

Worksheets("X024縣道改移工程").Cells(A，11).Value=Q

Worksheets("X024縣道改移工程").Cells(A，12).Value=R

GoTo 6

………

6:A=A+1

Loop

1:

End Sub

說明：程序清單中省略的內容為基礎數據庫、計算公式和成果輸出的其余部分，其輸入格式與列舉格式相同，因篇幅原因，不再一一展開。

(3)撰寫程式完畢后保存并退出VBA界面，返回Excel表中，先退出設計模式，后單擊“命令按鈕”控件，批量數據處理，生成計算結果，如圖2所示。

圖2 在Excel表中批量生成計算結果

(4)將設計坐標與VBA生成坐標進行較差，差值均小于1 mm，如表3所示。

表3 設計坐標與VBA生成坐標較差表

3 使用CASIO fx-5800P計算器進行編程計算

(1)打開CASIO fx-5800P計算器，點擊“MODE”，選擇“5：PROG”，再選擇“1：NEW”，輸入主程序名稱“X024”，子程序的新建方法與主程序方法一致。

(2)點擊回車，進入“File mode”界面，選擇“1：COMP”，進入撰寫BASIC語言程式，程式清單如下：

①主程序(X024) ’主結構程序

Lbl 0:″LCZH=″:? →S:

If S>=0 AND S<105.666:Then Prog “YS1”:IfEnd:

If S>=105.666 And S<130.666:Then Prog“YS2”:IfEnd:

If S>=130.666 And S<171.234:Then Prog“YS3”:IfEnd:

If S>=171.234 And S<196.234:Then Prog“YS4”:IfEnd:

If S>=196.234 And S<196.805:Then Prog“YS5”:IfEnd:

If S>=196.805 And S<221.805:Then Prog“YS6”:IfEnd:

If S>=221.805 And S<262.481:Then Prog“YS7”:IfEnd:

If S>=262.481 And S<287.481:Then Prog“YS8”:IfEnd:

If S>=287.481 And S<369.308:Then Prog“YS9”:IfEnd:

1÷P→C:(P-R)÷(2HPR)→D:180÷π→E:”BJ(Z-，Y+)=”? →Z:”ZJ(+)=”? →N:Abs(S-O)→W:Prog”JSGS”:”X=”:X◢”Y=”:Y◢”α=”:F■DMS◢Goto 0:

②子程序(JSGS) ’計算公式

0.1739274226→A:0.3260725774→B:0.0694318442→K:0.3300094782→L:1-L→F:1-K→M:

U+W(Acos(G+QEKW(C+KWD))+Bcos(G+QELW(C+LWD))+Bcos(G+QEFW(C+FWD))+Acos(G+QEMW(C+MWD)))→X:

V+W(Asin(G+QEKW(C+KWD))+Bsin(G+QELW(C+LWD))+Bsin(G+QEFW(C+FWD))+Asin(G+QEMW(C+MWD)))→Y:

G+QEW(C+WD)→F:X+Zcos(F+N)→X:Y+Zsin(F+N)→Y:

③子程序(YS1) ’第1段線元的數據庫

3494949.1350→U：500226.0725→V：0→O：105°54′46.27″→G：105.666→H：10^45→P：10^45→R：0→Q：

說明：第2至9段線元的輸入格式與第1段線元相同，因篇幅原因，不再一一展開。

(3)將設計提供坐標與CASIO fx-5800P計算坐標進行較差，最大差值為1 mm，如表4所示。

表4 設計提供坐標與CASIO fx-5800P計算坐標較差表

4 結 論

(1)通過計算實例與設計資料進行對照，計算結果滿足規范精度要求。采用BASIC語言程序進行數據處理，尤其是批量數據處理，與人工處理數據相比較，工作效率將得到大幅度提高。

(2)計算實例僅是過程演示，測量人員在熟練掌握各種計算原理與計算公式的基礎上，觸類旁通、舉一反三，合理運用BASIC語言撰寫程式，將使其在工程測量領域得到更廣泛的應用。