浅议利用ｅｘｅｃｌ进行坐标换算方法的改进
2009-08-04赵红星吕赞寅
赵红星 吕赞寅
中图分类号：TP317.1文献标识码：A文章编号：1673-0992（2009）05-040-01
摘要对利用EXCEL电子表格进行高斯投影换算的方法进行了详细的介绍，提出了一种简单实用的坐标转换方法。
关键词：电子表格；坐标转换
一、引言
随着手持式GPS的逐渐推广，GPS在地质普查、矿业开发等领域的应用越来越广泛，许多时候都需要粗略测定点位坐标，这就涉及到了坐标换算问题。对于非测量专业的工作人员来说，虽然GPS定位操作非常容易，但坐标转换则难以掌握。EXCEL是比较普及的电子表格软件，能够处理较复杂的数学运算，用它来进行GPS坐标转换会非常轻松自如。要进行坐标转换，离不开高斯投影换算，下面介绍用EXCEL进行换算的方法。
二、用EXCEL进行高斯投影换算
从经纬度BL换算到高斯平面直角坐标XY（高斯投影正算），或从XY换算成BL（高斯投影反算），一般需要专用计算机软件完成，在目前流行的换算软件中，存在有以下的不足之处：
1.个别计算程序设计过于专业，坐标转换参数过多，对于非专业人员来说，难于上手。
2.多数计算程序每次只能计算一个点，计算结果需要手工记录下来，很不方便。
3.坐标转换涉及到推算3度带、6度带中央子午线，以及Y坐标的改化问题，给非专业人员带来不便。
笔者发现，用EXCEL可以很直观、方便地完成坐标换算工作，不需要编制任何软件，只需要在EXCEL的相应单元格中输入相应的公式即可。使用时，输入纬度BL数据后，相应的坐标数据即可计算出来，省去了中间过程。计算成果即可用打印机输出，避免了手工抄录，同时方便了计算机数据存储。下面以54系坐标为例，介绍具体的计算方法。
完成经纬度BL到平面直角坐标XY的换算，在EXCEL中需要占用22列，当然读者可以通过简化计算公式或考虑直观性，适当增加或减少所占列数。在EXCEL中，输入公式的起始单元格不同，则反映出来的公式不同，以公式从第2行第1列（A2格）为起始单元格为例，各单元格的公式如下：
单元格
单元格内容
说明
A2
=U2*3
自动计算出该点所在3度带的中央子午线
B2
=INT(A2)+(INT(A2*100)-INT(A2)*100)/60+(A2*10000-INT(A2*100)*100)/3600
将中央子午线转化为度
C2
以度小数形式输入纬度值，如38°14′20″则输入38.1420
起算数据大地纬度B
D2
以度小数形式输入经度值，如111°35′15″则输入111.3515
起算数据大地经度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
计算结果X
T2
=((((L2-18)*L2-(58*L2-14)*K2+5)*O2/20+M2-L2)*O2/6+1)*N2*(H2*J2)
计算结果Y的初步结果
U2
=INT((F2-1.5)/3)+1
计算3度带的带号
V2
=U2*1000000+500000+T2
含带号的Y坐标值
表中的许多单元格公式为中间过程，可以用EXCEL的列隐藏功能把这些没有必要显示的列隐藏起来，表面上形成标准的计算报表，使整个计算表简单明了。我们可以隐藏B、E、F、G、H、I、J、K、L、M、N、O、P、Q、R、T列，仅保留A、C、D、S、U、V列。
则A列为中央子午线值，C列为大地纬度值，D列为大地经度值，S列为X坐标值，U列为3度带的带号，V列为Y坐标值。其中C、D列设为数值，小数位数10位；S、V列设为数值，小数位数3位。
表中公式的来源及软件的操作方法，请参阅有关资料，这里不再赘述。按上面表格中的公式输入到相应单元格后，就可方便地由经纬度求得平面直角坐标。当输入完所有的经纬度数值后，用鼠标下拉（即使用EXCEL的填充功能）即可得到所有的计算结果。从理论上讲，可计算的数据量是无限的，当第一次输入公式后，相当于自己完成了一软件的编制，可另存起来供今后重复使用，一劳永逸。
其他坐标系的坐标换算可依照此思路，适当修改计算公式和相关参数值，即可完成。
