全站仪内存导线兼容数据处理系统的研究以拓普康和徕佧仪器为例学位论文.docx
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全站仪内存导线兼容数据处理系统的研究以拓普康和徕佧仪器为例学位论文
武汉大学
硕士专业学位论文
全站仪内存导线
兼容数据处理系统的研究
(以拓普康和徕佧仪器为例)
研究生姓名:
指导教师姓名、职称:
专业学位名称:
工程硕士
研究方向:
全站仪内存导线兼容数据处理系统的研究
MemoryTraverseDataprocessingprogram
OfTopcon,Leicatotalstation
BY
YuYanWei
学位论文原创性声明
本人郑重声明:
所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名:
日期:
年月日
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涉密论文按学校规定处理。
作者签名:
日期:
年月日
导师签名:
日期:
年月日
摘要
传统的地形测量是用仪器在野外测量角度、距离、高差,作记录(称外业),在室内作计算、处理,绘制地形图(称内业)等。
由于地形测量的主要成果——地形图是由测绘人员利用分度器、比例尺等工具模拟测量数据,按图式符号展绘到白纸(绘图纸或聚酯簿膜)上,又俗称白纸测图或模拟法测图。
随着电子技术、激光技术、计算机硬件和软件技术的发展,产生了测距仪、全站仪、陀螺仪等光电结合型的测绘仪器,传统的测绘方法因此而发生了巨大的变化。
全站仪作为当前应用最为广泛的测绘仪器,是电子技术与光学技术结合发展的光电测量仪器,集测距仪、电子经纬仪的优点于一体。
在智能型全站仪中采用了光、电、磁、机的最新科学成果,具有了测距、测角功能。
国际上先进的全站仪均以存储卡、内部存储器或电子手薄的方式记录数据,具有双路传输的通讯功能,可以与外部计算机或电子手簿进行数据的相互传递,也可以依靠外部计算机或电子手簿的指令进行测量工作。
以全站仪为代表的智能化、数字化仪器是测量仪器今后的发展方向之一。
有了全站仪等先进测量仪器和计算机技术的大力支持,就可以建立三维数据自动采集、传输、处理的测量数据处理系统,将传统的手薄记录、手工录入、繁琐计算等大量的重复性的工作角有计算机处理,在减轻工作人员工作强度的同时效益提高了,速度加快了,精度也得到了保证和提高。
科学技术的进步,信息化测量仪器——全站型电子速测仪的广泛应用,以及微型计算机硬件和软件技术的迅猛发展与渗透,促进了地形测绘的自动化,并成为大比例尺地形测量全面革新的最积极、最有活力的因素和最可靠的技术保障,地形测量从白纸测图变革为数字测图,测量的成果不仅是绘制在纸上的地形图,更重要的是提交可供传输、处理、共享的数字地形信息,即以计算机磁盘为载体的数字地形图,成为信息时代不可缺少的地理信息的重要组成部分。
数字化测绘不仅仅是利用计算机辅助绘图,减轻测绘人员的劳动强度,保证地形图绘制质量,提高绘图效率。
而更具有深远意义的是由计算机进行数据处理并可以直接建立数字地面模型和电子地图,为建立地理信息系统提供了可靠的原始数据,以供国家、城市和行业部门的现代化管理、以及工程设计人员进行计算机辅助设计(CAD)使用。
提供地图数字图象等信息资料已成为一些政府管理部门和工程设计、建设单位必不可少的工作,正越来越受到各行各业的普遍重视。
通常,将利用全站仪在野外进行数字化地形数据采集,并机助绘制大比例尺地形图的工作,简称为数字测图。
本文主要讨论在数字测图外业数据采集的过程中,不使用笔记本或者数字平板,仅使用全站仪的情况下,尽量少甚至不进行手工记录和画草图的工作,最大程度上实现无纸化作业,针对其数据记录功能进行导线计算记录的二次开发,做相应的数据处理;充分利用其编码测量的功能,制作相应的程序模块,达到外业画草图的目的,最终通过内业编辑形成数字地形图。
关键词:
数字测图导线计算数据处理编码测量
Abstract
OrdnanceSurveyisatraditionalinstrumentinthefieldmeasurementoftheangle,distance,heightdifference,makearecord(knownoutsidetheindustry),intheroomtomakethecalculation,processing,topographicmaps(calledwithintheindustry)andsoon.AsthemainresultsofOrdnanceSurvey-Topographicsurveyingandmappingpersonnelbytheuseofaprotractor,scalesimulationtoolssuchasmeasurementdata,accordingtoschematicsymbolsplottingtoWhite(drawingpaperorpolyesterthinfilm),theyalsocommonlyknownastheWhiteMappingorasimulationmapping.
Aselectronictechnology,lasertechnology,computerhardwareandsoftwaretechnologydevelopment,producedarangefinder,totalstation,gyroscopesandotheropticalmappingapparatusofcombinedtraditionalmappingmethodsthereforehasundergonetremendouschanges.Totalstationasthecurrentmostwidelyusedmappinginstruments,electronictechnologyandopticaltechnologywiththedevelopmentofelectro-opticalmeasuringinstruments,setrangefinder,electronictheodoliteadvantageinone.Intheintelligentuseoftotalstationinthelight,electricity,magnetism,machinesofthelatestscientificachievements,withadistancemeasurement,anglemeasuringfunction.Totalstationsareinternationaladvancedmemorycard,internalmemoryorelectronicwayofhand-thinrecorddata,withtwo-waytransmissionofcommunications,withanexternalcomputerorelectronichand-bookforthemutualtransmissionofdata,youcanalsorelyonanexternalcomputerorHandbookofinstructionsofelectronicmeasurements.Withtotalstation,representedbyintelligentanddigitalinstrumentisameasuringinstrument,oneofthefuturedirectionofdevelopment.Withthetotalstationandotheradvancedmeasurementinstrumentsandcomputertechnologysupport,youcancreatethree-dimensionalautomaticdatacollection,transmission,processingofmeasurementdataprocessingsystem,thetraditionalhand-thinrecord,manualentry,alargenumberofrepetitivetediouscalculationoftheWorkKokoncomputerprocessing,inreducingtheintensityofthestaffworkingatthesametimeincreaseefficiency,speed,speed,andaccuracyhasbeensecuredandenhanced.
Scientificandtechnologicalprogress,informationmeasuringinstruments-TotalStationElectronicTachometerwiderangeofapplications,andmicro-computerhardwareandsoftwaretechnologyfortherapiddevelopmentandpenetration,promotetheautomationoftopographicmappingandbecomelarge-scaletopographicsurveyoverhaulThemostactiveanddynamicfactorsandthemostreliabletechnicalsupport,topographicsurveymappingchangesfromwhitetodigitalmapping,measuringtheresultsisnotonlyatopographicmapdrawnonpaper,moreimportantly,istosubmitfortransmission,processingandsharingofdigitalterraininformation,namely,computerdisksasthecarrierofthedigitalterrainmap,theinformationagetobecomeanindispensablepartofanimportantcomponentofgeographicinformation.
DigitalMappingisnotjusttheuseofcomputer-aidedmapping,surveyingandmappingtoreducethelaborintensityandtopographicmappingtoensurequality,improvedrawingefficiency.Themorefar-reachingisthecomputer-dataprocessinganddirecttheestablishmentofdigitalterrainmodelsanddigitalmaps,geographicinformationsystemsfortheestablishmentofareliablerawdataforstate,cityandindustrysector,modernmanagement,aswellasengineeringdesignpersonnelincomputer-aideddesign(CAD)touse.Providesamapandotherinformationondigitalimageshasbecomeanumberofgovernmentmanagementandengineeringdesign,constructionunitsessentialtotheworkofallwalksoflifeareincreasinglysubjecttouniversalattention.
Typically,thetotalstationwillbeusedtoconductinthefieldofdigitalterraindatacollection,andcomputer-aidedmappinglarge-scaletopographicmapsofthework,referredtoasthedigitalmapping.
Thisarticlefocusesonmappingouttheindustrydatacollectionprocess,notebookordigitalflatpanelsdonotapply,onlyappliestothecaseofRTKortotalstation,notevenaslittleaspossibleformanualrecordsandsketchesoftheworktoachievethegreatestdegreeofpaperlessofoperation,datarecordingfunctionalityforitsseconddevelopment,makingthecorrespondingdataprocessing;takefulladvantageoftheencodingfunctionofmeasurementtoproducethecorrespondingprogrammodules,reachingoutsidetheindustry,sketchofthepurpose,andeventuallywithintheindustrybycreatingadigitaltopographicmapediting.
Keywords:
digitalmapping,calculation,dataprocessing,codingmeasure
目录
摘要I
Abstract3
1绪论1
1.1当代地形图测绘的发展及前景1
1.2几种数据采集方法的介绍与分析5
1.2.1GPS技术5
1.2.1.1GPS静态定位模式5
1.2.1.2GPS动态定位模式6
1.2.1.3GPS相位差分定位技术6
1.2.2利用全站仪数据采集8
1.2.3利用超站仪数据采集9
1.2.4利用电子平板数据采集10
1.3论文研究的动机和目的11
1.4研究的内容及解决方法12
1.4.1数据处理的内容12
1.4.2VisualBasic6.0编程语言介绍14
1.5论文的组织结构15
2数据处理程序的设计17
2.1数据采集及数据转换的流程19
2.2数据处理软件的功能设计20
2.2.1主要功能20
2.2.2辅助功能21
3数据处理软件的开发和实现21
3.1外业导线测量编码规则的设定22
3.1.1拓普康全站仪的导线编码设定22
3.1.2徕佧全站仪的导线编码设定24
3.2导线平差文件的定义26
3.2.1记录前视观测高差数据的导线平差文件26
3.2.2记录对向观测高差数据的导线平差文件27
3.2.3观测值计算后的导线平差文件28
3.3软件的开发与实现28
3.3.1数据录入29
3.3.1.1手工录入导线数据29
3.3.1.2全站仪观测数据的转换30
3.3.2导线计算32
3.3.3提取统计33
3.3.4文本转换34
3.3.5坐标采集转换35
3.3.6Excel输出35
3.3.7文件36
3.3.8其它38
3.4本章小结41
4利用编码采集数据的讨论41
4.1地形点编码41
4.2地形点连线信息编码42
4.3野外地形数据采集43
4.4作者对编码采集数据的思路45
4.4作者对编码采集数据的设计46
4.4.1动态简码设计46
4.4.2软件实现的思路47
5结论47
5.1论文实现的主要成果47
5.2未来的研究和进一步工作48
参考文献49
致谢50
1绪论
1.1当代地形图测绘的发展及前景
传统的地形测量是用仪器在野外测量角度、距离、高差,作记录(称外业),在室内作计算、处理,绘制地形图(称内业)等。
由于地形测量的主要成果——地形图是由测绘人员利用分度器、比例尺等工具模拟测量数据,按图式符号展绘到白纸(绘图纸或聚酯簿膜)上,又俗称白纸测图或模拟法测图。
随着激光技术、电子技术、计算机软硬件技术的发展,产生了测距仪、全站仪、陀螺仪等光电结合型的测绘仪器,传统测绘方法因此而发生了巨大的变化。
全站仪作为当前应用最为广泛的测绘仪器,是电子技术与光学技术结合发展的光电测量仪器,集测距仪、电子经纬仪的优点于一体。
在智能型全站仪中采用了光、电、磁、机的最新科学成果,具有了测距、测角等功能。
国际国内先进的全站仪均以存储卡、内部存储器或电子手薄的方式记录数据,具有双路传输的通讯功能,能够与外部计算机或电子记录手簿进行数据的相互传递,也可以依靠外部计算机或电子手簿的指令进行测量工作。
以全站仪为代表的智能化、数字化仪器是测量仪器今后的发展方向之一。
有了全站仪等先进测量仪器和计算机技术的大力支持,就可以建立三维数据自动采集、传输、处理的测量数据处理系统,将传统的手薄记录、手工录入、繁琐计算等大量的重复性的工作角有计算机处理,在减轻工作人员工作强度的同时效益提高了,速度加快了,精度也得到了保证和提高。
科学技术的进步,信息化测量仪器——全站型电子速测仪的广泛应用,以及微型计算机硬件和软件技术的迅猛发展与渗透,促进了地形测绘的自动化,并成为大比例尺地形测量全面革新的最积极、最有活力的因素和最可靠的技术保障,地形测量从白纸测图变革为数字测图,测量的成果不仅是绘制在纸上的地形图,更重要的是提交可供传输、处理、共享的数字地形信息,即以计算机磁盘为载体的数字地形图,成为信息时代不可缺少的地理信息的重要组成部分。
数字化测绘不仅仅是利用计算机辅助绘图,减轻测绘人员的劳动强度,保证地形图绘制质量,提高绘图效率。
而更具有深远意义的是由计算机进行数据处理并可以直接建立数字地面模型和电子地图,为建立地理信息系统提供了可靠的原始数据,以供国家、城市和行业部门的现代化管理、以及工程设计人员进行计算机辅助设计(CAD)使用。
提供地图数字图象等信息资料已成为一些政府管理部门和工程设计、建设单位必不可少的工作,正越来越受到各行各业的普遍重视。
通常,将利用电子全站仪在野外进行数字化地形数据采集,并机助绘制大比例尺地形图的工作,简称为数字测图。
在测量仪器发展的同时,测量方法与手段也在不断发展。
以卫星遥感(rs)、全球定位系统(gps)为代表的空间对地观测技术在测绘科学中的应用日趋成熟,遥感包括卫星遥感和航空遥感,基于遥感资料建立数字地面模型(dtm)进而应用于测绘工作已获得了较多的应用。
gps(globalpositioningsystem)是美国国防部于1973年组织研制的军用导航定位系统,80年代商品化并推广到民用,引起各界广泛的注意。
gps定位方法精度高,方便灵活。
gps定位技术在测绘中的应用和普及,是测绘科技的一个重大的突破性进展。
gps已经成为大地测量的主要技术手段,不仅具有全天候、高精度和高度灵活性的优点,而且与传统的测量技术相比,无严格的控制测量等级之分,不必考虑测点间通视,不需造标,不存在误差积累,可同时进行三维定位等优点,在外业测量模式、误差来源和数据处理方面是对传统测量观念的转变。
而GPS实时动态RTK模式,以实时、快速、高精度等特点不仅给控制测量带来新的突破,而且在工程放样、碎部测量、水域测量、地籍测量、房产测绘等广泛领域带来了深刻变化,快速RTK技术给测绘的数据采集工作带来了革命性的解决方案。
以上测量仪器与测量技术的发展结果,显而易见的是外业的工作方式:
携带的基本物品是一台全站仪、一个三脚架、两根标杆、两个棱镜和一卷钢尺(还可以加一个电子手簿或装有测量软件的便携式计算机),测量的计算工作全部交给全站仪或计算机,这种测图方式一般称为数字测记模式;如果电子手簿提供功能或使用便携式计算机,可以同时编辑图形、加注属性,将测量的大部分工作在外业中完成,现在大量使用的一些电子平板测量系统就是这样的,这种测图方式称为电子平板模式。
虽然提高了效率、减轻了强度,可是外业人员还会抱怨要带的仪器过多,对于测图系统集成的呼声日益高涨。
所谓测图系统,包括测量仪器和大比例尺测图软件以及软件的运行平台;所谓简化,是在不降低测量技术水平和工作效能的条件下使用最少的设备,提高测图软件的实用性和易用性。
所以测图系统要简化,不但测图软件和软件运行平台的集成度要提高,而且测量仪器也要利用先进的电子技术和机械制造技术实现一机多能。
借鉴电子平板测量系统产生了全站仪自动跟踪测量模式。
测站为自动跟踪式全站仪,可以无人操作;棱镜站有跑镜员和电子平板操作员(甚至平板操作员兼任司镜员)。
全站仪自动跟踪照准立在测点上的棱镜,测量的数据由测站自动传输给棱镜站的电子平板记录、成图。
瑞典捷创力(geotronic)、日本拓普康(topcon)等推出的自动跟踪全站仪的单人测量系统,再加上电子平板即可实现此模式。
1997年徕卡(leica)推出的tca全站仪+rcs1000控制器(遥控器),实现了遥控测量(remotecontrolsurveying,rcs),使自动跟踪测量模式更趋于现实。
测站无人操作,而在镜站遥控开机测量,全站仪自动跟踪,自动照准,自动记录,及时获取观测成果,还可在镜站遥控进行检查与编码。
tca遥控测量系统与电子平板连接,则可实现自动跟踪模式的电子平板数字测图。
目前此种模式价格昂贵,适用于特定的应用场合。
在如今的测绘作业中,工作方式正由全站仪单独
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