基于PDA的测量机器人自动化网观测软件研究图文精Word格式.docx

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开发平台为VS.NET2005及.NETCompactFramework,开发语言为C#语言。

自动化网观测软件开发要实现的目的是通过软件来控制和指导测量机器人自动完成一个全圆观测。

自动化网观测软件系统跟全站仪之间的通信是由.NET

CompactFramework提供的通用类SerialPort来实现的,这

个类集成了串口通信所需API函数所有的功能[7]。

软件开发概略流程如图1所示

。

图1　测软开发件概略流程

1徕卡测量机器人二次开发技术。

在开发过程中,调

用ClassCeGeoCom.dll类库,该类库是利用GeoCom指令,使用VB.NET语言编写的。

其需要常用的函数为:

1>

基类

-ClassMeasFunction;

2>

初始化串口-InitSerialPort;

3>

倒转望远镜-VB_AUT_ChangeFace4;

4>

获取和设置ATR开关-VB_AUT_GetATRStatus\VB_AUT_SetATRStatus;

5>

仪器精准定位-VB_AUT_MakePositioning4;

6>

角距

测量模式-VB_BAP_MeasDistAng。

2接口函数的调用方法。

需要将ClassCeGeoCom.dll

类库,引用到.NET开发平台上,即可以采用像调用本地函数一样的方法,调用集成到ClassCeGeoCom.dll类库中的接口函数,以此来完成操作仪器的程序控制。

在ClassCeGeo2

Com类库中自动搜索测量目标的接口函数在C#中的调用

方法如下:

usingClassCeGeoCom;

//调用ClassCeGeoCom类库

publicClassCeGeoCom.ClassMeasFunctionclassmeasFun;

//定

义一个类

classmeasFun.CloseSerialPort（;

//关闭已经开启的串口classmeasFun.InitSerialPort（“COM1”,9600;

//重新初始化

串口

intret=classmeasFun.VB_AUT_SetATRStatus（1;

//打开ATR开关

intret=classmeasfun.VB_AUT_MakePositioning4（hza,vca,1,0,false;

//瞄准定位目标

intret=classmeasFun.VB_BAP_MeasDistAng（refhza,refvca,refdist,refmodel;

//读取测量点位的角度和距离值

3数据管理设计。

由于SQLServerCompactEdition

存储自动测量产生的动态数据,处理器显得比较迟钝[8],所以采用文件流的方式管理测量数据。

基于PDA的测量机器人网观测软件的数据文件分为两大类:

配置信息文件和观测值文件。

它们各自还包含一些子文件,是按照存储的数据具有的作用来划分的。

数据文件具体分类为:

<

配置信息文件,包括有限差设置文件（.ini、测站设置文件（.ini、气象参数设置文件（.ini、仪器配置文件（.ini和单位及坐标系设置文件（.ini。

原始观测数据文件,包括有初始观测值文件（.gcd、水平角观测值文件

（.hza、垂直角观测值文件（.vca和距离观测值文件（.dist。

处理后数据文件,包括有处理后水平角观测值文件（.fhza和处理后垂直角观测值文件（.fvca。

数据文件的处理过程是由IO输入输出类（主要指

FileStream、StreamReader和StreamWriter类结合ADO.NET技术有关类（主要指DataSet、DataTable、DataColumn、

5

4测绘信息与工程　JournalofGeomaticsOct.2008;

33（5

DataRow和DataRelation类以及数组变量来完成实现的,

这样其所采集的数据结构就有了一定的规律性和连贯性,也满足测量数据的基本要求。

具体的数据读取和写入程序流程为:

首先新建工程,系统会自动产生一些固定格式的空数据文件,包括全部配置信息文件和原始观测值文件。

其次进行系统配置,配置参数会被存储在配置信息文件中,并且通过数组变量调用。

然后依次进行初始观测和自动观测,观测值会被存储到已生成的空原始观测值数据文件中,并且通过ADO.NET中的DataT2

able类生成虚拟表来调用。

最后对生成的原始观测值数据

进行处理,并把处理后的数据存储到处理后数据文件中,也通过ADO.NET中的DataTable类生成虚拟表来调用。

打开已有工程时,系统会通过数组变量或DataTable类,

把数据文件中的数据调用到程序中。

2　系统功能

软件系统主要包括工程管理、系统设置、仪器控制、控制网及变形监测五个子菜单。

系统运行主界面如图2所示。

工程管理。

包括新建工程、打开工程、关闭工程、另存为工程及删除工程等功能。

新建一个工程后,会自动产生空数据文件（部分有系统默认数据。

打开一个工程后,系统会读取数据文件中的数据到相应的虚拟表和数组变量中去。

系统设置。

主要配置信息文件中的参数,包括初始化全站仪、气象参数设置、测站设置、单位及坐标系设置、观测限差设置、参考点设置等。

仪器控制。

包括切换连接模式/关机、仪器遥控操作、搜寻目标点、读取当前位置和仪器定位等。

控制网。

是系统的核心部分,主要包括初始测量、自动测量、数据整理和数据查看四个子模块。

初始测量获取控制点概略位置信息或依据测点的概略坐标计算初始概略位置信息。

自动观测界面图如图3所示。

仪器可以自动同步观

图2　系统运行主界面　　图3　自动观测界面图

测水平角、距离和垂直角,自动检查测回内的所有限差,原始数据都实时记录到PDA内存中。

如测回间出现超限,可以根据实际情况采取人工选择性的方式重测某一测回。

通过自动测量得到的都是原始数据,但是为了找出测回间的限差,必须要对数据进行适当整理。

输出的原始观测数据和整理后的数据可在DataGrid中显示出来。

3　试验分析

为检验基于PDA的测量机器人自动化网观测软件运行状况,于2008年1月在一个大坝变形监测系统上,利用该软件作了外业数据采集试验。

Z1为工作基点,Z2、Z3为参考

点,M2、M3、M6、M10为目标点。

Z1、Z2和Z3点组成监测控制网,进行了闭合观测。

在Z1架设仪器,全圆观测Z3、M2、

M3、M6、M10点。

在Z3架设仪器,全圆观测Z1、M2、M3、M6、M10点。

整个试验过程非常顺利,软件整个的运行性能良好,

圆满完成了自动测量任务,采集了需要的数据。

试验所采集的数据经过平差处理后,平差结果如下:

监测控制网的平面闭合差检查计算结果为:

角度闭合差为-0.1s（限差8.8s;

边长闭合差为2.8mm（总长度

0.3563km,相对精度1∶129130。

监测控制网的高差闭

合差计算结果为2.56mm。

监测点平差精度如表1所示,其中mx、my分别表示x、y方向的中误差,mp表示点位中误差。

表1　监测点平差精度/mm

点名

mx

my

mp

M20.571.251.37M30.701.151.37M60.811.131.39M10

1.10

0.86

1.40

　　从平面和高程闭合差计算结果来看,闭合差和相对精度都很小,说明自动化网观测软件监测控制网的观测质量非常优良。

从监测点平差精度来看,四个监测点x、y方向和点位中误差都在1.5mm内,说明观测监测网交会观测精度很高。

由此可判定,自动化网观测软件能高精度、精确、可靠的采集测量数据。

4　结束语

利用野外采集观测数据的试验,表明基于PDA的测量机器人自动化网观测软件获得了可靠的观测数据。

因基于

PDA的测量机器人自动化网观测软件系统的开发费用低

廉,故具有很高的实用价值和参考意义。

参考文献

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武汉

大学,2007

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辽

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[8]廖中平,沈云中.测量机器人与PocketPC无线通信设计与实现

[J].辽宁工程技术大学学报,2007,26（2:

5802583

　收稿日期:

2008205216。

第一作者简介:

梅文胜,副教授,博士,现研究测量机器人应用软件

及数据处理。

E2mail:

wshmei@

64测绘信息与工程　JournalofGeomaticsOct.2008;

SOFTWAREFORGEOROBOTNETWORKAUTO2OBSERVATION

BASEDONPDA

MEIWensheng1　ZHENGYongbo1,2　ZHOUMingduan1

（1SchoolofGeodesyandGeomatics,WuhanUniversity,129LuoyuRoad,Wuhan430079,China;

2ShanghaiUrbanConstructionDesignandResearchInstitute,3447DongfangRoad,Shanghai200125,China

ABSTRACT　HowtodesignsoftwareforGeorobotnetworkauto2observationbasedonPDAare

studied,andthenitsdesignflowandmainf