安卓測(cè)量實(shí)習(xí)教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

劉志平，楊丁亮，張書畢

(1.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 環(huán)境與測(cè)繪學(xué)院，江蘇 徐州 221116；2.國(guó)土環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測(cè)國(guó)家測(cè)繪地理信息局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 徐州 221116)

安卓測(cè)量實(shí)習(xí)教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

劉志平1,2，楊丁亮1,2，張書畢1,2

(1.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 環(huán)境與測(cè)繪學(xué)院，江蘇 徐州 221116；2.國(guó)土環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測(cè)國(guó)家測(cè)繪地理信息局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 徐州 221116)

針對(duì)“數(shù)字地形測(cè)量學(xué)”、“大地測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)”常規(guī)測(cè)量教學(xué)和實(shí)踐中存在的不足，充分考慮智能手機(jī)等移動(dòng)終端逐漸全民普及趨勢(shì)和應(yīng)用需求，開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)具有“測(cè)量記錄”、“定位計(jì)算”和“成果轉(zhuǎn)換”3大模塊的安卓移動(dòng)終端測(cè)量實(shí)習(xí)教學(xué)系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用圖形用戶界面、按鈕式交互操作方式實(shí)現(xiàn)各模塊諸多具體功能，同時(shí)兼顧課堂教學(xué)演示、實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)教學(xué)及工程實(shí)踐要求，為提高測(cè)量實(shí)習(xí)實(shí)踐教學(xué)效果和激發(fā)學(xué)生的測(cè)繪研發(fā)創(chuàng)新意識(shí)提供新途徑。

安卓；智能手機(jī)；測(cè)量實(shí)習(xí)；教學(xué)系統(tǒng)；軟件設(shè)計(jì)

“數(shù)字地形測(cè)量學(xué)”、“大地測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)”是測(cè)繪工程專業(yè)的核心課程，其豐富的測(cè)量理論和較高的實(shí)踐能力要求，具有知識(shí)與能力并重、理論與實(shí)踐統(tǒng)一的鮮明特色[1-2]。但是，由于近年來(lái)教學(xué)學(xué)時(shí)的壓縮和測(cè)繪學(xué)科發(fā)展帶來(lái)的新教學(xué)內(nèi)容，導(dǎo)致課堂實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)縮減，而不充分的課堂實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)又進(jìn)一步制約集中實(shí)習(xí)教學(xué)效果，從而難以達(dá)到生產(chǎn)實(shí)踐要求[3-5]。另一方面，測(cè)繪學(xué)科已完成由傳統(tǒng)模擬測(cè)繪向數(shù)字化測(cè)繪的轉(zhuǎn)變，并逐步實(shí)現(xiàn)從數(shù)字化測(cè)繪向信息化測(cè)繪新階段的轉(zhuǎn)化[6-7]。然而，在當(dāng)前大部分的教學(xué)實(shí)習(xí)中，上述兩門課程涉及的水準(zhǔn)高程測(cè)量、經(jīng)緯儀角度測(cè)量、全站儀導(dǎo)線測(cè)量等常規(guī)任務(wù)，其數(shù)據(jù)記錄及計(jì)算仍然是人工方式，這種狀況遠(yuǎn)未跟上數(shù)字化測(cè)繪、信息化測(cè)繪發(fā)展階段的步伐和要求。

以Android智能手機(jī)為代表的移動(dòng)終端不僅功能強(qiáng)大、價(jià)格低廉，而且開(kāi)源操作系統(tǒng)便于用戶進(jìn)行各類應(yīng)用開(kāi)發(fā)[8-13]。此外，智能手機(jī)具有體積小、重量輕、攜帶方便，適應(yīng)于常規(guī)內(nèi)外業(yè)測(cè)量一體化、數(shù)字化等特點(diǎn)。鑒此，本文以Android智能手機(jī)為測(cè)量數(shù)據(jù)記錄和處理計(jì)算平臺(tái)，在Eclipse開(kāi)發(fā)環(huán)境下采用JAVA語(yǔ)言設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一款能夠滿足測(cè)量實(shí)習(xí)教學(xué)及生產(chǎn)實(shí)踐需求(主要涉及“數(shù)字地形測(cè)量學(xué)”、“大地測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)”課程中的水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀、全站儀)的軟件(已獲軟件著作權(quán)[14])。通過(guò)該安卓測(cè)量實(shí)習(xí)教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，旨在解決實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)學(xué)時(shí)少與內(nèi)容多的矛盾，提升實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)教學(xué)質(zhì)量和外業(yè)數(shù)字化水平，并激發(fā)學(xué)生積極參加實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)的興趣和從事測(cè)繪軟件開(kāi)發(fā)的潛力。

1 環(huán)境搭建與系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 Android環(huán)境搭建

Android操作系統(tǒng)由應(yīng)用程序?qū)?、?yīng)用程序框架層、系統(tǒng)庫(kù)和Linux內(nèi)核層組成[8]。該系統(tǒng)具有Linux的開(kāi)放性免費(fèi)性，其豐富的開(kāi)發(fā)包(SDK)和組件(API)降低了軟件開(kāi)發(fā)的技術(shù)門檻。

Android開(kāi)發(fā)平臺(tái)及環(huán)境的搭建方式較多，本文選擇在Windows下搭建Eclipse+Android開(kāi)發(fā)平臺(tái)[8]。該搭建方式的步驟為：分別下載并安裝Java SE Development Kit (JDK)，Eclipse，Android SDK，Android ADT，并設(shè)置JDK環(huán)境變量JAVA_HOME和CLASSPATH以及Android SDK的Tool變量，最后建立Android Virtual Device(AVD)并設(shè)置其參數(shù)。程序由可視化View界面和對(duì)應(yīng)的Activity指令事件組成，在開(kāi)發(fā)完成后通過(guò)運(yùn)行Android應(yīng)用項(xiàng)目文件，即可在項(xiàng)目文件下的bin文件夾自動(dòng)生成APK應(yīng)用程序，將APK程序復(fù)制安裝在移動(dòng)終端便可以在移動(dòng)終端運(yùn)行。

1.2 需求分析

“數(shù)字地形測(cè)量學(xué)”、“大地測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)”實(shí)習(xí)教學(xué)，均涉及水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀、全站儀3種常規(guī)儀器的使用。在常規(guī)測(cè)量實(shí)踐中，也常常要進(jìn)行水準(zhǔn)高程測(cè)量、全站儀導(dǎo)線測(cè)量等。然而，在目前實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)教學(xué)中仍采用自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀和光學(xué)經(jīng)緯儀人工記錄及計(jì)算外業(yè)數(shù)據(jù)。尤其是即使使用電子化水準(zhǔn)儀和全站儀，很多人員仍采用人工方式記錄及檢核數(shù)據(jù)。實(shí)踐表明，人工記錄檢核耗時(shí)長(zhǎng)易出錯(cuò)，甚至導(dǎo)致外業(yè)全部重測(cè)，這與測(cè)繪數(shù)字化、信息化發(fā)展要求完全背道而馳[10-14]。此外，在外業(yè)測(cè)量過(guò)程中因事前準(zhǔn)備不充分等原因需在野外進(jìn)行定位計(jì)算(如通過(guò)前方交會(huì)方法加密圖根點(diǎn))、坐標(biāo)成果換算時(shí)，往往由于沒(méi)有攜帶計(jì)算機(jī)導(dǎo)致外業(yè)工作無(wú)法繼續(xù)、作業(yè)中斷。

2015-11-12，德勤“移動(dòng)消費(fèi)大未來(lái)：2015中國(guó)移動(dòng)消費(fèi)者行為”報(bào)告稱中國(guó)智能手機(jī)擁有率高達(dá)86%，在大學(xué)生群體中的普及率可達(dá)九成以上。因而，若利用Android智能手機(jī)開(kāi)發(fā)測(cè)量實(shí)習(xí)教學(xué)系統(tǒng)，可以無(wú)需增加額外硬件成本。鑒此，本文通過(guò)分析兩門課程涉及的測(cè)量實(shí)習(xí)，綜合考慮上述應(yīng)用需求和趨勢(shì)，設(shè)計(jì)并編寫具有測(cè)量記錄、定位計(jì)算和成果轉(zhuǎn)換三大功能的實(shí)習(xí)軟件系統(tǒng)。其根本目的就是通過(guò)數(shù)據(jù)記錄與檢核的數(shù)字化，釋放學(xué)生時(shí)間成本，提高測(cè)量成果質(zhì)量與效率，并將更多的時(shí)間用在提升實(shí)踐操作和分析問(wèn)題的能力。同時(shí)，上述工作也為常規(guī)測(cè)量?jī)?nèi)外業(yè)一體化、數(shù)字化和信息化發(fā)展提供新思路。

1.3 功能設(shè)計(jì)

根據(jù)上節(jié)需求分析，本系統(tǒng)主要圍繞“數(shù)字地形測(cè)量學(xué)”、“大地測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)”兩門課程的實(shí)驗(yàn)，旨在實(shí)現(xiàn)水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀、全站儀等常規(guī)測(cè)量數(shù)據(jù)的電子化記錄、自動(dòng)檢核與存儲(chǔ)以及快速的坐標(biāo)成果轉(zhuǎn)換，以提升實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)教學(xué)質(zhì)量和測(cè)繪實(shí)踐數(shù)字化水平。該軟件主要包括測(cè)量記錄、定位計(jì)算和成果轉(zhuǎn)換三大模塊(見(jiàn)圖1)。

圖1 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

如圖1所示，測(cè)量記錄模塊包括不同等級(jí)的水準(zhǔn)高程測(cè)量、經(jīng)緯儀或全站儀角度測(cè)量、全站儀的導(dǎo)線測(cè)量的數(shù)據(jù)記錄檢核等功能；定位計(jì)算包括計(jì)算平面坐標(biāo)的極坐標(biāo)法、交會(huì)法以及計(jì)算高差的三角高程法；成果換算包括平面坐標(biāo)的正反算、空間直角坐標(biāo)與大地坐標(biāo)的三維坐標(biāo)換算、高斯投影正反算及換帶計(jì)算、儒略日與年積日/GPS周等通用時(shí)間相互換算。需指出的是，該系統(tǒng)主要是針對(duì)外業(yè)常規(guī)測(cè)量記錄檢核、少量且快捷的數(shù)據(jù)處理與成果轉(zhuǎn)換，并將按照自定義設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)格式進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以便后期進(jìn)行水準(zhǔn)網(wǎng)、導(dǎo)線網(wǎng)平差等較大數(shù)據(jù)量的工作。

特別地，測(cè)量記錄存儲(chǔ)方式是以xls為后綴的文件。文件命名規(guī)則為“yyyymmdd+XXXX”，yyyymmdd表示年月日，XXXX表示4個(gè)字符的測(cè)量任務(wù)簡(jiǎn)稱。例如，一等水準(zhǔn)是以“當(dāng)天日期+lev1.xls”，四等水準(zhǔn)是以“當(dāng)天日期+lev4.xls”，水平角是以“當(dāng)天日期+hang.xls”，三維導(dǎo)線是以“當(dāng)天日期+tra3.xls”。水準(zhǔn)讀數(shù)的輸入數(shù)據(jù)格式按規(guī)范要求保留位數(shù)(如一等、二等的中絲讀數(shù)為6位整數(shù)-讀至0.01 mm，其它等級(jí)水準(zhǔn)讀數(shù)均為4位整數(shù)-讀至1mm)，計(jì)算結(jié)果數(shù)值的距離單位保留到0.1 mm。

1.4 編程思路

本節(jié)對(duì)權(quán)限設(shè)置與軟件登錄模塊、功能模塊的切換以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式的編程思路予以扼要介紹。軟件編寫涉及22個(gè)xml文件(界面布局)、19個(gè)java文件(功能計(jì)算)以及1個(gè)AndroidManifest文件(設(shè)置權(quán)限)。

登錄模塊由2個(gè)xml文件和1個(gè)java文件(MainActivity)組成。其驗(yàn)證原理是通過(guò)手機(jī)用戶SIM卡與MIEI號(hào)進(jìn)行識(shí)別與授權(quán)，并按照用戶等級(jí)授予不同使用期限，同時(shí)檢查每次登錄時(shí)讀取的網(wǎng)絡(luò)時(shí)間是否為授權(quán)時(shí)間。其中，讀取手機(jī)SIM卡及MIEI號(hào)需在AndroidManifest中添加”android.permission.READ_PHONE_STATE”，讀取網(wǎng)絡(luò)時(shí)間需要添加”android.permission.INTERNET”，并在MainActivity文件中寫入”(TelephonyManager) getSystemService (TELEPHONY_SERVICE)”觸發(fā)手機(jī)系統(tǒng)管理服務(wù)。

功能模塊包含“測(cè)量記錄”、“定位計(jì)算”、“成果換算”及其子功能模塊。軟件采用上下文菜單方式(ContextMenu)，在“MenuActivity.java”文件寫入”SubMenu XXX=menu.addSubMenu("****");XXX.add(0,1,0,"...")”實(shí)現(xiàn)三大類功能的一級(jí)菜單選項(xiàng)，各子功能模塊設(shè)為二級(jí)菜單選項(xiàng)。通過(guò)上下文菜單利用Intent組件實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能界面的選擇或跳轉(zhuǎn)，其核心代碼為：“Intent intent = new Intent(); Intent.setClass(Current.this,Other.class); Current.this.start(intent)”。

Android常見(jiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式有“SharedPreference”、“文件”、“SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)”3種?？紤]到后續(xù)數(shù)據(jù)內(nèi)業(yè)處理要求，同時(shí)滿足數(shù)據(jù)可編輯性及共享性，軟件采用“文件”方式存儲(chǔ)“測(cè)量記錄”模塊中水準(zhǔn)測(cè)量、角度測(cè)量、導(dǎo)線測(cè)量產(chǎn)生的數(shù)據(jù)?！拔募贝鎯?chǔ)方式涉及存儲(chǔ)路徑定義“Environment.getExternalStorageDirectory().toString()+File.separator”，以及外部空間(SD卡)讀寫權(quán)限：“android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE”。

2 測(cè)量實(shí)習(xí)教學(xué)系統(tǒng)實(shí)例

2.1 用戶登錄

系統(tǒng)在首次使用時(shí)，需要先進(jìn)行用戶注冊(cè)(見(jiàn)圖2)，根據(jù)智能手機(jī)SIM卡號(hào)、MIEI號(hào)進(jìn)行軟件授權(quán)許可，針對(duì)不同用戶設(shè)置相應(yīng)的使用期限級(jí)別(分為3個(gè)級(jí)別，分別是10年、3年和半年)。用戶注冊(cè)登陸成功后，點(diǎn)擊Menu菜單(手機(jī)左下角或右上角)，就可以顯示“測(cè)量記錄”、“定位計(jì)算”和“成果換算”三大功能模塊(見(jiàn)圖3)。

圖2 用戶注冊(cè)

圖3 測(cè)量模塊

2.2 測(cè)量記錄

測(cè)量記錄模塊設(shè)計(jì)均由限差設(shè)置、觀測(cè)計(jì)算兩個(gè)界面組成。其中，限差設(shè)置界面包括基本信息、測(cè)量指標(biāo)和命令欄(含重置、默認(rèn)、保存和返回4個(gè)命令按鈕)；觀測(cè)計(jì)算界面包括測(cè)站信息、讀數(shù)信息、檢核信息和命令欄(含檢核、清空和返回3個(gè)命令按鈕)。水準(zhǔn)測(cè)量包括一等、二等、三等、四等和等外水準(zhǔn)5個(gè)次級(jí)菜單功能，角度測(cè)量包括方向觀測(cè)法、水平測(cè)回法和豎直角測(cè)量3個(gè)次級(jí)菜單功能，導(dǎo)線測(cè)量包括高程導(dǎo)線、平面導(dǎo)線和三維導(dǎo)線3個(gè)次級(jí)菜單功能，其中高程導(dǎo)線采用中間設(shè)站法、其它導(dǎo)線測(cè)量使用三架法。

在限差設(shè)置時(shí)，可以參照最新的國(guó)家或行業(yè)規(guī)范(例如，《GBT 12897-2006 國(guó)家一、二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范》、《工程測(cè)量規(guī)范_GB50026-07》、《全球定位系統(tǒng)(GPS)測(cè)量規(guī)范_GB-T18314-2009》等)，也可以自定義限差。在檢核計(jì)算時(shí)，將記錄的測(cè)量數(shù)據(jù)與測(cè)量限差進(jìn)行比較以判斷是否合格。若讀數(shù)合格則保存在手機(jī)SD卡，否則以紅色顯示超限，報(bào)錯(cuò)提示并放棄保存數(shù)據(jù)。限于篇幅，下面僅以二等水準(zhǔn)測(cè)量為例。

二等水準(zhǔn)測(cè)量限差的界面見(jiàn)圖4，其默認(rèn)限差取值依據(jù)《GBT 12897-2006 國(guó)家一、二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范》。若需要自定義，則只需點(diǎn)擊重置按鈕，并修改相應(yīng)限值。點(diǎn)擊保存按鈕之后，就進(jìn)入觀測(cè)計(jì)算界面(見(jiàn)圖5)。由圖5可知，測(cè)站信息含有站號(hào)、測(cè)回?cái)?shù)(數(shù)字1,2,3等，需輸入設(shè)置)和水準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)記(前視、后視、無(wú)三種選項(xiàng)，需選擇設(shè)置)。讀數(shù)信息按照“后前前后”或“前后后前”等觀測(cè)順序進(jìn)行讀數(shù)記錄。讀數(shù)信息記錄完成后點(diǎn)擊檢核按鈕，則完成檢核計(jì)算。檢核信息中的前K差和高差互差都超限，以紅色提示并提醒測(cè)量人員進(jìn)行重測(cè)。若讀數(shù)信息檢核合格則自動(dòng)保存測(cè)量數(shù)據(jù)(見(jiàn)圖6)，測(cè)站號(hào)自動(dòng)累加1進(jìn)入下一測(cè)站，重復(fù)上述步驟，直至水準(zhǔn)路線測(cè)量完成。此外，清空按鈕表示清空讀數(shù)信息，便于測(cè)量人員根據(jù)需要決定是否重測(cè)，返回按鈕表示中途退出或結(jié)束水準(zhǔn)路線測(cè)量，設(shè)置水準(zhǔn)路線偶數(shù)站的檢核提示。由上述可以看出，測(cè)量指標(biāo)、讀數(shù)信息、檢核信息與教材使用的表格或者規(guī)范要求一致，系統(tǒng)便于在課堂上演示水準(zhǔn)測(cè)量實(shí)驗(yàn)教學(xué)，也滿足外業(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)教學(xué)或工程實(shí)踐。

圖4 二等水準(zhǔn)限差

圖5 測(cè)站超限

圖6 二等水準(zhǔn)數(shù)據(jù)保存

2.3 定位計(jì)算

定位計(jì)算模塊設(shè)計(jì)3個(gè)輸入計(jì)算界面，分別實(shí)現(xiàn)交會(huì)測(cè)量、極坐標(biāo)法的平面坐標(biāo)計(jì)算和三角高程計(jì)算。其中，交會(huì)測(cè)量包括后方測(cè)角、前方測(cè)角和前方測(cè)邊3個(gè)次級(jí)菜單功能。輸入計(jì)算界面均含有可輸入文本框和命令欄(計(jì)算和返回按鈕)，計(jì)算按鈕實(shí)時(shí)監(jiān)控已知信息是否輸入完整，只有已知信息完整才能顯示結(jié)果。否則，提示無(wú)法計(jì)算。計(jì)算完畢后，點(diǎn)擊返回按鈕可以退出當(dāng)前界面。限于篇幅，下面僅以交會(huì)測(cè)量為例。

為了實(shí)現(xiàn)后方測(cè)角、前方測(cè)角和前方測(cè)邊三種定位計(jì)算的功能類型切換，采用單選按鈕組設(shè)計(jì)思路將三者結(jié)合于一個(gè)計(jì)算界面。當(dāng)選擇后方測(cè)角按鈕時(shí)，進(jìn)入后方測(cè)角計(jì)算(見(jiàn)圖7)。界面采用(Ax,Ay)，(Bx,By)，(Cx,Cy)表示3個(gè)已知點(diǎn)坐標(biāo)，對(duì)應(yīng)觀測(cè)角采用字母A，B，C表示，文本框內(nèi)的文字是提示該文本框需要輸入的內(nèi)容。界面中待定點(diǎn)的坐標(biāo)用(Px,Py)表示，其文本框?yàn)椴豢删庉嫚顟B(tài)呈灰色，用于點(diǎn)擊計(jì)算按鈕后顯示坐標(biāo)結(jié)果。此外，前方測(cè)角(界面見(jiàn)圖8)和前方測(cè)邊的計(jì)算功能，其設(shè)計(jì)思路與后方測(cè)角一致，不再贅述。由上述可以看出，交會(huì)測(cè)量設(shè)計(jì)與計(jì)算便于在課堂上演示圖根點(diǎn)測(cè)量的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，滿足外業(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)教學(xué)或工程實(shí)踐中的臨時(shí)加密點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算等工作。

圖7 后方測(cè)角交會(huì)

圖8 前方測(cè)角交會(huì)

2.4 成果換算

成果換算模塊實(shí)現(xiàn)三維坐標(biāo)、帶有任意投影高程的高斯投影(高斯正算、反算和鄰帶換算)和通用時(shí)間(公歷年月日、儒略日、約化儒略日、年積日和GPS周)的換算。其中，三維坐標(biāo)和高斯投影通過(guò)兩組單選按鈕來(lái)實(shí)現(xiàn)不同坐標(biāo)形式和不同參考橢球(北京54、西安80和國(guó)家2000)的交叉選擇；通用時(shí)間使用選項(xiàng)菜單，完成各時(shí)間量的一對(duì)多轉(zhuǎn)換(由其中任意一個(gè)時(shí)間量計(jì)算出其它時(shí)間量)。限于篇幅，下面僅以高斯投影和通用時(shí)間換算為例進(jìn)行詳細(xì)介紹。

高斯投影界面設(shè)計(jì)兩組單選按鈕組(類型選擇和橢球選擇)來(lái)實(shí)現(xiàn)在不同參考橢球下的正算、反算和鄰帶換算(見(jiàn)圖9)。當(dāng)選定高斯正算時(shí)，字母(B,L，L0，H0)分別表示大地緯度、經(jīng)度、中央子午線經(jīng)度和投影高程(單位：m)，字母(X,Y)分別表示高斯平面橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)。界面還有命令欄(計(jì)算按鈕和返回按鈕)，計(jì)算按鈕實(shí)現(xiàn)輸出結(jié)算結(jié)果，坐標(biāo)值精確到0.1 mm，經(jīng)緯度精確到0.000 1 s。

圖9 高斯投影(正算)

通用時(shí)間通過(guò)菜單選項(xiàng)來(lái)實(shí)現(xiàn)公歷、儒略日、約化儒略日、年積日和GPS周之間的換算，通過(guò)點(diǎn)擊菜單選項(xiàng)即可激活界面(見(jiàn)圖10)。界面中含有命令欄(計(jì)算按鈕和返回按鈕)，在界面激活和相應(yīng)時(shí)間類型值輸入后，點(diǎn)擊計(jì)算按鈕就可以輸出其他時(shí)間值。由上述可以看出，高斯投影和通用時(shí)間換算設(shè)計(jì)可以滿足外業(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)教學(xué)或工程實(shí)踐，方便野外測(cè)量計(jì)算，有效地應(yīng)對(duì)野外測(cè)量突發(fā)情況，大大降低對(duì)計(jì)算機(jī)計(jì)算的依賴。

圖10 通用時(shí)間

3 結(jié)束語(yǔ)

Android智能手機(jī)測(cè)量實(shí)習(xí)教學(xué)系統(tǒng)，不但能夠解決“數(shù)字地形測(cè)量學(xué)”、“大地測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)”實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)學(xué)時(shí)壓縮和常規(guī)測(cè)量人工方式及其帶來(lái)的實(shí)踐能力培養(yǎng)不足的問(wèn)題，而且能夠真正提高測(cè)繪數(shù)字化信息化水平、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情和創(chuàng)新意識(shí)。該系統(tǒng)的測(cè)量記錄、定位計(jì)算和成果轉(zhuǎn)換三大功能模塊，實(shí)現(xiàn)水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀和全站儀等測(cè)量教學(xué)實(shí)習(xí)和實(shí)踐的內(nèi)外業(yè)一體化，其自身還具有運(yùn)行快速且便于攜帶與數(shù)據(jù)保存?zhèn)鬏數(shù)奶攸c(diǎn)。此外，該教學(xué)系統(tǒng)還具有拓展性，即根據(jù)教學(xué)深度和實(shí)踐要求增加儀器檢定等功能模塊。

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[責(zé)任編輯：張德福]

Development of survey practice and teaching system based on android mobile terminal

LIU Zhiping1,2,YANG Dingliang1,2,ZHANG Shubi1,2

(1.School of Environment Science and Spatial Informatics,China University of Mining and Technology,Xuzhou 221116,China;2. NASG Key Lab for Land Environment and Disaster Monitoring, Xuzhou 221116,China)

Aiming at the shortage of routine teaching practice in digital topographic surveying and geodesy principles, and considering the application demand and universal trend for smart phones and other mobile terminal, this paper develops an Android mobile terminal measurement practice teaching system with the three function modules, including measurement record, positioning calculation and survey transformation. The system mentioned above obtains at least three specific functions for each module by graphical user interface and button interactive operations. In addition, this system, taking into account the classroom teaching demonstration, practice teaching and engineering practice, will provide a new way to improve the measurement practice teaching efficiency and inspire students with surveying and mapping innovative awareness.

Android; smart phone; measurement practice; teaching system; software design

引用著錄：劉志平，楊丁亮，張書畢.安卓測(cè)量實(shí)習(xí)教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].測(cè)繪工程，2017，26(6)：75-80.

10.19349/j.cnki.issn1006-7949.2017.06.014

2016-07-28

江蘇高校品牌專業(yè)建設(shè)工程資助項(xiàng)目(PPZY2015B144)；國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(41204011；41504032)；教育部卓越工程師培養(yǎng)項(xiàng)目(152121508G)

劉志平(1982-)，男，副教授.

G642

A

1006-7949(2017)06-0075-06