Casio FX-5800P圖根導(dǎo)線控制測量電子手簿

DOI：10.19850/j.cnki.2096-4706.2021.08.009

摘? 要：對Casio FX-5800P計算器的類結(jié)構(gòu)化BASIC編程語言、數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)及圖根導(dǎo)線控制測量相關(guān)理論、規(guī)范進(jìn)行了研究，并將相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了量化分析，編制基于Casio FX-5800P平臺的圖根導(dǎo)線控制測量記錄軟件，詳細(xì)闡述了軟件的算法，列舉了部分源代碼，實現(xiàn)了圖根導(dǎo)線測量與電磁波測距三角高程測量同步進(jìn)行，在測量過程中根據(jù)輸入儀器觀測數(shù)據(jù)自動計算各項觀測限差，限差超限，即提示進(jìn)行返測。

關(guān)鍵詞：圖根導(dǎo)線;電磁波測距三角高程測量;電子手簿;Casio FX-5800P

中圖分類號：P209 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2096-4706（2021）08-0030-04

Data Recorder of Figure Root Traverse Control Survey Based on

Casio FX-5800P

FU Jianbo

（Chengdu Engineering Corporation Limited，Chengdu? 610072，China）

Abstract：This paper studies the class structured BASIC programming language of Casio FX-5800P calculator，the data storage structure，and the related theories and specification of figure root traverse control survey，and makes a quantitative analysis of the related parameters. The recording software of figure root traverse control survey based on the Casio FX-5800P platform is developed. The algorithm of the software is described in detail，and part of the source code is enumerated，so that figure root traverse survey with electromagnetic distance measurement trigonometric leveling are implemented synchronously. During the measurement process，the various observation tolerances are automatically calculated according to the input instrument observation data. When the tolerance exceeds the limit，it is suggested to carry out the back survey.

Keywords：figure root traverse;electromagnetic distance measurement trigonometric leveling;data recorder;Casio FX-5800P

0? 引? 言

目前，已經(jīng)可以用GPS RTK測量方法完成大部分的圖根控制測量工作，但在對空遮蔽嚴(yán)重的特殊地形地物條件下，采用導(dǎo)線進(jìn)行圖根控制測量仍是一種不可或缺的測量方法。傳統(tǒng)的圖根導(dǎo)線控制測量，采用手工記錄數(shù)據(jù)、計算檢核，易出錯、效率低。而廠家生產(chǎn)的全站儀隨機(jī)配套測量程序，雖然功能強(qiáng)大，但存在一些嚴(yán)重的缺點，通用性差、使用不靈活、功能難以滿足不同單位的生產(chǎn)需求。目前已有一些基于PC機(jī)以及手機(jī)端開發(fā)的測量數(shù)據(jù)記錄軟件，但PC機(jī)攜帶不方便、手機(jī)續(xù)航時間較短且程序編寫需要較深厚的編程語言功底?；?800P計算器的穩(wěn)定性、便攜性、程序開發(fā)簡易性及應(yīng)用的廣泛性，本文設(shè)計開發(fā)了附合圖根導(dǎo)線控制測量記錄軟件^[1-4]。

1? Casio FX-5800P計算器簡介

該設(shè)備內(nèi)存為閃存形式，容量為28.5 kB閃存，不易丟失數(shù)據(jù);具有關(guān)機(jī)現(xiàn)場保護(hù)功能，機(jī)器保存關(guān)機(jī)前現(xiàn)場的屏幕顯示與運行狀態(tài)。設(shè)備采用類結(jié)構(gòu)化BASIC語言，能夠進(jìn)行邏輯操作以及實現(xiàn)條件語句、循環(huán)語句，可以調(diào)用子程序;數(shù)據(jù)存儲使用串列、數(shù)組變量、字母變量。數(shù)據(jù)通信方面，可以在兩臺FX-5800P間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，便于用戶互相交換程序及數(shù)據(jù)。

程序主要實現(xiàn)的功能有：按照測量的順序?qū)y量數(shù)據(jù)記錄到List串列及額外變量中;水平角2C互差檢核，超限時要求重測，并重新記錄數(shù)據(jù);垂直角指標(biāo)差較差、垂直角較差、對向觀測高差較差檢核、超限時要求重測，并重新記錄數(shù)據(jù);方位角閉合差、全長相對閉合差、高程閉合差計算，當(dāng)超限時提示。

2? 程序計算依據(jù)及測量原理

2.1? 各項限差統(tǒng)計

各項限差及測量要求參考GB50026-2007《工程測量規(guī)范（附條文說明）》^[5]，具體限差以及測量要求如表1所示。

2.2? 球氣差計算

在計算往返測高差的時候，均進(jìn)行球氣差改正，計算公式^[6，7]為：

其中，γ為球氣差;D為測站點與覘點間的水平距離;K為遮光系數(shù)。本文中取我國大部分地區(qū)折光系數(shù)的平均值0.11。

2.3? 高差計算

高差計算公式為：

h_AB=Dt_gα+K-L+γ

其中，h_AB=H_B-H_A;D為測站點與覘點間的水平距離;α為垂直角;K為儀器高;L為覘標(biāo)高;γ為球氣差。

在將該公式進(jìn)行編程計算的時候需要將公式稍加處理：當(dāng)α為正時，h_AB=Dt_gα+K-L+γ;當(dāng)α為負(fù)時，h_AB=Dt_gα-K+L-γ。這樣更便于計算往返測高差較差。

3? 軟件流程圖

軟件流程圖如圖1所示。

軟件根據(jù)當(dāng)前測站計數(shù)，共分為3部分，第一部分為第1個測站，第三部分為最后一個測站，第二部分為中間測站。其中第1測站只有往測、最后測站只有返測，中間測站包括往返測。測站觀測數(shù)據(jù)包括垂直角、水平角、站高、覘高，先觀測水平角后觀測垂直角。

4? 數(shù)據(jù)存儲

4.1? 數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)

CASIO FX-5800P計算器，能夠存儲數(shù)據(jù)的變量有List串列、數(shù)組變量、字母變量。List串列包括List X、List Y及List Freq，List串列的維數(shù)不用事先定義，可以直接賦值;其與C語言中的多維數(shù)組類似。數(shù)組變量也稱作額外變量寄存器，類似于C語言中的一維數(shù)組，數(shù)組大小需事先定義^[8]。每個存儲的數(shù)據(jù)（不含復(fù)數(shù)）占用的內(nèi)存為12字節(jié)，保留數(shù)組變量需額外占用26字節(jié)內(nèi)存^[9，10]。

對于該型號計算器編制的軟件，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計直接影響到記錄數(shù)據(jù)的讀取及直觀性，本軟件擬用List串列及數(shù)組變量來存儲觀測數(shù)據(jù)。串列及數(shù)組變量布局如表2、表3所示。

4.2? 數(shù)據(jù)提取

圖根導(dǎo)線控制測量記錄的數(shù)據(jù)包括水平角、垂直角、邊長數(shù)據(jù)、儀器高、覘標(biāo)高，其中角度數(shù)據(jù)在List串列中可直觀讀取;根據(jù)串列List Freq的數(shù)字標(biāo)示，對照表2，可以很直觀地判斷出數(shù)據(jù)的含義。數(shù)據(jù)示例如圖2所示。

邊長及高度數(shù)據(jù)因為存儲在數(shù)組變量中，無法直接讀取，需用提取程序進(jìn)行提取，提示提取數(shù)據(jù)的含義并給出其數(shù)值。

5? 源代碼示例

因程序代碼行數(shù)較多，鑒于論文篇幅有限，只能列舉部分源代碼，如表4所示。

6? 應(yīng)用效果

為檢驗該程序的應(yīng)用效果，將該應(yīng)用程序應(yīng)用在了西南山區(qū)某河流帶狀地形測量工作中。該測區(qū)位于河谷地帶，河流兩岸竹林茂密，使用RTK很難得到固定解。使用該程序輔助進(jìn)行圖根導(dǎo)線的測量，為野外工作帶來了很大的便利;軟件對輸入?yún)?shù)均進(jìn)行了詳細(xì)的提示，使用簡潔明了，有效避免了測量限差超限導(dǎo)致的返工現(xiàn)象，提高了野外工作的效率。

7? 結(jié)? 論

本文利用Casio FX-5800P計算器性能穩(wěn)定、便于攜帶、續(xù)航時間長的優(yōu)點，設(shè)計開發(fā)了圖根導(dǎo)線控制測量電子手簿，可實現(xiàn)圖根導(dǎo)線平面及高程控制測量的數(shù)據(jù)記錄及各項限差自動檢核。程序數(shù)據(jù)記錄非常靈活，能及時發(fā)現(xiàn)觀測過程中出現(xiàn)的錯誤，極大提高了觀測效率，拓展了設(shè)備的用途。對于某些極端地形條件的圖根控制測量將能發(fā)揮很大的作用。軟件相比全站儀機(jī)載軟件有一大優(yōu)勢，即可以根據(jù)測量實踐，對程序進(jìn)行調(diào)整，以最大限度滿足生產(chǎn)要求。本軟件的不足之處是，記錄數(shù)據(jù)不能直接傳輸?shù)诫娔X，在測量完成后需要將記錄的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)錄到電腦上。為解決這一問題，可將本軟件移植到Casio FX-9750G Ⅱ、Casio FX-9860G Ⅱ SD 計算器，這兩款計算器可將存儲的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)線傳輸?shù)诫娔X上。進(jìn)一步，可通過電腦端數(shù)據(jù)后處理軟件，將記錄數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為規(guī)定格式的記簿數(shù)據(jù)及平差軟件平差格式，便于查看分析數(shù)據(jù)觀測質(zhì)量，并實現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速平差處理;從而實現(xiàn)從數(shù)據(jù)采集到數(shù)據(jù)處理的全程自動化。

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作者簡介：符建波（1984—），男，漢族，河南內(nèi)鄉(xiāng)人，中級工程師，本科，研究方向：工程測量。

收稿日期：2021-03-14