1、基于 PDA 的线路横断面内外业一体化测绘系统的设计2008 年第 1 期测绘通报 l3文章编号:0494-0911(2008)Ol-0013-03 中图分类号:P258 文献标识码:B基于 PDA 的线路横断面内外业一体化测绘系统的设计罗文彬,张献州(西安铁道第一勘测设计院航测遥感处,陕西西安 710043)TheDesignofRailwayCrosssectionSurveyingSystemofInsideandOutsideIntegrationBasedonPDALUOWenbin,ZHANGXianzhou摘要:详述基于掌上电脑 PDA 结合伞站仪进行线路横断面内外,一体化测绘系
2、统的设计.介绍令站仪任意置镜横断面数据采集和数据处理的基本原理,对系统的设计思想,总体结构,基本功能进行详细的描述.关键词:线路横断面;PDA;全站仪;内外,肚一体化一,引言在线路施工过程中,横断面的测量是必不可少的,其野外采集数据量大,若采用传统的手工记录方式,在现场只记录数据而不绘图,很难对记录数据的正确性进行直观的检查,不但劳动强度大,而且不能实时查看所测数据是否与实际相符.掌上电脑PDA(PeonalDigitalAssistant)由于体积小,携带和操作方便,已具备室内一般微型计算机的基本功能,并能适应外业勘测作业方式所需的现场记录,处理,贮存和管理数据的需求,使得其在测量领域有着泛
3、的应用.对此,选用具有 WindowsMobile5.0 操作系统的 HP2110 型 PDA 作为横断面测量数据的实时自动记录和处理的平台,采用 C“.NET 开发基于PDA 的线路横断面测绘系统,实现数据质量控制,数据采集和数据处理的一体化作业,实时显示断面数据和图形,将大大地减少外业工作量,减轻勘测劳动强度,提高工作效率和经济效益,使测量方法趋于可视化,自动化,数字化.二,数据采集基本原理横断面测量就是要测量垂直于线路中线方向的地面起伏情况,采集横断面方向上地形变化点(测点)相对于中桩的距离与高差.线路的横断面较多,测量工作量大,全站仪一次置镜进行多个断面测量将大大减少工作量.任意点置镜
4、法的特点是不受地形条件的限制,在遇障碍物时可测设导线点灵活地避开障碍物,可以一次测量多个断面,自动计算测点到中桩点距离及高差,实时显示方向偏差及距离偏差,但需要有两个已知点,且有一点易于架设仪器.其原理如图 1所示.图 1 任意点置镜法示意图在控制点 C 架设全站仪,后视控制点 C,记录后视水平角,前视水平角,前视竖直角,前视斜距,由此可以计算出测点 D 的坐标,D 的高程,继而求出 D点与中桩 K 的高差;对于中桩,当给定里程后,根据曲线设计数据可以计算出其坐标及切线方位角,同时获取中桩的高程;由处坐标及 D 点坐标,计算到 D 的方位角,计算出切线方位角 KG 与 KD的夹角,当其大于 1
5、80.时,测点在线路左侧,减去收稿日期:2007-08-20作者简介:罗文彬(1981 一),男,江西萍乡入,工程师,主要从事测绘成果应用亡 j 地理信息系统建设工作.14 测绘通报 2008 年第 1 期270.,就是该点横断面的方向偏差,在三角形 DEK中,我们可以求出 DE 的长度,它是测点到横断面方向的距离偏差,EK 的长度就是测点到中桩的距离;当 KG 与 KD 的夹角小于 180.时,测点在线路右侧,减去 90.,同样可求出 DE,EK 的长度.其流程如图 2 所示.测站三维坐标 lI 后视三维坐标 fl 施测数据 lf 中桩里程测点三维坐 l 中桩 j 维坐标 JJ 中桩切线方位
6、角测点与中桩高差 ff 测点与中桩距离 ff 距离偏蒡 ff 方向偏差图 2 任意点置镜法流程图三,系统的总体设计系统以确保外业数据采集质量,减少工作人员劳动强度,提高工作效率为中心进行设计.系统的硬件运行环境如图 3 所示,其主要由全站仪,PDA,计算机三部分组成.外业通过全站仪对目标进行观测;PDA 将实时获取目标观测值,并对其正确性进行检核,实时绘制断面图形,自动保存各项原始和处理的数据;外业完成后,直接将处理后的标准数据导人的计算机进行存档或分发.图 3 系统的硬件运行环境系统设计的主要业务框架流程如图 4 所示:线路数据模型初始化一建立数据通信一数据采集一实时限差检核一数据预处理一结
7、果分析一成果输出.四,系统的基本功能系统主要包括以下几个方面的功能:1.数据质量控制功能.如图 5 所示,系统完全按照测量规范中的相应条款设置外业观测的各项技术要求,无论数据的采集还是数据的分析都将有相应的技术指标.对于不同等级的线路,其限差要求不一样,能灵活地设置限差;在施测的过程,若有超限现象,能即时告诉操作人员,减少外业出错几率.图 4 系统业务框架流程2.线路数据模型初始化功能.如图 6 所示,输入线路交点设计的各项参数,系统将自动计算整个测区的曲线元数据,在此基础上,只要输入线路的里程 DK 便可获取该里程点的坐标(,y).囊旧内方向荭壤:黛目袈蠡播罐麓 x.斑融 l 霜窍向萎蓑:黼
8、浔黼标麓)毫差:燕铡落枣平焉壤竣蓑:宦嗣冲 c 平觜 1l 鞍蓑:藕融再窿鞠懂较麓:荩匦二签囊匾叵匦二二二二图 5 限差设置界面图 6 线路数据模型界面3.数据通信功能.系统提出与不同型号仪器通信的功能,通过 PDA 可以控制全站仪进行测量,同时全站仪测量的数据也可实时传回到 PDA 上.4.横断面数据采集功能.系统可按中桩里程配置或测站坐标配置两种方式对测站位置进行设置(如图 7,图 8 所示), 通过对目标点观测获取采集的数据,系统自动实时地对观测数据进行处理计算,获取目标点的偏距,高程,高差等数据(如图 9 所示).5.支点测设功能.在对断面目标点进行测设的过程中,经常会遇到目标点被遮挡
9、的现象,通常需要测设支点.圃团圆团圆团团盟一一甄一2008 年第 1 期测绘通报 l56.成果输出功能.系统将整个过程测试的原始数据,断面结果数据,断面图形数据(如图 l0 所示)按统一的标准进行输出.里程 DKx 坐标Y 坐标高程 H区亟 E 匦歪卫因单位【dms,m】图 7 按中桩里程配置测站图 8 按测站坐标配置测站翻鞫颤.;蚕;i中撬一:歪:l 燕茬螽褫Il 盘庄莆辘 I-f=zHZ:o0:l 啦 ;离:123qI“V:000ls标离:nl1mmSD:ll00o翻期商量一,编跬系统测设线路的横断面,既保证了勘测质量又提高了勘测速度.系统实现质量实时检查,一次设站进行多个横断面测量,图形
10、实时输出的模式,减小了测设过程中人为产生的误差,极大地提高了工作效率,对于地形复杂,量距不便的地区,系统测设灵活,方便,更具优越性.系统将保留全站仪施测的有关全部原始数据,包括角度,距离,成果数据,内业处理时将直接导入到 Excel 中,形成成果报表 .记录计算全部电子化,实现数字化成图,自动点绘横断面,可提高内业制图速度 3 倍以上.基于 PDA 的线路横断面内外业一体化测绘系统,弥补了由于全站仪的广泛使用而使传统的勘测技术规程不能完全适应新的线路勘测作业模式的不足.它是现行勘测技术方法的重要补充,对提高线路的勘测水平和质量,促进勘测设计一体化的进一步发展,具有重要的实际意义.参考文献:李青
11、岳.工程测量学M.北京:测绘出版社,1984.张雨化.道路勘测设计M.北京:人民交通出版社,1999.119127.方志祥,李清泉.基于 MobileAgent 技术的空间信息移动服务J.测绘,2004,33(4).谯生有,王善高,周建东.应用线路实时坐标系测设线路横断面J.测绘通报,2001,(6).李湘江.Wind 一串行通讯技术的应用开发J.交通与计算机,2001,19(4):17-21.铁道第二勘察设计院铁路测量手册M.北京:中国铁道出版社,2001.地下管线探测和管网信息系统出版本刊讯 由武汉大学测绘学院张正禄教授等编写的地下管线探测和管网信息系统近日由测绘出版社出版.该书系统地讲述
12、了地下管线探测的理论,技术和方法,管网信息系统的总体结构和基本功能,系统设计与开发的基本原理,方法和步骤,地下管线探测方法与技术的发展成就和动向.内容包括地下管线探查的物探方法,各种管线探测仪器及应用;地下管线的外业测量,内业数据处理和管网图编绘 ;地下管网信息系统的数据库设计,软硬件平台和系统中的一些关键技术等.该书既有较全面的理论阐述,又有较具体的实例说明;对在全国开展城市地下管线普查工作有理论意义和实用价值,可作为高等院校测绘类专业学生的教学参考书,也可供有关地下管线的工作人员参考.本书为 B5 开本(169ram239mm),184 页,230 千字,2007 年 12月出版,定价 30.00 元.(本刊编辑部)统ij123456l 二
