网站首页  词典首页

请输入您要查询的论文:

 

标题 基于Andriod在工程测量中的分析与设计
范文

    

    

    

    摘要:随着通信设备的快速发展,应用软件已在各个领域被广泛应用,测绘技术智能化时代步伐也在不断加快,各种测量应用软件应运而生,可以实时有效的进行测量、计算和矫正工程测量原始数据,为一线测绘人员提供了便捷的工作方式。通過对工程测量的研究与分析,针对实际工程中的数据量大、计算复杂、时效性差等问题,本设计以带号计算、前后方交会、距离交会、高斯正反算和导线平差算法为依据,基于Andriod语占搭建了一系列的工程测算程序界面,来提高工程测算的精度与效率。实验证明,本设计程序具有良好的鲁棒性,能够快速精准的测算出数据结果,为工程测量提供了一条新的研究思路。

    关键词:工程测量;算法;设计;软件

    中图分类号:P221

    文献标志码:A

    0引言

    随着科技的不断发展,测绘技术的更新换代速度也越来越快,基于Andriod系统开发的APP软件种类也越来越多,技术也逐渐成熟[1],由于测量信息行业在国家土地规划、城市勘测和市政道路规划等部门需求日益增大,传统的测绘方式已不适应时代发展的要求,具有全球定位系统的手机无疑成为一种新的开发途径,智能手机不仅具有体积小、便于携带和成本低的优势,而且可以实时测量、记录和计算工程数据。目前测绘数据计算仍存在计算量大、公式多而复杂的现象,若能将测绘数据实时导入Andriod系统的移动端;[2],必然为外业工作人员带来极大方便,提高工作效率和测算精度。本设计基于Andriod系统的开源程序,设计开发了代号、前方交会、后方交会、距离交会、高斯正反算、导线平差和计算器等八种工程测量计算软件,实现了外业测量的便捷性和协同计算功能。

    1实例验证

    1.1带号

    高斯-克吕格投影按经度分为三度带和六度带,六度带自零度子午线按六度带自西向东依次分带,带号按1、2…60带依次编号;三度带在六度带的基础上,将六度带一分为二,三度带的中央子午线重合于六度带的中央子午线和分带子午线,三度带从1.5°子午线起算,每隔3°经差自西向东依次分带,带号按1、2...120带依次编号。

    已知当地巾央经线l0,三度带和六度带计算公式:

    3°=l0/3,

    6°=(l0+3)/6

    6°=(l0+3)/6。

    已知三度带和六度带的代号,可以通过以下公式计算当地中央经线l0:

    l0= 30·3,

    l0= 3°·6-3,

    1.2前方交会

    从相邻的两控制点AB向待定点P观测水平角a、b,以计算待定点P的坐标,称为前方交会[3]。首先根据待定边的边长和坐标方位角,按照坐标正算公式,分别计算已知点AB至待定点P的坐标增量,然后分别从已知点AB计算待定点P的坐标:

    xp=xA+△xAP

    yP=yA+△yAP。

    1.3后方交会

    从某一待定点P向三个已知点A、B、C观测水平方向值RA、RB、RC,以计算P点的坐标,称为后方交会[4]。PABC中,与定点4、B、C所对应的内角分别设为A、B、C角,在P点对A、B、C三点观测的水平方向值RA、RB、RC也构成三个水平角α、β、γ,后方交会汁算待定点坐标的公式如下:

    x=PAxA+PBxB+PCxc/PA+PB+PC

    y=PAyA+PByB+PcYc/PA+PB+PC。

    1.4距离交会

    以两个已知控制点为中心,分别以目标点与两已知控制点的距离为半径画圆,交会点即为要求目标点[5]。距离交会汁算待定点坐标的公式如下:

    xp=xA+γ·cosα-H·sinα,

    yp= yA+γ·cosα-H·sinα。

    1.5高斯正算

    高斯投影正算公式就是由大地坐标(L,B)求解高斯平面坐标(x,y),投影变换必须满足的条件:(1)中央子午线投影后为直线;(2)中央子午线投影后长度不变;(3)投影具有正形性质,即正形投影条件[6]。计算公式如下:

    x=。

    1.6高斯反算

    高斯投影反算公式则是由高斯平面坐标(x,y),求解大地坐标(L,B)[7],计算公式如下:

    B=。

    1.7导线平差

    导线的内业计算,就是根据起始点的坐标和起始边的坐标方位角,以及所观测的导线边长和转折角,计算各导线点的坐标,按附合导线的要求,各边坐标增量代数和的理论值,应等于终、起两点的已知坐标值之差[8]。

    导线的布设形式有下述几种:

    (1)闭合导线:闭合导线是从一个已知点出发,最后仍回到这个已知点。由已知控制点1出发,经过2、3、4、5、6点最后仍闭合到1点,形成一个闭合多边形,如图1(a)。

    (2)附合导线:布设在两个已知点之间的导线,称为附合导线。如图1(b)所示,由已知点B和已知方向αAB出发,经过导线点1、2、3、4点最后附合到已知点C和已知方向αCD。

    (3)支导线:支导线也称自由导线,它是由一个已知点出发,既不回到原出发点又不附合到另外已知点上。如果测量发生粗差,这种导线无法检核。因此,布设时一般不得超过二条边。具体如图1(c)所示。

    导线内业计算步骤:

    1.7.1 角度闭合差计算和调整

    (1)计算角度闭合差fβ。

    (2)计算角度闭合差允许值fβ允。

    (3)判断精度:当fβ≤fβ允时,满足精度要求,超过则重测。

    (4)计算角度改正数的方法:闭合差按相反符号平均分配到各角上;当fβ不能整除时,余数分在短边两侧的角上。

    1.7.2导线方位角计算

    可根据第一条边的方位角和调整后的内角(左角),推算其他各边的方位角。

    1.7.3坐标增量计算及坐标增量闭合差调整

    按坐标正算公式计算各边的坐标增量,计算坐标增量闭合差、導线全长闭合差、导线相对闭合差及坐标增量改正值。

    fx=∑△x测-(x终-x起),

    fy=∑△y测-(y终-y起)。

    1.7.4计算导线点坐标

    根据起点的已知坐标及调整后的坐标增量,逐一推求。算完最后一点,再推算起点坐标以验核。

    2结果验证

    2.1开发环境

    本程序设计是基于Android操作平台实现的,通过Android中SDK软件开发包进行程序搭建,SDK选择Android4.2的API开发版本,搭建代号、前方交会、后方交会、距离交会、高斯正反算、导线平差和计算器等八种工程测量计算软件,运行环境为Winclows7。

    2.2界面设计

    为了便于工程测算,本设计建立一个程序软件,此软件设计主要包括带号、前方交会、后方交会、距离交会、高斯正算、高斯反算、导线平差和计算器等八个测算界面,如图1所示。

    2.3实例验证

    将基于Andriod搭建的前方交会、高斯正算、高斯反算和导线平差进行实例验证,前方交会输入A(36,48)、B(25,50)和C(10,20)三点坐标,输入置角A点、置角B点和置角C点的角度分别为30°、45°和60°,按下计算按钮,得到检核偏差d为0,P点的X坐标为28.294,P点的Y坐标为45.242,如图3(a)所示;高斯正算在西安80坐标系、北京54坐标系和2000国家大地坐标系三种坐标系中选择2000国家大地坐标系进行计算,设定投影面高程为450m,加常数x设定为1000,y设定为500000,输入点号1经度为45°20′10″、维度为60°45′20″,高斯正算计算结果带号为15,中央子午线的经度为45°,高斯平面坐标为(6739778.1301,518326.9465),如图3(b)所示;高斯反算在西安80坐标系、北京54坐标系和2000国家大地坐标系三种坐标系巾选择2000国家大地坐标系进行计算,设定投影面高程为450m,加常数x设定为1000,y设定为500000,输入带号为3度带,中央子午线经度设定为9°,输入起点坐标(112233,24680),通过按下计算按钮,得到高斯反算的计算结果,获得此点的大地坐标系经度为4°44′1″、维度为1°0′11″,子午线收敛角为0.0748°,如图3(c)所示;导线平差按起始边计算分为左角观测和右角观测,导线是一系列折线组成的,相邻两条边组成转折角。测量导线时,要观测角,此时,要设置一个前进方向,然后面向前进方向,左手侧的角度是(前进方向)左角;面向前进方向,右手侧的角度是(前进方向)全局方向左角,然后进行导线计算,导线计算是按顺时针或者逆时针计算,计算或推算的方向,这个角在左侧就是左角,右侧是右角。根据测量夹角和边长,推算出平面坐标的测量称为导线测量,常用的导线测量还包括附和导线和支导线。闭合导线就是已知一条边,测量若干个边长和夹角后又闭合到已知边的导线测量方法。通过计算平差后,可计算得到经过的未知点的平面坐标,精度分为一等、二等、三等、四等和图根计算方法,选择五种任意一种精度都可以导出算数据结果,为Excel格式导出,设定起始边首端点A和末端点B,输入A点的坐标为(6,12),输入B点的坐标为(10,20),设定终始边首端点C和末端点D,输入C点的坐标为(24,48),输入D点的坐标为(18,36),导出最后测算数据,如图3(d)所示。

    3结束语

    本设计依据Andriod程序代码对前后方交会、距离交会、高斯正反算和导线平差进行自动化解算,其结果主要体现在以下几个方面。

    (1)针对测算公式的复杂性,传统的计算方法需要进行大量的单独测算,在其过程中会出现一定的偏差,解算需要耗费大量时间,且解算效率低,本设计基于Andriod程序代码进行图形用户界面设计,能够快速实现工程测量自动解算,提高了实际工程测量中的工作效率。

    (2)针对测算数据的数量大和时效性,为得到精确的解算结果,需要三个点甚至多个点,增加了解算时的难度,也可能出现更大的解算偏差,本设计Andriod程序代码可实时进行数据解算,并进行自动检核,提高了工程测量解算中的鲁棒性。

    参考文献:

    [1]李仲缘,王铭海.基于Andriod技术的远程教育系统设计与实现[J].信息化建设,2016(5):96.

    [2]李昭彤.基于Android手机的空间前方交会定位方法设计与实现[D].长春:吉林大学,2017.

    [3]杨彬,丁婷.前方交会法在基坑水平位移测量中的应用[J].世界有色金属,2013(S1):78-80.

    [4]鲍瑶.一个后方交会测量问题的三种解算比较[J].山西建筑,2019.45(2): 196-197.

    [5]李建豪.距离交会的误差估算及应用[J].城市勘测,2011(3):119-121.

    [6]岳江潮,欧阳永龙,靳宝.高斯投影计算Vlisp程序开发[J].北京测绘,2018,32(9):1059-1063.

    [7]郭鑫.1954北京坐标系与1980西安坐标系高斯投影正算、反算、换带计算及坐标转换[J].建材与装饰,2017(19):227-228.

    [8]冯大福,金辉.全站仪坐标导线简易平差方法探讨[J].矿山测量,2019,47(1):101-104.

    收稿日期:2020-06-12

    作者简介:孙成(1992-),男,汉族,山东德州人,硕士,主要从事大地测量和工程测量工作。

随便看

 

科学优质学术资源、百科知识分享平台,免费提供知识科普、生活经验分享、中外学术论文、各类范文、学术文献、教学资料、学术期刊、会议、报纸、杂志、工具书等各类资源检索、在线阅读和软件app下载服务。

 

Copyright © 2004-2023 puapp.net All Rights Reserved
更新时间:2025/3/21 17:45:43