Casio FX-5800P图根导线控制测量电子手簿

DOI：10.19850/j.cnki.2096-4706.2021.08.009

摘  要：对Casio FX-5800P计算器的类结构化BASIC编程语言、数据存储结构及图根导线控制测量相关理论、规范进行了研究，并将相关参数进行了量化分析，编制基于Casio FX-5800P平台的图根导线控制测量记录软件，详细阐述了软件的算法，列举了部分源代码，实现了图根导线测量与电磁波测距三角高程测量同步进行，在测量过程中根据输入仪器观测数据自动计算各项观测限差，限差超限，即提示进行返测。

关键词：图根导线;电磁波测距三角高程测量;电子手簿;Casio FX-5800P

中图分类号：P209      文献标识码：A 文章编号：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，已經可以用GPS RTK测量方法完成大部分的图根控制测量工作，但在对空遮蔽严重的特殊地形地物条件下，采用导线进行图根控制测量仍是一种不可或缺的测量方法。传统的图根导线控制测量，采用手工记录数据、计算检核，易出错、效率低。而厂家生产的全站仪随机配套测量程序，虽然功能强大，但存在一些严重的缺点，通用性差、使用不灵活、功能难以满足不同单位的生产需求。目前已有一些基于PC机以及手机端开发的测量数据记录软件，但PC机携带不方便、手机续航时间较短且程序编写需要较深厚的编程语言功底。基于5800P计算器的稳定性、便携性、程序开发简易性及应用的广泛性，本文设计开发了附合图根导线控制测量记录软件^[1-4]。

1  Casio FX-5800P计算器简介

该设备内存为闪存形式，容量为28.5 kB闪存，不易丢失数据;具有关机现场保护功能，机器保存关机前现场的屏幕显示与运行状态。设备采用类结构化BASIC语言，能够进行逻辑操作以及实现条件语句、循环语句，可以调用子程序;数据存储使用串列、数组变量、字母变量。数据通信方面，可以在两台FX-5800P间进行数据通信，便于用户互相交换程序及数据。

程序主要实现的功能有：按照测量的顺序将测量数据记录到List串列及额外变量中;水平角2C互差检核，超限时要求重测，并重新记录数据;垂直角指标差较差、垂直角较差、对向观测高差较差检核、超限时要求重测，并重新记录数据;方位角闭合差、全长相对闭合差、高程闭合差计算，当超限时提示。

2  程序计算依据及测量原理

2.1  各项限差统计

各项限差及测量要求参考GB50026-2007《工程测量规范（附条文说明）》^[5]，具体限差以及测量要求如表1所示。

2.2  球气差计算

在计算往返测高差的时候，均进行球气差改正，计算公式^[6，7]为：

其中，γ为球气差;D为测站点与觇点间的水平距离;K为遮光系数。本文中取我国大部分地区折光系数的平均值0.11。

2.3  高差计算

高差计算公式为：

h_AB=Dt_gα+K-L+γ

其中，h_AB=H_B-H_A;D为测站点与觇点间的水平距离;α为垂直角;K为仪器高;L为觇标高;γ为球气差。

在将该公式进行编程计算的时候需要将公式稍加处理：当α为正时，h_AB=Dt_gα+K-L+γ;当α为负时，h_AB=Dt_gα-K+L-γ。这样更便于计算往返测高差较差。

3  软件流程图

软件流程图如图1所示。

软件根据当前测站计数，共分为3部分，第一部分为第1个测站，第三部分为最后一个测站，第二部分为中间测站。其中第1测站只有往测、最后测站只有返测，中间测站包括往返测。测站观测数据包括垂直角、水平角、站高、觇高，先观测水平角后观测垂直角。

4  数据存储

4.1  数据存储结构

CASIO FX-5800P计算器，能够存储数据的变量有List串列、数组变量、字母变量。List串列包括List X、List Y及List Freq，List串列的维数不用事先定义，可以直接赋值;其与C语言中的多维数组类似。数组变量也称作额外变量寄存器，类似于C语言中的一维数组，数组大小需事先定义^[8]。每个存储的数据（不含复数）占用的内存为12字节，保留数组变量需额外占用26字节内存^[9，10]。

对于该型号计算器编制的软件，数据结构的设计直接影响到记录数据的读取及直观性，本软件拟用List串列及数组变量来存储观测数据。串列及数组变量布局如表2、表3所示。

4.2  数据提取

图根导线控制测量记录的数据包括水平角、垂直角、边长数据、仪器高、觇标高，其中角度数据在List串列中可直观读取;根据串列List Freq的数字标示，对照表2，可以很直观地判断出数据的含义。数据示例如图2所示。

边长及高度数据因为存储在数组变量中，无法直接读取，需用提取程序进行提取，提示提取数据的含义并给出其数值。

5  源代码示例

因程序代码行数较多，鉴于论文篇幅有限，只能列举部分源代码，如表4所示。

6  应用效果

为检验该程序的应用效果，将该应用程序应用在了西南山区某河流带状地形测量工作中。该测区位于河谷地带，河流两岸竹林茂密，使用RTK很难得到固定解。使用该程序辅助进行图根导线的测量，为野外工作带来了很大的便利;软件对输入参数均进行了详细的提示，使用简洁明了，有效避免了测量限差超限导致的返工现象，提高了野外工作的效率。

7  结  论

本文利用Casio FX-5800P计算器性能稳定、便于携带、续航时间长的优点，设计开发了图根导线控制测量电子手簿，可实现图根导线平面及高程控制测量的数据记录及各项限差自动检核。程序数据记录非常灵活，能及时发现观测过程中出现的错误，极大提高了观测效率，拓展了设备的用途。对于某些极端地形条件的图根控制测量将能发挥很大的作用。软件相比全站仪机载软件有一大优势，即可以根据测量实践，对程序进行调整，以最大限度满足生产要求。本软件的不足之处是，记录数据不能直接传输到电脑，在测量完成后需要将记录的数据转录到电脑上。为解决这一问题，可将本软件移植到Casio FX-9750G Ⅱ、Casio FX-9860G Ⅱ SD 计算器，这两款计算器可将存储的数据通过数据线传输到电脑上。进一步，可通过电脑端数据后处理软件，将记录数据转换为规定格式的记簿数据及平差软件平差格式，便于查看分析数据观测质量，并实现数据的快速平差处理;从而实现从数据采集到数据处理的全程自动化。

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作者简介：符建波（1984—），男，汉族，河南内乡人，中级工程师，本科，研究方向：工程测量。

收稿日期：2021-03-14