全站仪及GPS RTK断面测量数据处理软件的开发和应用

陈礼坤　范余力

(中铁工程设计咨询集团有限公司济南设计院，山东济南　250022 )

Development and Application of Data processing Software for Total Sation and GPS RTKSection

CHEN Likun　FAN Yuli

全站仪及GPS RTK断面测量数据处理软件的开发和应用

陈礼坤范余力

(中铁工程设计咨询集团有限公司济南设计院，山东济南250022 )

Development and Application of Data processing Software for Total Sation and GPS RTKSection

CHEN LikunFAN Yuli

摘要在分析全站仪以及GPS RTK断面测量数据格式的基础上，介绍一种断面数据自动化处理的方法并给出程序算法框图。所开发的断面测量数据处理软件能自动读取仪器的测量数据，进行数据的计算和格式的转换，输出TXT断面数据文本文件和DXF断面图形文件。

关键词全站仪GPS RTK断面

在线路测量工作中，断面的测量是一项基本的工作内容，随着测量仪器的发展，现在一般采用全站仪或者GPS RTK进行断面数据的外业采集。

在采用全站仪进行断面测量时，传统的方法需要读数、记录、计算、校对、绘图等步骤，而采用GPS RTK进行断面测量数时，在内业中需要对数据进行排序、复制、粘贴、高差计算、数据校对、断面绘制等过程。每一步都需要人工进行数据操作和转换，不仅繁琐耗时，而且容易出错。为此，考虑开发一种断面测量数据处理软件，直接将外业测量的数据从仪器中导出，然后生成DXF格式的地面线图和满足设计专业要求的数据，以提高外业断面数据采集的效率，降低内业数据处理的难度，同时便于进行数据的校对和检核。

1外业采集的断面测量数据的格式

采用全站仪测量横断面，导出的数据格式如图1所示。

其中第一列是点名，同一个断面小数点前面的数字保持一致，小数点后面需要保持两位任意数据，第二列是测量北坐标，第三列是测量东坐标，第四列是测量高差。在测量线路横断面时，一般采用任意设站法，只需将零方向设置为垂直于线路的方向，然后进行断面测量，最后导出的断面测量数据就是上面的示例格式。

采用GPS RTK测量断面，导出的数据格式如图2所示。

其中，第一列为点名，允许数字和字符，同一个断面小数点前面的数字保持一致，小数点后面需要保持两位数据。第二列为备用列，第三列表示距离和备注，允许是数字和字符，字符必须在数字后面。根据断面测量习惯，线路左侧距离记为负值，右侧距离记为正值，第四列为GPS RTK测量的高程数据。在从GPS手簿中导出GPS RTK测量的断面数据时，选择 “点名、北坐标、备注、高程”四个选项，导出的数据格式就是上面的示例格式。

导出的中桩测量数据格式如图3所示。

第一列为里程标示，其中DK表示定测阶段，第二列为里程数据，第三列为高程数据，采用GPS RTK进行中线测量时，可以直接导出此数据格式。

2软件设计

采用易于交互操作的对话框模板和MSFlexGrid控件，在MFC开发环境下，利用VC 6.0计算机语言进行编写。整个软件的数据导入、导出均采用文件操作，数据可直接在图表中呈现，便于数据的检查，如果数据格式错误，程序将给出友好提示，同时将各种算法的程序实现隐藏在软件界面之下，使软件界面简洁直观，功能清晰、易学易用。界面布置如图4所示。

3软件功能

(1)可以将全站仪(如LEICA、TOPCON等)及GPS RTK采集的断面测量数据，转换成距离-高差断面数据格式，再结合中桩高程数据，生成*.dxf格式的图形数据文件和“二院线路设计软件”(路基助手)以及南方CASS支持的.hdm断面数据文件。

(2)能够直接将已编辑好的横断面数据，结合中桩数据，直接生成*.dxf格式的横断面图形文件和.hdm文件。

(3)能够根据导入的纵断面测量数据，绘制出*.dxf格式的纵断面地面线图。

4软件开发过程

4.1　算法设计

首先确定软件实现的目标，需要实现两个项目信息的输入，六种格式数据的导入，两种格式数据的导出，一个横断面数据的计算以及每次导入和导出的视图展示等功能。在ClassView中新增加FreadCouSave类，实现数据的导入，允许导入的数据含空格、逗号，不影响数据结构，再通过相关函数的编制实现不同的功能。具体程序算法框图见图5。

4.2　关键算法

如何根据不同的断面测量数据源文件，计算出同样格式的横断面数据文件是软件算法实现的关键所在。另外，面对多个横断面数据，如何进行横断面个数的统计和分类，对距离乱序排列同时左右侧数据混排的断面数据如何进行自动排序，也是需要考虑的问题。为此编写了不同的函数以解决这些问题。

4.3　编程实现

通过新增一些类(例如FreadCouSave类)，并对CEditMSFlexGrid进行二次开发，引进CadIO动态链接库等办法，来实现软件的各个功能。为了生成DXF文件，在调用CadIO动态链接库里面的OnDxfsave() 函数时，通过一系列参数的设置和数据的计算，并且进行分层设置，最终生成DXF数据文件。由于篇幅所限，不在此处列举具体代码。

5软件特色

对距离乱序排列或者左右侧混排的同一个断面数据，软件能自动识别左右侧断面数据，并分别将数据按照由近到远的顺序重新排列。如果数据中含有距离重复的数据，程序会按照先测先排的原则进行断面数据排列处理，充分考虑了实际作业习惯以及仪器记录数据的特点。

导出的断面数据如果只有一侧数据，程序默认另一侧断面数据为0，0，当断面数据中的断面名称列和距离列数据中含有字母时，软件会进行自动截取，只保留数字部分。

通过引进CadIO动态链接库，在导出*.dxf格式的横断面图形文件时，按照Y坐标不变，每个断面之间间隔20 m的顺序从左至右横向排列。

进行纵地面线图的绘制时，方格网坐标范围的大小可以根据里程和高程的实际数据范围进行自动调整，同时分别画出纵、横坐标以及坐标刻度。

6应用实例

以平原站货场改扩建工程为例。新建货场的断面宽为1.2 km，由于测区内树木、房屋阻隔，故采用GPS RTK测量，在完成外业采集后，采用此软件进行内业数据处理，直接将GPS测量的断面数据转换成符合设计要求的TXT断面数据文件(见图6)以及CAD支持打开的DXF数据文件(见图7)。

在鲁清石化专用线项目中使用本软件生成的DXF格式的纵断面线图见图8所示。

图8生成的DXF纵断面数据文件
(在CAD中打开显示的图形)

参考文献

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[9]吴杰.全站仪纵横断面测量及数据处理[J].甘肃科技，2009(12)：33-35

中图分类号：U212.24

文献标识码：B

文章编号：1672-7479(2015)05-0019-03

作者简介：第一陈礼坤(1983—)，男，2007年毕业于西南交通大学测绘工程专业，工学学士，工程师。

收稿日期：2015-06-11