基ＴＰＤＡ的水準電子手簿系統的設計與開發

林淑冰　王志鵬　王海清　莊銘約

[摘要]由于PDA掌上電腦具有體積小、重量輕、攜帶輕便，適應于野外測量等特點，根據有關技術依據及規范，采用PDA硬件平臺，在windowsCE軟件支持下，利用Microsoft embedded Visual Basic編程環境，完成基于PDA的水準電子手簿系統的程序設計，并說明程序中各個模塊所具有的功能，完全代替手工水準記簿。

[關鍵詞]PDA水準電子手簿系統

中圖分類號：TP3文獻標識碼：A文章編號：1671－7597(2009)0210033－01

一、引言

水準測量是地殼形變測量的重要手段，手工水準記簿是一項機械且非常繁瑣的工作，記簿員作業過程中高度緊張，不允許有半點的疏忽大意，否則就可能導致全測段返工，所以當可編程計算器剛一面世，各種類型的水準電子記簿裝置紛紛出籠，應用于各等級的水準測量，一定程度上減輕了記簿員的工作壓力。由于早期的可編程計算器或掌上計算機已停止生產，沒有新的升級設備可以選擇，對于硬件故障問題已無法解決。基于這種狀況，我中心決定自主開發基于PDA的水準觀測記簿軟件，用PDA取代Hp200Lx掌上電腦。PDA掌上電腦具有體積小、重量輕、攜帶輕便，適應于野外水準的測量條件。

二、設計的技術依據及規范

1、國家地震局1991年制定的《跨斷層測量規范》；

2、《國家一、二等水準測量規范》(GB/T 12897－2006)；

3、跨斷層水準觀測時間要求及限差要求：在以下時間，不應進行水準觀測：日出后與日落前半小時內；每年4月至10月太陽中天前后各2.0小時，11月至次年3月各1.0小時。

三、電子手簿系統的原理和設計思路

水準記簿程序是水準電子手簿系統的核心，設計時充分考慮到跨斷層水準測量場地分散，場地信息固定，變化較少，測段多而短，PDA沒有鍵盤等特點，為了盡可能使記簿員在外業減少輸入工作，方便操作，專門針對跨斷層水準而設計了水準數據庫初始化程序，把大部分輸入工作放在室內來完成。對觀測氣象條件記錄，使用選擇的方式進行錄入。系統工作流程采用向導方式，記簿員只要點擊“下一步”按鈕，通過提示即可完成整個記簿過程，操作非常方便。

四、電子手簿系統各模塊的功能描述

PDA水準電子手簿系統采用模塊化設計技術，主要模塊有六個子系統：水準數據庫初始化程序、跨斷層水準記簿程序、長水準記簿程序、水準儀、水準標尺檢測程序、水準成果查詢程序、水準觀測成果、儀檢成果打印程序

(一)水準數據庫初始化程序

該程序包括場地信息設置、測段信息、觀測員和記簿員字典設置及跨斷層水準數據庫、長水準數據庫、水準儀和水準標尺檢測數據庫初始化等功能。

(二)跨斷層水準記簿程序

程序適用于水準儀Ni002、Ni004、Ni007及5mm分劃標尺；程序包括觀測條件記錄、觀測讀數記錄、退站、作廢測段、間歇、間歇檢測、上點收測等功能，系統可根據場地經緯度和觀測日期，自動控制可觀測時間段，只有在可觀測時間段內，才能進入記簿程序。當一個測段在規定的允許觀測時間內不能完成上點作業時，可設置間歇點，在下一個可觀測時間段內進行續測，否則，當時間超過允許觀測時間時，系統將自動退出，不保存未完成的觀測數據；根據用戶選定的首往測、首返測、重往測、重返測、上下標志測量，系統會自動進入相應的觀測工作流程；系統可自動根據不同的儀器類型，進行測站的限差檢查；同一期、同一測段只能進行一次首往測和首返測。

(三)一等水準記簿程序

程序適用于水準儀Ni002、Ni004及5mm分劃的水準標尺；功能與跨斷層水準電子手簿程序相同；水準儀、水準標尺檢測程序(適用于Ni002、Ni004、Ni007及5mm分劃標尺)：水準標尺分劃面彎曲差測定：一副水準標尺零點差及基輔分劃讀數差常數測定；標尺中軸線與標尺底面垂直性測定；水準儀光學測微器隙動差和分劃值測定；視距絲上下絲不對稱差與視距系數的測定；自動安平水準儀自動安平精度的測定；符合水準器符合精度的測定；自動安平水準儀補償性能的測定；雙擺位自動安平水準儀擺差2c值的測定；調焦透鏡運行正確性測定；i角檢測。

(四)水準成果查詢程序

該程序可查詢單測段成果和測段往返計算成果及查詢儀器檢測成果。

(五)水準觀測成果、儀檢成果打印程序(Pc程序)

該程序可打印跨斷層水準和一等水準測量手簿，以及水準儀和水準標尺檢測成果。

(六)限差控制

水準記簿程序的關鍵是控制各項觀測限差和數據的安全性，本系統嚴格按照規范規定設置各項檢核指標，對每一測站上的八個標尺讀數及相關的計算結果進行檢核。

水準儀及水準標尺檢測是水準測量中的一個重要環節，檢測項目多，過程機械而冗長，計算煩瑣。使用計算機記錄可以很好地控制檢測過程并能馬上看到檢測結果。

(七)存儲

采用Access數據庫存儲數據，在PDA上該數據庫是不可見的，作業人員無法在PDA上直接打開數據庫，數據安全性高。

(八)代碼編寫

本系統使用Microsoft embedded Visual Basic 3.0編寫程序代碼，在Pc機上可視化對象編程，經編譯打包后，安裝在PDA上運行。

五、結束語

本電子手簿是一個具有完善功能的水準測量記簿軟件，可完全代替手工記簿，具有如下特點：本系統經過2006、2007年的廈門島內外一等水準復測，閩贛跨斷層短水準18處5期等復測的實際應用，實現了外業數據的電子采集，很好地代替了人工水準記簿，提高了工作效率。

基于PDA的水準電子手簿，工作流程正確，限差設置符合規范要求，數據安全性強，操作方便，記簿設備能夠適應野外測量作業環境，可以滿足野外小組的使用。

作者簡介：

林淑冰，女，工程師，1988年畢業于武漢測繪科技大學大地測量專業，主要從事地殼形變與地震研究。