GPS移動電話繪制農田水利工程竣工平面圖的應用
2014-03-21 16:07:38何麗榮
吉林農業 2014年1期
摘要：小型農田水利工程的主要內容包括：平整土地，改良土壤；道路、溝渠及交叉建筑物的綜合建設；改善環境，維護生態平衡。工程內容決定了此類工程施工面積大，戰線長，相對測量精度要求不高，如果用傳統的測繪方法繪制竣工平面圖，耗工費時，筆者曾經用帶GPS芯片的移動電話采集地理坐標數據，繪制了一幅工程面積長10000米，寬2000米的平面圖，用時5天（該辦法只適用于平原地區）。
關鍵詞：GPS移動電話；農田水利工程；平面圖
中圖分類號：TV871文獻標識碼：A文章編號：1674-0432（2014）-01-55-1
制圖過程分為：GPS數據采集；MapSource、excel數據處理；ACAD展繪；坐標校正；測量精度分析。
GPS數據采集可以用專業RTK差分測量機，也可以用GPS手持機，筆者用移動電話內置GPS芯片SiRFstar III（三星I788）實現，經過對比分析，測量精度和專業的GPS手持機（用GARMIN GPS60對比測試）相同。
1數據采集
使用內置GPS芯片的移動電話采集數據，采用Windows Mobile 2003以上操作系統，BeelineGPS綠色軟件。開機搜星初始化以后，即可以使用航點測定功能采集點位，根據自己的喜好編輯測點名稱，設置測量單位，最終形成GPS文件。用手機內置GPS芯片采集數據的好處是可以用PC方便的編輯每一個測點，便于后期使用通用的辦公軟件處理采集數據，測量儀器及應用軟件容易取得，節省了大筆的采購費用和時間，易在基層單位或邊遠地區推廣使用。
BeeLineGPS是一款GPS綜合軟件，可以查看星圖、速度、電子羅盤、高度、記錄軌跡、設定航點、分析海拔等多種功能，并且可以導入導出軌跡文件到CSV，KML，GPX文件。
圖1是BeelineGPS已經進入工作狀態的畫面，使用衛星數量為5個，經緯度的格式可以進行設定，比如設置為度分秒格式，或者小數點度格式。海拔高度的默認單位為ft，可以設置為m（由于該種辦法GPS測得高程的精度很低，因此測得的高程數據只能作為參考）。
在需要測量定位的測點點擊航點測定按鈕，就可以保存這個測點的數據，在如圖2的界面上，可以對測點名稱進行編輯。一般會按照測繪常用的辦法對測點分類編號命名，重點測站做好標記以便后期復核。
2數據處理
BeelineGPS數據存儲的默認格式為GPX格式，為了能和ACAD接軌，先使用MapSource讀取BeelineGPS生成的GPX格式文件，然后拷貝到Excel進行處理，用Excel進行坐標轉換計算。當然也可以用MapSource里面的坐標轉換工具進行坐標換算，但是MapSource沒有現成的適合中國使用的坐標系統，比如北京54坐標系。
北京54坐標的轉換比較復雜，筆者從A到V列按照單元格編輯了計算公式，其中A列為測點（航點）名稱，B列為中央子午線經度，C列為中央子午線經度換算，D到G列是將經緯度的度分秒轉換為Excel能夠識別計算的小數點度，H到S是計算過程，T列是北京54坐標系的X坐標，U列是Y坐標。V列是準備拷貝到ACAD的數據格式。
各列計算公式如下：
A：書寫測點名稱；B：填入中央子午線經度；C=INT（B3）+（INT（B3*100）-INT（B3）*100）/60+（B3*10000-INT（B3*100）*100）/3600；D：GPS測量維度數據，小數點表示°，度分秒格式連寫；E：GPS測量經度數據，小數點表示°，度分秒格式連寫；F=INT（E3）+（INT（E3*100）-INT（E3）*100）/60+（E3*10000-INT（E3*100）*100）/3600；G=INT（E3）+（INT（E3*100）-INT（E3）*100）/60+（E3*10000-INT（E3*100）*100）/3600；H=G3-C3；I=H3/57.2957795130823；J=TAN （RADIANS（F3））；K=COS（RADIANS（F3））；L=0.006738525415*K3*K3；M=J3*J3；N=1+L3；O=6399698.9018/SQRT（N3）；
P=I3*I3*K3*K3；Q= J3*K3；R=Q3*Q3；S=（32005.78006+R3*（133.92133+R3*0.7031））；T=6367558.49686*F3/57.
29577951308-Q3*K3*S3+（（（（M3-58）*M3+61）*P3/30+
（4*L3+5）*N3-M3）*P3/12+1）*O3*J3*P3/2；U =（（（（M3-18）
*M3-（58*M3-14）*L3+5）*P3/20+N3-M3）*P3/6+1）*O3*
（I3*K3）；V =U3&"，"&T3。
將V列數值拷貝到ACAD畫線或畫點命令欄，即可在ACAD空間生成測繪碎步點，整理后成圖。
4坐標校正
該方法測量結果的相對誤差較低，實際測得控制點和北京54坐標系真值相差超過了10米（整體漂移誤差），通過在ACAD模型空間里用整體移動的辦法，令測量結果的控制點移動到真值，然后再進行坐標的標注。
5測量精度分析
成圖后利用圖根控制點或已知坐標點校核測量成果，8238米距離的兩個控制點，測繪成果距離為8232米，誤差率為0.07%，經過地面多點GPS測量和全站儀測量成果對比，該方法測量精度能夠到達±6米，對于農田水利工程的土地改良、田間路修筑和溝渠清理能夠滿足計量精度的要求。
作者簡介：何麗榮，長春市雙陽區水利工程管理中心，工程師，研究方向：水利工程。endprint
摘要：小型農田水利工程的主要內容包括：平整土地，改良土壤；道路、溝渠及交叉建筑物的綜合建設；改善環境，維護生態平衡。工程內容決定了此類工程施工面積大，戰線長，相對測量精度要求不高，如果用傳統的測繪方法繪制竣工平面圖，耗工費時，筆者曾經用帶GPS芯片的移動電話采集地理坐標數據，繪制了一幅工程面積長10000米，寬2000米的平面圖，用時5天（該辦法只適用于平原地區）。
關鍵詞：GPS移動電話；農田水利工程；平面圖
中圖分類號：TV871文獻標識碼：A文章編號：1674-0432（2014）-01-55-1
制圖過程分為：GPS數據采集；MapSource、excel數據處理；ACAD展繪；坐標校正；測量精度分析。
GPS數據采集可以用專業RTK差分測量機，也可以用GPS手持機，筆者用移動電話內置GPS芯片SiRFstar III（三星I788）實現，經過對比分析，測量精度和專業的GPS手持機（用GARMIN GPS60對比測試）相同。
1數據采集
使用內置GPS芯片的移動電話采集數據，采用Windows Mobile 2003以上操作系統，BeelineGPS綠色軟件。開機搜星初始化以后，即可以使用航點測定功能采集點位，根據自己的喜好編輯測點名稱，設置測量單位，最終形成GPS文件。用手機內置GPS芯片采集數據的好處是可以用PC方便的編輯每一個測點，便于后期使用通用的辦公軟件處理采集數據，測量儀器及應用軟件容易取得，節省了大筆的采購費用和時間，易在基層單位或邊遠地區推廣使用。
BeeLineGPS是一款GPS綜合軟件，可以查看星圖、速度、電子羅盤、高度、記錄軌跡、設定航點、分析海拔等多種功能，并且可以導入導出軌跡文件到CSV，KML，GPX文件。
圖1是BeelineGPS已經進入工作狀態的畫面，使用衛星數量為5個，經緯度的格式可以進行設定，比如設置為度分秒格式，或者小數點度格式。海拔高度的默認單位為ft，可以設置為m（由于該種辦法GPS測得高程的精度很低，因此測得的高程數據只能作為參考）。
在需要測量定位的測點點擊航點測定按鈕，就可以保存這個測點的數據，在如圖2的界面上，可以對測點名稱進行編輯。一般會按照測繪常用的辦法對測點分類編號命名，重點測站做好標記以便后期復核。
2數據處理
BeelineGPS數據存儲的默認格式為GPX格式，為了能和ACAD接軌，先使用MapSource讀取BeelineGPS生成的GPX格式文件，然后拷貝到Excel進行處理，用Excel進行坐標轉換計算。當然也可以用MapSource里面的坐標轉換工具進行坐標換算，但是MapSource沒有現成的適合中國使用的坐標系統，比如北京54坐標系。
北京54坐標的轉換比較復雜，筆者從A到V列按照單元格編輯了計算公式，其中A列為測點（航點）名稱，B列為中央子午線經度，C列為中央子午線經度換算，D到G列是將經緯度的度分秒轉換為Excel能夠識別計算的小數點度，H到S是計算過程，T列是北京54坐標系的X坐標，U列是Y坐標。V列是準備拷貝到ACAD的數據格式。
各列計算公式如下：
A：書寫測點名稱；B：填入中央子午線經度；C=INT（B3）+（INT（B3*100）-INT（B3）*100）/60+（B3*10000-INT（B3*100）*100）/3600；D：GPS測量維度數據，小數點表示°，度分秒格式連寫；E：GPS測量經度數據，小數點表示°，度分秒格式連寫；F=INT（E3）+（INT（E3*100）-INT（E3）*100）/60+（E3*10000-INT（E3*100）*100）/3600；G=INT（E3）+（INT（E3*100）-INT（E3）*100）/60+（E3*10000-INT（E3*100）*100）/3600；H=G3-C3；I=H3/57.2957795130823；J=TAN （RADIANS（F3））；K=COS（RADIANS（F3））；L=0.006738525415*K3*K3；M=J3*J3；N=1+L3；O=6399698.9018/SQRT（N3）；
P=I3*I3*K3*K3；Q= J3*K3；R=Q3*Q3；S=（32005.78006+R3*（133.92133+R3*0.7031））；T=6367558.49686*F3/57.
29577951308-Q3*K3*S3+（（（（M3-58）*M3+61）*P3/30+
（4*L3+5）*N3-M3）*P3/12+1）*O3*J3*P3/2；U =（（（（M3-18）
*M3-（58*M3-14）*L3+5）*P3/20+N3-M3）*P3/6+1）*O3*
（I3*K3）；V =U3&"，"&T3。
將V列數值拷貝到ACAD畫線或畫點命令欄，即可在ACAD空間生成測繪碎步點，整理后成圖。
4坐標校正
該方法測量結果的相對誤差較低，實際測得控制點和北京54坐標系真值相差超過了10米（整體漂移誤差），通過在ACAD模型空間里用整體移動的辦法，令測量結果的控制點移動到真值，然后再進行坐標的標注。
5測量精度分析
成圖后利用圖根控制點或已知坐標點校核測量成果，8238米距離的兩個控制點，測繪成果距離為8232米，誤差率為0.07%，經過地面多點GPS測量和全站儀測量成果對比，該方法測量精度能夠到達±6米，對于農田水利工程的土地改良、田間路修筑和溝渠清理能夠滿足計量精度的要求。
作者簡介：何麗榮，長春市雙陽區水利工程管理中心，工程師，研究方向：水利工程。endprint
摘要：小型農田水利工程的主要內容包括：平整土地，改良土壤；道路、溝渠及交叉建筑物的綜合建設；改善環境，維護生態平衡。工程內容決定了此類工程施工面積大，戰線長，相對測量精度要求不高，如果用傳統的測繪方法繪制竣工平面圖，耗工費時，筆者曾經用帶GPS芯片的移動電話采集地理坐標數據，繪制了一幅工程面積長10000米，寬2000米的平面圖，用時5天（該辦法只適用于平原地區）。
關鍵詞：GPS移動電話；農田水利工程；平面圖
中圖分類號：TV871文獻標識碼：A文章編號：1674-0432（2014）-01-55-1
制圖過程分為：GPS數據采集；MapSource、excel數據處理；ACAD展繪；坐標校正；測量精度分析。
GPS數據采集可以用專業RTK差分測量機，也可以用GPS手持機，筆者用移動電話內置GPS芯片SiRFstar III（三星I788）實現，經過對比分析，測量精度和專業的GPS手持機（用GARMIN GPS60對比測試）相同。
1數據采集
使用內置GPS芯片的移動電話采集數據，采用Windows Mobile 2003以上操作系統，BeelineGPS綠色軟件。開機搜星初始化以后，即可以使用航點測定功能采集點位，根據自己的喜好編輯測點名稱，設置測量單位，最終形成GPS文件。用手機內置GPS芯片采集數據的好處是可以用PC方便的編輯每一個測點，便于后期使用通用的辦公軟件處理采集數據，測量儀器及應用軟件容易取得，節省了大筆的采購費用和時間，易在基層單位或邊遠地區推廣使用。
BeeLineGPS是一款GPS綜合軟件，可以查看星圖、速度、電子羅盤、高度、記錄軌跡、設定航點、分析海拔等多種功能，并且可以導入導出軌跡文件到CSV，KML，GPX文件。
圖1是BeelineGPS已經進入工作狀態的畫面，使用衛星數量為5個，經緯度的格式可以進行設定，比如設置為度分秒格式，或者小數點度格式。海拔高度的默認單位為ft，可以設置為m（由于該種辦法GPS測得高程的精度很低，因此測得的高程數據只能作為參考）。
在需要測量定位的測點點擊航點測定按鈕，就可以保存這個測點的數據，在如圖2的界面上，可以對測點名稱進行編輯。一般會按照測繪常用的辦法對測點分類編號命名，重點測站做好標記以便后期復核。
2數據處理
BeelineGPS數據存儲的默認格式為GPX格式，為了能和ACAD接軌，先使用MapSource讀取BeelineGPS生成的GPX格式文件，然后拷貝到Excel進行處理，用Excel進行坐標轉換計算。當然也可以用MapSource里面的坐標轉換工具進行坐標換算，但是MapSource沒有現成的適合中國使用的坐標系統，比如北京54坐標系。
北京54坐標的轉換比較復雜，筆者從A到V列按照單元格編輯了計算公式，其中A列為測點（航點）名稱，B列為中央子午線經度，C列為中央子午線經度換算，D到G列是將經緯度的度分秒轉換為Excel能夠識別計算的小數點度，H到S是計算過程，T列是北京54坐標系的X坐標，U列是Y坐標。V列是準備拷貝到ACAD的數據格式。
各列計算公式如下：
A：書寫測點名稱；B：填入中央子午線經度；C=INT（B3）+（INT（B3*100）-INT（B3）*100）/60+（B3*10000-INT（B3*100）*100）/3600；D：GPS測量維度數據，小數點表示°，度分秒格式連寫；E：GPS測量經度數據，小數點表示°，度分秒格式連寫；F=INT（E3）+（INT（E3*100）-INT（E3）*100）/60+（E3*10000-INT（E3*100）*100）/3600；G=INT（E3）+（INT（E3*100）-INT（E3）*100）/60+（E3*10000-INT（E3*100）*100）/3600；H=G3-C3；I=H3/57.2957795130823；J=TAN （RADIANS（F3））；K=COS（RADIANS（F3））；L=0.006738525415*K3*K3；M=J3*J3；N=1+L3；O=6399698.9018/SQRT（N3）；
P=I3*I3*K3*K3；Q= J3*K3；R=Q3*Q3；S=（32005.78006+R3*（133.92133+R3*0.7031））；T=6367558.49686*F3/57.
29577951308-Q3*K3*S3+（（（（M3-58）*M3+61）*P3/30+
（4*L3+5）*N3-M3）*P3/12+1）*O3*J3*P3/2；U =（（（（M3-18）
*M3-（58*M3-14）*L3+5）*P3/20+N3-M3）*P3/6+1）*O3*
（I3*K3）；V =U3&"，"&T3。
將V列數值拷貝到ACAD畫線或畫點命令欄，即可在ACAD空間生成測繪碎步點，整理后成圖。
4坐標校正
該方法測量結果的相對誤差較低，實際測得控制點和北京54坐標系真值相差超過了10米（整體漂移誤差），通過在ACAD模型空間里用整體移動的辦法，令測量結果的控制點移動到真值，然后再進行坐標的標注。
5測量精度分析
成圖后利用圖根控制點或已知坐標點校核測量成果，8238米距離的兩個控制點，測繪成果距離為8232米，誤差率為0.07%，經過地面多點GPS測量和全站儀測量成果對比，該方法測量精度能夠到達±6米，對于農田水利工程的土地改良、田間路修筑和溝渠清理能夠滿足計量精度的要求。
作者簡介：何麗榮，長春市雙陽區水利工程管理中心，工程師，研究方向：水利工程。endprint
