Casio FX-5800P圖根導線控制測量電子手簿

DOI：10.19850/j.cnki.2096-4706.2021.08.009

摘? 要：對Casio FX-5800P計算器的類結構化BASIC編程語言、數據存儲結構及圖根導線控制測量相關理論、規范進行了研究，并將相關參數進行了量化分析，編制基于Casio FX-5800P平臺的圖根導線控制測量記錄軟件，詳細闡述了軟件的算法，列舉了部分源代碼，實現了圖根導線測量與電磁波測距三角高程測量同步進行，在測量過程中根據輸入儀器觀測數據自動計算各項觀測限差，限差超限，即提示進行返測。

關鍵詞：圖根導線;電磁波測距三角高程測量;電子手簿;Casio FX-5800P

中圖分類號：P209 ? ? ?文獻標識碼：A 文章編號：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測量方法完成大部分的圖根控制測量工作，但在對空遮蔽嚴重的特殊地形地物條件下，采用導線進行圖根控制測量仍是一種不可或缺的測量方法。傳統的圖根導線控制測量，采用手工記錄數據、計算檢核，易出錯、效率低。而廠家生產的全站儀隨機配套測量程序，雖然功能強大，但存在一些嚴重的缺點，通用性差、使用不靈活、功能難以滿足不同單位的生產需求。目前已有一些基于PC機以及手機端開發的測量數據記錄軟件，但PC機攜帶不方便、手機續航時間較短且程序編寫需要較深厚的編程語言功底?；?800P計算器的穩定性、便攜性、程序開發簡易性及應用的廣泛性，本文設計開發了附合圖根導線控制測量記錄軟件^[1-4]。

1? Casio FX-5800P計算器簡介

該設備內存為閃存形式，容量為28.5 kB閃存，不易丟失數據;具有關機現場保護功能，機器保存關機前現場的屏幕顯示與運行狀態。設備采用類結構化BASIC語言，能夠進行邏輯操作以及實現條件語句、循環語句，可以調用子程序;數據存儲使用串列、數組變量、字母變量。數據通信方面，可以在兩臺FX-5800P間進行數據通信，便于用戶互相交換程序及數據。

程序主要實現的功能有：按照測量的順序將測量數據記錄到List串列及額外變量中;水平角2C互差檢核，超限時要求重測，并重新記錄數據;垂直角指標差較差、垂直角較差、對向觀測高差較差檢核、超限時要求重測，并重新記錄數據;方位角閉合差、全長相對閉合差、高程閉合差計算，當超限時提示。

2? 程序計算依據及測量原理

2.1? 各項限差統計

各項限差及測量要求參考GB50026-2007《工程測量規范（附條文說明）》^[5]，具體限差以及測量要求如表1所示。

2.2? 球氣差計算

在計算往返測高差的時候，均進行球氣差改正，計算公式^[6，7]為：

其中，γ為球氣差;D為測站點與覘點間的水平距離;K為遮光系數。本文中取我國大部分地區折光系數的平均值0.11。

2.3? 高差計算

高差計算公式為：

h_AB=Dt_gα+K-L+γ

其中，h_AB=H_B-H_A;D為測站點與覘點間的水平距離;α為垂直角;K為儀器高;L為覘標高;γ為球氣差。

在將該公式進行編程計算的時候需要將公式稍加處理：當α為正時，h_AB=Dt_gα+K-L+γ;當α為負時，h_AB=Dt_gα-K+L-γ。這樣更便于計算往返測高差較差。

3? 軟件流程圖

軟件流程圖如圖1所示。

軟件根據當前測站計數，共分為3部分，第一部分為第1個測站，第三部分為最后一個測站，第二部分為中間測站。其中第1測站只有往測、最后測站只有返測，中間測站包括往返測。測站觀測數據包括垂直角、水平角、站高、覘高，先觀測水平角后觀測垂直角。

4? 數據存儲

4.1? 數據存儲結構

CASIO FX-5800P計算器，能夠存儲數據的變量有List串列、數組變量、字母變量。List串列包括List X、List Y及List Freq，List串列的維數不用事先定義，可以直接賦值;其與C語言中的多維數組類似。數組變量也稱作額外變量寄存器，類似于C語言中的一維數組，數組大小需事先定義^[8]。每個存儲的數據（不含復數）占用的內存為12字節，保留數組變量需額外占用26字節內存^{[9，10]}。

對于該型號計算器編制的軟件，數據結構的設計直接影響到記錄數據的讀取及直觀性，本軟件擬用List串列及數組變量來存儲觀測數據。串列及數組變量布局如表2、表3所示。

4.2? 數據提取

圖根導線控制測量記錄的數據包括水平角、垂直角、邊長數據、儀器高、覘標高，其中角度數據在List串列中可直觀讀取;根據串列List Freq的數字標示，對照表2，可以很直觀地判斷出數據的含義。數據示例如圖2所示。

邊長及高度數據因為存儲在數組變量中，無法直接讀取，需用提取程序進行提取，提示提取數據的含義并給出其數值。

5? 源代碼示例

因程序代碼行數較多，鑒于論文篇幅有限，只能列舉部分源代碼，如表4所示。

6? 應用效果

為檢驗該程序的應用效果，將該應用程序應用在了西南山區某河流帶狀地形測量工作中。該測區位于河谷地帶，河流兩岸竹林茂密，使用RTK很難得到固定解。使用該程序輔助進行圖根導線的測量，為野外工作帶來了很大的便利;軟件對輸入參數均進行了詳細的提示，使用簡潔明了，有效避免了測量限差超限導致的返工現象，提高了野外工作的效率。

7? 結? 論

本文利用Casio FX-5800P計算器性能穩定、便于攜帶、續航時間長的優點，設計開發了圖根導線控制測量電子手簿，可實現圖根導線平面及高程控制測量的數據記錄及各項限差自動檢核。程序數據記錄非常靈活，能及時發現觀測過程中出現的錯誤，極大提高了觀測效率，拓展了設備的用途。對于某些極端地形條件的圖根控制測量將能發揮很大的作用。軟件相比全站儀機載軟件有一大優勢，即可以根據測量實踐，對程序進行調整，以最大限度滿足生產要求。本軟件的不足之處是，記錄數據不能直接傳輸到電腦，在測量完成后需要將記錄的數據轉錄到電腦上。為解決這一問題，可將本軟件移植到Casio FX-9750G Ⅱ、Casio FX-9860G Ⅱ SD 計算器，這兩款計算器可將存儲的數據通過數據線傳輸到電腦上。進一步，可通過電腦端數據后處理軟件，將記錄數據轉換為規定格式的記簿數據及平差軟件平差格式，便于查看分析數據觀測質量，并實現數據的快速平差處理;從而實現從數據采集到數據處理的全程自動化。

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作者簡介：符建波（1984—），男，漢族，河南內鄉人，中級工程師，本科，研究方向：工程測量。

收稿日期：2021-03-14