PDA掌上电脑配合全站仪的既有铁路测量技术系统探讨

PDA掌上电脑配合全站仪的既有铁路测量技术系统探讨

赵杰

（山西省铁路工程学校山西晋中030900）

【摘要】既有铁路的测量对于铁路管理以及新建铁路意义重大，本文基于全站仪，设计出了一种既有铁路测量技术系统，实现了测量的一体化操作，在减轻测量人员工作强度的同时，也可以实现对于数据的及时处理，保证了测量效果。

【关键词】全站仪；既有铁路；测量技术

【中图分类号】U212【文献标识码】A【文章编号】1002-8544（2017）10-0225-02

1.前言

最近几年，PDA移动终端在工程测量领域的应用越发广泛，其本身体积小、重量轻、易携带，而且续航能力强，具备强大的数据处理功能，可以通过自主编程，满足专业测量的需求，为测量工作提供便利。以PDA掌上电脑配合全站仪，可以实现对于既有铁路的有效测量。

2.系统构成

该系统的主要组成部分有两个，一是PDA掌上电脑，从测量工作的实际需求考虑，必须具备较高的性能，这里选择的PDA设备采用的是IntelPXA270312MHz处理器，WinCE.net操作系统以及ActiveSync环境系统，配合64MB内存和20000毫安电池，续航能力可以达到4h以上；二是全站仪，选择具有Ⅱ级或以上等级的广电测距，6级以上测角系统功能的全站仪，确保其具备相应的数据存储和传输功能，设置有RS232串行数据接口，数据的通信波特率应该在1200bps以上，以尽量减少干扰。

以PDA掌上电脑配合全站仪，在测量中可以实现对多种不同数据的测量，包括距离、角度（水平角度和竖直角度）以及测点坐标等，而通过相应的数据处理功能，还可以完成对既有铁路里程、高程、中线以及控制导线等到的有效测量，从而替代传统的测量方式，保证可靠的测量结果。

3.系统功能

一是导线测量功能，在测量中，需要给出可供参考的正倒镜指标差，以保证良好的测量效果。系统可以自动结合测量得到的角度值，对测量导线的坐标值进行计算，对导线方位角进行计算。同时，还可以对导线测量得到的数据进行分析、显示、存储等操作；二是数据采集功能，以股道的测量为例，在首次测量时，系统会提示测量人员输入相应的股道里程，将获得的节点数据分数次进行存储，每记录一次测点号，系统会自动将其编号在原有的基础上增加1。如果在测量过程中，发现坡度超过6/1000，则系统会发出提示信息，确保相邻测点之间的距离在50m以内；如果曲线弦长与弧长的比值超过了1/4000，则数据无效，系统会提示工作人员进行重新测量。同时，系统还能够对一定范围内的点位进行自动搜索，自动计算里程，也提供有正反两种测量模式可供工作人员选择。利用PDA掌上电脑，测量人员可以对采集到的各种数据信息进行实时查阅，但是不能修改。结合不同的文件格式以及扩展名，可以非常方便的对数据信息进行分类和检索，进一步提升测量效率；三是数据管理功能，打开相应的功能界面，可以在文件夹中，对想要查看的文件名进行检索，检索结果会在列表框中显示出来，利用数据管理功能，可以对冗余数据或者无效数据进行删除操作，为了避免误操作，还设置了数据恢复功能。

4.参数设置及数据处理

想要保证系统功能的充分发挥，做好重要参数的设置非常重要，具体来讲，需要设置的参数有三种，一是PDA文件路径，可以在WinCE.net程序中，以API函数，实现eVC4.0的串口通讯功能，而在串口初始化完成后，运用封装串口通讯类CCESeries，可以针对GSI指令进行管理和操作；二是全站仪通讯参数，主要是为了保证全站仪与PDA掌上电脑以及计算机之间数据传输的可靠性，需要设置的通讯参数包括数据位、停止位、波特率、通讯协议等，应该根据实际需求进行参数的设置和调整，避免单纯依靠经验盲目调整的情况；三是全站仪记录数据，对记录数据的设置，主要目的是保证计算的便捷性、高效性和可靠性，全站仪必须能够返回足够的数据，包括测点坐标、水平角度、垂直角度、斜距等。

数据的处理和计算直接关系着测量结果的有效性，也是必须高度重视的问题。这里主要对几个比较关键的数据进行分析：

（1）坡度：在既有铁路测量工作中，相邻两个测点的距离不能超过6/1000，因此，在对系统程序进行设计是，可以引入相应的数学模型：

其中，表示相邻两侧点的高度差，D表示两点之间的距离。

（2）数据采集间隔：在对曲线部分进行测量时，一般需要关注曲线弦长与弧长的比值，将其控制在1/4000，并以此为依据，对采集点位的密度进行合理设置。计算模型为：

在模型中，D表示两个测点之间的直线距离，代表两点之间的圆弧距离。

5.应用效果

对系统进行测试，发现其实际应用效果主要体现在两个方面，一是保证了测量的可靠性。在常规测量中，无论是数据的分析记录，还是后续的计算存储，乃至数据的管理查阅，都需要由人工进行操作，而这个过程中，很难避免人为因素导致的数据丢失或者错误，影响了测量结果的精度和准度。与之相比，基于全站仪的既有铁路测量技术系统通过全站仪、PDA掌上电脑以及专业测量软件的相互结合，可以有效提升测量工作的效率。保证了数据记录、数据计算的可靠性，测量的结果也更加真实可信；二是实现了一体化测量。技术系统在很大程度上减少了人为因素对于测量的干扰，通过测量设备和计算机软件，将数据的采集、记录、分析、计算、管理、存储等结合在一起，保证了测量工作的质量和效率，也顺应了测量一体化的发展趋势。

6.结语

总而言之，与传统的测量技术相比，基于全站仪的既有铁路测量技术系统通过PDA掌上电脑与全站仪的相互配合，实现了数据采集和数据传输的同步进行，测量人员通过全站仪传输的信息，可以在PDA设备上进行查看和分析，保证了数据处理的实效性，也可以大大减轻外业测量的负担，通过智能化的提示，对测量人员的操作进行了规范，能够有效减少人为误操作引发的数据失真问题，在保证测量工作质量的前提下，促进了工作效率的提高。

参考文献

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[2]侯建民,黄远宏.基于全站仪的既有铁路测量技术系统探讨[J].铁道勘探,2010,(3):4-6.

[3]崔书珍,周金国.一种既有铁路复测全站仪棱镜对中整平装置[J].测绘技术装备,2016,(3):76-77.

作者简介：赵杰（男-1977-09-17），汉族（山西省祁县），山西省铁路工程学校，讲师，本科，研究方向：测量在工程方面的应用。