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【摘要】 本文对施工放样进行理论分析和程序开发。研究了PDA技术以及开发方法，实现PDA与全站仪建立实时通讯及控制，解决放样数据从文件输入，自动判断放样误差。结合工程实例,介绍了基于PDA的施工放样作业方法以及该方法的意义。
【关键词】PDA ， 全站仪， 串口通讯 ，施工放样
【 abstract 】 this paper construction lofting theoretical analysis and program development. The PDA technology and the development of research method, and realize the PDA and real-time communication and tachometer establish control, solve data from the document lofting input, automatic judgment lofting error. Combined with the engineering practice, this paper introduces the construction lofting based PDA practices and the significance of this method.
【 key words 】 PDA, tachometer, serial communication, construction lofting
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
一、概述
PDA(Personal Digital Assistant)是近年来发展迅速的移动式便携计算机，集中了计算、电话、传真和网络等多种功能，不仅可以用来管理个人信息，还可以上网浏览，收发E-mail，发传真，甚至当做手机来用。这些功能都可以通过无线方式实现。同时，它内置强大的嵌入式操作系统，提供串口（USB口）、红外端口同计算机及相关设备（GPS，全站仪等）连接通信，提供内嵌式开发环境用以程序设计，处理GPS、全站仪等测绘设备获得的空间数据，以用于各种民用工程。
二、 PDA技术与全站仪的数据通信
实现PDA用于施工放样最关键是要实现PDA与测量仪器数据通讯。PDA与全站仪之间的通讯，利用Comm控件的查询法实现通讯，具体是通过一个自定义函数CmdOutIn来完成的。函数的定义如下：
Function CmdOutIn(CmdOut As String) As String
Dim i As Integer, j As Integer, myArray
Dim OutData As Variant, Buffer As String
On Error Resume Next
If Comm.PortOpen = False Then
Comm.CommPort = 1
If CSetting = "" Then
Comm.Settings = "9600,N,8,1"
Else
Comm.Settings = CSetting
End If
Comm.PortOpen = True
End If
Comm.RThreshold = 0
j = 0
While j < 10
Comm.InputLen = 0
CmdOut = CmdOut & vbCrLf
Buffer = ""
Comm.Output = CmdOut
i = 0
Do
Buffer = Buffer & Comm.Input
i = i + 1
If j > 5 Then
MsgBox "通訊失败"
Exit Function
End If
If i > 30000 Then
Buffer = ""
Comm.Output = OutData
i = 0
j = j + 1
End If
Loop Until InStr(Buffer, Chr(&HD)) Or InStr(Buffer, Chr(&H6)) _
Or InStr(Buffer, Chr(&H15)) Or Comm.InBufferCount > 512 _
Or i > 30000
If Buffer = Chr(&H6) Then
CmdOutIn = "1"
j = 10
ElseIf Buffer = Chr(&H15) Then
CmdOutIn = "-1"
Else
CmdOutIn = Buffer
j = 10
End If
j = j + 1
Wend
End Function
通过改变参数CmdOut来实现不同的通讯功能。例如在角度测量时，通过以“Ee” & vbCrLf为参数调用该函数，全站仪测量数据以函数返回值的形势返回给PDA，对返回值仅处理最终获取角度观测值。根据测量的成功与否，返回数据也分为两种情况，测量成功时将返回观测数据，测量失败时返回“观测失败”，提醒用户观测失败。
二、 基于PDA的施工放样
1、放样简介
国家规定“施工必须严格按照设计进行。”在几何上按照设计进行施工，就要求测量工作者把设计的待建物的位置和形状在实地标定出来，这个工作叫做放样、测设或定位。本程序设计时采用了极坐标法进行介绍。
2、数据处理
（1）、数据来源
在程序开发时，放样数据来源于文本文件和Mid/Mif文件两种格式。文本文件存储格式不做深入研究，只采取了简单的存储格式。Mid/Mif文件可以存储点状、线状、面状实体，分别对应于需要进行放样的点状、线状、面状物体。线状实体存储的是线上折角的坐标，面状实体存储的是各定点坐标。
（2）、数据处理
点位极坐标法放样，需要计算出测站到待定点的距离与方位角。为了实现PDA与全站仪的数据通讯，还必须转化成全站仪通讯的数据格式。
1)方位角计算
a、当 时，
，由于 函数的值域为 ，方位角为正值，必须对 进行如下处理才能得到方位角：
若 且 ，
若 且 ，
若 且 ，
其中， ， 为测站坐标， ， 为待定点坐标， 为测站点到待定点连线的方位角。
B、当 时，
若 ，
若 ，
2)距离计算
3)编写通讯数据格式
全站仪通讯数据格式为：
Db_1234.567，359.5959
标识符距离值角度值
按照通讯数据格式将放样数据编写成一条字符串信息。特别需要注意的是角度的格式，角度格式仍然是“度分秒”格式，但与通常的“度分秒”格式又有所不同，例如 ，在全站仪通讯数据中则表示为：59.5959，整数部分表示度数，第一、二位小数表示分，第三、四位小数表示秒。
3、放样流程
下面以一个点的距离与角度放样为例对放样流程进行说明。
(1)待定点输入。
点击菜单“待定点”，从坐标文件中加载待定点坐标，如图1。
图 1待定点加载 图 2 控制点加载
(2)控制点输入。
点击菜单“控制点”，从坐标文件中加载控制点坐标，如图2。
(3)测站设置与后视定位。
选择测站与后视点坐标，单击“测站设置”按钮将测站坐标输入全站仪；瞄准后视点，单击“后视定位”按钮后视定位。
(4)选择“距离角度放样”。
(5)放样数据处理与输入。
点击“数据输入”按钮，计算测站到待定点的距离与这条边的方位角，具体计算如上一章节节所述；并将放样数据输入全站仪。
(6)观测输出放样数据。
旋转全站仪将角度调整到(5)计算出的角度，在全站仪视线上适当的位置放置棱镜，瞄准后单击“观测”按钮，全站仪自动返回放样观测值，程序放样数据与返回值进行比较，如果角度与距离的误差均在限差内，程序自动提示放样成功，否则提行用户调整棱镜继续观测。
三、工程实例
本节以一個点为例来介绍放样过程中主要处理技术。待定点A(5369.234,3128.902)，测站点03(5395.743,3103.523)，后视点13(5388.853,3118.916)。
(1)按照本文前述的方位角计算方法计算03点至A点的方位角。
(2)计算03点至A点的距离。
(3)编写输入数据。
"/Db " & & "," & & vbCrlf
(4)观测并返回数据。
输入命令："Db "& vbCrlf，将返回的数据与 、 进行比较，都小于限差放样成功，移动目标否则继续观测。
四、总结与展望
本文主要研究了电子全站仪与PDA实时通讯，PDA对测量数据的管理，在此基础上着重开发了施工放样程序，实现了施工放样自动化。
随着PDA性能的提高，基于PDA的野外测量系统的开发是测绘自动化的发展方向，将PDA、GPS的外业测绘同GIS技术的结合，很有利于数据基础设施的建设。GIS技术在PDA上的移植，将带来移动GIS系统的大发展。未来，将是以便携式的PDA为中心的移动测绘平台、移动GIS平台、移动导航平台的三位一体。
参考文献
[1] 李永隆 . PDA程序设计 . 清华大学出版社，2002。
[2].陈龙飞，金其坤 . 工程测量 . 同济大学出版社，2002。
[3].李现勇 . Visual C++串口通讯技术与工程实践 . 人民邮电出版社，2002。
[4].田东风 . Windows CE 应用程序设计 . 机械工业出版社，2003。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
【关键词】PDA ， 全站仪， 串口通讯 ，施工放样
【 abstract 】 this paper construction lofting theoretical analysis and program development. The PDA technology and the development of research method, and realize the PDA and real-time communication and tachometer establish control, solve data from the document lofting input, automatic judgment lofting error. Combined with the engineering practice, this paper introduces the construction lofting based PDA practices and the significance of this method.
【 key words 】 PDA, tachometer, serial communication, construction lofting
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
一、概述
PDA(Personal Digital Assistant)是近年来发展迅速的移动式便携计算机，集中了计算、电话、传真和网络等多种功能，不仅可以用来管理个人信息，还可以上网浏览，收发E-mail，发传真，甚至当做手机来用。这些功能都可以通过无线方式实现。同时，它内置强大的嵌入式操作系统，提供串口（USB口）、红外端口同计算机及相关设备（GPS，全站仪等）连接通信，提供内嵌式开发环境用以程序设计，处理GPS、全站仪等测绘设备获得的空间数据，以用于各种民用工程。
二、 PDA技术与全站仪的数据通信
实现PDA用于施工放样最关键是要实现PDA与测量仪器数据通讯。PDA与全站仪之间的通讯，利用Comm控件的查询法实现通讯，具体是通过一个自定义函数CmdOutIn来完成的。函数的定义如下：
Function CmdOutIn(CmdOut As String) As String
Dim i As Integer, j As Integer, myArray
Dim OutData As Variant, Buffer As String
On Error Resume Next
If Comm.PortOpen = False Then
Comm.CommPort = 1
If CSetting = "" Then
Comm.Settings = "9600,N,8,1"
Else
Comm.Settings = CSetting
End If
Comm.PortOpen = True
End If
Comm.RThreshold = 0
j = 0
While j < 10
Comm.InputLen = 0
CmdOut = CmdOut & vbCrLf
Buffer = ""
Comm.Output = CmdOut
i = 0
Do
Buffer = Buffer & Comm.Input
i = i + 1
If j > 5 Then
MsgBox "通訊失败"
Exit Function
End If
If i > 30000 Then
Buffer = ""
Comm.Output = OutData
i = 0
j = j + 1
End If
Loop Until InStr(Buffer, Chr(&HD)) Or InStr(Buffer, Chr(&H6)) _
Or InStr(Buffer, Chr(&H15)) Or Comm.InBufferCount > 512 _
Or i > 30000
If Buffer = Chr(&H6) Then
CmdOutIn = "1"
j = 10
ElseIf Buffer = Chr(&H15) Then
CmdOutIn = "-1"
Else
CmdOutIn = Buffer
j = 10
End If
j = j + 1
Wend
End Function
通过改变参数CmdOut来实现不同的通讯功能。例如在角度测量时，通过以“Ee” & vbCrLf为参数调用该函数，全站仪测量数据以函数返回值的形势返回给PDA，对返回值仅处理最终获取角度观测值。根据测量的成功与否，返回数据也分为两种情况，测量成功时将返回观测数据，测量失败时返回“观测失败”，提醒用户观测失败。
二、 基于PDA的施工放样
1、放样简介
国家规定“施工必须严格按照设计进行。”在几何上按照设计进行施工，就要求测量工作者把设计的待建物的位置和形状在实地标定出来，这个工作叫做放样、测设或定位。本程序设计时采用了极坐标法进行介绍。
2、数据处理
（1）、数据来源
在程序开发时，放样数据来源于文本文件和Mid/Mif文件两种格式。文本文件存储格式不做深入研究，只采取了简单的存储格式。Mid/Mif文件可以存储点状、线状、面状实体，分别对应于需要进行放样的点状、线状、面状物体。线状实体存储的是线上折角的坐标，面状实体存储的是各定点坐标。
（2）、数据处理
点位极坐标法放样，需要计算出测站到待定点的距离与方位角。为了实现PDA与全站仪的数据通讯，还必须转化成全站仪通讯的数据格式。
1)方位角计算
a、当 时，
，由于 函数的值域为 ，方位角为正值，必须对 进行如下处理才能得到方位角：
若 且 ，
若 且 ，
若 且 ，
其中， ， 为测站坐标， ， 为待定点坐标， 为测站点到待定点连线的方位角。
B、当 时，
若 ，
若 ，
2)距离计算
3)编写通讯数据格式
全站仪通讯数据格式为：
Db_1234.567，359.5959
标识符距离值角度值
按照通讯数据格式将放样数据编写成一条字符串信息。特别需要注意的是角度的格式，角度格式仍然是“度分秒”格式，但与通常的“度分秒”格式又有所不同，例如 ，在全站仪通讯数据中则表示为：59.5959，整数部分表示度数，第一、二位小数表示分，第三、四位小数表示秒。
3、放样流程
下面以一个点的距离与角度放样为例对放样流程进行说明。
(1)待定点输入。
点击菜单“待定点”，从坐标文件中加载待定点坐标，如图1。
图 1待定点加载 图 2 控制点加载
(2)控制点输入。
点击菜单“控制点”，从坐标文件中加载控制点坐标，如图2。
(3)测站设置与后视定位。
选择测站与后视点坐标，单击“测站设置”按钮将测站坐标输入全站仪；瞄准后视点，单击“后视定位”按钮后视定位。
(4)选择“距离角度放样”。
(5)放样数据处理与输入。
点击“数据输入”按钮，计算测站到待定点的距离与这条边的方位角，具体计算如上一章节节所述；并将放样数据输入全站仪。
(6)观测输出放样数据。
旋转全站仪将角度调整到(5)计算出的角度，在全站仪视线上适当的位置放置棱镜，瞄准后单击“观测”按钮，全站仪自动返回放样观测值，程序放样数据与返回值进行比较，如果角度与距离的误差均在限差内，程序自动提示放样成功，否则提行用户调整棱镜继续观测。
三、工程实例
本节以一個点为例来介绍放样过程中主要处理技术。待定点A(5369.234,3128.902)，测站点03(5395.743,3103.523)，后视点13(5388.853,3118.916)。
(1)按照本文前述的方位角计算方法计算03点至A点的方位角。
(2)计算03点至A点的距离。
(3)编写输入数据。
"/Db " & & "," & & vbCrlf
(4)观测并返回数据。
输入命令："Db "& vbCrlf，将返回的数据与 、 进行比较，都小于限差放样成功，移动目标否则继续观测。
四、总结与展望
本文主要研究了电子全站仪与PDA实时通讯，PDA对测量数据的管理，在此基础上着重开发了施工放样程序，实现了施工放样自动化。
随着PDA性能的提高，基于PDA的野外测量系统的开发是测绘自动化的发展方向，将PDA、GPS的外业测绘同GIS技术的结合，很有利于数据基础设施的建设。GIS技术在PDA上的移植，将带来移动GIS系统的大发展。未来，将是以便携式的PDA为中心的移动测绘平台、移动GIS平台、移动导航平台的三位一体。
参考文献
[1] 李永隆 . PDA程序设计 . 清华大学出版社，2002。
[2].陈龙飞，金其坤 . 工程测量 . 同济大学出版社，2002。
[3].李现勇 . Visual C++串口通讯技术与工程实践 . 人民邮电出版社，2002。
[4].田东风 . Windows CE 应用程序设计 . 机械工业出版社，2003。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。