GTS―720全站仪坐标测量程序开发

1、GTS- 720全站仪坐标测量程序开发摘 要：WinCE嵌入式操作系统的全站仪应用越来越广 泛，这样的全站仪具有可二次开发的功能，利用嵌入式开发 工具可以开发出满足用户特定要求的程序，文章以 GTS-720 托普康全站仪为例，介绍了坐标测量程序开发的要点。关键词：全站仪；坐标测量；程序开发1 概述GTS-720是拓普康公司开发的智能全站仪，其软件操作 系统是内嵌的WinCE，操作界面同台式机的 Windows系统界 面类似，使用户对其二次开发更容易。对智能全站仪开发各 种放样系统时，需要自动获得全站仪测定的角度、距离及坐 标数据，所以用户需要从底层开发坐标测量程序，然后再结 合各种算法实现各种

2、放样系统。如果采用其自带的坐标测量 程序，由于无法实现用户同全站仪交互操作，就只能实现基 本计算的功能。对GTS-720全站仪从底层开发坐标测量程序，必须有 GTS-720sdK即此全站仪专用的操作指令，该指令常用的基 本函数如下：（1）fpTsSetStnCoord:输入仪器测站点坐标；（2）fpTsSetlnstHeight:输入仪高和棱镜高；（3）fpTsSetHangle: 输入全站仪定向边方位角；（4） fpTsRequest:设置全站仪角 度和距离测量模式；（5） fpTsStopMeas:设置全站仪是否停 止距离测量；（6）fpTsReadMeas:读取全站仪观测返回的字 符串。

3、2 坐标测量程序开发2.1 程序开发的整体思路（1）程序开发应该首先创建一个空白的“TXT文本文件，该文件的保存路径和文件名都必须采用全局的程序变量， 因为坐标测量得到的数据是在其他类中完成的，文件保存时 需要调用该文件的全局变量名称。（ 2）全站仪进行坐标测量之前要输入仪器点的坐标和目标点的坐标，其目的是需要获 得测站点的坐标和一条已知边的起算方位角；如果需要测量 点的高程，就需要输入仪器高和棱镜高。由于棱镜高度可能 需要频繁变换，所以棱镜高和仪器高分别采用不同的对话框 来分开进行设置，而且系统中应自动保留上一次测量时仪器 的高度值，以免同一站仪器没有变换，还需要重新输入仪器 的高度。（3）

4、测量返回的字符串包含了角度和观测距离的信 息，需要对这些字符串进行分割后，将测定的距离和方位角 换算成坐标；坐标测量完成后，系统自动弹出一个话框来显 示测定出的坐标值，用户输入坐标点号后将坐标值保存在文 本文件中。2.2 坐标方位角的计算设站常用的方法为两点定向，即输入测站点和定向点的 坐标。而定向的方位角需要通过程序计算出来，然后此变量 需要通过函数设置为全站仪的水平角。两点定向需用到四个 坐标数据，其含义和变量如表 1 所示：表1在用 atan（ ）函数的值域范围是（ -？仔/2 ，？仔 /2）， 而方位角的取值方位是（ -360， +360）。对 x、y 方向的 坐标增量的正负做判断，其

5、算法如下：if （ aim_x-site_x ） 0）orient=atan （ aim_y-site_y ） / （ aim_x-site_x ）else if（aim_x-site_x ） 0）orient=PI/2 ；if （ aim_x-site_x =0）& （ y0）orient=-PI/2 ；PI的值等于？仔；当度盘为负数时，GTS-720的函数“fpTsSetHangle”会自动加上2?仔设值度盘；atan （）返回值的单位是弧度，需要将其转换成度、分、秒格式。2.3 测量功能的实现测量功能的实现主要用“ fpTsReques(t )”开发函数，其 主要程序的主要流程如图 1：

6、图1使用fpTsRequest ()实现测量功能流程图此部分程序几点说明：(1)开发函数fpTsRequest ()以 硬件为操作对象。而硬件要完成距离测量工作需要运行一段 时间，一般情况下，运行 fpTsRequest ()函数后，就立刻执 行下一般操作函数，则 fpTsRequest ()函数无法完成测量功 能，返回一群无用杂乱的字符串。( 2)由于上述的原因，运行fpTsRequest ()函数后，程序应该等待一段时间再执行下 一步操作。该函数需要测量的时间同观测距离的远近相关， 所以设置成一个固定时间段是不合理的，所以需要设置一个 循环来完成此功能。其方法如下：创建一个 for 循环语

7、句， 共循环五次；循环一次的时间是 4 秒种；每次循环后对返回 的字符进行校对，如果结果正确就跳出循环，进入下一步程 序；如果程序已循环 5 次后，得到正确的字符串仍不正确， 则循环终止，程序结束； ( 3)数据校对就是利用 fpTsRequest ()函数进行测验，判断获得正确数据是否是有效的数据。3对GTS-720全站仪进行开发的几点说明(1)GTS-720全站仪采用嵌入式工具 EVC4.0进行二次 开发， 该开发软件可以从微软网站上免费下载。( 2) GTS-720全站仪进行开发需要有针对该仪器的开发包，该开发包中含有专用于GTS-720全站仪测量程序开发的接口命令，不过该 开发包不能直

8、接在该仪器公司的官方网站上直接下载，而应 该与Topcon公司签订相关的保密协议后，才能从Topcon事务所得到该开发包。（3）GTS-720全站仪的开发中由于用到 了全站仪的开发函数，该函数是同仪器的硬件相关的，所以 在模拟器下无法进行进行调试，而必须全站仪与PC 连接后才能进行相关的调试。 （ 4）全站仪测定的水平距离和高差需 进行地球曲率和大气折光的改正。地球曲率对高差的影响较 大，如果高差不进行地球曲率改正，则两点相距 1km 时，测 定的高差误差能达到 7cm 左右。由于此系统函数 fpTsRequest（）的测量功能已经自动进行了这些改正，而不再需要对此 部分功能进行二次开发。参考文献