规范化静态GPS数据预处理的实现(发)

1、规范化静态GPS数据预处理的实现摘要:近年来随着国家经济的不断进步,我国铁路事业进入了一个大发展时期,随之而来的铁路勘测任务量也越来越大,GPS作为大面积控制测量的首选手段,在铁路勘测中得到了广泛的应用,但原始观测数据的处理却仍停留在比较低的阶段,自动化程度低,且格式不统一,本文介绍使用EXCEL VBA功能,实现数据的导出、转换及格式整理的自动化,在数据初步处理中减少人工干预,从而提高工作效率,并减少由于人为误操作带来的错误。使用本方法可以得到格式统一的数据和文件结构,对于测量数据的统一、规范化管理有一定参考意义。关键词:静态GPS测量;EXCEL VBA;自动化;规范化;预处理引言在铁路前

2、期勘测中,GPS以其定位精度高、测站间无需通视、可提供三维坐标、操作简便、全天候等特点,成为大范围控制测量的首选测量方式。在实际的工作中,外业往往采用小组作业形式,一条线路,有多个小组同时作业,对于原始数据的处理及保存,各小组可谓五花八门,没有统一的规范格式,且自动化程度低。这样不仅不利于数据的统一管理,导致工作效率较低,也容易在初级阶段将错误引入数据,影响工作进度。本文将介绍使用EXCEL的VBA功能,实现原始数据存储的统一化、规范化、自动化处理,且EXCEL在实际工作中使用广泛,应用此方法,不仅可以提高实际的工作效率和减少人为造成的错误,而且不会增加工程成本。一、现阶段GPS数据预处理方法

3、GPS测量主要包括外业观测、数据预处理和内业解算、平差及成果资料的编辑。在数据预处理中,通常情况下,技术员会按自己的习惯来进行文件系统的组织和数据的整理。虽然自己清楚文件的存放及规则,但对于其他的人就无从下手了,且在初期的数据处理中,大多是手工的一个一个数据的进行重命名和整理,有时甚至不进行此步骤,文件的存放也是各式各样,最终导致在出现问题时,无法迅速的发现问题数据。在资料交接时,由于各小组没有统一的文件格式和文件系统,也会有各种各样的麻烦和问题,不仅效率低,且由于多是手工操作,导致数据出现问题的可能性更大。由此可见,在现实的工作中缺少一个预处理的概念,没有统一的文件组织和管理的规则可以遵循。

4、而通过实际的工作发现,在数据的初期整理中,已经将外业观测记录制成了电子表格。一方面,从电子表格中可以获取任何初期资料整理所需的资料;另一方面,EXCEL 提供的强大的VBA功能,可以实现任何键盘及鼠标操作,而且提供对其他软件的控制,由此可见使用EXCEL VBA来实现静态GPS 数据预处理完全可行,这样既可以减少人工干预带来的误差,又可以提高工作效率、统一格式,实现数据预处理中文件系统的规范化、自动化的组织和管理,方便数据的整理交接和及时的发现工作中存在的问题。二、统一的数据、文件系统组织在统一数据和文件系统之前,首先要明确主要有那些数据、资料,GPS测量的主要数据内容包括:1、工作前准备好的

5、测量设计书、任务书、点之记资料、已知控制点资料等已知数据。2、每天观测得到的原始数据,包括CPI和CPII。3、每天通过转换得到的标准RINEX格式数据,包括CPI和CPII。4、为检核、处理数据而建立的CPI和CPII项目文件。由此设计出文件系统结构如下: 图1 文件系统图各目录的作用分别为:GPS项目文件夹:存放不同的GPS项目文件。项目名称文件夹:以项目名称命名,里面存放同一个项目中所有的文件、数据和资料。PROJECTS文件夹:存放由TGO、LGO、科傻等产生的项目文件,下设CPI、CPII和Adjust三个文件夹,分别存放CPI项目、CPII项目和平差项目。DATA文件夹:存放观测数

6、据文件,包括由仪器中导出的.DAT文件和经软件转换后的生成的标准RINEX文件,分别放在DAT文件夹和RINEX文件夹中。DAT文件夹:存放从仪器中导出的原始.DAT数据,下设CPI和CPII两个文件夹,将CPI和CPII数据按日期分别存放。CPI和CPII文件夹:存放按日期命名的文件夹和相应数据,在DAT下的这两个目录的日期目录下,又设以仪器编号后四位命名的文件夹,分别存放每台仪器测量的数据。RINEX文件夹:存放经转换后生成的标准RINEX格式文件,下设CPI和CPII,分别按日期存放CPI和CPII的标准数据。TXT文件夹:存放已知数据,包括技术设计书、勘测任务书、GPS点之记和已知的三

7、角点等数据、资料。如此组织文件系统,即可将静态GPS测量过程中,所有使用到的文件、资料及数据有效的、规范的组织起来,便于后期的数据处理、资料交接等,同时统一的系统组织,意味着规范、效率、效益。三、规范化文件、数据系统的实现Microsoft EXCEL是美国微软公司研制的电子表格处理软件,具有功能强大、应用方便、普及性强等特点,尤其是其提供的VBA编程功能,可以轻易的实现任何表格的自动化制作,且提供对其他程序的控制功能。而在实际的静态GPS测量工作中,每天进行的工作,从数据的导出到转换,完全是使用同样软件,执行同样的操作,由此可见使用EXCEL VBA实现文件、数据的规范化、自动化具有很强的可

8、操作性。3.1 系统分析需要输入的信息:包括只需输入一次的信息和每天都需要输入的信息一次性信息:项目名称,小组成员,仪器编号和类型重复性信息:测量日期,测量点号和观测者,数据尾号自动完成的内容:项目文件系统的建立,数据目录的建立,数据更名和存储路径的转换,数据的格式转换和自动跳转3.2 系统建立根据需要输入和自动完成的内容进行系统的设计和建立,在EXCEL中新建三个工作簿,分别命名为:项目属性,CPI外业记录和CPII外业记录,界面如下:系统属性界面: 图2 系统界面需要输入的内容为:项目名称,小组成员名,仪器类型和编号及测量日期。点创建项目,自动分析目录是否已经存在,并自动建立相应的文件系统

9、,文件系统结构如图1所示。点创建CPI、CPII数据目录,根据输入的日期,自动完成所有数据目录的建立,点导出数据,自动调用Data Transfer进行原始数据的导出。CPI和CPII界面: 图3 记录簿界面需要手动输入的内容为:点号,观测者,开始结束时间、仪器高及数据名,系统自动完成文件名、仪器号、仪器类型的匹配及流动时段号的判断,输入完成后点整理数据,将自动完成原始数据的重命名和存储路径的选择,依次点天宝转换1-6,EXCEL将调用Convert to RINEX软件并自动完成相应内容的填写,完成后自动跳转到下一行进行下一个数据的转换。在转换的过程中,系统自动将填入的数据在EXCEL中用颜

10、色标志出来,方便检核。3.3 主要代码如下:使用MkDir命令完成文件系统的建立:Set fs = CreateObject("Scripting.FileSystemObject"If fs.FolderExists("D:GPS项目" Then '判断项目目录是否存在MkDir "D:GPS项目" & B1 '根据输入内容建立项目目录使用 Shell 语句进行数据传输和转换软件的调用： Shell ("C:Program FilesCommon FilesTrimbleData TransferD

11、ataX fer.exe" 使用 Sendkeys 语句进行软件的控制： 格式为：SendKeys string, wait String 指定要发送的按键消息 使用 Do while loop 语句进行数据的判断 Do Do While Cells(i, 1 <> "" Name "D:GPS项目" & Sheet1.Cells(1, 2 & "DATADATCPI" & Shee t1.Cells(5, 2 & "" & Sheet2.Cells(i

12、, 16 & ".dat" As "D:GPS项目" & Sheet1.Cells(1, 2 & "DATADATCPI" & Sheet1.Cells(5, 2 & "" & Sheet2.Cells(i, 17 & "" & Sheet2.Cells(i, 4 & ".dat" i = i + 1 Loop Loop Until Check = False 在 EXCEL 中使用 if 语句进行观测者

13、、仪器编号、类型的自动匹配 =IF(CPI 外业记录表!B5=项目属性!$B$2,项目属性!$B$3,IF(CPI 外业记录 表!B5=项目属性!$C$2,项目属性!$C$3,IF(CPI 外业记录表!B5=项目属性!$D$2, 项目属性!$D$3,IF(CPI 外业记录表!B5=项目属性!$E$2,项目属性!$E$3,IF(CPI 外业记录表!B5=项目属性!$F$2,项目属性!$F$3,IF(CPI 外业记录表!B5=项目属 性!$G$2,项目属性!$G$3,IF(CPI 外业记录表!B5=项目属性!$H$2,项目属性!$H $3,IF(CPI 外业记录表!B5=项目属性!$I$2,项目属

14、性!$I$3,"" 软件流程图如下： 输入项目名 判断GPS项目文件夹是否 存在 N 在D:下创建GPS项目 文件夹 Y 根据项目名称创建文 件系统目录 输入小组成员名及其 仪器编号和类型 下一次数据准换整理 输入测量日期 根据需要点击创建 相应数据存储目录 调用Trimble Data Transfer软件导出数据 切换至相应数据工 作簿 输入必要的测量信 息 自动完成数据的更 名、存储路径的转换 调用Convert to RINEX软件 顺序执行相应控件 自动完成数据的转换 下一组数据 图 4 GPS 数据预处理流程图 四、结论 EXCEL 是一个具有强大数据处理和数据分析功能的软件，应用 EXCEL VBA 可 以轻易的实现数据处理的统一、 规范化和自动化。 在实际的工作中， 应用此方法， 不仅可以减少人为干预，减轻工作量，提高工作效率，而且可以减少由于人为因 素造成的错误，方便数据的交接和问题检核，大大减轻测量人员的劳动强度，规 范化 GPS 数据预处理的流程，并可以达到节省时间、人力、物力，提高效率的目 的。 参考文献： 1 Julitta Korol.MS Exc