论文部分内容阅读
中图分类号：P224.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）12-0363-01
一、引言
EDM（Electro-magnet Distance Measurement），原意为电磁波测距。多年来，在高程联测中的叫法不统一、不准确，尤其是书面用语，如“EDM测量”、“EDM导线”、“EDM导线测量”、“EDM高程测量”、“电磁波测距高程测量”，严格说，用于高程联测时应称为“EDM高程导线测量”或“电磁波测距高程导线测量”。
EDM高程导线测量是为了代替三、四等水准测量而产生的一种能够提高效率的作业方法，属于短距离三角高程测量，其工作效率大大高于水准测量。随着全站仪和计算机技术的发展，EDM高程导线测量软件不断改造、升级，使得野外数据观测、记录及处理更加智能化。
EDM高程导线“数据采集系统”（下文称旧软件）经历了三次开发、升级，开发采用BASIC语言基于HP100平台开发（V1.0），第一次移植采用VB语言基于HP200平台开发（V2.0），第二次采用EVB语言移植于Casio-IT70M30E掌上电脑（V3.0），并连续7年应用于全国“三级GPS大地控制网测量”高程联测，完成了全国多个省市三级GPS网点的高程联测任务，为全国似大地水准面精化提供了大量数据。EDM高程导线“测量数据采集软件”（下文称新软件）是随着测量仪器更新、通讯技术和计算机技术的发展而提出的，由信息工程大学前测绘学院开发完成，采用蓝牙技术实现了仪器和掌上电脑的数据无线传输与记录，于2012年配发全军测绘部队，主要用于“三级GNSS大地控制网”高程联测和其他相关工作。
本文根据“三级GPS大地控制网测量”和“三级GNSS大地控制网测量”高程联测情况，对两种软件进行了应用比较。
二、软件概况
旧软件经历了三次开发升级改造，第一次开发属于人机对话式的软件，编写及操作较简单。两次移植后的旧软件依托Windows环境并基于HP200和CASIO掌上电脑运行。旧软件（V3.0）运行环境要求为Microsoft Windows CE操作系统，主要针对Casio-IT70M30E手持计算机编写，包含外业采集和数据后处理两个软件，观测与数据记录是分离的。在测量过程中，程序生成的诸多文件中大部分为临时文件。观测数据预处理软件包括三项内容：生成WORD格式的原始观测数据文件；测区垂直角一测回观测中误差计算；测区高差中数的偶然中误差计算。
新软件运行环境仍为Microsoft Windows CE操作系统，针对手持设备（PDA、PPC）且要求具有RS232接口或具有内置蓝牙功能编写。新软件的观测、数据记录和处理是一体化的，软件包由两个文件组成，包含PC机辅助程序（测距高程导线成果生成程序.msi）和PDA端数据采集程序（高程导线电子手簿.exe），数据采集由全站仪记录键将数据通过蓝牙技术记录于PDA，在PC上生成Excel格式的原始观测数据文件和测距高程导线成果文件，包含精度统计（垂直角一测回观測中误差，每公里高差中数的偶然中误差）。
三、新旧软件的应用比较
旧软件（V3.0）从2005年起在全军测绘部队配发应用，主要用于全国三级GPS大地控制网高程联测和其他相关工作，为全国似大地水准面精化提供了大量数据。使用期间的有关问题在《军事测绘》出现过多次，如“电磁波测距高程导线作业中的几点体会”（2007年第5期）、“利用卡西欧IT-70M30E进行EDM记簿软件操作的几点体会”（2007年第6期）、“提高EDM导线观测精度的几点体会”（2009年第6期）、“EDM电磁波测距高程导线外业概算程序设计”（2010年第1期）等，这些文章涉及到的问题有：成果格式不统一，事后修改信息录入文件；软件不能生成测距高程导线成果表，需要手工完成；IT-70M30E在高海拔、高寒地区使用时出现异常现象；视距较长（接近1千米）时观测精度的问题等等。此外，旧软件（V3.0）还缺少上下标志高差累计不符值检核。
新软件所选掌上机的性能优于卡西欧IT-70M30E，待机时间较长。另外，根据《军用电磁波测距高程导线测量规范》（CHB2.9-1995）规定，视距范围为30m～1000m，旧软件对前后视距最远为1千米，新软件则控制在600米以内。作者曾在《军事测绘》2008年第4期发表过“EDM高程导线测量精度和效率匹配”一文，推导了精度和效率匹配（1″级全站仪）的最佳视距为687米，因此新软件在视距上更加科学。新软件在试用期间进行了多次修改，目前还存在以下几个问题：一是气压计、温度计编号输入长度不够；二是电子手簿采集系统偶尔会出现个别测站数据的遗失问题，重测后，数据依然无法保存；三是部分只测了2站的观测文件报表中多出空页面，需手工删除；四是高程导线成果生成系统报表中，测线各点高程成果是用上、下标志高差按照四舍五入原则取中数得来，并非按奇进偶不进原则计算。根据应用情况，对新旧软件的优点和缺点汇总见表1。
表1中的后处理速度是相对于同一台计算机而言。在观测条件大致相同的情况下，旧软件一站观测时间约15分钟，而新软件约10分钟。
表2为新旧软件在甘肃西部、青海南部两个测区按照百公里合并后统计的精度。
青海南部测区的测站视距最远多在900米左右，甘肃西部测区视距均控制在600米以内。由表2看出，偶然中误差精度相当，旧软件的垂直角中误差略低于新软件，这是因为青海南部测区大气折光影响小，观测条件较好，甘肃西部大气折光影响大，观测条件较差。因此，观测条件好时，视距问题需要进一步探讨。
四、结论和建议
新、旧EDM高程导线测量软件的研制、开发、移植是时代的产物，充分体现了当时的仪器装备和科研水平。旧软件使用周期长，在全国“三级GPS大地控制网测量”中采集了大量的数据，积累了丰富的实践经验，主要缺点是未能实现数据采集和记录一体化，无上下标志高差累计不符值检核，高程导线概算成果需要手工计算；新软件实现了数据采集、数据记录与处理一体化，无线传输数据，测站用时较短，人工干预少，能判断是否改动了观测数据。
此外，新软件电子手簿采集系统中缺少累积观测距离提醒项，使得测段间距离容易超过10公里；电子手簿采集系统在检测时缺少累积测段高差的提醒，现场不便于计算检测结果。建议新软件增加距离累计提示（8千米至10千米）和检测测线高差累计提示。对于视距问题，笔者认为，根据观测条件（主要指天气）的选项给出范围，在保证精度的前提下，尽可能提高效率。
一、引言
EDM（Electro-magnet Distance Measurement），原意为电磁波测距。多年来，在高程联测中的叫法不统一、不准确，尤其是书面用语，如“EDM测量”、“EDM导线”、“EDM导线测量”、“EDM高程测量”、“电磁波测距高程测量”，严格说，用于高程联测时应称为“EDM高程导线测量”或“电磁波测距高程导线测量”。
EDM高程导线测量是为了代替三、四等水准测量而产生的一种能够提高效率的作业方法，属于短距离三角高程测量，其工作效率大大高于水准测量。随着全站仪和计算机技术的发展，EDM高程导线测量软件不断改造、升级，使得野外数据观测、记录及处理更加智能化。
EDM高程导线“数据采集系统”（下文称旧软件）经历了三次开发、升级，开发采用BASIC语言基于HP100平台开发（V1.0），第一次移植采用VB语言基于HP200平台开发（V2.0），第二次采用EVB语言移植于Casio-IT70M30E掌上电脑（V3.0），并连续7年应用于全国“三级GPS大地控制网测量”高程联测，完成了全国多个省市三级GPS网点的高程联测任务，为全国似大地水准面精化提供了大量数据。EDM高程导线“测量数据采集软件”（下文称新软件）是随着测量仪器更新、通讯技术和计算机技术的发展而提出的，由信息工程大学前测绘学院开发完成，采用蓝牙技术实现了仪器和掌上电脑的数据无线传输与记录，于2012年配发全军测绘部队，主要用于“三级GNSS大地控制网”高程联测和其他相关工作。
本文根据“三级GPS大地控制网测量”和“三级GNSS大地控制网测量”高程联测情况，对两种软件进行了应用比较。
二、软件概况
旧软件经历了三次开发升级改造，第一次开发属于人机对话式的软件，编写及操作较简单。两次移植后的旧软件依托Windows环境并基于HP200和CASIO掌上电脑运行。旧软件（V3.0）运行环境要求为Microsoft Windows CE操作系统，主要针对Casio-IT70M30E手持计算机编写，包含外业采集和数据后处理两个软件，观测与数据记录是分离的。在测量过程中，程序生成的诸多文件中大部分为临时文件。观测数据预处理软件包括三项内容：生成WORD格式的原始观测数据文件；测区垂直角一测回观测中误差计算；测区高差中数的偶然中误差计算。
新软件运行环境仍为Microsoft Windows CE操作系统，针对手持设备（PDA、PPC）且要求具有RS232接口或具有内置蓝牙功能编写。新软件的观测、数据记录和处理是一体化的，软件包由两个文件组成，包含PC机辅助程序（测距高程导线成果生成程序.msi）和PDA端数据采集程序（高程导线电子手簿.exe），数据采集由全站仪记录键将数据通过蓝牙技术记录于PDA，在PC上生成Excel格式的原始观测数据文件和测距高程导线成果文件，包含精度统计（垂直角一测回观測中误差，每公里高差中数的偶然中误差）。
三、新旧软件的应用比较
旧软件（V3.0）从2005年起在全军测绘部队配发应用，主要用于全国三级GPS大地控制网高程联测和其他相关工作，为全国似大地水准面精化提供了大量数据。使用期间的有关问题在《军事测绘》出现过多次，如“电磁波测距高程导线作业中的几点体会”（2007年第5期）、“利用卡西欧IT-70M30E进行EDM记簿软件操作的几点体会”（2007年第6期）、“提高EDM导线观测精度的几点体会”（2009年第6期）、“EDM电磁波测距高程导线外业概算程序设计”（2010年第1期）等，这些文章涉及到的问题有：成果格式不统一，事后修改信息录入文件；软件不能生成测距高程导线成果表，需要手工完成；IT-70M30E在高海拔、高寒地区使用时出现异常现象；视距较长（接近1千米）时观测精度的问题等等。此外，旧软件（V3.0）还缺少上下标志高差累计不符值检核。
新软件所选掌上机的性能优于卡西欧IT-70M30E，待机时间较长。另外，根据《军用电磁波测距高程导线测量规范》（CHB2.9-1995）规定，视距范围为30m～1000m，旧软件对前后视距最远为1千米，新软件则控制在600米以内。作者曾在《军事测绘》2008年第4期发表过“EDM高程导线测量精度和效率匹配”一文，推导了精度和效率匹配（1″级全站仪）的最佳视距为687米，因此新软件在视距上更加科学。新软件在试用期间进行了多次修改，目前还存在以下几个问题：一是气压计、温度计编号输入长度不够；二是电子手簿采集系统偶尔会出现个别测站数据的遗失问题，重测后，数据依然无法保存；三是部分只测了2站的观测文件报表中多出空页面，需手工删除；四是高程导线成果生成系统报表中，测线各点高程成果是用上、下标志高差按照四舍五入原则取中数得来，并非按奇进偶不进原则计算。根据应用情况，对新旧软件的优点和缺点汇总见表1。
表1中的后处理速度是相对于同一台计算机而言。在观测条件大致相同的情况下，旧软件一站观测时间约15分钟，而新软件约10分钟。
表2为新旧软件在甘肃西部、青海南部两个测区按照百公里合并后统计的精度。
青海南部测区的测站视距最远多在900米左右，甘肃西部测区视距均控制在600米以内。由表2看出，偶然中误差精度相当，旧软件的垂直角中误差略低于新软件，这是因为青海南部测区大气折光影响小，观测条件较好，甘肃西部大气折光影响大，观测条件较差。因此，观测条件好时，视距问题需要进一步探讨。
四、结论和建议
新、旧EDM高程导线测量软件的研制、开发、移植是时代的产物，充分体现了当时的仪器装备和科研水平。旧软件使用周期长，在全国“三级GPS大地控制网测量”中采集了大量的数据，积累了丰富的实践经验，主要缺点是未能实现数据采集和记录一体化，无上下标志高差累计不符值检核，高程导线概算成果需要手工计算；新软件实现了数据采集、数据记录与处理一体化，无线传输数据，测站用时较短，人工干预少，能判断是否改动了观测数据。
此外，新软件电子手簿采集系统中缺少累积观测距离提醒项，使得测段间距离容易超过10公里；电子手簿采集系统在检测时缺少累积测段高差的提醒，现场不便于计算检测结果。建议新软件增加距离累计提示（8千米至10千米）和检测测线高差累计提示。对于视距问题，笔者认为，根据观测条件（主要指天气）的选项给出范围，在保证精度的前提下，尽可能提高效率。