徕卡tca机载大坝变形监测软件的开发与应用

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1、徕卡TCA机载大坝变形监测软件的开发与应用徕卡TCA机载大坝变形监测软件的开发与应用郭子珍1,濮久武2(1.徕卡测量系统(上海)有限公司,上海市201203;2.浙江乌溪江水力发电厂,浙江省衢州市324000)摘要:介绍了徕卡TCA1000系列全站仪的机载软件开发平台GeoBasic,设计并实现了基于徕卡TCA1000系列全站仪的全自动大坝变形监测软件,该软件在观测过程中可实时检核各项误差,超限后可自动处理。实际应用表明,该软件可大大提高工作效率、降低劳动强度,数据采集精度优于人工观测。关键词:大坝变形监测;TCA全站仪;机

2、载软件;GeoBasic中图分类号:TV698.1收稿日期:2007-04-02;修回日期:2007-07-16。0　引言大坝监测的目的是掌握大坝的运行动态,发现异常情况并及时采取补救措施,以确保大坝安全,改善水库运行方式,延长使用期。变形监测是大坝安全监测的主要项目之一,具有观测目标多、测回数多、精度要求高等特点,人工观测费时费力,作业效率难以提高。对此,本文设计开发了基于徕卡TCA1000系列全站仪的大坝变形监测软件,拓展了全站仪的功能,大大提高了观测质量和工作效率[1-3]。1　徕卡TCA1000机载程序开发平台[4]

3、GeoBasic集成开发环境是与徕卡TCA1000系列全站仪的控制指令相配套的机载软件二次开发平台。与微软VisualStudio中的VisualBasic开发环境类似,GeoBasic符合绝大多数Basic语言的通用语法规则和标准函数,十分易学易用。然而,它真正强大的功能在于,可以通过嵌入式函数调用仪器内部已有的子系统和对话框实现参数设置、测量操作、专门的测量计算等多种任务;开发人员可以迅速、灵活地构造出复杂、实用的测量程序,经过数据电缆上传到全站仪内存中,使用者可以像使用随仪器出厂的机载软件一样自如使用经由自己二次开发的

4、应用程序,真正做到用户个性化配置,方便、高效地进行测量作业。最新的GeoBasic集成开发环境是2001年发布的GBStudio,主要包括编辑器、编译器、调试器和仿真器。GeoBasic的源代码文件*.gbs保存在GBStudio的代码编辑器中,经编译器编译生成可解释执行的GeoBasic应用程序文件*.gba和语言文件*.lng。其中,语言文件*.lng只与界面语言有关,便于提供该程序不同的语言版本,为程序在世界范围内的推广应用带来便利。然后,通过上载到模拟器中运行,可以模拟程序在硬件上的运行效果,并可通过类似办法将GBS

5、tudio的调试器与模拟器连接,跟踪程序在模拟器中的运行情况,包括设置断点、查看变量值等。最后,调试完毕的GeoBasic应用程序文件*.gba和语言文件*.lng,随同相应版本的解释器程序(gbi***.prg文件)一起通过LSO(LeicaSurveyOffice)软件上载到全站仪。2　软件的设计思想[5-7]该软件主要实现大坝变形监测中对水平角、垂直角、距离的自动化监测。通过友好的用户界面,尽可能减少用户的操作和干预。用户只需输入测站名、各项限差(仅第1次)、学习测量各目标点(仅第1次)、概略瞄准第1个方向后,即可完成

6、所有测回的观测;处理包括观测中突然断电在内的多种意外情况;观测结果以二进制格式存储,避免人为篡改。3　软件构成与实现采用徕卡TCA1000系列全站仪作为硬件平台,GeoBasic2·29作为开发工具,软件由4个模块构成:配置模块、学习测量模块、查看目标点模块和自动测量模块。1)配置模块:用于设置测站名、各项限差及总的测回数,每次观测前必须进行正确设置,各项的默认值为最近使用的设置,如图1所示,通常情况下,用户只需修改测站名或直接确认即可。各项限差和测站名不得为空,设置完毕后按CONT按钮自动保存,并作为下次使用时的默认值。5

7、4第31卷　第6期2007年12月20日　　　　　　　　　Vol.31　No.6Dec.20,2007图1　设置测站和限差2)学习测量模块:用于设置待观测的目标点信息及观测周期号,如图2所示。对于同一个测站,只需在第1次观测时进行学习测量,学习结果自动保存在PC卡内,自动观测时程序自动调用该结果。盘左状态下,顺时针依次瞄准并测量各目标点,完毕后按CONT按钮自动保存学习结果。图2　学习测量3)查看目标点模块:查看学习测量模块中设置的各目标点信息。4)自动测量模块:为全自动大坝变形监测软件的核心模块,用来实现水平角、垂直角、距

8、离的自动观测以及各项误差的自动判断和处理,如图3所示。概略瞄准第1个目标点,按START按钮开始自动观测,超限后自动处理,无须人工干预。图3　自动观测软件操作流程如图4所示。图4　软件操作流程为了提高观测数据的质量、简化观测流程,自动观测时:2次读数差超限,重测该方向;半测回归零差超限,重