基于安卓平台多传感器的边角测量数据采集系统.pdf

Vo i.25$No.1Ma e.2023第25卷第1期2023年3月测绘技术装备Geo ma io esTeeh n o io gya n d Eq u o pmen i基于安卓平台多传感器的边角测量数据采集系统徐 朋，岳 亭，张裕峰,刘海忠徐 朋，岳 亭，张裕峰,刘海忠（32022部队，广东广，广东广州510640）摘 要:边角测量是大地测量的主要内容,长期沿用基于摘 要:边角测量是大地测量的主要内容,长期沿用基于Win c e和和Win d o ws Mo bil e系统开发的边角系统开发的边角 测量数据采集软件，存在硬件设备老化、串口有线数据通信使用不便等问题。为了充分发挥新型全测量数据采集软件，存在硬件设备老化、串口有线数据通信使用不便等问题。为了充分发挥新型全 站仪操作性能，满足新规范作业要求，本文基于安卓平台，综合利用全球导航卫星系统（站仪操作性能，满足新规范作业要求，本文基于安卓平台，综合利用全球导航卫星系统（Gl o ba l Na viga tio n Sa teCil e Syste叫叫GNSS）、）、温度、气压、蓝牙、温度、气压、蓝牙、WIFI等电子传感器，开发新型边角测量自动化数等电子传感器，开发新型边角测量自动化数 据采集系统，实现了无线数据通信、数据加密处理、生成观测手簿和限差检核等功能，满足三、四等据采集系统，实现了无线数据通信、数据加密处理、生成观测手簿和限差检核等功能，满足三、四等 边角测量要求。边角测量要求。关键词：安卓;传感器;边角测量;数据采集关键词：安卓;传感器;边角测量;数据采集中图分类号:中图分类号:P221.2DOI：10.20006/j.c n k i.61-1363/T.2023.01.025The dat a c ol l ec t ion syst em of t riangul at erat ion basee on AndroiC pl at form mul t i-sensorXU Peng,YUE Ting,ZHANG Yu f eng,LIU HaizZong(32022 Tr o o ps,Gu a n gzh o u,Gu a n gd o n g 510640,Ch in a)Abst rac t:Tr ia n gu l a ter a tio n is th e ma in c o mpo n en t o f geo d etic su o ey.Th e tr ia n gu l a ter a tio n d a ta c o l l ec-io o n so tiwa eed eeeio ped ba sed o n Wo n eea n d Wo n d o wsMo bo iesysiemsh a sbeen u sed to ea io n gio me,bu i ih eeeex o siso mepeo biemssu eh a sa ged h a ed wa ee,a n d o n eo n een o en iseeo a iwo eed d a ia eo mmu n o ea io o n,eie.In o ed eeio go eetu ipia yio eepea ied peeto ema n eeo tih en ewio ia isia io o n a n d meeiih en ewsia n d a ed o peea io o n eeq u o eemen is,ih o spa peeeo mpeeh en so eeiyu sesmu iio sen so e,o n eiu d o n gGNSS,iempeea iu ee,a o epeesu ee,Biu eio o ih a n d WIFIio d eeeio p ih en ewd a ia eoieeio o n sysiem o tieo a n gu ia ieea io o n ba sed o n An d r o id pl a Po r m,r ea l ize wir el ess d a ta c o mmu n ic a tio n,d en sified d a ta pr o c essin g,o bsc v iio n ma n u a l bo o k gen eeio n gGn d Gio wGbieeeo eeh eek o n gGn d mGn yo ih eetu n eio o n s,io meeiih eeeq u o eemen iso tih eee o eto u e o ed eeieo n gu iieeio o n.Keywords:An d r o if pl iPr m；sen so r；t/migu l d Pc tPn；d a ta c o l l ec tio n1引言现代测绘中现代测绘中,GNSS测量成为主要测量手段，但测量成为主要测量手段，但 使用全站仪的边角测量手段在三、四等导线和地籍使用全站仪的边角测量手段在三、四等导线和地籍 测绘中仍在大规模应用（测绘中仍在大规模应用（1-3。某单位在执行边角。某单位在执行边角 测量相关任务时，一直沿用测量相关任务时，一直沿用2006年年Win c e和和Wind o ws Mo bil e系统为平台开发的数据采集软件系统为平台开发的数据采集软件4-6,实现了通过实现了通过RS232串口通信自动采集数据和电子串口通信自动采集数据和电子化数据存储等功能。经过多年的使用和完善，该软化数据存储等功能。经过多年的使用和完善，该软 件运行稳定、执行标准严格、数据格式规范,在多项件运行稳定、执行标准严格、数据格式规范,在多项 测绘任务中发挥了重要作用。近年来，由于该系统测绘任务中发挥了重要作用。近年来，由于该系统 平台已经淘汰，硬件设备也已停产，测量中由于电子平台已经淘汰，硬件设备也已停产，测量中由于电子 设备硬件老化和操作性能迟钝等问题日趋明显，同设备硬件老化和操作性能迟钝等问题日趋明显，同 时软件存在的自动化程度不高,对新型操作系统支时软件存在的自动化程度不高,对新型操作系统支 持不好等问题也限制了该软件的应用，因此,在硬件持不好等问题也限制了该软件的应用，因此,在硬件 和软件方面进行更新势在必行。和软件方面进行更新势在必行。收稿日期收稿日期：2021-05-09第一作者简介第一作者简介:徐徐朋，工程师，主要从事大地测量工作126测绘技术装备第25卷随着科学技术的发展，新型装备不断更新换代%在移动终终端方面，以，以An d r o id系统为代表的移动设 备得到广泛的应用和发展（7打相比早期的移动设 备,该系统具有操作灵活、数据接口丰富、功能扩展 性强等优点,并且大多内置GNSS、蓝牙、WII等常 用传感器,能更加方便便地实现无线数据通通信在全 站仪发展方面，以瑞士探卡和国产南方品牌为代表 的主主流全站仪站仪的测量精度和自动化程程度不断提高,并且大多内置蓝牙和WII模块，彻底摆脱了有线 串口通通信的限制另外，气象电子传限制另外，气象电子传感器在环境监环境监 测方面应用广泛,具有集成度高，野外外适应性强和数 据获获取快的特点,点,测量精度也在不断提高,在边角测 量工作中可以部分替代传统机械通风干湿表和空盒 气压表上述新型测绘装备的不断发展和广泛应 用，为新型边角测量系统开发提供了便利条件和多 样样化选择（选择（8-9）。本文根）。本文根据工作实际需要，充工作实际需要，充分利利用 现代技术发展的便利条件，设计了一套基于主流安 卓平台,使,使用简简单且自动化程程度高的边角测量系统,可满足常规规三、四等等边角测量任务任务的需要需要2系统设计思路根根据以上以上分析，开发系统时，需要从，需要从提高自动化 水平,简水平,简化操作操作流程，加强质程，加强质量控制和完善系统功能控制和完善系统功能 的角度，解，解决以下4个方面的问题 2.1全站仪无线数据通信方面蓝牙通信技术是目前应用最广泛的短距离通信 方式之一系统开发选用的探卡TS11全站仪和华 测HCE320电子手簿均内置普通蓝牙模块,无需外 通通信 无 数据通通信,作为,作为无 数据通通信的首选首选方式式2.2电子气象传感器选择方面工业用电子气象传感器可实现高精度气温、气 压和湿度测量，满足足边角测量对气象数据采集的需需 要该类传感器数据通信一般为RS485接口，通过 有线WLAN或者无线WII方式实现远距离数据传 输系统选用的华测HCE320电子手簿内置无线 WIFI 块,象 感 的无 数据通通信,满足自动化采集气象数据的条件2.3数据存储方面数据存储包括原始观测数据和观测手簿两部簿两部分 的内容 1）原始观测数据既要方便便测量人员员查看和操操 作,也要防止数据被随意更改目前,An d c id系统 支持支持的主要主要数据存储格式有文本格式、格式有文本格式、XML格式和格式和 JSON格式等，都可较为格式等，都可较为方便便地实现数实现数据的存储和读储和读 取另外,常用的GNSS测量中,RINEX数据格式与格式与 边角测量中数据内容较相近，考虑到观测过程中测 量员能员能够较为为方便便地查看原始观测数据，可参照 RINEX格式要求编制一套格式要求编制一套边角测量数据格式同格式同 时，为防止数时，为防止数据被随意修改，需要进行加随意修改，需要进行加密处理，因，因 为为GNSS的时时间和位置信息一般无法人为为修改，可 在原始始数据中记录GNSS的时时间和位置信息，再通通 过计算数据的MD5编码作为校验码互为验证，防止 人为改动数据 2）测 簿是簿是在 始 始 测数据基 上,通 上,通 数 据格式格式转换得到为便为便于浏览浏览和打印，通，通常选选用 WORD、EXCEL、HTML、PDF等文件格式存储因为等文件格式存储因为 EXCEL在数据处理方面具有优势，因此，选因此，选用 EXCEL作为观作为观测手簿手簿的存储格式更为便利同时,存储格式更为便利同时,An d c id系统中操作系统中操作EXCEL也很方便，能够实现大也很方便，能够实现大 部部分常用功能功能2.4质量控制方面中,要 完善,要 完善数据 的自动化 水平水平，还要要做好数据质量控制 方面，按照规范要规范要 求及时提醒超限情况，控制各项限差要求;另一方求及时提醒超限情况，控制各项限差要求;另一方 面,规范测量流程，做好重测、补测等情况的记录,防 止出止出现外业业返工等等问题同时同时，还应提供相应质量 检查工具,对数据的真实性和准确性进行全面检查,避免测量数据中出出现较大的质量问题 3系统主要功能根据以上设计思路，采用JAVA语言在An d c id Stu d io（3.4.3版本）系统平台上开发了新型边角测 量系统。系统分为项目管理和数据管理2个模块,包含以下7项功能，如图1所示:1）项目编辑管理。包括项目的新建、打开和删 除,项目文件中保存了项目的名称、单位和创建时间 信息,所有观测数据保存于项目目录中 2）测量限差设置按照规范要求，根据选择的 测量仪仪器和测量等级等级设定测量的限差指标标，也可根 据工程项目的特殊要求求自定义义测量的限差设置3）传感器通信设置包括蓝牙通信设置、WII 通信设置、GNSS连接设置其中，蓝牙通信设置主 要设置全站仪蓝牙通信的名称和地址,测试两者之第1期徐朋，等:基于安卓平台多传感器的边角测量数据采集系统127间的连接状态；间的连接状态；WIFI通信设置用于设置通信设置用于设置WIFI通信通信 的的I地 通信端口，并测试 象传感器的地 通信端口，并测试 象传感器的连接状态;连接状态;GNSS连 通 簿 块连 通 簿 块,主要通,主要通 GNSS卫星数据 精确时间卫星数据 精确时间信息 信息。信息 信息。图图1系统主要要功能Fig.1 Main func t ions of t he syst em4）数据编辑管理。包括对观测数据进行增加、数据编辑管理。包括对观测数据进行增加、删除、数据转