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GPS移动电话绘制农田水利工程竣工平面图的应用

2014-03-21何丽荣

吉林农业 2014年1期
关键词:农田水利工程平面图

摘要:小型农田水利工程的主要内容包括:平整土地,改良土壤;道路、沟渠及交叉建筑物的综合建设;改善环境,维护生态平衡。工程内容决定了此类工程施工面积大,战线长,相对测量精度要求不高,如果用传统的测绘方法绘制竣工平面图,耗工费时,笔者曾经用带GPS芯片的移动电话采集地理坐标数据,绘制了一幅工程面积长10000米,宽2000米的平面图,用时5天(该办法只适用于平原地区)。

关键词:GPS移动电话;农田水利工程;平面图

中图分类号:TV871文献标识码:A文章编号:1674-0432(2014)-01-55-1

制图过程分为:GPS数据采集;MapSource、excel数据处理;ACAD展绘;坐标校正;测量精度分析。

GPS数据采集可以用专业RTK差分测量机,也可以用GPS手持机,笔者用移动电话内置GPS芯片SiRFstar III(三星I788)实现,经过对比分析,测量精度和专业的GPS手持机(用GARMIN GPS60对比测试)相同。

1数据采集

使用内置GPS芯片的移动电话采集数据,采用Windows Mobile 2003以上操作系统,BeelineGPS绿色软件。开机搜星初始化以后,即可以使用航点测定功能采集点位,根据自己的喜好编辑测点名称,设置测量单位,最终形成GPS文件。用手机内置GPS芯片采集数据的好处是可以用PC方便的编辑每一个测点,便于后期使用通用的办公软件处理采集数据,测量仪器及应用软件容易取得,节省了大笔的采购费用和时间,易在基层单位或边远地区推广使用。

BeeLineGPS是一款GPS综合软件,可以查看星图、速度、电子罗盘、高度、记录轨迹、设定航点、分析海拔等多种功能,并且可以导入导出轨迹文件到CSV,KML,GPX文件。

图1是BeelineGPS已经进入工作状态的画面,使用卫星数量为5个,经纬度的格式可以进行设定,比如设置为度分秒格式,或者小数点度格式。海拔高度的默认单位为ft,可以设置为m(由于该种办法GPS测得高程的精度很低,因此测得的高程数据只能作为参考)。

在需要测量定位的测点点击航点测定按钮,就可以保存这个测点的数据,在如图2的界面上,可以对测点名称进行编辑。一般会按照测绘常用的办法对测点分类编号命名,重点测站做好标记以便后期复核。

2数据处理

BeelineGPS数据存储的默认格式为GPX格式,为了能和ACAD接轨,先使用MapSource读取BeelineGPS生成的GPX格式文件,然后拷贝到Excel进行处理,用Excel进行坐标转换计算。当然也可以用MapSource里面的坐标转换工具进行坐标换算,但是MapSource没有现成的适合中国使用的坐标系统,比如北京54坐标系。

北京54坐标的转换比较复杂,笔者从A到V列按照单元格编辑了计算公式,其中A列为测点(航点)名称,B列为中央子午线经度,C列为中央子午线经度换算,D到G列是将经纬度的度分秒转换为Excel能够识别计算的小数点度,H到S是计算过程,T列是北京54坐标系的X坐标,U列是Y坐标。V列是准备拷贝到ACAD的数据格式。

各列计算公式如下:

A:书写测点名称;B:填入中央子午线经度;C=INT(B3)+(INT(B3*100)-INT(B3)*100)/60+(B3*10000-INT(B3*100)*100)/3600;D:GPS测量维度数据,小数点表示°,度分秒格式连写;E:GPS测量经度数据,小数点表示°,度分秒格式连写;F=INT(E3)+(INT(E3*100)-INT(E3)*100)/60+(E3*10000-INT(E3*100)*100)/3600;G=INT(E3)+(INT(E3*100)-INT(E3)*100)/60+(E3*10000-INT(E3*100)*100)/3600;H=G3-C3;I=H3/57.2957795130823;J=TAN (RADIANS(F3));K=COS(RADIANS(F3));L=0.006738525415*K3*K3;M=J3*J3;N=1+L3;O=6399698.9018/SQRT(N3);

P=I3*I3*K3*K3;Q= J3*K3;R=Q3*Q3;S=(32005.78006+R3*(133.92133+R3*0.7031));T=6367558.49686*F3/57.

29577951308-Q3*K3*S3+((((M3-58)*M3+61)*P3/30+

(4*L3+5)*N3-M3)*P3/12+1)*O3*J3*P3/2;U =((((M3-18)

*M3-(58*M3-14)*L3+5)*P3/20+N3-M3)*P3/6+1)*O3*

(I3*K3);V =U3&","&T3。

将V列数值拷贝到ACAD画线或画点命令栏,即可在ACAD空间生成测绘碎步点,整理后成图。

4坐标校正

该方法测量结果的相对误差较低,实际测得控制点和北京54坐标系真值相差超过了10米(整体漂移误差),通过在ACAD模型空间里用整体移动的办法,令测量结果的控制点移动到真值,然后再进行坐标的标注。

5测量精度分析

成图后利用图根控制点或已知坐标点校核测量成果,8238米距离的两个控制点,测绘成果距离为8232米,误差率为0.07%,经过地面多点GPS测量和全站仪测量成果对比,该方法测量精度能够到达±6米,对于农田水利工程的土地改良、田间路修筑和沟渠清理能够满足计量精度的要求。

作者简介:何丽荣,长春市双阳区水利工程管理中心,工程师,研究方向:水利工程。endprint

摘要:小型农田水利工程的主要内容包括:平整土地,改良土壤;道路、沟渠及交叉建筑物的综合建设;改善环境,维护生态平衡。工程内容决定了此类工程施工面积大,战线长,相对测量精度要求不高,如果用传统的测绘方法绘制竣工平面图,耗工费时,笔者曾经用带GPS芯片的移动电话采集地理坐标数据,绘制了一幅工程面积长10000米,宽2000米的平面图,用时5天(该办法只适用于平原地区)。

关键词:GPS移动电话;农田水利工程;平面图

中图分类号:TV871文献标识码:A文章编号:1674-0432(2014)-01-55-1

制图过程分为:GPS数据采集;MapSource、excel数据处理;ACAD展绘;坐标校正;测量精度分析。

GPS数据采集可以用专业RTK差分测量机,也可以用GPS手持机,笔者用移动电话内置GPS芯片SiRFstar III(三星I788)实现,经过对比分析,测量精度和专业的GPS手持机(用GARMIN GPS60对比测试)相同。

1数据采集

使用内置GPS芯片的移动电话采集数据,采用Windows Mobile 2003以上操作系统,BeelineGPS绿色软件。开机搜星初始化以后,即可以使用航点测定功能采集点位,根据自己的喜好编辑测点名称,设置测量单位,最终形成GPS文件。用手机内置GPS芯片采集数据的好处是可以用PC方便的编辑每一个测点,便于后期使用通用的办公软件处理采集数据,测量仪器及应用软件容易取得,节省了大笔的采购费用和时间,易在基层单位或边远地区推广使用。

BeeLineGPS是一款GPS综合软件,可以查看星图、速度、电子罗盘、高度、记录轨迹、设定航点、分析海拔等多种功能,并且可以导入导出轨迹文件到CSV,KML,GPX文件。

图1是BeelineGPS已经进入工作状态的画面,使用卫星数量为5个,经纬度的格式可以进行设定,比如设置为度分秒格式,或者小数点度格式。海拔高度的默认单位为ft,可以设置为m(由于该种办法GPS测得高程的精度很低,因此测得的高程数据只能作为参考)。

在需要测量定位的测点点击航点测定按钮,就可以保存这个测点的数据,在如图2的界面上,可以对测点名称进行编辑。一般会按照测绘常用的办法对测点分类编号命名,重点测站做好标记以便后期复核。

2数据处理

BeelineGPS数据存储的默认格式为GPX格式,为了能和ACAD接轨,先使用MapSource读取BeelineGPS生成的GPX格式文件,然后拷贝到Excel进行处理,用Excel进行坐标转换计算。当然也可以用MapSource里面的坐标转换工具进行坐标换算,但是MapSource没有现成的适合中国使用的坐标系统,比如北京54坐标系。

北京54坐标的转换比较复杂,笔者从A到V列按照单元格编辑了计算公式,其中A列为测点(航点)名称,B列为中央子午线经度,C列为中央子午线经度换算,D到G列是将经纬度的度分秒转换为Excel能够识别计算的小数点度,H到S是计算过程,T列是北京54坐标系的X坐标,U列是Y坐标。V列是准备拷贝到ACAD的数据格式。

各列计算公式如下:

A:书写测点名称;B:填入中央子午线经度;C=INT(B3)+(INT(B3*100)-INT(B3)*100)/60+(B3*10000-INT(B3*100)*100)/3600;D:GPS测量维度数据,小数点表示°,度分秒格式连写;E:GPS测量经度数据,小数点表示°,度分秒格式连写;F=INT(E3)+(INT(E3*100)-INT(E3)*100)/60+(E3*10000-INT(E3*100)*100)/3600;G=INT(E3)+(INT(E3*100)-INT(E3)*100)/60+(E3*10000-INT(E3*100)*100)/3600;H=G3-C3;I=H3/57.2957795130823;J=TAN (RADIANS(F3));K=COS(RADIANS(F3));L=0.006738525415*K3*K3;M=J3*J3;N=1+L3;O=6399698.9018/SQRT(N3);

P=I3*I3*K3*K3;Q= J3*K3;R=Q3*Q3;S=(32005.78006+R3*(133.92133+R3*0.7031));T=6367558.49686*F3/57.

29577951308-Q3*K3*S3+((((M3-58)*M3+61)*P3/30+

(4*L3+5)*N3-M3)*P3/12+1)*O3*J3*P3/2;U =((((M3-18)

*M3-(58*M3-14)*L3+5)*P3/20+N3-M3)*P3/6+1)*O3*

(I3*K3);V =U3&","&T3。

将V列数值拷贝到ACAD画线或画点命令栏,即可在ACAD空间生成测绘碎步点,整理后成图。

4坐标校正

该方法测量结果的相对误差较低,实际测得控制点和北京54坐标系真值相差超过了10米(整体漂移误差),通过在ACAD模型空间里用整体移动的办法,令测量结果的控制点移动到真值,然后再进行坐标的标注。

5测量精度分析

成图后利用图根控制点或已知坐标点校核测量成果,8238米距离的两个控制点,测绘成果距离为8232米,误差率为0.07%,经过地面多点GPS测量和全站仪测量成果对比,该方法测量精度能够到达±6米,对于农田水利工程的土地改良、田间路修筑和沟渠清理能够满足计量精度的要求。

作者简介:何丽荣,长春市双阳区水利工程管理中心,工程师,研究方向:水利工程。endprint

摘要:小型农田水利工程的主要内容包括:平整土地,改良土壤;道路、沟渠及交叉建筑物的综合建设;改善环境,维护生态平衡。工程内容决定了此类工程施工面积大,战线长,相对测量精度要求不高,如果用传统的测绘方法绘制竣工平面图,耗工费时,笔者曾经用带GPS芯片的移动电话采集地理坐标数据,绘制了一幅工程面积长10000米,宽2000米的平面图,用时5天(该办法只适用于平原地区)。

关键词:GPS移动电话;农田水利工程;平面图

中图分类号:TV871文献标识码:A文章编号:1674-0432(2014)-01-55-1

制图过程分为:GPS数据采集;MapSource、excel数据处理;ACAD展绘;坐标校正;测量精度分析。

GPS数据采集可以用专业RTK差分测量机,也可以用GPS手持机,笔者用移动电话内置GPS芯片SiRFstar III(三星I788)实现,经过对比分析,测量精度和专业的GPS手持机(用GARMIN GPS60对比测试)相同。

1数据采集

使用内置GPS芯片的移动电话采集数据,采用Windows Mobile 2003以上操作系统,BeelineGPS绿色软件。开机搜星初始化以后,即可以使用航点测定功能采集点位,根据自己的喜好编辑测点名称,设置测量单位,最终形成GPS文件。用手机内置GPS芯片采集数据的好处是可以用PC方便的编辑每一个测点,便于后期使用通用的办公软件处理采集数据,测量仪器及应用软件容易取得,节省了大笔的采购费用和时间,易在基层单位或边远地区推广使用。

BeeLineGPS是一款GPS综合软件,可以查看星图、速度、电子罗盘、高度、记录轨迹、设定航点、分析海拔等多种功能,并且可以导入导出轨迹文件到CSV,KML,GPX文件。

图1是BeelineGPS已经进入工作状态的画面,使用卫星数量为5个,经纬度的格式可以进行设定,比如设置为度分秒格式,或者小数点度格式。海拔高度的默认单位为ft,可以设置为m(由于该种办法GPS测得高程的精度很低,因此测得的高程数据只能作为参考)。

在需要测量定位的测点点击航点测定按钮,就可以保存这个测点的数据,在如图2的界面上,可以对测点名称进行编辑。一般会按照测绘常用的办法对测点分类编号命名,重点测站做好标记以便后期复核。

2数据处理

BeelineGPS数据存储的默认格式为GPX格式,为了能和ACAD接轨,先使用MapSource读取BeelineGPS生成的GPX格式文件,然后拷贝到Excel进行处理,用Excel进行坐标转换计算。当然也可以用MapSource里面的坐标转换工具进行坐标换算,但是MapSource没有现成的适合中国使用的坐标系统,比如北京54坐标系。

北京54坐标的转换比较复杂,笔者从A到V列按照单元格编辑了计算公式,其中A列为测点(航点)名称,B列为中央子午线经度,C列为中央子午线经度换算,D到G列是将经纬度的度分秒转换为Excel能够识别计算的小数点度,H到S是计算过程,T列是北京54坐标系的X坐标,U列是Y坐标。V列是准备拷贝到ACAD的数据格式。

各列计算公式如下:

A:书写测点名称;B:填入中央子午线经度;C=INT(B3)+(INT(B3*100)-INT(B3)*100)/60+(B3*10000-INT(B3*100)*100)/3600;D:GPS测量维度数据,小数点表示°,度分秒格式连写;E:GPS测量经度数据,小数点表示°,度分秒格式连写;F=INT(E3)+(INT(E3*100)-INT(E3)*100)/60+(E3*10000-INT(E3*100)*100)/3600;G=INT(E3)+(INT(E3*100)-INT(E3)*100)/60+(E3*10000-INT(E3*100)*100)/3600;H=G3-C3;I=H3/57.2957795130823;J=TAN (RADIANS(F3));K=COS(RADIANS(F3));L=0.006738525415*K3*K3;M=J3*J3;N=1+L3;O=6399698.9018/SQRT(N3);

P=I3*I3*K3*K3;Q= J3*K3;R=Q3*Q3;S=(32005.78006+R3*(133.92133+R3*0.7031));T=6367558.49686*F3/57.

29577951308-Q3*K3*S3+((((M3-58)*M3+61)*P3/30+

(4*L3+5)*N3-M3)*P3/12+1)*O3*J3*P3/2;U =((((M3-18)

*M3-(58*M3-14)*L3+5)*P3/20+N3-M3)*P3/6+1)*O3*

(I3*K3);V =U3&","&T3。

将V列数值拷贝到ACAD画线或画点命令栏,即可在ACAD空间生成测绘碎步点,整理后成图。

4坐标校正

该方法测量结果的相对误差较低,实际测得控制点和北京54坐标系真值相差超过了10米(整体漂移误差),通过在ACAD模型空间里用整体移动的办法,令测量结果的控制点移动到真值,然后再进行坐标的标注。

5测量精度分析

成图后利用图根控制点或已知坐标点校核测量成果,8238米距离的两个控制点,测绘成果距离为8232米,误差率为0.07%,经过地面多点GPS测量和全站仪测量成果对比,该方法测量精度能够到达±6米,对于农田水利工程的土地改良、田间路修筑和沟渠清理能够满足计量精度的要求。

作者简介:何丽荣,长春市双阳区水利工程管理中心,工程师,研究方向:水利工程。endprint

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