基于PDA全站仪桥梁检测系统研究.doc

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1、分类号 U412 单位代码 10618密 级 学 号 106250436硕 士 学 位 论 文论文题目： 基于PDA全站仪桥梁检测系统研究 Researches on Total Station Bridge Survey System Based on PDA 研究生姓名：刘国军导师姓名、职称： 冯 晓 教授 申请学位门类： 工 学 专 业 名 称： 道路与铁道工程论文答辩日期： 2009年04月 6 日学位授予单位： 重 庆 交 通 大 学答辩委员会主席：沈小俊 评阅人：沈小俊 刘山洪 2009年 04 月 重庆交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下

2、，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名： 日期： 年 月 日 重庆交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权重庆交通大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本人学

3、位论文收录到中国学位论文全文数据库，并进行信息服务（包括但不限于汇编、复制、发行、信息网络传播等），同时本人保留在其他媒体发表论文的权利。 学位论文作者签名： 指导教师签名：日期： 年 月 日 日期： 年 月 日本人同意将本学位论文提交至中国学术期刊（光盘版）电子杂志社CNKI系列数据库中全文发布，并按中国优秀博硕士学位论文全文数据库出版章程规定享受相关权益。学位论文作者签名： 指导教师签名：日期： 年 月 日 日期： 年 月 日摘 要近几年，世界各地出现了多起桥梁事故，造成了重大的人员伤亡和经济损失，也给整个行业带来了很大的负面影响。同时，随着我国基础设施建设的大发展，新建高速公路和桥梁越来

4、越多，已建成的许多桥梁进入了养护维修阶段，专家认为桥梁使用超过25年以上就进入老化期，据资料统计，我国桥梁总数的40%已经属于此范畴，均属“老龄”桥梁1。而且随着时间的推移，其数量还在不断增长。因此，桥梁检测的任务也日益繁重。传统的桥梁检测内外业的分开，数据记录占用了大量时间，而且很多检测数据得不到实时准确的实地对照和校核，这就使得检测工作效率低下而且有时需要反复进行,不适应当前土木工程信息化、数字化和作业的程序化发展的趋势和要求。PDA作为一种新兴产品，经过十几年的发展，已经日益成熟，体积小，可靠性高，重量轻，耗电少，功能强大，操作简单，操作系统可视化程度好，符合人们使用Windows的习惯

5、，价格便宜，适合随身携带、供电时间长而且也能实现所测图形的实时显绘等优于笔记本电脑的优点，所以基于PDA的桥梁检测系统软件具有一定的市场前景，将大大提高检测工作的速度及准确性。本文在对多个桥梁检测项目进行实地调研和总结的基础上，针对控制测量、桥面线形检测、拱轴线检测、主缆线形检测进行各种调查，研究和开发了基于PDA的全站仪桥梁检测系统软件，系统具有良好的输入、输出、管理分析等功能。系统主要分为四大模块：控制测量和桥面线形检测模块、墩塔检测模块、主缆拱轴检测模块。使用该系统能够完成上述模块的桥梁检测工作，同时，使繁琐的海量数据输入效率大大提高。并能够对数据进行很多好的分类管理，可以对检测结果进行

6、比较校核，并且用图形直观的显示出来，对存在问题或和规范值有差距进行自动的系统报警予以提醒，以便及时处理，避免后续重复检测。该系统还能够实现PDA与测量仪器串口及蓝牙传输，对检测数据进行实时更新。实现了检测工作和后期内业工作紧密结合及良好的互动。因此，该系统不仅能很大程度满足检测单位的需要，大大提高工作效率，而且为桥梁检测及管理的自动化、智能化、一体化、实时化、可视化等奠定了基础。关键词：PDA；桥梁检测；桥面线形；拱轴线；主缆线形 ABSTRACTIn recent years, there are many bridge accident around the world which cau

7、sed not only serious casualties and economic losses but also a lot of negative effects to the whole bridges industry.At the same time, along with the large development of our countrys construction of infrastructure, new highway and bridge have been more and more and many bridges will enter the maint

8、enance phase.So experts consider that the bridge will reach the aging stage if it has been utilized more than 25 years. According to the relevant statistics, 40 percent of the total number of bridges already belong to this context, are aging bridge.Moreover, as time goes by, the number is increasing

9、. Therefore, the task of bridge detection is increasing. Some factors such as the separation of indoor and outdoor work in the traditional detection, a lot of time required for recording the related data and few testing data in real-time accurate field control and check make the detection inefficien

10、t and sometimes the detection need to be carried out repeatedly,not meet current engineering information ,digital and operate procedures development trend and requirements.As a kind of new products, after 10 years of development, PDA has been increasingly mature. PDA-based detection system software

11、for bridge has certain market prospect and will greatly enhance the speed and accuracy of detection because PDA has so many advantages compared with the notebook, for instance: small volume, light weight, high reliability, less consumption, powerful, simple operation, superior visualization, to corr

12、espond with the habit of people to use windows operating system, cheap price, Suitable to carry, the adequate supply of power and the real-time show of drawing graphics. In this paper, based on field investigation and the summary of many project about bridge detection and various kinds of investigat

13、ion for control surveying, detection of the line shape of bridge deck, arch axis and cable shape, PDA-based total station bridge detection system software ,which has feasible input and output, management analysis function, was exploited.The system can be mainly divided into four modules: module of c

14、ontrol surveying, module of detection of the line shape of bridge deck, module of detection of tower pier and module of detection of main cable arch axis. By using this system, we can accomplish bridge detection job of the above-mentioned module, at the same time, the efficiency of inputing mass tri

15、vial data was greatly enhanced. Moreover,it can furnish effective management of classification for testing date,make a comparison among test results for checking in the way of visual graphics,provide the automatic system alarm for the existing problems or the date which has unreasonable difference w

16、ith specification regulated data in order to handle the problem timely and avoid the subsequent repeated detection. Further, this system can realize the serial port and bluetooth transfer between PDA and surveying instrument , update the testing data and achieve compact combination and favourable in

17、teraction of testing work and indoor work. On the whole ,the system can not only meet the needs of units related and greatly enhance the efficiency of detection but also lay the foundation for the automation, intelligence, integration, real-time and visualization of bridge detection and management.K

18、EY WORDS: PDA；bridge detection；bridge deck line；arch axis；cable shape目 录第一章 绪论11.1 本研究课题的学术背景与实际意义11.2 基于PDA的桥梁检测系统研究现状21.3 本研究课题的来源31.4 本文主要研究内容31.5 本课题研究的技术路线41.6 论文的组织安排4第二章 系统的总体设计62.1 系统设计的需求分析62.1.1 设计目标62.1.2性能要求62.1.3 设计原则62.2 系统的总体功能结构设计72.2.1 功能分布72.2.2 数据管理方式与输入输出102.3 本章小结11第三章PDA及其操作系统1

19、23.1 PDA及其操作系统选择123.2 PDA简介123.3 PDA操作系统Windows CE133.3.1 Windows CE操作系统的主要特点143.3.2 基于Windows CE的应用程序开发与设计143.3.3 Windows CE环境下软件开发的注意问题153.4 基于PDA的系统开发工具153.5 本章小结17第四章 检测原理及算法分析184.1 控制测量184.1.1 闭合导线测量184.1.2 附和导线测量194.1.3 交会测量204.1.4 自由设站原理214.1.5 自由设站严密平差234.1.6 算例与讨论244.2 三角高程测量254.2.1作业方法264.

20、2.2误差分析及操作要求274.3 桥面线形检测314.4 墩塔检测324.5 主缆及拱轴线线形检测334.6 本章小结36第五章 系统其他关键功能的算法385.1 数据通讯385.1.1 异步通讯的基本构成385.1.2 全站仪、PDA的串口通信395.2 数据管理455.2.1 数据结构455.2.2 数据库类定义及函数的作用475.2.3 实现步骤485.3 图形显示功能的实现495.3.1 比例尺确定算法495.3.2 坐标映射495.3.3 矢量图居中显示算法515.3.4 图形放大、缩小算法515.3.5 图形平移515.3.6 全图显示525.4 本章小结52第六章 系统实现53

21、6.1 项目管理模块536.2 控制测量模块556.2.1 全站仪测量556.3 桥面线形检测模块576.3.1 数据采集576.3.2 图形绘制显示586.4 墩塔检测模块606.5 主缆和拱轴线检测模块616.5.1 数据采集616.5.2 图形绘制显示626.6 实例分析646.6.1 概述646.6.2 检测资料646.6.3 对比分析706.7 本章小结70第七章 结论与展望717.1 主要研究工作717.2 主要研究成果717.3 展望72致 谢74参考文献75在学期间发表的论著及取得的科研成果77 第一章 绪论 3第一章 绪论1.1 本研究课题的学术背景与实际意义随着科学技术的进

22、步,作为基础设施的桥梁工程,其建设规模越来越大,造价越来越高,并且大型桥梁在国民经济和社会生活中起着举足轻重的作用。由于气候、环境等自然因素的作用,以及日益增加的交通量及重车、超重车过桥数量的不断增加,桥梁结构使用功能的退化必然发生2。在我国经济迅速发展的形势下，对于交通运输能力的要求也在不断提高,不少桥梁的老化和功能退化已呈现加速的趋势，对己有的桥梁进行及时的检测和相应的养护，对于确保桥梁安全运营，延长桥梁的使用寿命是十分必要的。早期发现桥梁病害能大大节约维修费用,可以避免因关闭交通而引起的损失。1994年4月,韩国汉城发生了横跨汉江的圣水大桥中央断塌,其中掉入江中,造成死亡人,重伤人的重大

23、事故。据称,造成桥梁在行车高峰期突然断裂的原因是长期超负荷运营,没有及时检测发现疲劳破坏所致 3 。我国早期建造的桥梁由于施工、检测、养护原因出现了多起桥梁事故。1998年9月24日，宁波大桥在即将合拢的时候，发生桥体断裂，损失高达4亿元。1999年3月4日，重庆市綦江彩虹桥垮塌，40 人死亡，造成极其严重的社会影响。重庆綦江彩虹桥素有“长虹卧波，綦江一景”之称，于1996年建成通车，是连接该县南北两岸的重要纽带，对该县的交通和经济起着重要的作用，是该县的形象工程，但仅仅经过3年的时间这座长虹桥沉入水中消失了。这座桥梁的倒塌不仅造成了巨大的经济损失而且也造成了人身伤亡。事后经过专家勘察现场和警

24、方对桥梁的健康情况向周围的群众调查取证得出造成此次事故的原因其一是施工质量差，偷工减料，焊缝的焊接强度明显低于设计强度，而且焊缝不饱满，面积小。其二，该桥梁自从开通以后从没对该桥的健康状况进行检测和加固。其三，由于部队的士兵在桥上跑步，步伐一致，步调与桥梁本身的自振频率一致，使桥发生颤动，导致结构破坏。2000年8月27日，台湾高屏大桥发生桥面断裂，造成 16 辆汽车坠入河中，22人受伤的重大事故。2001 年 11 月 7 日，四川宜宾南门大桥桥面断裂坍塌 4。2006年12月9日，北京事顺义城区北侧减河一座悬索桥进行检测试验时突然坍塌，50米的桥体连同桥上10辆检测车辆一起塌下5。以上多起

25、毁桥事故,是由于各种因素造成的,但是缺乏及时有效的检测必要的维修、养护措施是最重要的原因之一。过去十几年里,我国已建成一批大跨度的桥梁,仅渤海的黄浦江上就有南浦、杨浦和徐浦大桥等具有世界先进水平的桥梁。为了确保桥梁结构的使用安全胜和耐久性,减少和避免国家、人民生命财产的重大损失,进行及时的桥梁检测工作已迫在眉睫。同时，随着我国更多桥梁进入养护加固期，桥梁检测的任务将变得十分繁重6。但是，当前桥梁检测工作方式还比较落后，传统的桥梁检测与数据处理是分开，因此大大降低了桥梁检测的工作效率，而且很多检测数据得不到实时准确的实地对照修改，增加了检测结果的盲目性，不适应当前工程信息化、数字化和作业的程序化

26、发展的趋势和要求。为了确保这些耗时、出错率高的工作能够迅速准确的完成，研究开发一种能够提高检测速度和准确性的桥梁检测系统将是十分必要和急需的。掌上电脑由于体积小，可靠性高，重量轻，耗电少，功能强大，操作简单，价格便宜，适合随身携带、供电时间长而且也能实现所测图形的实时显绘等优于笔记本电脑的优点，而且其操作系统可视化程度好，符合人们使用Windows的习惯7。全站仪是当前应用十分广泛的测量工具，全站仪操作十分简单，测量速度快，且能进行多种测量，再加上近些年其精度的提高，已经能满足桥梁检测工作的需要。所以基于PDA的全站仪桥梁检测软件将能够解决上述检测中的问题，大大提高桥梁检测的工作效率，具有一定

27、的市场前景。与其结合将真正实现桥梁检测工作的系统化。1.2 基于PDA的桥梁检测系统研究现状目前,国内外的许多大学及研究机构都在积极投入人力、财力,研制开发针对桥梁或其他土木工程的安全检测系统,其中包括研究使用PDA对桥梁进行检测,以便解决检测效率低的问题。经过多年的研究目前已经取得了一定的成果。有些开发的基于PDA的桥梁检测系统已经投入了应用。下面扼要介绍一下,国际国内在PDA桥梁检测数据采集方面的研究动态。 在国外，把PDA应用于桥梁检测的数据采集，开发基于PDA的桥梁检测系统已经实现8.9，但是，价格昂贵，且操作界面都没汉化，不便于推广使用。同时，系统设计的参考的规范及相关文献都是国外的

28、，和我们所用的有所不同，因而不能直接使用。在国内，在这方面研究比较早的是台湾省的国立台湾大学土木工程研究所的陈俊杉、谢尚贤、饒珉菘进行的“PDA无线模组应用与桥梁检测之研究”【10】，研究中以桥梁检测的DER评估模式为例，在Personal Digital Assistant（PDA）、General Packet Radio System（GPRS）、Relational Database（RDB）的环境下，利用JAVA技术，实做一个跨平台的无线桥梁DER检测评分之雏形系统。系统中建立桥梁检测人员现地检测、远端更新的机制，且提供现地查询的功能。让现地人员随时可以取得既有的检测资料和图片，做为

29、判断的参考。同时，该研究认为如何强化图形的处理能力与简化操作方式是无线可携式应用的两大课题11。实际应用时，以即时性资讯、简化工作流程、资料筛选与统计等三项优势为考量，辅助已有的系统工作流程，方能提供直接而有效的无线应用。在大陆，PDA计算机自2000年商业化后，在工程方面主要用于测绘土地调查、电路巡查等移动办公系统、医护人员远程监护等，如南方的测图精灵，东南大学的土地测量系统等。但是，把PDA用于桥梁检测的还很少。基于PDA的桥梁检测软件大陆研究的具体现状主要为：国内各测绘生产及科研单位和高校在这方面的研究还刚刚开展，据资料显示目前国内只有同济大学道路与交通工程教育部国家重点实验室在开展这方

30、面的研究桥梁PDA数据采集系统研究【12】，与上海市政工程管理处合作开发成功的城市桥梁管理系统(BMS)，该系统对PDA数据采集系统、PDA与桥梁管理系统(Bridge Management System，BMS)间数据传输流程等方面的内容进行了研究。解决了检测过程中因桥梁结构型式复杂、构件种类繁多，损坏部位、类型、程度、肇因千变万化而带来的传统书写记录的数据采集方式更是越来越无法满足现代桥梁管理需求的问题。大大提高了检测过程中数据采集的效率。这些为我国桥梁检测信息化和内外业一体化起到了很好的推动和促进作用，但是这些系统大多还处于初级阶段，系统只是简单的把检测数据导入PDA中，然后和相关的规范

31、进行比较来读出桥梁的健康状况，还不能实现与检测仪器的连接工作，数据还是通过手写进行输入，因而还没有真正实现数据采集的自动化和信息化。桥梁检测是一个包含海量数据以及对数据的管理和精确性要求十分严格的工作过程。已有的桥梁检测系统，主要是是把现场检测的数据输入到PDA中进行管理，虽然在一定程度上提高了检测效率，但是，没有实现检测仪器和PDA的连接，更没有实现无线连接。最重要的是以前的系统至是对数据进行简单管理和基本分析，没有将检测工作的内业处理意见重新及时反馈给系统，没有形成内外业的一体化，因而，没有解决检测工作的可能反复性。将内外业工作的真正结合，才有可能设计出最优的、效率最高的系统，并且最大限度

32、地减少检测工作出错的几率。因此，研究一种基于PDA的全站仪桥梁检测系统非常必要。1.3 本研究课题的来源 本课题来源于重庆市交通委员会项目“公路桥梁检测外业信息化技术研究”（渝交科2007037）。课题任务是加快桥梁检测外业信息化进程，开发出来一种基于PDA的桥梁检测信息化系统。1.4 本文主要研究内容 本文主要围绕开发基于PDA的全站仪桥梁检测系统的工程背景展开, 以研究检测的基本原理为基础，以实现桥梁检测的外业信息化为研究重点。论文的研究工作主要包括以下几个方面： 1.参与课题组对桥梁检测系统的总体设计,根据系统目标和功能要求确立检测系统的组成项目和其组成模块,确定每个模块要实现的功能。选

33、择合适的PDA机型以及开发平台。确定该PDA间的数据传输方式。2.桥梁检测的各种数据的管理方式研究，各种数据结构研究，包括已知数据、测量数据、设计数据、调查数据等，及数据库结构功能设计研究。3.对桥梁检测各个功能上的各种关键算法研究。对全站仪桥梁检测的各个子系统进行原理分析。对各个系统检测过程中涉及到的工作原理进行分析，完成系统设计需要的各个指标的计算分析，同时归纳总结检测过程中的一些规范限制的指标。4.研究PDA数据的上下载，研究PDA与全站仪的数据通讯。（包括串口通讯，蓝牙通讯）。5.研究图形化界面显示功能，包括比例尺的确定，坐标的映射，图形的放大缩小平移及图上点信息的拾取等。6.研究基于

34、WinCE的嵌入式代码编写方法对系统功能的实现。7.系统的实现。通过适当的开发平台对设计的系统进行开发调试。1.5 本课题研究的技术路线1.调查、收集资料以及系统的需求分析：从系统研究的背景、目的、意义及现状进行阐述，并提出了研究的必要性。了解桥梁检测的数据实际采集状况和手法。收集相关的技术规范，进行数据分析。定义数据类型，格式。进行系统的需求分析。同时，列出了主要研究内容、关键技术与算法。2.系统框架设计：在系统分析的基础上，分析系统所需的硬件设备，提出了系统设计的目标、原则、野外操作要求与技术指标，给出了系统总体功能结构设计框架，分析了桥梁检测系统的数据种类、数据类型及数据管理方式等。3.

35、系统模块设计：系统的实际设计，系统结构划分，关键技术研究以及模块整合处理。4.系统的实现与试用：通过开发工作最终达到的系统的实现，并进行试用。1.6 论文的组织安排第一章主要是从系统研究的背景、必要性及相关系统研究的现状进行阐述，列出了主要研究内容、技术路线。第二章提出了系统设计的目标、原则、野外操作要求与技术指标，给出了系统总体功能结构设计框架，分析了检测系统的数据种类、数据类型及数据管理方式等。第三章在第二章总结设计与要求的基础上给出了系统的硬软件环境及开发工具等，并简单介绍其基本知识，总结出开发过程中的注意事项。第四章、第五章和第六章是对系统关键算法和创新算法的研究，是本文的核心内容。第

36、七章是整个系统的实现，展示系统各模块的的设计成果。第八章是全文的总结和展望，总结自己所做的工作，取得的成果，并提出一些进一步改善的建议。 第二章 系统总体设计 9第二章 系统的总体设计2.1 系统设计的需求分析2.1.1 设计目标作为桥梁检测的系统，首先要求该系统能够实现检测数据的快速输入，并对采集到的数据进行分类管理。能在作业进行时实时检查测量数据是否合格（主要通过测量数据与设计数据或规范相比较），对存在不合格的数据能够给用户予提醒，并能对检测数据进行实时修改。还应有对检测线形实时图形显示，方便检查修改。还要求系统有较高的稳定性、实用性，能尽可能多的处理操作人员可能出现的操作错误。功能上：要

37、求能够完成各种平面及高程控制测量；桥面线形检测、并能够把测的线形数据用图形显示；主缆线形检测、并能够把测的线形数据用图形显示；拱轴线检测、并能够把测的线形数据用图形显示；并能够对检测过程中出现的不满足设计或规范的数据进行超限报警，并能够在图形上用红色显示出来；能够实现PDA与全站仪串口通讯和无线通讯；对检测结果能够按规范要求进行输出。2.1.2性能要求除满足全站仪桥梁检测各功能的先进、一体化外，系统的各种性能应达到一定的指标。若系统反应过慢或不适于操作，占用大量时间，整个系统即使有先进的算法和作业模式，效率上也很难提高。操作上：作为全站仪桥梁检测的系统，要适于工作人员长时间的野外操作，因此，首

38、先重量要轻，界面要友好，便于查找和使用各种工具。系统反应时间至少在几秒之内，这就需要较好的芯片和较高的内存。图形显示上：图形的显示要快捷，应设置专门的工具栏，以适应快捷的图形操作。数据容量和查询上：由于全站仪桥梁检测数据种类多，数据量大，包括已知数据、控制点数据和检测数据、限差及各种参数信息等，因此必须要有足够的存储空间，而且在数据的查询要上应快捷方便。物理性能的要求:可在强烈日光和极端条件下工作，断电数据自动保存，可持续3天以上的电量。2.1.3 设计原则作为一套能够实际应用的系统，除了要求先进的算法，合理的作业模式和能够完成预定的各种功能外，在设计时还必须遵循实用性、完备性、可靠性、兼容性

39、、可扩充性等原则13，具体如下：可靠性：把测量和检测的各项限差内置在系统中，在测量过程中实时监控，自动检查，保证了原始观测数据的质量，实现测、编、绘一体化，提高工作效率，降低了测量人员的劳动强度，能够快速、准确地提供测量设计数据成果。针对性、实用性：系统的主要目的是提高全站仪桥梁检测作效率，因此系统的设计是紧密围绕这些工作而进行功能设计，功能上不在于多，而是应有很强的针对性实用性。友好性：系统的友好性是指界面的美观和使用的方便程度，主要体现在：界面美观，布局合理，符合用户的操作习惯，操作容易。可维护性：为适应未来系统需求的变化，系统应具有较好的可维护性，以便系统维护人员能够很方便的做到一下几个

40、方面：增加新的功能；对人机界面进行适当的调整；可对系统作适当修改以适应体制的变化；在系统遭破坏时能够快速地实现系统的恢复。可扩充性：桥梁检测正处在发展之中，许多新兴技术不断涌现，要完善系统，必须要求系统具有良好的可扩充性，使能够方便地将新的应用纳入本系统中；在系统容量上也要具有较好的可扩充性。例如：数据量的急骤增加，新型硬件的使用和外设数量的增加等。可移植性和适应性：为满足不同用户的需求，系统应具有很强的适应性和良好的可移植性，因此，系统硬软件的选择要考虑当前和今后较长时间的需要，不至于很快就被淘汰；技术的先进性和费用间的权衡，即选择合适的性价比；而且在兼容软硬件环境下能够方便地实现软件的移植

41、。标准性：系统的标准性是指系统既要维护信息的真实性，还要符合开发的标准和国家颁布的各种技术标准和行业标准。2.2 系统的总体功能结构设计2.2.1 功能分布本课题来源于重庆市交通委员会项目“公路桥梁检测外业信息化技术研究”（渝交科2007037）。课题任务是加快桥梁检测外业信息化进程，开发出来一种基于PDA的桥梁检测信息化系统。该系统的物理模型如图2.1所示。本论文研究开发系统为高效的全站仪桥梁检测软件，属于桥梁检测系统的一部分，全站仪桥梁检测系统的总体结构设计如图2.2所示，主要分为五大功能模块：项目管理模块、控制测量模块、桥面线形检测模块、主缆线形检测模块、拱轴线检测模块等。项目管理模块主

42、要包括项目信息、全站仪测量限差、桥梁检测及相关规范、常数参数、桥梁设计参数等。图2.1系统物理模型图Fig.2.1 Overall Design of System蓝牙或GPRS全站仪PDA(掌上电脑)项目管理控制测量桥面线形墩塔主缆拱轴帮助微机/服务器/便携机操作细则帮助目录关于我们数据采集计算图形显示数据采集计算拟合计算图形显示数据采集数据计算项目信息环境信息仪器信息常数和参数测量限差检测规范数据上载数据下载手动加入全站仪：一级导线二级导线图根导线碎部测量测角后方交会边角后方交会一级三角高程二级三角高程图2.2系统总体设计图Fig.2.2 Overall Design of System控

43、制测量测量模块将控制测量和碎部测量作位一个单独的模块，统称“控制测量”。主要用于完成检测工作所需的各项控制测量和碎部测量工作。平面控制测量：可完成各种导线、边角网的测量。测站控制（临时测站点）的3D坐标的测量。高程控制测量：可完成各等级三角高程测量。碎部测量：主要是根据控制点对桥梁的检测点进行测量，完成对桥梁的测量检测任务。单路线平差：自动判断闭合并计算闭合差，不超限时自动平差改正各点坐标。桥面线形检测模块能够在实地完成对桥面线形检测输入的输入、保存管理和线形显示。基本分为五个方面，即检测数据输入、数据保存编辑管理、桥面线形拟合、桥面线形显示。其中数据输入路线对桥梁检测数据进行输入，输入方式可

44、以是手动方式直接输入，也可以是通过串口连接方式直接从全站仪上下载，还可以是通过无线传输方式进行传输。数据保存编辑管理是对已经输入的数据进行自动保存，数据保存格式用桥面线形常用的数据格式保存平面，便于导出数据的规范性。同时，也能对数据进行编辑，对编辑后的数据自动保存。桥面线形拟合是通过一定的线形拟合方式对检测数据进行拟合，得出一条反映桥面轴线变化情况的曲线。桥面线形显示是对上面已经拟合好的曲线在指定的区域显示出来，并能够数据更新自动进行图形更新显示。主缆线形检测模块能够在实地完成对悬索主缆线形检测输入的输入、保存管理和线形显示。基本分为五个方面，即检测数据输入、数据保存编辑管理、主缆形拟合、主缆

45、线形显示。其中数据输入路线对桥梁检测数据进行输入，输入方式可以是手动方式直接输入，也可以是通过串口连接方式直接从全站仪上下载，还可以是通过无线传输方式进行传输。数据保存编辑管理是对已经输入的数据进行自动保存，数据保存格式用桥面线形常用的数据格式保存平面，便于导出数据的规范性。同时，也能对数据进行编辑，对编辑后的数据自动保存。主缆线形拟合是通过一定的线形拟合方式对检测数据进行拟合，得出一条反映主缆线形变化情况的曲线。主缆线形显示是对上面已经拟合好的曲线在指定的区域显示出来，并能够数据更新自动进行图形更新显示。拱轴线检测模块和上述两个模块功能基本一样，基本分为五个方面，即检测数据输入、数据保存编辑管理、拱轴线形拟合、拱轴线线形显示。具体每部分功能和上述两个模块类似，这里不在介绍。2.2.2 数据管理方式与输入输出一个优秀的系统应该对其所有数据进行有效的管理，以方便数据的存储、查询、修改等。上面每个模块中对这方面进行了简单介绍，这里再进行单独论述。基于PDA的全站仪桥梁检测系统应包括已知数据、限差数据、标准数据、项目