光电测高计算程序设计及应用.pdf

光 电测高计算程序设计及应用 7 7 7 ／ 7 ． t f／ ，／ 德兴铜矿黄菁华 【 } 商 要】 介 绍 了- 光 电 测 高 ” 计 算 机 数 据 址 理 鞍 _出 它 是 一 套 适 用 矿 山 现 状 、 单易懂、计算轻松快捷为扰势的操作软件。 关键词 光电测高程序设计软件 ]_／ DES I GN AND APPLI CAT卫 0N 1 7 a 以P 操稚简’ PR0GRAM 0lF PH0T0ELECTRI C HEI GHT n NDI NG De x i n g C o p p e r M i n e Hu a n g J i n g h ua 【 A B S nl A C T 】T h e a m p u t e r d a t a t r e a t i n g s y s t e m is i n t r o d u c e d i n t h i s p a p e r ．I t i s a o p e r a t i n g s o f t wa r e wi t h s i mpl e o p e r a ti o n， e a s y u n d e r s t a n d． f a s t c a l c u l a t i o n a n d s u i t f U l t o mi n e s ． KEY W ORDSP ho t o e l e c t r i c h e i g h t me a s u r i n g Pr o g r a m d e s i g n S o f t wa r e “ 光 电测高”是一套适用于矿山现状、 以内业操作简单易懂、计算轻松快捷为优势 的测量方法 ，代替 了等级水准控制矿山高程 测量与岩移沉降监测工作。本文重点介绍光 电测高计算程序的设计及应用。 1 光电测高计算原理概述 1 1 光 电测高理论简述 应用 “ 温差 一风速差”法分三层计算测 线大气折光系数 ，采用行之有效的措施 提 高垂直角的观测精度 ，依据单向精密的三 角高程计算公式计算高差 ，构成 了 “ 光电测 高”理论的基本思想。 1 ． 2 单向精密三角高程测量基本高差计算 公 式 h 舳 D A t g D _t g a 一, 2 c 一 去 一 L 式中D A 投影仪器高程上的水平距离， m ； 测站 A观测 目 标 B时的垂直角 R 测 区地球平均曲率半径，m； i仪器高，m； I 觇标高，m。 1 3 折光系数的计算公式 采用 “ 温差 一 风速差”法分三层计算测 线折光系数以提高求定折光系数精度 ，其计 算公式为 K b , Z 4 b d r厶 式 中 I o 一 黑 0 【2 3 0 ． 0 1 2 9 盖 r4 ． 5 8 1 1 0 j 一0 0 0 0 6 2 t r P 1 0 0 0 1 1 4 6 f b 1 1 6 41 0 一 P R S i n 1 0 ． 1 3 7 T 2 一 T 1 ／ T 2 1 n b 2 一3 ． 5 71 0 一 P Rs i ng 10 ． 1 3 7 e T 2 一 T 1 ／ [ 一 一 z 1 一 ／ 3 ] 一 埔 L d L』 ⋯s Z - L d I 光电测高计算程序设计及应用黄菁华 邮编 3 3 4 2 2 4 维普资讯 f z x T 毒 f i Z x L d L f L d L 、P 一视线 两端平均干湿温 ， ℃ ； 、． r 2 视线 两端 z l 、 高度 平均 绝对 干温 ，K； _ 卜 一视线两端平 均干 温 ，K； z x 视线到地面的垂直距离，m； 卜视线长度 ，m； S 、 、％ 、s 4 大气 三层 区分界 视 线距 镜站 长度 ，m； I 沿视线积分 累加长度 ，m； d I 沿视线积分变量，r f l 。 2 光 电测高 的 数据 的 程序 设计 与处 理 为了实现 “ 光电测高”的数据从计算到 管理的 自动化 ，采用 Qb a s i c 语言来编制进 行处理。根据前面讨论 的 “ 光电测高”的计 算方法和理论依据，把其计算公式分为两部 分来处理即编制成主程序和子程序两大模 块对观测的原始数据和计算结果 ，便于 日 后的复制、后备 、查找及检索 ，建立了原始 数据库和处理结果数据。根据所存的光电边 长、仪器高、觇标高及各种大气观测元素的 原始数据 ，通过程序计算 出水蒸气压力 E 和澳布科夫长度 L 。然后根据其长度 L和划 分层匿的规则 ，按大气稳定状态与否划分层 区，由不同的计算公式来求高度。 “ 光电测高”的计算程序，最主要 的还 是折光系数中的积分求定即等效高度。由于 三角高程测量是在矿区进行的，视线一般均 穿过上 、中、下三层区，在这种情况下计算 沿线的平均折光系数 函数式 的定义域不一 样，故应分段积分进行计算等效高度，即采 用数值积分法求出来的被积函数为视线高度 的幂。程序中把地形断面图中的每两段 ，通 过计算 B 两点间的倾角来判断角度的大 小 ，按 四个 等级 B ≥7 5 。 、6 5 ≤1 3 7 5 。 、 6 0 。 ≤ B4 5 。 、3 0 。 ≤ I 3 4 5 。 、1 5 ≤B3 0 。 来划分积分的微段 D L ，基本上使 D I 相等 ， 便于保证求定等效高度的精度 这里需要说明的是 1 在测站和照准点测定温度值 、 T 1 和风速值 U U1 的高 度 z 2和 z 1 应该 是相 同的 ； 2 所有气象元素都应该取测站的照准 点测定值进行计算。若照准点未测定温度差 T1 和风 速 差 U2 一U ，则 除温 度 差和风速差取测站的测定值以外 ，其余的气 象元素还应该取测站和照准点测定 的平均 值 ； 3 地球椭球体的曲率半径 R不需要 乘进去，暂时保留在折光系数中，因为计算 高差的折光改正数时 R是要约去 的； 4 等效高度倒数z 2、z ” 的值是 往返值不相同的，应该按往测和返测分别计 算，一般取五位有效数字 ； 5 折光系数值计算至小数点后第 四 位，取至第三位 就是 以匹配高差的计算精 度。 为了评定 “ 光电测高”精度，在程序中 同时设计出 “ 光电测高”K 。 与 K0 1 3值 时的高差 H l 、H 2 及传统三角高程测量 K 。 与 K0 ． 1 3 值时的高差H H 4 。 3 程 序框 图设 计 光电测高程序框图如图 1 。 4 程序 应用 实例 I 级闭合导线计算实例见表 1 。 Ⅲ等水准往返测高差计算实例见表 2 。 按照 国家水准 测 量 规 范给 定 的 每 k m 高 差 中 偶 然 误 差 公 式 MA 1 ／ 4 n [ A A ／ R]，计 算 可 得 出 MA 2 ． 8 ra m 3 ． 0 m m ，说 明水准测量达到了 三等水准测量精度。 6 应 用效果 “ 光电测高”公式计算程序在 1 9 9 5年 有色矿 山 1 9 9 增刊 维普资讯 表 L 传统三角高程测量与 “ 光电测高”理论计算高差成果统 i 与精度订 比 注 闭合环总长度为 8 0 3 “； k in。 数据输入 和数据输出文件 输入边垃点名 A、 边坡点数N { 々 统 输入各种j 煮 计算并打囡 _ 高差 光 电测豳 H 1 l扎 钾 打日 _ 溴布科走 妊挺 L 盖闭输入和输出文付 e n d 进 入 子程J 讣l搏井打 曰 J 等强 汀瞳 f ； x 、 计算并打印折先系数 【 堕f 圈 1 光电刮高程序框图 表 2Ⅲ等水准往返测高差计算 1 0月已调试成功 ， 并 在矿 山测 量工 作 中多次 采用该程序操作 ， 取得了满意的效果 。该“ 光 电测高” 计算机数据处理软件系统是一套适 用矿 山现状 、 操作简单易懂， 既降低了测量工 作劳动强度 ， 又提高了工作效率 ， 有一定的推 广价值 。 光电涮高“-算程序设计及应用黄瞢华 邮编3 3 4 2 2 4 维普资讯