测量机器人二次开发指南

测量机器人除了能完成自动照准、读数等操作，以代替传统测量方式的手工操作，还能与制定测量计划、控制测量过程、进行测量数据处理与分析的软件系统相结合，可以替代人完成许多测量任务。这些软件可根据用户的需求进行开发，即进行测量机器人的二次开发。徕卡测量机器人是基于其“开放测量世界（open survey world，OSW）”思想设计的，其显著特点是提供了应用程序开发途径，用户可根据测量需要，编写适合需求的应用程序。其二次开发主要有两种方式，即GeoBasic/GeoC++机载程序开发与GeoCOM在线程序开发。GeoBASIC和GeoC++都是机载软件开发平台，而基于GeoCOM开发的程序需要计算机在线控制仪器进行测量和数据处理，它们各有优点，适合于不同的应用需求。一般说来机载程序由于受仪器内存的限制，功能不能过于复杂，适合于独立运行、功能要求一般的情况；在线控制程序可以忽略计算机内存的限制，程序功能完备，在通信设备完善的情况下可以进行大型系统的运行。本项目的监控系统软件是一种在线程序，以下仅介绍GeoCOM在线程序开发。

1.GeoCOM在线程序开发

GeoCOM（地理数据通信接口）是徕卡测量机器人的串行通信接口，按点对点的方式进行通信。相互通信的两部分，一个作为客户端（计算机应用程序），一个作为服务器（测量机器人）。通信由请求（request）和应答（replay）组成，当客户端发送一个请求到服务器且服务器返回一个应答到客户端时，即完成一次通信，见图6.5。

图6.5　计算机与测量机器人的通信过程

GeoCOM是基于SUN微机系统的远程过程调用（RPC）协议，有两种接口方式：

（1）低级的ASCII接口方式，由请求和应答构成，即计算机应用程序通过串行线发送一个请求到测量机器人，等候应答并对应答解码。远程的测量机器人中有可以调用的过程，且每个过程都对应着一个唯一的标识码，每一标识码又与一个特定的请求（包括隐含的参数）相联系。这样可以通过发送ASCII请求，并得到ASCII应答的方式来控制测量机器人。ASCII接口一般用在不支持MS-Windows的平台上。(www.xing528.com)

（2）高级的函数接口方式，就是在C/C++或VB中直接使用普通的函数调用，这种方式只需简单的调用函数，所有的请求、应答和解码都封装在GeoCOM的函数中。这些函数以动态链接库的方式提供，即它们被封装在GCOMS2K100.dll（TPS1100系列以下的是GEOCOM.dll或GEOCOM32.dll）中，前者是新推出的基于TPS1200系列及其后的仪器，后两者的区别在于支持的操作系统的位数。在VB或VC中使用GeoCOM函数，必须包含GeoCOM的函数说明文件，先声明对动态链接库中外部过程的引用，然后再以普通函数调用的方式直接调用。

GeoCOM包含操作徕卡系列全站仪的全部函数及命令，而对测量机器人的函数与命令则集中在GeoCOM的一个子集AUT（automatization）中。关于ASCII请求、应答指令的具体格式和参数含义，以及GeoCOM函数的分类及各函数模块之间的关系可以参见“测量机器人GeoCOM接口技术的应用与开发”相关文献。

GeoCOM的两种接口方式中，高级函数方式只需简单地调用函数，所有的请求、应答和解码都封装在GeoCOM的函数中，其缺点是一旦其函数被调用，将会独占计算机的CPU时间，在实际工程应用观测中显得稍慢；对于低级的ASCII接口方式，运行起来则要比高级函数接口方式快得多。因此，在设计程序时，可根据不同的需要合理选择不同接口方式。另外，程序开发时应注意GeoCOM各模块函数调用过程中的问题，例如，控制测量机器人完成组合式动作时的时间间隔设置等。

2.测量机器人的二次开发

测量机器人的二次开发既充分利用了仪器自身软、硬件资源，又扩展了仪器功能。目前国内外对测量机器人的二次开发，开发了很多自动化观测和数据处理系统并应用于许多领域，尤其是在工程建筑物变形自动化监测方面，结合二次开发软件系统，测量机器人正逐渐成为首选的自动化测量技术设备。

目前，测量机器人二次开发的应用系统比较多，比如测量机器人变形监测自动化软件系统，可对各监测点进行实时监控、自动测量和变形过程显示等功能，适用于对滑坡或边坡以及大坝、桥梁、地铁、隧道等各种工程建筑物的自动化监测；基于TPS1200测量机器人的盾构机自动导向系统和地铁隧道的管片测量系统；基于TCRA1101测量机器人的船舶液舱容积自动化测量程序。此外，测量机器人及其二次开发软件系统还广泛用于动态目标安装、高铁轨道板精调、立式油罐容积标定等领域中。

根据测量机器人的动态跟踪测量技术特点和二次开发的应用案例分析，以及大坝填筑施工质量控制的要求，将其应用于填筑施工质量控制是完全可行的，本课题提出并研究基于测量机器人的大坝填筑施工质量控制系统，具有现实意义。