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LeicaDNA03水准仪数据格式转换与存储方法研究隋正苏【摘要】随着科技的日新月异，测量仪器新技术突飞猛进，电子水准仪不仅能提供高精度数据，更以减轻作业劳动强度、效率高而得到越来越广泛应用。
虽然电子水准仪有诸多优点，但输出的原始数据存在缺陷，如可读性差，不方便整理，无法满足一般平差软件格式要求，因此需要对其数据格式的转换进行研究。
本文以Leica DNA03水准仪为例，对其优越性和测量原理进行阐述，对本文所使用的软件平台进行介绍，对Leica GSI格式的观测数据进行解译和分析，观测数据的编程提取是基于VC6.0的MFC开发框架，用C++语言将提取出来的有效数据写入Excel表格，用Excel自动计算功能将数据格式轉换成规范的水准手簿形式，并进行存储。
【关键词】DNA03水准仪;数据格式;MFC框架;C++语言1、绪论精密电子水准仪拥有较高观测精度和观测效率，便于记录等优点，降低人工劳动强度，越来越受到测绘生产单位青睐。
[1]目前市场上常见数字水准仪型号等级都很齐全，完全能满足不同工作的各种精度要求。
[2]虽然电子水准仪已经实现读数自动化、记录电子化，但LeicaDNA03水准仪原始数据格式不易整理，需要人工编辑;外业观测数据导出格式通常为默认的GSI，可读性差，需要另行编制程序进行转换。
本文通过对Leica DNA03数字水准仪数据文件格式分析，用VC6.0编程平台，对数字水准仪的观测数据文件进行处理，利用C++语言编程读取数据文件并转换，编程调用Excel生成水准测量外业记录表，将数字水准仪文件格式转换成外业规范水准手簿，便于直接导入常用的平差软件进行计算。
本文研究的主要内容包括对Leica GSI-8数据存储格式的字段分析，GSI-8格式向水准记录本格式转换以及Excel表格水准数据的存贮，主要用到的理论方法有VC6.0编程平台在MFC框架下的二次开发，Excel电子表格与VC编程平台的联合。
一、徕卡GSI数据格式介绍使用GSI接口传输的数据由一串字符块组成，并以结束符（CR 或CR/LF）结束。
每个字块由字索引（WI）开头，以区分数据类型。
GSI8数据块每块有15个字符，其中7个信息位、8个数据位。
当数据位超过8位时，可将它设成16位的GSI16格式。
这一格式可以用来存储一些大比例数据，如UTM坐标、编码、属性或点号等。
例1为GSI8格式，有三类数据块，包括点号（11），东坐标（81），北坐标（82）。
例2为GSI16格式，含点号（11），水平角（21）和垂直角（22）。
例一GSI8：GSI8数据块结构：位1-2：字索引（Word Index，WI）如："11"；字索引代码位3-6：数据相关信息如："0002"；行号位7：符号如"+"或-位8-15：GSI8数据（8位）如"0000A113"；点号位16：空格（区分字符）例二GSI16：GSI16数据块结构：位1-2：字索引（Word Index，WI）如："11"；字索引代码位3-6：数据相关信息如："0002"；行号位7：符号如"+"或-位8-15：GSI8数据（16位）如"000000000PNC0058"；点号位16：空格（区分字符）二、如何将徕卡GSI16格式数据转成DAT?GSI8和GSI16是徕卡仪器的两种内置格式，而徕卡仪器输出的DAT格式是仪器中用户格式输出的格式，这个用户格式一般是由程序上载到仪器里的。
所以用户定义的DAT（用户格式）和CASS7所能读取的DAT格式文件并不一样！我在做武广客运专线的水准测量时遇到类似的问题：在一台没有定义用户格式的徕卡水准仪上，将数据导出，并处理，最终用cosa进行水准平差。
数据导出并转换的方法原理简单，但过程多且复杂。
如果你能编写程序自己转换的话，就是最简单的方法。
如何将徕卡全站仪数据导入南方软件根据南方软件（cass）的功能，可以采用以下方法将徕卡全站仪采集回来的数据展点到南方软件中。
一．直接利用南方软件的数据处理中的数据通讯功能1．数据处理>数据通讯>徕卡GSI——微机，软件会提示保存为文件2．按软件提示设置仪器3．进入全站仪中的数据管理中的下载选中所需要下载的文件发送4．进入软件中的绘图处理>展点>野外测点点号，选择第一步所保存的文件即可展点二．利用南方软件的格式转换功能1．利用徕卡SurveyOffice数据交换管理器将测量数据下载成GSI格式（注意仪器中的GSIMASK应为MASK2），（另清华山维早期版本的软件不支持徕卡的GSI16，不知道新版本能不能支持）2．进入南方软件的数据处理>数据格式转换>徕卡GSI格式，选择欲转换的数据文件，并保存到目标文件3．进入软件中的绘图处理>展点>野外测点点号，选择第一步所保存的文件即可展点三．现在介绍一种新的操作最简单的方法给大家，熟悉南方软件坐标文件格式和徕卡格式编辑器的应该知道该方法。
1．首先利用格式编辑器，做好一个格式文件传输到仪器（300/700/400）中的format中，其格式为：“Point_ID_(Target)_,,_Target_(North)_,_Target_(East)_,_Target_(Ele v)”，我已做好一个标准的格式，请点击右图标下载。
2．直接利用SurveyOffice的数据交换管理器将测量数据按该格式下载，注意要讲默认的后缀名mdt改为dat3．直接进入软件中的绘图处理>展点>野外测点点号，选择第一步所保存的文件即可展点说明：该方法用户操作部分只有两步，而且较简单，不需要过多操作。
我认为是这三种方法中最简单的。
建议大家在培训用户（如果该用户使用的是南方软件）时，可以直接培训该方法的操作，至于如何编辑格式文件及传输格式文件可事先做好。
徕卡电子水准仪格式数据含义说明一、往测数据?…………………………（一）第二行：已知高程点点号；：已知高程点高程.注：已知高程点点号和高程都需要观测者手动输入，必须正确无误，否则所测各点地高程都是错误地，只能保证高差值是正确地.（二）第三行至第七行是第一测站地相关测量信息（如下）：、第三行：第一次后视：后视点点号；…：后视距离；：后尺读数.、第四行：第一次前视：前视点点号；…：前视距离；：前尺读数.、第五行：第二次前视：前视点点号；…：前视距离；：前尺读数.、第六行：第二次后视：后视点点号；…：后视距离；：后尺读数.、第七行：本测站相关信息：本测站前视点号；：本测站高差之差（两次高差之差，其值[(第一后尺读数第一前尺读)(第二后尺读数第二前尺读数)]）；：高差之差累计值（其值本站高差之差上一测站高差之差）；：前后视距累计差（其值本测站前后视距差地平均值[(第一后视距离第一前视距离)(第二后视距离第二前视距离)]上一测站时地前后视距累计差）; ：起始点至本测站前视点地距离；：本测站前视点地测量高程.注：本测站地观测方式为：后—前—前—后.（三）第七至第十一行是第二测站地相关测量信息（如下）：、第八行：第一次前视：前视点号；…：前视距离；：前尺读数.、第九行：第一次后视：后视点号；…：后视距离；：后尺读数.、第十行：第二次后视：后视点号；…：后视距离；：后尺读数.、第十一行：第一次前视：前视点号；…：前视距离；：前尺读数.、第十二行：本测站相关信息：本测站前视点号；：本测站高差之差（两次高差之差，其值[(第一后尺读数第一前尺读)(第二后尺读数第二前尺读数)]）；：高差之差累计值（其值本站高差之差上一测站高差之差）；：前后视距累计差（其值本测站前后视距差地平均值[(第一后视距离第一前视距离)(第二后视距离第二前视距离)]上一测站时地前后视距累计差）; ：起始点至本测站前视点地距离；：本测站前视点地测量高程.注：本测站地观测方式为：前—后—后—前.（四）以后往测各测站地数据所代表地含义与上述类同.二、返测数据?…………………………（一）第二行：返测起点点号；：返测起点高程注：返测起点地高程不是地原有标准高程，而是往返地终点地测量高程.（二）每一测站地数据含义与往测时地相同.三、数据显示说明：？……、、、、…、、、、..、都不是所需数据，只是一种数据格式地显示设置，真正需要地是它们后面地正负值，如、、，其正确值为，，.无小数点是数据显示设置要求，但所有地数据显示都保留了五位有效数字.四、观测中需注意地事项：、仪器操作步骤：（）应用程序下：点击“线路测量”—点击“作业”并编辑作业名（一般按日期编写.本作业未完成需继续观测时不做编写，直接点击“开始”）—点击“增加”—点击“线路”（其线路名不做修改）编辑起始点（为已知高程点）点号和高程值—“设置”（将所有限差状态设置为“”，点击“值”并对其进行编写，）具体值参考附表，只需设置一次）—点击“开始”，对相应观测模式要确认（“”为“”时）表示“单一测量”，为“”时表示“取所有观测值地平均值”，为“”表示“取所有观测值地中间值”，为“平均”时表示“平均值及其标准偏差和粗差检测”），按相应观测方式进行观测.本测段完成之后进行返测时，退出作业重新进入本作业，点击“线路”—点击“增加”（以增加一天新线路作为返测线路）—编写点号（必须为往测终点点号，高程自动搜索）—点击“返测”—按相应观测方式进行观测.、观测方法：（）往测奇数站：后—前—前—后；偶数站：前—后—后—前.（）返测奇数站：前—后—后—前；偶数站：后—前—前—后.避免发生错误地方法为：第一站先观测那一水准尺，之后所有测站一律先观测这一水准尺.前提是第一次观测地方式要正确，按仪器所提示地观测顺序进行（进入测量模式后，在屏幕地上方有箭头指向，当指向时为后视，指向时为前视）.、每一测段往返测时，偶数站观测水准基点和待测高程，以减小系统误差.、点号地编写：（）新建一个作业时，必须要输入相应地起始点地点号，有时会因为其他原因使得未观测一站就退出作业，当下次进入作业时前视点地点号地递增方式不再是正确地（以上述作业为例，正确地递增方式是——，错误地递增方式是——），这会影响水准路线地水准基点点号在作业中地编制，以致测量原始数据地错误（倘若、都是水准基点，则相应水准基点地高程、高差在作业中显示错误，例如，实际高程是，但在此作业当中所测量高程为），因此在第二次进入此作业进行观测时，需要将前视点地点号改为（仪器所显示地前视点点号为），并完成第一测站地观测.完成之后会自动转到第二测站，前视点地点号依然是，而不是，此时不再改动其前视点地点号，只需退出作业再重新进一次便可.（）返测时，已知高程点和待测高程点地点号与往测相一致.（）一测段线路中间有待测高程点时，需要编写点号.不退出作业时点号地递增方式是正确地，若退出作业后再重新进入作业时，各个操作如（）所述改动即可.（）点号在—格式数据中地显示与仪器、格式数据中地显示不同，相应地显示为：为.其原因是为了满足—格式所要求地数据显示为位数.、往返测一般在同一作业下进行观测.返测时仪器操作步骤为：增加一条线路（原往返测线路为，增加地线路名故为，只是线路名地尾数发生变化，此操作只需点击增加便可，其他工作由仪器自动完成），正确输入返测起始点点号，仪器自动搜索该点高程，完成后点击返测，并确认测量模式，此时仪器自动进入返测界面，按提示操作即可.、如因其他原因使返测需新建作业时，输入起始点地点号必须是往测终点点号，起始点高程必须是往测终点地测量高程，而不是原有地标准高程.、当仪器显示超限时，必须重测，不可忽略.、因不满足测量条件（小于最小读数或大于最大读数）退出该测回时，按“”“”“”以返回，或直接退出“线路测量程序”，并重新进入该程序（需注意前视点地点号是否正确，如不正确则改编）.附表：徕卡电子水准仪各项限差设置表名称说明限差值前后视距累计前后视最大视距水准尺最大读数水准尺最小读数最大测站差之差两次观测值之差前后视距差前后视最小视距。
1200系列全站仪自定义格式数据输出方法
1.将需要上传的格式文件复制到CF卡Convert 文件夹内（PXYH-1200.FRT 格式为：点号，X,Y,H；CASS-1200.FRT格式为南方cass格式：点号，，Y，X，H）
2.开机主界面----6 工具-----2 传输对象-----06 格式文件，选择如下图，按F1继续自动退到主界面。
（如果输入多个格式可直接按ALL）
注：此项工作只需每台仪器做一次，以后重复3，4步骤即可
3.主界面进入 4 转换-----1 从作业中导出数据
设置如上图，
格式文件选择所需要的格式
文件名后缀名改为txt（cass后缀为dat）。
按F1继续，提示时候输出更多作业，如继续输出别的作业选择是，不输出别的文件选择否。
4.输出的文件在CF卡data文件夹中直接复制出来。
2019年第3期新疆有色金属一般徕卡仪器中有两种和测量有关的文件，一种是固定点文件，一种是测量点文件。
南方cass 文件是我们常用的测量文件。
外业测量的成果，从仪器中导出到测量软件中成图，有这几个途径：一种是使用测绘软件自带的传输软件，如cass 软件中就有这样的传输模块。
另一种是使用徕卡内部格式的gsi 文件，将之转换为我们习惯使用的数据格式如cass 文件格式。
其实除了这些途径外，我们还可以使用徕卡办公软件flexoffice 中用户可自定义的格式文件来完成。
本文我们将完成导出仪器中固定文件和测量文件至cass 格式的工作。
1徕卡格式文件的组成完整的格式文件包括：页眉、页脚、数据块标题、格式串这几部分组成。
其中页眉在格式文件中只出现在报告的头部；数据块标题相当于我们经常使用的电子表格的字段名，在实际输出的测量数据前显示一次。
导出格式串（测量数据）用分隔符隔开，相互之间用分隔符列隔开，这个部分相当于数据排列的规则，是格式文件最重要的部分。
页脚则在报告的尾部显示一次。
一般而言，页脚和页眉是可选部分，我们在导出文档时使用，格式文件必要的组成部分是数据块标题、导出格式串，这一块内容是格式文件的核心。
如制作一个cass 的格式文件，只要导出字符串即可，导出列的顺序只要按cass 规定规则排列就可以了。
具体操作时，在flexoffice 办公平台中，有一个格式文件管理器，一般用户编写格式文件，可以用它来完成。
2常用的“默认导出字符串”结构在flexoffice 格式管理器中，有许多的默认导出模版，其中较有价值的是points ，measurement TPS 数据块格式。
points 字符串变量和数据块的对应关系如表1。
表1一一列出，具体查看flexoffice 中的有关内容的帮助。
这里我们列出一些常用的数据块，如表2。
表2以上两个数据块变量适合制作固定点文件和测量点文件。
具体使用时，在变量区，找到上述变量，分别双击变量，变量会在编辑区中出现，通过反复预览，达到显示效果即可。
________________________________________________全站仪记录的数据格式徕卡所有测量仪器均采用GSI(Geo Serial Interface 串行接口)数据格式结构，该数据格式有2种存储格式：1、8位字符GSI-8 格式2、16位字符GSI-16格式注：WI-----字索引AI----附加信息DA----数据BL---空白（空格分隔符）一、块的概念：仪器通过GSI接口发送的数据由块组成。
这些数据块可看成是各个独立的整体，用结束符终止（CR，或CRLF）。
有两种数据块：1测量块2编码块测量块包括点号和测量信息。
编码块主要为记录识别码、数据处理码和信息所设计。
每一数据块都有一个编号，编号从1开始，数据块存储一次，编号加1。
数据块由字组成，每个字有16个字符（GSI-8格式）或24个字符（GSI-16格式）。
如前格式：16个字符：24个字符：二、测量块测量块的字由仪器设置的格式确定。
TCA2003仪器可以自定义数据记录项目，缺省状态下的测量块为：字1 字2 字3 字4 字5 字6 点号水平度盘垂直度盘斜距ppm mm例：点号码水平角垂直角斜距ppm mm 110001+000000B1_21.304+18000020_22.304+26818280_31...0+00005468_59...0+00000000_58...0+00000000 三、编码块编码块也是由字组成，也必须由仪器设置定义，使用编码块的目的是以便测量数据的后续处理，它与测量块分开。
编码块的第一个字总是编码号，一个编码块最多可以包括1~8个字。
字1 字2 字3 字4 字5 字6 字7 字8 编码号信息1 信息2 信息3 信息4 信息5 信息6 信息7 四、数据块的结束符在数据块、回答符（?）或其它信息之后，由仪器发送结束符。
标准结束符是CR/LF（回车/换行）；也可以是CR（回车）。
五、字结构GSI-16格式与GSI-8格式的区别在于GSI-8的数据位为8位，而GSI-16的数据位为16位。
