ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ

Fakulta stavební

Katedra vyšší geodézie

DIPLOMOVÁ PRÁCE

Kontrola stability sítě v reálném čase pomocí přístroje Leica TCA2003

Prosinec 2007 Petr Polák

2

Anotace

Tato diplomová práce se zabývá výpočtem a kontrolou polohové vázané geodetické sítě pomocí přesného přístroje Leica TCA2003. Zaměření a výpočet vyrovnání sítě v reálném čase je proveden programem VYS. Ten byl pro tuto práci vyroben s využitím programovacího prostředí LabVIEW. Výsledkem této práce je tedy především samotný program VYS. Další alternativou kontroly polohové sítě je jednoduchý program „merenistability“, který je také produktem této práce. Jako poslední, ne však nevýznamný, cíl práce je ukázka využití programovacího prostředí LabVIEW pro potřeby geodézie.

Annotation

This dissertation deals with the calculation and verification of the positional fixed geodetic net by using the exact instrument Leica TCA2003. The location and calculation of the adjustment of the net in real-time is achieved by the programme VYS. Programme VYS was generated especially for this dissertation, with utilization of the programming environment LabVIEW. The outcome of this work is above all the programme VYS itself. The next alternative of verification of the positional net is simple programme „merenistability", which is also a product of this work. Last, however not insignificant aim of this work, is the demonstration of usage of the programming environment LabVIEW for the needs of geodesy.

3

Prohlašuji, že jsem celou diplomovou práci vypracoval samostatně.

V Praze 13.12.2005 Podpis:

4

Typografické konvence

V této diplomové práci jsou použity následující typografické konvence, které usnadňují orientaci v textu:

Tučné podtržené písmo označuje názvy jednotlivých kapitol.

Tučné písmo označuje názvy témat v těchto kapitolách. Dále jsou tímto písmem psány matice, vektory, pořadová čísla vzorců, příkazové funkce GSI a některé části protokolu.

Kurzíva je použita tam, kde je uvedeno slovo v angličtině, v názvech programových menu, a ve vzorcích vytvořených v editoru rovnic.

Použité vzorce jsou označeny na konci řádku pořadovým číslem, to je vždy tučně, navíc jsou uvedeny v kulaté závorce. První cifra je shodná s názvem kapitoly, druhá označuje pořadí v této kapitole. Příklad: (1.5)

Obrázky jsou očíslovány obdobně jako je tomu u vzorců, nejsou však psány tučně a jsou vždy doplněny zkratkou „obr.“. Jejich umístění vůči obrázku se mění podle situace a tvaru. Příklad: (obr. 1.5)

Tabulky jsou označeny pouze pořadovým číslem a zkratkou „tab.“, to celé v kulaté závorce. Toto číslo se nachází vždy nad danou tabulkou. Příklad: (tab. 15)

Použitá literatura je v textu uvedena s pomocí hranatých závorek a pořadového čísla citovaného díla. Seznam těchto děl je k dispozici v závěru práce. Jedná-li se o cizojazyčnou literaturu, cituji vlastní překlad, který nemusí být vždy zcela správný. Příklad: [15]

Práce je rozdělena do kapitol a ty se dále dělí na různá témata, každé téma může mít ještě řadu podtémat. Tento systém je patrný na další stránce.

5

Obsah

0. Úvod ..……………………………………………………………………………….…………8

1. Výpočet polohové vázané geodetické sítě ………………………………………………….9

1.0. Úvod do vyrovnání geodetických sítí 9 1.1. Stručně o vyrovnání 9 1.1.1. Metoda nejmenších čtverců (MNČ) 9 1.1.2. Způsoby vyrovnání 9 1.1.3. Volba vah 9 1.2. Obecné řešení vázané geodetické sítě 10 1.2.1. Váhy 11 1.3. Zprostředkující veličiny 11 1.3.1. Sestavení modelové Jacobiho matice D 11 1.3.2. Sestavení matice plánu A 11 1.4. Charakteristiky přesnosti 12 1.4.1. Aposteriorní střední jednotková chyba m0 12 1.4.2. Kovarianční matice Mx 13 1.4.3. Elipsa chyb 13

1.4.4. Kovarianční matice vyrovnaných zprostředkujících veličin Mt 14

2. TCA2003…………………………………………………..………………………………..15

2.1. Samočinná stanice Leica TCA 2003 15 2.2. Geobasic (GSI) 15 2.2.1. Příkazové funkce GSI 16 2.2.2. Varování a chyby 17 2.2.3. GSI formát dat 17 2.2.4. GSI-8 17 2.2.5. GSI-16 18 2.2.6. Nastavení přístroje před měřením 18

3. LabVIEW ………………………………………………………………………………….20

3.0. Co je to LabVIEW? 20 3.0.1. Využití 20 3.0.2. Přednosti 20 3.1. Programování v LabVIEW 8.0 21 3.1.1. Virtuální přístroj 21 3.1.2. Uživatelské rozhraní 21

3.1.3. Panel nástrojů 23 3.1.4. Funkce 24 3.2. SubVI a jejich tvorba 25 3.3. Expresní VI 26 3.4. Datové typy 26 3.5. Smyčky a struktury 27 3.6. Chyby a přerušené vodiče 28 3.7. Využití nápovědy v LabVIEW 28

6

4. Vytvořené programy.……..………………………………………………………...………..29

4.1. Programy součet a rozdíl směrů 29 4.2. Program „smernikpoli“ 29 4.3. Program „delkydokrovaka“ 30 4.3.1. Redukce délky na vodorovnou 30 4.3.2. Redukce do nulového horizontu 30 4.3.3. Redukce do zobrazovací roviny S-JTSK 30 4.3.4. O programu 31 4.4. Program „nastaveninuly“ 31 4.5. Program „smerydelkystroj“ 32 4.6. Program „plnenimaticedelkyA“ 33 4.7. Program „plnenimaticeA“ 34 4.8. Program „atpa“ 34 4.9. Program „elipschyb“ 36 4.10. Program „rajon“ 36 4.11. Program „ctenistan1, 2, 3, 4 a 5“ 37 4.12. Hlavní program VYS 37 4.12.1. VISA port a komunikace programu se strojem 38 4.12.2. Měření osnovy směrů 39

4.12.3. Výpočet směrníků ze souřadnic, matice A 40 4.12.4. Tvorba matice l 40 4.12.5. Tvorba protokolu 40 4.13. Program „mernistability“ 43

5. Návod na použití programu.....……………………………………………………………...44

5.1. Návod na použití programu VYS. 44 5.2. Návod na použití programu merenistability. 45

6.Výsledky měření programy „VYS“ a „merenistability“..……………………………….....49

6.1. Testovací měření v laboratoři B028 49 6.2. Měření na střechách fakulty stavební 53

7. Závěr …...……………………………………………………………………………...……..57

8. Použitá literatura.....…………………………………………………………………………58

9. Přílohy.………………………………………………………………………………………..59

7

0. Úvod

Motivací k této diplomové práci pro mne byla především lákavá nabídka seznámit se s programovacím prostředím Lab VIEW, o kterém píši v kapitole 3. Jelikož se vždy nejvíc věcí naučím a poznám při konkrétní práci, vybral jsem společně s vedoucím mé práce Zdeňkem Vyskočilem téma: „Vyrovnání a kontrola vázané geodetické sítě“. Teorie k této problematice je čerpána především z literatury a pojednáno je o ní v kapitole 1. Hned zpočátku bylo jasné, že pro práci v reálném čase je nutné zahrnout do programu propojení a komunikaci s měřícím přístrojem. Tímto přístrojem se stala robustní a velmi přesná motorizovaná měřicí stanice TCA2003, o které píši více v kapitole 2. Díky těmto skutečnostem mohl vzniknout program na polohové vyrovnání vázané geodetické sítě VYS. Podrobný návod a také řada dalších programů, které umožňují jeho fungování, jsou v kapitolách 4 a 5. Společně s programem VYS vznikl během práce ještě jeden menší a méně složitý program na kontrolu polohové stability bodů, ten se jmenuje „merenistability“a jeho popis je také v kapitolách 4 a 5. Kapitola 6 obsahuje informace o dvou provedených měřeních, na kterých jsem zmiňované programy testoval.

Během práce se ještě vynořila řada dílčích problémů, či zajímavých skutečností, které jsou zahrnuty podle obsahového charakteru do jednotlivých kapitol.

Chtěl bych poděkovat doc. Ing. Františku Krpatovi CSc., doc.Vladimiru Vasilijeviči Kapustinovia především Ing. Zdeňku Vyskočilovi.

8

1. Výpočet polohové vázané geodetické sítě

1.0. Úvod do vyrovnání geodetických sítí V této kapitole pojednávám o vyrovnání vázané geodetické sítě, jelikož se jedná o problematiku hojně zdokumentovanou a probádanou, nebudu se ostýchat využít mně dostupné literatury [1], [2], [3], [4], [5]. Celé vyrovnání bude probráno spíše informativním způsobem, bez odvození a hlubších úvah z oblasti matematiky. Naopak bude dán důraz na aspekty vyrovnání sítí z pohledu využití programu labVIEW. Metodika, ze které bude dále prováděno vyrovnání, navazuje na znalosti, které se probírají v předmětu: “Teorie chyb a vyrovnávací počet“.

1.1. Stručně o vyrovnání:Motivace, která vede k vyrovnání geodetických sítí, je skutečnost, kdy po zaměření nadbytečného počtu měření získávám v důsledku chyb nejednoznačný výsledek. K docílení jediného výsledku je nutné jednotlivá měření opravit, což se v praxi provádí tím, že zavedeme určité podmínky. Jedná se tedy o to, vypočítat opravy tak, aby odpovídaly námi stanovené podmínce.

1.1.1. Metoda nejmenších čtverců (MNČ):V geodézii se využívá velmi často jako výše zmíněná podmínka, podmínka nejmenších čtverců (MNČ). Její výhody podle [2] jsou:

Jednoduchý výpočet, který vede k lineárním rovnicím. Nevytváří příliš veliké opravy a výsledky se tedy podstatně neodlišují od měření. Tato metoda je všeobecně známá, používaná a tedy prověřená.

Tato metoda má však také některé nevýhody, například [2] nevýhoda příliš rovnoměrného charakteru oprav, který neumožňuje odhalit odlehlá měření. Další argument proti MNČ je skutečnost, že rozdělení oprav může být v rozporu s přesností měřených veličin. Ve své práci používám k vyrovnání právě MNČ, a proto je potřeba uvést předpoklady, kdy je tento aparát použitelný [4]. Prvním předpokladem je sudé rozdělení chyb. Obecně se dá říci, že čím více se budou hodnoty našeho měření odlišovat od normálního rozdělení, tím budou výsledky horší. Další podmínka použitelnosti MNČ je jeden vrchol křivky četností. 1.1.2. Způsoby vyrovnání Podle [5] jsou známy tyto způsoby vyrovnání:

Vyrovnání měření přímých Vyrovnání zprostředkujících měření Vyrovnání podmínkových měření

Pro účely mého programu, který navrhuji pro určitou geometrickou konfiguraci sítě, je měření zprostředkujících, podle mého názoru, výhodnější nežli podmínkové vyrovnání. Výhoda spočívá v tom, že se dostaneme v průběhu výpočtu k menšímu počtu normálních rovnic. Zvolil jsem jej tedy jako způsob, kterým se budu dále ubírat. Není však problém porovnávat výsledky z jiných programů s těmi, které vypočítá program můj, rozdíl mezi vyrovnáním podmínkových a zprostředkujících měření by měl být téměř nulový.

1.1.3. Volba Vah Váhy jsou veličiny které nám umožňují vyrovnávat různě přesné a i fyzikálně různé hodnoty (úhly, délky, atd.) dohromady. [2] Vypočítají se podle vztahu :

(1.1)

kde je střední chyba jednotková a je střední chyba veličiny „i“.

9

Jednotková střední chyba má váhu 1 a volíme ji tak, aby čísla vycházela ve vhodných mezích (ne 0,0000011). V mém programu je nastaveno . Ale jednoduchým přepojením je možné libovolně tuto skutečnost měnit. Samotné jednotlivé váhy vstupující do výpočtu jsem určoval pomocí manuálu [13] od firmy Leica a v každém případě se jedná o odhady přesnosti. Je nutné poznamenat, že veličiny vstupující do vyrovnání by neměly mít značně odlišné přesnosti.

1.2. Obecné řešení vázané geodetické sítěVázaná síť je v dalším textu uvažovaná jako síť, která obsahuje minimálně dva pevné body, které během procesu vyrovnání zůstanou nezměněny. Takovýto stav se v praxi vyskytuje například při doplňování či zhušťování již stávající sítě. Charakteristické pro vázanou síť je matice zobrazení G(x)=0. Tato rovnost zaniká ve chvíli, kdy začneme počítat volnou síť. Problematiku obecného odvození vyrovnání vázané sítě, jak bude dále popsána, jsem provedl podle [1].

Každé geodetické úloze či účelové síti přísluší 3 množiny charakterizujících prvků, T, S, X. T = {*t1, *t2, *t3……*tr } , Jedná se o množinu všech měřených geometrických parametrů geodetické sítě. Dimenze této množiny je r.S = {s1, s2, s3……sm } , Jedná se o množinu všech zprostředkujících parametrů (m). Zprostředkující parametry jsou subjektivně voleny a mohou to být pouze parametry, které jsou vzájemně nezávislými veličinami, a zároveň funkce jak měřených geometrických parametrů, tak konfiguračních parametrů.X = {x1, y1,… xk1, yk1,……xk, yk }, Tato množina představuje počet všech souřadnic, tj. konfiguračních parametrů geodetické úlohy. Konfigurační parametry, které vyrovnávám, určují takzvanou Efektivní konfiguraci. U vyrovnání měření zprostředkujících je počet souřadnic v efektivní konfiguraci roven počtu určovaných souřadnic (k).

Bez odvození uvedu vztah, který na základě výše popsaných množin definuje úlohu vyrovnání vázané sítě.

D(1t) = 1s = A(1x) (1.2)Kde : D je modelová Jacobiho matice, která zajišťuje zobrazení vektorového prostoru oprav měřených parametrů T, na vektorový prostor oprav zprostředkujících parametrů S.A je modelová Jacobiho matice, která zajišťuje zobrazení z vektorového prostoru oprav efektivní konfigurace X do vektorového prostoru oprav zprostředkujících parametrů S.Horní indexy u vektorů měřených parametrů t, zprostředkujících parametrů s a souřadnic x značí, že se jedná o vyrovnané hodnoty.

Vyjádřím-li vztah (1.2) pomocí oprav, získám [2]:D(*t+v) = *s+w = A(0x+h) (1.3)

Kde : v, w jsou vektory oprav, * značí že se jedná o měřené veličiny, 0x symbolizuje počáteční nevyrovnané souřadnice a h je vektor oprav souřadnic.

Jestliže tento vztah dále linearizujeme :D(*t) + D.v = *s+w = A(0x)+A.h (1.4)

Rovnici oprav zprostředkujících veličin:w = D.v = A.h – { D(*t) - A(0x) } =A.h-( *s - 0s ) (1.5)

a konečně po zavedení:w = A.h-l (1.6)

Aplikací MNČ:

10

h = (AT. P . A)-1 . AT. P . l (1.7)

1.2.1. VáhyPodle [1] a [2] je možné vyřešit problém, jak vypočítat matici P ze známe odhadnuté *P pomocí zákona přenášení středních chyby a vztahu (1.1).

s = D(t) *s+εs = D(*t+ εt)

*s+εs = D(*t)+ D.εt

εs = D . εt

εs .(εs) T= D . εt .(εt ) T.D T

E . (εs .(εs) T) = D . E .(εt .(εt ) T) . D T

Ms = D . Mt . D T => . Ps-1 = .D. *Pt

-1. D T (1.8)P = Ps = (D. *P-1 . DT)-1 (1.9)

Matice vah P se tedy podle (1,8) naplní následujícím způsobem. Diagonálu matice P tvoří váhy jednotlivých zprostředkujících měření pi. Ostatní prvky jsou nulové.Váha pi se obecně určí dle(1.1). V mém případě volím , čímž zaručuji nepříliš vysoké hodnoty.

1.3. Zprostředkující veličinyV mém případě jsou jako zprostředkující veličiny vzaty úhly a délky; existuje ještě další obvyklá zprostředkující veličina, směr. Na jednotlivých bodech sítě, tedy stanovištích, je třeba pracovat vždy jen s nezávislými úhly, tj. s takovými, jejichž součet mi nevytvoří uzávěr (400 gonů).

1.3.1. Sestavení modelové Jacobiho matice DV této matici, jak již bylo zmíněno, jsou parciální derivace délek či úhlů podle měřených veličin. [1] Vzhledem k tomu že ABC = BC – BA obsahují jednotlivé řádky, v matici D, pouze hodnoty 1, -1.

Pro zprostředkující parametr délky je to:

(1.10)

pro zprostředkující parametr úhlu je to:

(1.11)

1.3.2. Sestavení matice plánu AMatice A obsahuje derivace zprostředkujících veličin podle souřadnic.Pro délku mezi určovanými veličinami platí obecně:

11

(1.12)

Řádek tedy bude obsahovat 4 nenulové prvky o hodnotách cos φ, - cos φ, sin φ, - sin φ. Pro případ délky mezi pevným a určovaným bodem budou v řádku pouze dva nenulové prvky. Pro parciální derivaci úhlu podle souřadnic platí podle (obr.1.) (ABC = BC – BA)

(1.13)

(1.13)

(1.13)

(1.13)

Hodnota je 63.6620 (400/2π) v případě grádové míry. Této konstanty se používá pro zachování rozměru. V případě úhlu mezi třemi určovanými body je v matici A šest nenulových prvků . Pokud je některý z bodů pevný,budou jemu náležící derivace nulové. 1.4. Charakteristiky přesnostiV následující kapitole se pokusím stručně nahlédnout do problematiky odhadů přesnosti v souvislosti s vyrovnáním geodetické vázané sítě. Tato problematika je detailně popsána především v [4], [3], [5]. Při vyrovnání nám do výpočtu vstupují měřené geometrické parametry s jistou apriorní přesností, kterou vyjadřuje střední jednotková apriorní chyba ( ).

1.4.1. Aposteriorní střední jednotková chyba m0. Tato chyba je známá po vyrovnání a podle [2] se vypočte následujícím způsobem.

, (1.14)

kde m-n1 je počet nadbytečných zprostředkujících veličin. Pro porovnání a se v praxi používá vztah [1] :

A

B

C

ωABC

(obr.1.1.)

12

(1.15)

Dále podle [2] nesplnění nerovnosti znamená, že přesnost měřených veličin je nižší, nežli udává střední jednotková apriorní chyba, nebo byly nevhodně zvoleny váhy.

1.4.2. Kovarianční matice Mx Kovarianční matice vyrovnaných souřadnic se vypočítá pomocí vztahu

, je patrné že (1.16)

Část kovarianční matice Mx:

(1.17)

Z této matice je možné vypočítat: Střední souřadnicové chyby jednotlivých souřadnic, , .

Střední souřadnicové chyby, . (1.18)

Střední polohové chyby, . (1.19) Elipsa chyb

1.4.3. Elipsa chybSestrojujeme ji pro dvojrozměrné chyby. Elipsa chyb určuje body se stejnou hustotou pravděpodobnosti (body se stejnou hodnotou středních chyb leží na Helmertově křivce) a obvykle vymezuje plochu, do které padne 39.3 % chyb. Její parametry se určují z kovarianční matice Mx. V tomto odstavci využívám poznatky a obrázek ze své úlohy ze 4. ročníku.

a) směr maximálního rozptylu (směr hlavní poloosy, tzv. úhel stočení) – úhel od osy +X k poloose a

(1.20)b) hodnoty extrémních rozptylů (velikost os elipsy) – hodnoty maximální a minimální střední chyby

(1.21)

(1.22)

13

1.4.4. Kovarianční matice vyrovnaných zprostředkujících veličin Mt

S pomocí této matice vypočítáme jednotlivé střední chyby vyrovnaných zprostředkujících veličin.U výsledné matice nás zajímají především diagonální prvky, které jsou kvadráty jednotlivých středních chyb.

(1.23)

14

a

b

mx

my

+x

+yelipsa chyb

Helmertova křivka

(obr.1.2.)

2. TCA2003

V následující části své práce se pokusím popsat v jednoduchosti spolupráci mého programu s přístrojem TCA2003. Chtěl bych zde uvést, že se mi tato komunikace nelíbila, způsobovala příliš nepředvídatelných chyb (errors). Významnou nevýhodou také bylo to, že jsem byl nucen jezdit do Prahy kvůli testování svých pokusů, což mělo často za následek, že se přístroj po nějaké době nehýbal a všechno, na čem byl můj zdrojový kód postaven, se muselo změnit a upravit. Informace, které uvádím v této kapitole, jsem čerpal, mimo vlastních poznatků, z anglické literatury [7], [8], [9] a jelikož se jedná o texty ve formátu pdf., jsou tyto uložené na CD, které je k práci přiloženo.

2.1. Samočinná stanice Leica TCA2003 Přesná, robustní, geodetická universální stanice pro velmi přesné měření úhlů a délek. Dle výrobce [7] se tento stroj především hodí k měření deformací stavebních konstrukcí, pro inženýrskou geodézii, atd. Hlavní předností tohoto stroje je avizovaná přesnost .

(tab. 1 – parametry přístroje TCA2003)

  TCA2003

přesnost Hz,V 0.5" (0.15 mgon)

přesnost (délek) 1mm + 1ppm

Dosah 2.5 km/3.5 km

zvětšení dalekohledu 30x

min. délka zaostření 1.7 m

Přístroj TCA2003 (obr. 2.1.) je následovník vývojových tipů TPS1000 a TPS1100, má ještě sériové bratry TCA1800 a TPS5000. 2.2. Geobasic (GSI)Díky novým funkcím, jako je automatické vyhledávání hranolu, se dostaly starší nástroje ošetřující komunikaci mezi programy a strojem na hranici funkčnosti , a proto bylo třeba vyvinout nový nástroj, kterým budou plně uspokojeny nároky na komunikaci a na obslužnost všech funkcí.Tento nástroj byl vyvinut a nese jméno GEOBASIC (dále GSI). V dalším textu vás seznámím s příkazy a funkcemi přístroje TCA2003 tak, jak jsou používány z pohledu GSI. Nedílnou součástí mého textu bude také seznámení se sériovým datovým rozhraním RS232, které slouží k obousměrné komunikaci mezi nástrojem a počítačem.Uvedu ještě, že zmíněný komunikační nástroj GSI funguje podle [8] jak k obsluze totálních stanic (TS), tak k obsluze nivelačních přístrojů (DNA).

15

(obr.2.1.)

Aby byla zajištěna bezproblémová komunikace mezi strojem a programem, je nutné zajistit některé podmínky.

Je nutné nacházet se v módu měření&záznam. Je nutné zhorizontovat stroj alespoň tak, aby nebyl hlášen error . Je nutné, v rozporu s příručkou, nastavení konce řádku na hodnotu CR. To se provede

tak, že po zapnutí přístroje v menu vybereme položku KONF. (F3) V rozbaleném menu pomocí šipek nastavíme řádek 3. Parametry komunikace GSI, dále zmáčkneme tlačítko shift, tím vyvoláme menu, ve kterém aktivujeme položku G-def, poté již musíme pouze změnit CR-LF na CR. Nakonec stačí pomocí escape tlačítka dojít do módu měření&záznam.

2.2.1. Příkazové funkce GSIGSI online příkazy představují jednoduché syntaktické struktury sestávající se ze čtyř základních příkazů. Pro zpřístupnění širokého okruhu nastavení, hodnot, příkazů mohou být zvětšeny omezeným množstvím slovních indexů (WI) a parametrů. Následuje krátký výčet vysvětlující význam základních příkazů doplněný o jednoduché příklady.

PASSWORD - dovoluje použití všech následujících příkazů. Musí být poslaný nejméně jednou po tom, co je nástroj zapnut.

POSIT/<specifikaci>Hz/V otáčíte teleskop k danému směru vodorovně a svisle. Jednotlivé specifikace hovoří o tom, od jakého místa proběhne dané otočení dalekohledu. Následují tyto specifikace:A tato specifikace otočí dalekohled od absolutního umístění k daným hodnotám.POSIT/A/123.4567/99.8754 natočí o úhel 123.4567 Hz a 99.8754 vertikální k „0“, kterou buď někde nastavím a nebo je libovolně nastavená přístrojem.R tato specifikace otočí dalekohled od okamžité polohy do dané polohy.POSIT/R/20/0 otáčí dalekohled 20 jednotek ve směru hodinových ručiček od okamžité polohy.P tato specifikace otočí dalekohled do směru posledního měření délek.POSIT/P/1/ -vrátí do poslední pozice, kde byla měřená vzdálenost 1 s přesností jedna jednotka S tato specifikace zahájí pátrání po reflektoru v daném rozsahu od okamžité polohy.POSIT/S/2/2 pátrání po reflektoru v prostoru dvě jednotky horizontálně a dvě jednotky vertikálně.

CFACE -otáčí teleskop do druhé polohy.

SET nastaví parametry nástroje. (Nastaví to, co já chci např. gony, metry, osvětlení atd.) SYNTAXE: SET/<nastavil specifikaci>/<parametr><CR/LF>PŘÍKLAD: SET/30/0 - takovýto příkaz zadám (pošlu stroji), chci-li například vypnout zvukové znamení.ODPOVĚĎ: ? - toto pošle stroj jako odpověď, je-li příkaz vyplněn.ZVUKOVÉ ZNAMENÍ nástroje: SET/30/0 OFF (vyřadí).SET/30/1 ON (umožní).

CONF vyčte vnitřní nastavení parametrů. (Ukáže, co je nastaveno ve stroji a nemění to.)SYNTAXE: CONF/<prokázat specifikaci><CR/LF>PŘÍKLAD: CONF/30 -zadám příkaz,chci-li zjistit, je-li zapnuté zvukové znamení.ODPOVĚĎ: 0030/0000030/0000 zvukové znamení vypnuté0030/0001 zvukové znamení zapnuté

16

PUT přepíše hodnoty uvnitř přístroje. (přepíše čísla ve stroji např. nastavení 0)SYNTAXE: PUT/<daná specifikace> <hodnota>_<<CR/LF>PŘÍKLAD: PUT/11 ….+00000012 - příkaz (11….) pro nastavení čísla bodu na hodnotu (00000012)ODPOVĚĎ: ?POTVRZENÍ: <CR/LF>

GET vyčte číselnou hodnotu ze stroje. (Například měření úhlů, délek.)SYNTAXE: GET/n/WI<dostat specifikaci><CR/LF>PŘÍKLAD: GET/M/WI21 - příkaz(WI21) pro vyčtení hz. úhluODPOVĚĎ: 21.102+12149400 - říká mi, že vyčetl (21.102) hz o určité přesnosti, v určitých jednotkách, (12149400) a toto je jeho hodnota po vydělení 100000, v případě gonů dostanu číslo, na které jsme zvyklí z geodézie (121,49400 gonu).

2.2.2. Varování a chybyChyby jsou častou odpovědí na zadaný příkaz a měly by poradit programátorovi či uživateli, co je třeba udělat, aby program správně fungoval. Napíši zde několik chyb, se kterými jsem se setkal, nebo které považuji za důležité. U chyb uvádím doporučený postup jejich odstranění. Nicméně už v úvodu jsem uvedl, že nejsem spokojen s popisy i uplatněním následujících chyb, často záleží na zkušenostech a chytrosti programátora, aby rozkryl, co se za kterou chybou skrývá. Není neobvyklé, že to je naprosto jiná příčina,nežli chyba hlásí.

@W100 nástroj ruší jiné zařízení, nebo program, který je uvedený v chod. Je dobré zkontrolovat paralelní priority.@W127 nejčastější chyba, špatný příkaz poslaný do přístroje. Nemohl být dekódovaný řádně, nebo neexistuje. Je nutné zkontrolovat syntaxi popřípadně vstupní buffer, může být zaplaven daty. (obvykle max. 100 znaků)@E112 slabá baterie; zkontrolovat stav baterie. (Může se také projevit při začínajícím poškození kontaktů baterie.)@E117 chybná inicializace. Je nutné kontaktovat servis.@E119 teplota mimo rozsah, doporučeno zkontrolovat dle uživatelské příručky rozsah teplot.@E139 EDM (dálkoměr) nemohl vykonat požadované měření nebo je signál slabý. Je vhodné zkontrolovat, našel-li přístroj správný cíl (občas zacílí například na okno, kliku), je-li zacíleno správně, zkontrolujte EDM mód.@E150 úhlová chyba. Je nutné kontaktovat servis.@E158 překročen rozsah kompenzátorů. Je nutné zhorizontovat stroj či změnit stanovisko (otřesy, pohyb stativu).@E182 vyhledávaný cíl je mimo rozsah dalekohledu. Dalekohled nenašel cíl do časového limitu. Je vhodné změnit rozsah vyhledávání v programu, je to 2 gony Hz a 2 V a ještě prodloužit časový limit.@E190 chyba motoru ustanovek . Jestli nastává často, kontaktovat servis.@E191 chyba v datech. Je nutné zkontrolovat záznamovou masku.@E194 celková chyba. Jestli nastává často, kontaktovat servis.@E197 ATR chyba. ATR není zapnutý; kontrolovat ATR funkci, je-li zapnutá a nastavená dobře (ATR - Automatické cílové rozpoznání). 2.2.3. GSI formát datGSI data jsou přenášeny v řádcích, na jejichž koncích se nalézá vždy terminátor (CR nebo CR/LF). Každý blok se sestává z několika datových slov (viz níže příklady). Datové slovo začíná

17

dvěma znakovými slovními indexy, WI kódem a specifikací typu dat uvnitř tohoto řádku. Existují dva tipy GSI bloků, GSI-8 a GSI-16.

2.2.4. GSI-8GSI-8 slovo má úhrnem 16 polí k předání informace. Jeden řádek se skládá z 3 slov a koncovky (CR, CR/LF).Příklad 1 ukazuje GSI-8 a informuje nás o čísle bodu (znakový slovní index 11), X-ové souřadnici (znakový slovní index kód 81) a souřadnice Y (znakový slovní index 82).÷ Slovo 1 ÷ Slovo 2 ÷ Slovo 3 ÷1234567890123456 (16 znaky za slovo)110001+0000A110 81..00+00005387 82..00 00000992110002+0000A111 81..00+00007586 82..00 00003031110003+0000A112 81..00+00007536 82..00 00003080110004+0000A113 81..00+00003839 82..00 00003080110005+0000A114 81..00+00001241 82..00 00001344

GSI 8 uspořádání pozic ve slově:Pozice 1-2: Slovní index (WI) například "11" (WI pro PtID)Pozice 3-6: Informace příbuzná s daty například "0003" (číslo bloku v slově 1)Pozice 7: Takzvaný podpis "+" nebo "–"Pozice 8-15: Data (8 cifer) například "0000A113" (PtID-číslo bodu)Pozice 16: Prázdné místo (= oddělovač)

2.2.5. GSI-16GSI-16 slovo je podobné GSI-8 slovu, pouze blok začíná "*" a datové slovo obsahuje 16 znaků. Slouží k přenosu velikých hodnot jako UTM, velké alfanumerické kódy, atributy nebo bodové ID.Příklad 2 ukazuje GSI-16 pořadí bloků se slovy pro číslo bodu (11), horizontální (21) a výškový úhel (22).÷ Slovo 1 ÷ Slovo 2 ÷ Slovo 3 ÷123456789012345678901234 (24 znaky za slovo)*110001+000000000PNC0055 21.002+0000000013384650 22.002+0000000005371500*110002+000000000PNC0056 21.002+0000000012802530 22.002+0000000005255000*110003+000000000PNC0057 21.002+0000000011222360 22.002+0000000005433800*110004+000000000PNC0058 21.002+0000000010573550 22.002+0000000005817600*110005+000000000PNC0059 21.002+0000000009983610 22.002+0000000005171400

GSI 16 uspořádání pozic ve slově:Pozice 1-2: Slovní index (WI) například "11"; WI kódPozice 3-6: Informace příbuzná s daty například "002"Pozice 7: Podpis "+" nebo " - "Pozice 8-23: GSI 16 data (16 cifer) například "000000000PNC0058"; PtIDPozice 16/24: Prázdné místo (= oddělovač)

2.2.6 Nastavení přístroje před měřenímMimo nastavení propojení komunikace GSI mezi strojem a počítačem, o kterém jsem pojednal výše, je třeba nastavit jednotky gony, metry a atmosférické korekce.

18

Nastavení atmosférických korekcí se u stroje, který jsem měl k dispozici, provedlo následujícím způsobem. Po zapnutí přístroje je třeba aktivovat položku MERIT. V nabídce, která se poté objeví, vybrat CIL, poté PPM. Zde už stačí jen nastavit teplotu (°C), atmosférický tlak (mmHg) a relativní vlhkost (%). Ve spodních řádcích se může zkontrolovat, jaká je výsledná korekce.

Nastavení konstanty hranolu je podobné. Pod položkou CIL, která je v menu  položky MERIT, vybereme HRAN. Poté mohu buď vybrat předdefinované, nebo pomocí položky EDIT zadat vlastní hodnotu.

Na závěr je ještě potřeba aktivovat režim automatického vyhledávání, to se provede přímo z klávesnice přístroje pomocí tlačítka AF.

Po nastavení redukcí a před vlastním započetím měření je třeba nacházet se v režimu měření. Jestliže se v tomto režimu nenacházíte, je nutné použít několikrát tlačítko escape.

19

3.LabVIEW

3.0. Co je to LabVIEW?LabVIEW je vývojovým grafickým prostředím, založeným na využití programovacího jazyka G. Toto prostředí je zaměřeno na vývoj aplikací, zajišťujících řízení celého procesu sběru měřených dat, jejich analýzy a prezentace. Jedná se o známý produkt firmy National Instruments, který platí ve světě měřicí a řídicí techniky za standard, s nímž jsou srovnávány ostatní programy. Řada výrobců měřicích a řídicích systémů vyvíjí a dodává ke svým produktům knihovny, které usnadňují použití jejich výrobků, právě při vytváření aplikací v tomto prostředí.

3.0.1. VyužitíPoužití tohoto systému, díky jeho koncepci pro tvorbu měřicích a řídicích aplikací, je výrazné zjednodušení jak při vývoji nové aplikace, tak při jejich následném modifikování.LabVIEW je určeno především pro získávání dat a ovládání přístrojů, proto obsahuje knihovny funkcí a vývojové nástroje navržené speciálně k tomuto účelu. Dnes se dá však použít díky široké paletě dalších knihoven a funkcí i pro obecné programovací úlohy. Aplikace tvořené v LabVIEW jsou nazývány Virtual Instruments (VI) (virtuální přístroje), neboť jejich vzhled a činnost připomínají skutečné přístroje. Jejich výkon a použitelnost jsou na rozdíl od tradičních přístrojů omezeny pouze výkonem použitého počítače a k němu připojeného hardwaru. Z výše popsaných vlastností je zřejmé, že moje práce v labVIEW není standardní pro toto prostředí, můžeme ji tedy považovat za experiment, dá-li se tento programovací jazyk použít pro potřeby geodézie.

3.0.2. PřednostiVýrobce National Instruments tvrdí, že LabVIEW je jediným grafickým programovým prostředím, které obsahuje kompilátor generující optimalizovaný kód, jehož rychlost vykonání je srovnatelná s rychlostí kompilovaných programů v jazyce C. Aplikace vytvořené v LabVIEW jsou plně srovnatelné s aplikacemi vytvořenými i nízko úrovňovými jazyky jako je C, avšak komfort jejich vytváření je podstatně vyšší. Programátor se zbavuje starostí s řadou syntaktických detailů konvenčního programování a může se plně soustředit na řešení zadaného problému.

Další výhodou je rychlost systému, která se projeví například u vytváření inverzních matic. Výrobci počítačových procesorů vyvinuli rychlejší procesory s několika paralelními jádry. LabVIEW dokáže výkonu těchto nových procesorů plně využít ke zvýšení propustnosti testů, pro náročnou analýzu a pro spolehlivý běh aplikací reálného času na vyhrazených jádrech.

Jelikož nepatřím do skupiny lidí, kteří by byli odborníky na programování a neznám dobře žádný programovací jazyk, nemohu kvalitně provést srovnání s jinými programovými prostředími. Neodpustím si však uvést, že během studia jsem používal k vyřešení úloh, v nejkrajnějších situacích, programy c++ a Matlab a vím jistě, že bych s nimi nedokázal dosáhnout vytyčených cílů. Netvrdím tím, že je LabVIEV převyšuje, ale celý proces tvorby programu v něm, je mi bližší. Intuitivní grafický způsob programování, zvlášť vhodný pro uživatele bez předchozí zkušenosti programování, dovede člověka neodradit a dovést ho k srovnatelným cílům.

V této kapitole hojně překládám text z helpu, který je integrován v programu. Dále jsem načerpal nějaké informace z těchto zdrojů: [10], [11], [12], [13], [14].

20

3.1. Programování v LabVIEW 8.0Celá práce je vytvořena v tomto softwaru. V dnešní době (12,2007) je již k dispozici verze 8.5, která dále rozvíjí možnosti práce produktů firmy NI. Minimální hardwarové požadavky pro operační systém Windows: Procesor PentiumIII/ Celeron 866MHz (apod.), RAM – 256 MB, prostor na disku 900MB, rozlišení obrazovky 1024x768 bodů. Pro operační systém Linux jsou hodnoty stejné, pouze nutný prostor na disku je jen 400MB. 3.1.1. Virtuální přístrojProgramy v LabVIEW se nazývají virtuální přístroje nebo VI, protože svým vzhledem a činností připomínají a nebo přímo jsou obdobou skutečných přístrojů, jako je např. teodolit. Slovo VI je tedy shodné s termínem program nebo funkce v jiných programovacích jazycích. K vytváření takových programů (VI) obsahuje LabVIEW širokou sadu nástrojů pro sběr, analýzu, zobrazení a ukládání dat a také nástroje pro hledání a odstraňování chyb v programu. Program lze také vytvářet na už firmou předdefinovaných příkladech. Pro moji potřebu je však tato cesta neschůdná.

LabVIEW je dodáváno v několika provedeních, které se v zásadě liší rozsahem dostupných předdefinovaných funkcí, případně podporou vyspělého hardwaru. Dále je k LabVIEW dodáván samostatný modul, jenž umožňuje vytváření samostatných aplikací. Samostatnou aplikací v prostředí Windows se rozumí exe aplikace. Ta je dodávaná uživateli v podobě instalačního balíčku, jenž obsahuje všechny potřebné komponenty. Takovou aplikaci lze nainstalovat a spustit nezávisle na LabVIEW.

Aplikace, jež není generována jako samostatný exe program, musí být spouštěna na počítači, na kterém je LabVIEW nainstalováno.

3.1.2. Uživatelské rozhraníPři vytváření aplikace virtuálního přístroje se pracuje ve dvou základních oknech, označovaných jako Front panel (obr. 3.1.) a Block diagram (obr. 3.2.).

(obr. 3.1.)

21

(obr. 3.2.)

V prvním zmiňovaném se vytváří vnější vzhled přístroje, tj. rozmístnění prvků, jejich vzhled atd. V druhém okně modelujeme blokové schéma algoritmu aplikace. Schéma algoritmu se vytváří z několika typů entit:

ovládací prvky (controls) - jsou otočné knoflíky, stupnice, tlačítka a jiné vstupní zařízení indikátory (indicators) - jsou grafy, LED diody a jiné zobrazovače funkce (functions) - výkonný aparát pro zpracování dat vodiče, kabely (wire) - zajišťují tok dat, propojení mezi ostatními entitami

Vytváření jednoduchých aplikací je díky této struktuře a řadě předpřipravených entit jednoduché a intuitivní. Problémy se vyskytují až při vytváření složitějších aplikací. LabVIEW obsahuje všechny běžné nástroje pro ladění programů.

Pro vlastní sestavování a propojování block diagramu nám slouží paleta tools (obr. 3.3.), ta je plovoucí, což znamená, že s ní může být libovolně pohybováno po obrazovce.

22

(obr. 3.3.)(tab. 2 – prvky tools palety)

umisťování a změna velikostí ukáže menu objektu

operace s objekty vytváří breakpoint (nepoužívám)

popis textu vytváří kontrolní body

posunování objektů převezme libovolnou barvu

spojování dráty změní barvu objektu

3.1.3. Panel nástrojůPanel nástrojů (obr. 3.4.) slouží k spouštění, respektive k regulovanému spouštění programu a ke grafické úpravě blokového diagramu.

(obr. 3.4.)(tab. 3 – prvky z panelu nástrojů)

Spouštěcí tlačítko

Tlačítko pro opakované měření

Ukončení programu

Pauza/Pokračování programu

Vlastnosti textu

Zarovnání objektů

Rozložení objektů

23

Uspořádání

Změna velikosti objektů

Zvýrazněný průběh programu

Zahájení krokování

Další krok

Ukončení krokování

3.1.4. FunkceFunkce slouží k zpracování dat a výpočtům uvnitř programu. Není zřetelná z čelního panelu, naopak ve vývojovém schématu zabírá svým významem i fyzicky plochu zásadní. Podle jejich užití je lze rozdělit na několik podskupin a jejich celkové množství závisí na verzi LabVIEW, v každém případě je ohromné. Zmíním se zde pouze o funkcích, které jsou podle mne zajímavé pro geodety:

funkce umožňující programování (programming) (obr. 3.5.)

matematické funkce (mathematics) (obr. 3.5.): můžete zde nalézt přibližně 200 matematických funkcí.

statistické funkce zpracování signálu generování signálu zpracování textu

Kromě funkcí základních, obsahuje tato verze LabVIEW širokou škálu složitějších a sofistikovanějších funkcí. Mezi matematické můžeme zařadit geometrické transformace, operace s maticemi, práce s polynomy, numerická řešení soustav algebraických i diferenciálních rovnic atd. Ve statistice je to porovnávání signálů (korelace, konvariance), zpracování a roztřídění prvků jednoho, či vícerozměrných polí, podle stanovených kritérií, dále testování hypotéz, apod. Pokud si však uživatel nenajde žádnou vhodnou předdefinovanou funkci, může si napsáním skriptu vytvořit svoji vlastní. LabVIEW podporuje tzv. m-files, které využívá více specializovaných matematických softwarů. Je proto možno do vlastní aplikace přidat zdrojový kód funkce z těchto aplikací.

24

(obr.3.5.)

3.2. SubVI a jejich tvorbaPotom, co se podaří vytvořit a odladit program (dále VI), můžete jej použít v dalším , jiném VI. Takto zavolaný program z blokového schématu další VI, se nazývá subVI. Pro vytvoření subVI je potřeba vybudovat přípojku (connector) a vytvořit ikonu. Sub VI funguje v labVIEW tak, že příjme hodnoty, provede operaci a vrátí zpět do blokového schématu. Velikou výhodou subVI je jejich používání v rozsáhlých blokových schématech, které obsahují několik identických subVI. V případě nalezení chyby či změně parametrů nebo vzorců se jednoduchou opravou v jedné subVI docílí funkčnosti systému.

Prvním krokem k úspěšnému vybudování subVI je správně navržená a vybudovaná přípojka. Ta se skládá ze sady vývodů, které odpovídají ovládacím prvkům a ukazatelům hlavní VI (nadřazený program, ze kterého subVI volám). Přípojka definuje vstupy a výstupy, které můžete propojit dráty v blokovém schématu VI. Pro definování přípojky je nutné kliknutím pravou klávesou myši na ikonu v pravém horním rohu čelního panelu (obr. 3.6.) vybrat: Předvést přípojku (show connector). Vlastní přípojka se v tu chvíli jeví jako prázdná ikona. Když se díváte na přípojku poprvé, vidíte standardní vzor (ikonu, která vypadá jako čtverečkovaný bílý papír). Těchto vzorů (patterns) je však celá škála (obr. 3.6.) a jednoduše se dají měnit nebo si vytvořit prázdnou přípojku vlastní. Každý pravoúhelník na přípojce představuje terminál (obr. 3.6.). Dále se postupuje tak, že připojíte jednotlivé vodiče vedoucí z budoucí subVI k jejím prázdným terminálům, ty v tu chvíli získají, mimo datového propojení, také popisy a parametry zobrazení, které právě používáte. Bez problémů můžete připojit až 28 drátů, potřebujete-li jich připojit více, je nutné vytvořit shluky, což už není tak jednoduché. Při navrhování a propojování přípojky (connector) je vhodné dodržovat pravidlo: „Co jde dovnitř, jde zleva a co jde ven,jde zprava.“ Celkově je vhodné dobře si propojení promyslet.

U přípojky můžete označit, které vstupy a výstupy jsou požadované, doporučené a které volitelné. Slouží to především k tomu, abyste zabránili sobě, či uživatelům zapomenout propojit drátem vaši subVI. Přičemž „požadovaný“ znamená, že blokové schéma, na které jste umístili subVI, bude nefunkční, jestli nebudou propojeny požadované vstupy. Použijete-li označení doporučený nebo volitelný, míníte tím, že blokové schéma, na které jste umístili subVI , bude fungovat bez jakýchkoli varování. Rozdíl mezi doporučený a volitelný je čistě formální. Doporučené vstupy se v průběhu programování jeví v nepatrně jasnějších barvách, to vylepšuje orientaci programátora, a měly by být pro běh programu podstatnější.

25

(obr.3.6.)

Druhým neméně podstatným krokem pro vytvoření subVI je tvorba ikony (icon). Ikona reprezentuje subVI v jiných, cizích blokových schématech. Je tedy potřeba důkladně promyslet symbolický rámec dané ikony, aby se jasně dalo poznat, jakou funkci daná subVI plní. Barevné provedení je částečně závislé na míře zkušeností programátora, jednotlivé dráty v labVIEW totiž

mají různé barvy pole datového typu, který přenáší (string, cluster, array, numeric, boolean atd.). Je tedy časté, že barevné provedení ikony může znejasnit čitelnost blokového diagramu. Mně se osvědčil jednoduchý design s pozadím šedé barvy. Vlastní navrhování ikony probíhá v icon editoru, který se objeví po poklepání pravým tlačítkem myši na ikonu v pravém horním rohu čelního panelu a vybráním položky edit icon. Práce v icon editoru (obr. 3.7.) je pohodlná a intuitivní a nebudu ji dále popisovat.

3.3. Expresní VIExpresní VI (obr. 3.8.) jsou subVI, které vyrobila firma NI (National Instruments dále jen NI).

Většinu těchto expresních VI lze využít pro běžné úlohy měření a nacházejí se na paletě Functions. Po umístění expresního VI do blokového diagramu se automaticky zobrazí konfigurační dialog. V tomto dialogu se nastavuje chování expresní funkce. Expresní VI se v blokovém diagramu zobrazují jako modré obdélníky s ikonou. Po zvětšení (roztáhnutí) expresní VI můžete vidět její vstupy a výstupy. Vstupy přijímají data, výstupy data vysílají. Změnou nastavení expresního VI změníte i způsob zobrazení vstupů a výstupů. Lze je využít ke spoustě

úkonů, je však třeba nejprve detailně zjistit, jak se v které situaci chovají (kvadranty křovákova zobrazení, přepočty na stopy a palce atd.), z těchto důvodů jsem se jejich použití spíše vyhýbal.

3.4. Datové typyPři vytváření blokového diagramu VI si člověk brzy povšimne, že terminály objektů z čelního panelu mají odlišné barvy. Barva a symbol každého terminálu udávají datový typ ovládacího prvku a indikátoru. Stejným způsobem jsou barevně odlišeny datové typy vodičů, vstupů a výstupů. Barvy vstupů a výstupů expresních VI označují, jaký datový typ může být k VI připojen. Terminály ovládacích prvků mají tlustší okraj než terminály indikátorů. Dalším znakem, který od sebe oba prvky odlišuje, je šipka. Je-li šipka na pravém okraji terminálu, jde o ovládací prvek. Je-li vlevo, označuje indikátor.Datové typy udávají, které objekty nebo vstupy a výstupy lze vzájemně propojit. Má-li např. spínač zelený okraj, může být připojen na kterýkoliv zeleně zbarvený vstup expresního VI. Otočný knoflík má oranžový okraj, a proto může být připojen na kterýkoliv oranžově zbarvený vstup. Nelze ale připojit otočný knoflík na zeleně zbarvený vstup. Mně známé datové typy jsou:

26

(obr.3.7.)

(obr.3.8.)

(tab. 4 – datové tipy v LabViEW)Ovládací prvky

Indikátory Datový typ Defaultní hodnota

  Single-precision, floating-point numeric 0,0

    Double-precision, floating-point numeric 0,0

    Complex single-precision, floating-point numeric

0,0+i0,0

    8-bit signed integer numeric 0

    8-bit unsigned integer numeric 0

    16-bit signed integer numeric 0

    Boolean FALSE

    String empty string

    Cluster

    Path <Not A Path>

    Picture

3.5. Smyčky a strukturyStruktury jsou grafická zobrazení vnitřních smyček. Struktury se používají v blokovém schématu, opakují-li se bloky kódu v závislosti na nějaké podmínce nebo v specifickém uspořádání. Struktury mají vstupy a výstupy, které je nutné propojit k okolnímu blokovému schématu uzly. Schéma uvnitř struktury je vykonáno automaticky ve chvíli, kdy k němu dorazí vstupní data.Každá struktura zřetelně graficky ohraničuje část blokového schématu, této části se někdy říká subdiagram. Místo na hranici struktury, do kterého, nebo ze kterého proudí data, se nazývá tunel.V labVIEW máme k dispozici následující struktury (obr. 8.):

• For Loop - Vykonává subdiagram "n"-krát. • While Loop - Vykonává subdiagram,dokud platí podmínka. • Case structure - Obsahuje dva subdiagramy, jeden z nich vykonává, když je aktivována hodnotou ("true") pravda, druhý když je hodnota ("false") nepravda.

27

• Sequence structure - Obsahuje jeden nebo víc subdiagramů, které se provádí dle pořadí, instrukcí. (Nepoužil jsem.)• Event structure - Obsahuje jeden nebo víc subdiagramů, které se provádějí v závislosti na tom, jak uživatel ovlivňuje VI. (Nepoužil jsem.)• Timed Structures - Vykoná jeden nebo víc subdiagramů v časovém rozmezí. (Nepoužil jsem.)

3.6. Chyby a přerušené vodičeŠipka na tlačítku Run je přerušena, pokud VI, které právě vytvářím nebo upravuji, obsahuje chyby v kódu. Pokud je šipka na tlačítku Run stále přerušena i po dokončení blokového diagramu, VI nemůže být spuštěno. Seznam chyb (obr. 3.10.) se zobrazí kliknutím na tlačítko

Run s přerušenou šipkou nebo příkazem View»Error List. Informace získané z výpisu chyb se pak využijí při hledání chyb v blokovém diagramu. Příčinu problému zvýrazníte dvojitým kliknutím na chybu ve výpisu errors and warnings. Přerušený vodič vypadá jako černá čárkovaná čára s červeným X uprostřed. Přerušený vodič se může vyskytnout v blokovém diagramu z mnoha příčin, např. když je smazán připojený prvek. Pokud jsou v blokovém diagramu přerušené vodiče, VI nemůže být spuštěno. Umístíte-li nástroj cívka na přerušený vodič, zobrazí se proužek s vysvětlením,

proč je vodič přerušený. Pokud umístíte nástroj cívka na přerušený vodič, objeví se tato informace i v okně kontextové nápovědy Context Help.

3.7. Využití nápovědy v LabVIEW LabVIEW se dodává s rozsáhlou dokumentací pro začínající i zkušené uživatele. Pomoc najdete v manuálech, v okně s kontextovou nápovědou Context Help, v nápovědě LabVIEW (LabVIEW Help), v příkladech a v aplikačních poznámkách (Application Notes). Okno s kontextovou nápovědou Context Help (obr.3.11.) zobrazuje základní informace o objektech v LabVIEW, pokud na daný objekt najedete kurzorem. Okno Context Help otevřete volbou Help»Show Kontext Help v menu nebo stisknutím kláves <Ctrl-H>. Nápověda k LabVIEW, LabVIEW Help obsahuje popis expresních VI, ovládacích prvků, indikátorů, palet, menu a funkcí. Soubor s nápovědou dále obsahuje návody, jak využít nejdůležitější funkce v LabVIEW. Informace o expresních VI se zobrazí po kliknutí na tlačítko Help v konfiguračním dialogu při nastavování expresního VI. Do nápovědy k LabVIEW se také dostaneme kliknutím na Detailed Help v okně kontextové nápovědy, kliknutím pravého tlačítka myši na funkci a volbou Help, nebo přímo z menu Help»Search the LabVIEW. V nápovědě LabVIEW Help jsou tři záložky –Obsah (Contents), Rejstřík (Index) a Vyhledávání (Search). Na záložce Contents najdete přehled témat

28

(obr.3.9.)

(obr.9.)

(obr.3.11.)

(obr.9.)

(obr.3.10.)

a strukturu nápovědy. Na záložce Index vyhledáte radu zadáním klíčového slova a na záložce Search je pro vás připraveno tzv. fulltextové vyhledávání slova nebo fráze. LabVIEW Help zahrnuje spojení s technickým podpůrným zdrojem v sídle firmy NI. Výhodné je také tisknutí důležitých bodů nápovědy nebo celých svazků kapitoly nápovědy.

29

4. Vytvořené programy

Následuje kapitola mojí práce, ve které by se měly prolnout předchozí kapitoly a vytvořit stabilní obsahovou konstrukci pro popis a vysvětlení funkcí mých subVI (podprogramů), které jsou jako celek integrované do hlavního programu VYS. U jednotlivých programů se pokusím odkázat vždy na teoretický základ, který je popsán v první kapitole, případně jej doplním. Dále předvedu, které funkce či prvky jsem použil pro naprogramování konkrétní subVI. U každého programu je dále uvedeno, jaké vstupy jdou do programu (co požaduje) a jaké výstupy jdou z programu (co vypočítá). Závěrem každého popisu programu je uvedeno, jak a na čem jsem jednotlivý program odzkoušel, a jaká jsou možná vylepšení, které by se daly udělat.

4.1. Programy součet a rozdíl směrůZačínám od úplně nejtriviálnějších subVI, které jsem naprogramoval, když jsem se učil vytvářet struktury VI (obr. 4.1.). Funkcí těchto programů je sečíst nebo odečíst dva úhly, směry či směrníky a v případě, že výsledek překročí hodnotu 400, odečíst toto číslo a vrátit tak v geodézii obvyklou hodnotu. Oba sub programy jsou využity v hlavním programu VYS hned z počátku, když vytvářím a počítám úhly pro zprostředkující měření a směrníky pro jednotlivé přibližné směry, které je třeba zadat přístroji.Vstupy do tohoto programu:

Směr1 a směr2Výstupy z něj:

Výsledný součet či rozdíl směrů

Vylepšení: Možným vylepšením, které by však nemělo uplatnění v mojí práci, by byla možnost volby jiných jednotek než gonů, ve kterých prozatím výhradně tyto subVI pracují.

Testování: Jelikož se jedná o velmi jednoduché programy, ověřil jsem jejich správnost pouze na kapesním kalkulátoru.

4.2. Program „smernikpoli“Tento jednoduchý program (obr.4.2.) má za úkol výpočet směrníku a délky ze zadaných souřadnic. V hlavním programu jej využívám k určení přibližných směrů na jednotlivé body sítě.

Vstupy do programu: Souřadnice bodu 1 Souřadnice bodu 2

Výstupy z programu: Směrník 12 Opačný směrník 21 Délka12

K výpočtu bylo použito jednoduchého

vzorce: , bohužel

během testování se ukázalo, že jsem nevzal v úvahu náš Český specifický směr

os (Y, X). To jsem musel zpětně ošetřit vložením tří casse struktur.

30

(obr.4.1.)

(obr.4.2.)

Testování: Testování jsem provedl až po delší době, kdy byl už program zapracován do hlavního programu VYS a výše zmíněná nepříjemnost mě nepotěšila. Porovnání jsem prováděl se softwarem Groma.

4.3. Program „delkydokrovaka“Tento program v sobě zahrnuje všechny potřebné redukce měřených délek. Pro účel vyrovnání vázané geodetické sítě jej využívám pro redukci délek po tom, co je zaměří přístroj TCA2003. V dalším textu popíši jednotlivé redukce, inspirací pro mne byla skripta [6].

4.3.1. Redukce délky na vodorovnou[20] Každou šikmou délku ds je nutné pro výpočet zredukovat na vodorovnou d (obr.4.3.).

Vodorovná délka se pak vypočte:d = ds . sin z (4.1)kde z je zenitový úhel měřený od nadiru.

4.3.2. Redukce do nulového horizontu Redukci vodorovné délky (d) do nulového horizontu (s0) určíme podle (obr.4.4.) ze vztahu:

, přičemž (4.2)

Známe-li přímo nadmořské výšky koncových bodů, je možné převést přímo ds na s0.

(4.3)

4.3.3. Redukce do zobrazovací roviny S-JTSK[20] Redukce délky s0 mezi body A, B do zobrazovací roviny se provede podle vzorce:

, (4.4)

31

(obr.4.3.)

(obr.4.4.)

Koeficient m je tabelován pro hodnotu: a v mém programu je počítán ze vztahu: (4.5)přičemž (4.6) Toto m se určí pro krajní body (mA, mB) a pro střed mezi nimi (mAB), tak aby bylo možno dosadit do (4.4)

4.3.4. O programuVstupy, které potřebuje program „délky do křováka“, aby provedl všechny redukce jsou:

Měřená šikmá délka Zenitka Nadmořské výšky A a B Souřadnice v S-JTSK, bodu A a B

V mém programu jsou jednotlivé redukce nepovinné, to znamená, že jestliže nezadám nadmořskou výšku, nebo souřadnice bodů redukce, která tyto veličiny potřebuje, se neprovede. Výsledek tedy zůstane po poslední provedené redukci, to použiji například pro práci v místním systému. Výstup z tohoto programu jsou:

vodorovná délka, délka v nulovém horizontu, délka v zobrazení S-JTSK, mA, mB, mAB.

Vylepšení: Vylepšením by mohlo být zavedení počítání redukce do zobrazení pro délky do 5 km zjednodušení výpočtu, není to však nutné, program pracuje i tak rychle.

Testování: Tento program jsem ověřil na hotovém příkladu v [6] str. 167, kde jsou uvedeny i mezivýsledky, další ověření proběhlo při konfrontaci se softwarem Groma.

4.4. Program „nastaveninuly“Tento program je určen k ovládání přístroje TCA 2003, jeho úkolem je po uvedení v provoz najít a zacílit na počátek, který zvolil uživatel. Na tento počátek nastaví nulu horizontálního čtení. Vstupem do tohoto programu je

pouze zdroj VISA, který jde od rozhraní mezi strojem a počítačem.Výstupem je opět pouze

výstup VISA.Je tedy zřejmé, že tento program primárně neposkytuje žádné hodnoty ani informace. O samotný chod programu se starají dvě casse struktury, které program dělí do dvou částí (obr. 4.5.). V první z nich pomocí příkazu POSIT/S/10/10 hledám odrazný hranol v mezích 10 gonů horizontálně a 10 gonů vertikálně, poté pomocí VISAread funkcí vyčítám dva otazníky, jakožto odpovědi na splnění funkce. Během programování se vyskytla řada drobných chyb, které se mi podařilo odstranit zařazením struktury while loop. Pomocí jí zajistím, že se cyklus zacílení na nulu opakuje, dokud není vyčten otazník (odpověď provedeno). V druhé části nastavuji, pomocí příkazu PUT/21...4+00000000, nulu na horizontální čtení. Po zaslání příkazu opět vyčítám, tentokrát jeden otazník. O cyklus se stará smyčka while loop.

32

.

Testování: Tento program jsem odzkoušel ve školní laboratoři, v propojení s přístrojem TCA2003. Nejprve pouze jako samostatný program, a poté jako subVI mého programu čtenipsanitest2.

4.5. Program „smerydelkystroj“Podobně jako je tomu u předešlého programu i tento je určen k ovládání samočinné totální stanice TCA2003. Úkolem tohoto programu je nalézt hranol a zacílit ho, změřit horizontální úhel, vertikální úhel a šikmou délku.

Vstupy jsou : zdroj VISA očekávaný přibližný horizontální úhel očekávaný přibližný zenitový úhel průměrná nadmořská výška souřadnice jednoho bodu v S-JTSK pro redukci

délek průměrná nadmořská výška Bpv

Výstupy jsou: výstup VISA výsledný horizontální úhel výsledný zenitový úhel výsledná redukovaná délka v zobrazení S-JTSK

Program tvoří 4 respektive 7 casse struktur, počet záleží na tom, je-li měřeno v jedné poloze nebo ve dvou.

První casse struktura (obr. 4.6.) má za úkol pomocí expresní funkce Build text a funkce VISAwrite říci stroji, na jakou přibližnou hodnotu se má natočit. Po provedení

příkazu vyčítáme otazník. V tomto programu bude vyhledávání, natáčení a otočení do druhé

33

(obr.4.5.)

(obr.4.6.)

polohy vždy vloženo do smyčky while loop, která vytvoří cyklickou smyčku. Ta je přerušena až po vyčtení otazníku, který hovoří o tom, že požadovaná funkce byla provedena. Dále už vyčítání otazníku po provedení funkce nebudu zmiňovat.

Druhá casse struktura má za úkol pomocí příkazu POSIT/S/10/10 (analogicky viz. Program nastaveninuly ) nalézt hranol a zacílit na něj.

Ve třetí casse struktuře (obr. 4.7.) s pomocí příkazu GET/M/WI21/WI22/WI31 měřím hz. úhel, vertikální úhel a šikmou délku. Používám již známých funkcí VISAwrite a VISAread. K dekódování řetězce používám funkci Match pattern, která mi v řetězci dovede nalézt určité znaménko nebo oddělovač. V mém případě je to podpis, 21.322+, 22.322+, 31..00+, který odpovídá jednotlivým měřeným veličinám (hz úhel, zenitka, délka). Jakmile se funkci podaří nalézt tyto oddělovače, vypíše hodnotu, která se nachází za oddělovačem. Jedná se o změřenou hodnotu veličiny. Abych však mohl s měřenými veličinami dále pracovat, je třeba převést je z datového tipu string na tip number a k tomu používám funkci decima string to numer. Měřené veličiny jsou ve formátu GSI zaznamenávány bez desetinné čárky. Například 1234567 je v geodézii klasicky zapisováno jako 123,4567 gonu. Je tedy třeba výsledná čísla ještě vydělit tak, abych se dostal na odpovídající jednotku.

Čtvrtá, pátá a šestá struktura je analogická jako první tři, jsou využity pouze v případě, kdy je měřeno také v druhé poloze. Protočení do druhé polohy je realizováno příkazem CFACE.

V poslední sedmé casse struktuře provádím s pomocí již popsané subVI „delkydokrovaka“ redukci délek a podle geodetických zásad počítám výsledné hodnoty pro dvojice měření, které se mi naskytnou,měřím-li v obou polohách.

Testování: Tento program jsem odzkoušel ve školní laboratoři, v propojení s přístrojem TCA2003, nejprve jako samostatný program, a poté jako subVI mého programu čtenipsanitest2.

4.6. Program „plnenimaticedelkyA“Teoretický úvod k tomuto příkladu je v kapitole 1.3.2. Sestavení matice plánu A. Tento program má za úkol z dodaných veličin vytvořit jednotlivé prvky matice A. Přesněji ty prvky, ve kterých se jedná o parciální derivace délek. Vzorec, který je v programu naprogramován, je v  kapitole 1.3.2., je to vzorec (1.12) a (obr. 4.8.).Vstup do programu (co program požaduje):

34

(obr.4.7.)

směrník Výstupy jsou:

parciální derivace: , , ,

V programu používám mimo klasických funkcí jako je sčítání a odčítání také funkci expression node, která umožňuje s výhodou pracovat s funkcemi sin, cos, tg, cotg.

Testování: Funkci tohoto programu jsem otestoval pouze na ukázkovém příkladu, který je v [2] na straně 34 až 40. Nenašel jsem možnost, jak otestovat naplnění matice A jinde.

4.7. Program „plnenimaticeA“Teoretický úvod k tomuto příkladu je uveden v kapitole 1.3.2.Sestavení matice plánu A. Úkolem tohoto programu je z dodaných veličin vytvořit jednotlivé prvky matice A. Přesněji ty prvky, ve kterých se jedná o parciální derivace úhlů. Vzorce, které jsou v programu použity, jsou uvedeny v  kapitole 1.3.2. a jsou to vzorce (1.13)Vstup do programu:

směrník : ,

,

,

Výstupy z programu jsou: parciální derivace:

, , , , , V programu používám standardní funkce.

Vylepšení: Vylepšením by bylo, kdyby se program automaticky dokázal rozhodnout, podle konfigurace, který bod se bere jako vrcholový, a který leží na pravém a levém rameni. Naplnil by pak matici téměř automaticky.

Testování: Funkci tohoto programu jsem otestoval pouze na ukázkovém příkladu, který je v [2] na straně 34 až 40.

4.8. Program „atpa“Na počátku jsem tento program pojmenoval pouze jako atpa, nakonec jsem však téměř celé maticové vyrovnání provedl zde. Teorii k tomuto příkladu můžete nalézt v 1 kapitole, která se celá věnuje vyrovnání vázané sítě.V dalším textu popíši, co v jednotlivých částech programu probíhá. Na začátku tohoto programu se zabývám výrobou matic *P a D, ze kterých podle vztahu (1.9) vypočtu matici P. V programu hojně používám předdefinované funkce násobení matic, transpozici matic a inverzi matic.

35

(obr.4.8.)

Dalším postupem je výpočet matice neznámých oprav souřadnic h = (AT. P . A)-1 . AT. P . l vztah (1.7). Vedlejším produktem je také matice Q= (AT. P . A)-1 , která se dále používá na výpočet kovarianční matice. Následuje výpočet oprav zprostředkujících veličin (1.6), výpočet střední chyby aposteriorní (1.14), výpočet kovarianční matice souřadnic (1.16) a zprostředkujících veličin (1.23). Poslední maticovou operací je výpočet oprav přímo měřených veličin a druhý výpočet oprav, tyto operace nejsou uvedeny v první kapitole.Výpočet oprav měřených veličin: v = (*P-1. DT . P) . wKontrola matematického výpočtu sítě: wT.P.w - vT.*P.v = 0, tato kontrola je nutná k uznání výpočtu jako správného. Na čelním panelu hlavního programu je umístěna dioda, která případný rozpor s touto podmínkou vizuálně zobrazí. V závěru programu se zabývám výpočtem charakteristik přesnosti a uspořádáním vypočtených dat do různých komplexnějších matic tak, aby se daly zobrazit v protokolu a byly přehledné.Vstup do programu(obr.4.9.):

apriorní střední chyby md a mψ

matice s hodnotami zprostředkujících veličin vypočtených ze souřadnic matice vyrovnávaných souřadnic matice A matice l

Výstupy z programu jsou(obr.4.9.) : matice P matice D matice neznámých h matice w oprav zprostředkujících veličin střední chyba aposteriorní matice původních zprostředkujících, jejich oprav, vyrovnaných zprostředkujících a jejich

středních chyb rovnice wT.P.w - vT.*P.v = 0 matice oprav v měřených veličin matice s původními souřadnicemi, jejich opravami,vyrovnanými souřadnicemi, jejich stř.

chybami, stř, chyby, mxy , mp, a parametry elipsy chyb

Vylepšení: Do tohoto programu je možné zahrnout šířeji testování statistických hypotéz o střední chybě aposteriorní, umožnit vyrovnání jiné než MNČ, kontrolovat podle teorie Baarda přítomnost hrubých chyb, navrhovat a kontrolovat vhodnost konfigurace a počtu měření atd.

Testování: Funkci tohoto programu jsem otestoval na ukázkovém příkladu, který je v [2] na straně 34 až 40. a také na souborech Groma.net.

36

(obr.4.9.)

4.9. Program „elipschyb“Tento program má za úkol vypočítat ze zadaných prvků parametry elipsy chyb, teoreticky je vše, co se tohoto příkladu týče, v kapitole 1.4.3. Elipsa chyb. Vzorce pro výpočet parametrů a (1.21) , b (1.22) a ω (1.20) jsou již uvedeny. Při programování tohoto programu je jediným choulostivým místem ošetřit, jakým způsobem se bude výsledná elipsa chyb natáčet vůči kvadrantům v závislosti na třech určujících veličinách. To je v mém programu ošetřeno 3 casse strukturami(obr.4.10.).

Vstup do programu: prvek kovarianční matice a11 = mx

2

prvek kovarianční matice a22 = my2

prvek kovarianční matice a12 = a21 = covxy2

Výstupy z programu: hlavní poloosa elipsy chyb a vedlejší poloosa elipsy chyb b úhel stočení elipsy chyb ω střední souřadnicové chyby mx a my

střední souřadnicovou chybu mxy (1.18) střední polohovou chybu mp (1.19)

Vylepšení: Vylepšením by jistě bylo, kdyby byla výsledná elipsa chyb vykreslena.

Testování: Funkčnost tohoto programu jsem otestoval na ukázkovém příkladu, který je v [2] na straně 34 až 40 a v [3] na straně 100, mimo to jsem při hledání podmínek pro jednotlivé kvadranty použil program Skaphe.

4.10. Program „rajon“Tento program plní svou úlohu v hlavním programu „merenistability“ a slouží k určení nových souřadnic. Jeho funkce se řídí vzorcem pro výpočet rajónu.

Vstup do programu:

souřadnice stanoviska x1, y1 délka na určovaný bod s12

směrník na určovaný bod σ12

nepovinné střední chyby směru a délky v grádových vteřinách a milimetrech .Výstupy z programu:

souřadnice x2

souřadnice y2

střední chyba souřadnicová mxy jen v závislosti na měření.(mm)

37

(obr.4.10.)

(4.7)

Testování: Testoval jsem na softwaru Groma.

4.11. Program „ctenistan1, 2, 3, 4 a 5“Tento program je jeden z posledních, který jsem do hotového hlavního programu VYS vytvořil, jeho existence byla vynucena dvěmi důvody:

1. Po naměření veličin přístrojem se mi nedařilo uchovat data v paměti, ale po každém dalším stanovisku, kdy program znovu musel proběhnout, se vynulovala.

2. Program VYS po zavedení tohoto subVI funguje i bez přítomnosti přístroje, tj pouze z textového souboru.

Funkce programu spočívá ve vyčítání textového souboru a jeho převedení na numerickou hodnotu (obr. 4.11.). Zápis do souboru je zajištěn pomocí funkce write text file přímo v jednotlivých casse strukturách, které obsluhují měření. Programů je 5, protože stanoviska je nutné psát do pěti různých souborů. Pro případ, kdy je měřeno a počítáno, není třeba nic řešit, cesta k souborům a jejich tvorba je zadána automaticky. Pro případ vyrovnání bez reálného měření je třeba nahlédnout do zdrojového kódu na adresu, kam se soubory ukládají.Formát dat v textových souborech je následující: Příklad

kde Fi je hz. úhel, D je délka

Vstup do programu: pouze hodnota true nebo false , která program aktivuje

Výstup z programu: jednotlivé směry a délky

Testování: Testoval jsem na zkušební aplikaci.

4.12. Hlavní program VYSProgram VYS slouží k zaměření a vyrovnání vázané geodetické sítě, k tomuto účelu používá všechny subVI, které jsou popsány výše, a ještě řadu funkcí a expresních funkcí, které jsou naprogramované společností NI. V dalším textu popíši jednotlivé části vývojového diagramu

38

39999932 617210 2130197 23322916 8085 12491 6563 4596

Fi13 399,99932Fi14 6,17210Fi15 21,30197Fi12 233,22916D13 8,085D14 12,491D15 6,563D12 4,596

(obr.4.11.)

tohoto programu, nebudu již detailně popisovat funkci ani vstupy a výstupy podprogramů. Ovládání programu z hlediska uživatele bude popsáno v následující kapitole, která se jmenuje: „Postup měření a výsledky“.4.12.1 VISA port a komunikace programu se strojem

V prvé řadě je potřeba nakonfigurovat sériové rozhraní počítače, to vykoná funkce VISA Configure Serial Port (obr.4.12.).

Vstup do funkce: Enable Termination Char tato

charakteristika v podstatě rozhoduje o tom, bude-li funkce fungovat a zprostředkovávat propojení s přístrojem nebo nikoli (v mém případě nastaveno na propojeno true)

termination char zde nastavuji, jakým hexadecimálním znakem je ukončena čtená operace.

Timeout zde nastavuji překročení časového limitu, kdy se propojení vypne. VISA resource name tímto konektorem proudí vlastní data mezi počítačem a strojem,

respektive opačně. baud rate je přenosová rychlost data bits zde nastavuji počet bitů ve vstupních datech parity zde zadávám paritu, kterou udává referenční příručka přístroje error in vstupní konektor pro hlášení o chybách, které nastaly před touto funkcí stop bits specifikuji počet ukončovacích bitů, které signalizují konec přenosu flow kontrol zde píši, jakým způsobem je řízen přenos (XON/XOFF, RTS/CTS,

DTR/DSR)Výstupy z funkce:

VISA resource name out konektor, kterým proudí data error out posílá dál hlášení o chybách

Dalším krokem je nastavení vstupního a výstupního bufferu, o to se stará v tomto programu VISA Set I/O Buffer Size (obr.4.13.).

Vstup do funkce: VISA resource name viz. výše Mask určuje množství bitů v

bufferu na vstupu a výstupu.

Size určuje velikost bufferu.

Výstupy z funkce: VISA resource name out konektor, kterým proudí data error out posílá dál hlášení o chybách

O možnost automatické komunikace počítač-přístroj a přístroj-počítač se starají dva objektové uzly property node, které vytvářejí a umisťují automaticky XOFF a XON charakteristiky.

39

(obr.4.12.)

(obr.4.13.)

Na závěr je ještě pomocí funkce VISA write zaslán příkaz PASWORD, který zahájí a umožní komunikaci s přístrojem TCA2003.Vývojové schéma propojení programu s přístrojem (obr. 4.14.)

4.12.2 Měření osnovy směrů Tato část vývojového schématu je významně zjednodušena a zpřehledněna s pomocí dříve zmiňovaných subVI „smerydelkystroj a nastaveninuly“. Běh těchto subVI je řízen casse strukturou a jednotlivé zaměřené směry, respektive provedené podprogramy, jsou signalizovány LED indikátorem na čelním panelu (obr.4.15.). Získané hodnoty jsou zapisovány do textových souborů viz. Téma 4.11.

40

(obr.32)

(obr.4.15.)

(obr.4.14.)

4.12.3 Výpočet směrníků ze souřadnic, matice A V tomto programu probíhá výpočet směrníků a plnění hodnot do matice A a do matice zprostředkujících veličin ze souřadnic. Využívám zde programů popsaných výše k výpočtu směrníků a naplnění matice zprostředkujících.

Musím zde podotknout, že v této části vývojového diagramu se projevuje jedna ze stinných stránek programu. Výhodnost spočívající v grafické prezentaci jednotlivých postupů a souvislostí v labVIEW si vybírá svou daň ve chvílích, kdy je třeba manipulovat s jednotlivými veličinami samostatně. Dochází pak k nepřehledným místům ve schématu viz. (obr. 4.16.)

4.12.4 Tvorba matice l Matice l se vytvoří rozdílem již popisované matice zprostředkujících veličin ze souřadnic a matice zprostředkujících měření z přímého měření.

4.12.5 Tvorba protokoluNedílnou součástí programu VYS je i jeho protokol. V následujících odstavcích popíši jednotlivé subVI, kterými je možné takový protokol vytvořit.

Na počátku je třeba vytvořit vlastní soubor, do kterého se protokol zapíše. To provádím pomocí subVI New Report (obr.4.17.)

Vstup do programu: Report type – je nutné zadat, jaký typ protokolu chceme vytvořit, na výběr je standardní

nebo html protokol. Error in – do programu vstupuje hlášení o chybách

Výstup z programu: Report out – už je vytvořený prostor pro zapisování Error out – výstup hlášení o chybách

Dále je vhodné nastavit okraje specifikované zprávy. Program Set Report Margins.(obr. 4.18.) Vstup:

Report in – tudy vstupuje už rozpracovaný protokol

Margins – zde nastavím velikost okrajů

(zleva, zprava, z vrchu zespodu) Measurement system – jednotky, ve kterých okraje nastavuji

41

(obr.4.16.)

(obr.4.17.)

(obr.4.18.)

Error in– do programu vstupuje hlášení o chybáchVýstup:

Report out -vstupuje rozpracovaný protokol Error out- výstup hlášení o chybách

V tuto chvíli můžeme již nastavit hlavičku protokolu, Set Report Header Text. (obr. 4.19.)

Vstup: left header text- text, který bude na levé straně

hlavičky Report in – tudy vstupuje už rozpracovaný

protokol center header text-text, který bude uprostřed

hlavičky. right header text – text, který bude na pravé straně hlavičky. Error in– do programu vstupuje hlášení o chybách HTML header size –velikost písma v hlavičce header placement – kde se bude hlavička nacházet

Výstup: Report out -vstupuje rozpracovaný protokol Error out- výstup hlášení o chybách

Libovolně mohu v protokolu používat horizontální čáru, program Append Horizontal Line to Report (obr.4.20.)

Vstup: noshade- vytvoří pevnou nebo automaticky

pohyblivou čáru size – kolik bude odsazena linie Report in – tudy vstupuje už rozpracovaný

protokol

align-umístí čáru doleva, doprava nebo doprostřed. width – tlouštka v pixelech. Error in– do programu vstupuje hlášení o chybách Width units – jednotky budou pixely, nebo procenta ze stránky.

Výstup: Report out -vstupuje rozpracovaný protokol Error out- výstup hlášení o chybách

Často používaný prvek je vynechání řádky v protokolu, New Report Line.(obr.4.21.) Vstup:

Report in – tudy vstupuje už rozpracovaný protokol Error in– do programu vstupuje hlášení o chybách

Výstup: Report out -vstupuje rozpracovaný protokol Error out- výstup hlášení o chybách

Podstatnou úlohou je vkládání textu do protokolu, subVI Append Report Text (obr. 4.22.)

42

(obr.4.19.)

(obr.4.20.)

(obr.4.21..)

Vstup: Report in – tudy vstupuje už rozpracovaný

protokol text – text který chci dát do protokolu

append on new line – nabízí možnost dát text na nový řádek Error in– do programu vstupuje hlášení o chybách

Výstup: Report out -vstupuje rozpracovaný protokol Error out- výstup hlášení o chybách

Vkládání tabulky do protokolu také bývá často využíváno, Append Table to Report (obr. 4.23.)

Vstup: Measurement system for column

width – jak se bude určovat šíře sloupce.

column width – v případě pevného určení šíře sloupce je zde jeho šíře.

Report in – tudy vstupuje už rozpracovaný protokol

Column headers – názvy sloupců Row headers - názvy řádků Text data – hodnoty, které chci dát do tabulky Error in– do programu vstupuje hlášení o chybách Separate page – možnost umístit tabulku na zvláštní stránku Show grid lines – zakreslit do protokolu linie tabulky

Výstup: Report out -vstupuje rozpracovaný protokol Error out- výstup hlášení o chybách

Na konci vytváření protokolu je třeba protokol uložit.Program Save Report to File.(obr.4.24.)

Vstup: Report in – tudy vstupuje už rozpracovaný

protokol report file path- adresa k uložení protokolu

prompt to replace – vyzvat uživatele nebo přepsat v případě již existujícího souboru se stejnou adresou.

Error in– do programu vstupuje hlášení o chybách Výstup:

Report out -vstupuje rozpracovaný protokol Error out- výstup hlášení o chybách

A na úplný závěr práce s protokolem je nutné použít program Dispose Report (obr.4.25.). Tento program uzavírá zprávu a dává ji k dispozici k nahlížení. Po ukončení tohoto programu již nelze zprávu upravovat.

43

(obr.4.22.)

(obr.4.23.)

(obr.4.24.)

Vstup: Report in – tudy vstupuje už rozpracovaný protokol Error in– do programu vstupuje hlášení o chybách

Výstup: Error out- výstup hlášení o chybách

4.13. Program „mernistability“Tento program graficky i věcně souvisí s programem VYS , jeho úkolem je v časových intervalech měřit z jednoho stanoviska na ostatní body a okamžitě počítat, pomocí subVI rajon, polohové souřadnice bodů. Při zjištění posunu okamžitě dá zvukový a vizuální signál. Části zdrojového schématu jsou stejné jako u programu VYS, nebudu je proto popisovat.V programu se vyskytuje pouze několik odlišných prvků, jeden z nich popíši.

Toto zařízení je zvuková siréna (obr.4.26.),která se spustí v případě překročení mezní hodnoty pro posun. Jedná se o funkci, které je třeba zadat číselnou hodnotu frekvence zvukového signálu a dobu zvonění. Aktivace je spuštěna datovým proudem true nebo false.

5.Návod na použití programu

5.1. Návod na použití programu VYS.

44

(obr.4.25.)

(obr.4.26.)

Program VYS je program pro zaměření a výpočet vázané geodetické sítě. Je vytvořen pro danou geometrickou konfiguraci a pouze pro polohové vyrovnání. Než-li začneme měřit, je třeba propojit přístroj TCA2003 s počítačem, o tom je pojednáno v kapitole 2.

Další úkon, který musíme provést, je zadat určitá data do čelního panelu programu (všechna oranžová pole je třeba zadat). Jsou to tyto údaje:

Přibližné souřadnice měřených bodů. Na levé straně jsou to body volné, které budou vyrovnány a na straně pravé jsou to fixní, stabilní, pevné body. Přesnost zadaných může ovlivnit kvalitu vyrovnání. Zadávejte proto souřadnice alespoň do řádu centimetrů např. (692375,23).

Průměrná nadmořská výška v systému balt po vyrovnání. Je-li to třeba, je po úpravě možné zdávat nadmořskou výšku každého bodu.

Střední odhadovaná chyba délky a směru. Kolonky jsou označené md (mm), mpsí (cc). Ze symbolů je jasné, že se zadávají v milimetrech a v grádových vteřinách.

Adresu (cestu) k souboru, do kterého se uloží protokol o výpočtu, tento soubor vytvořte před měřením. Otestována je koncovka souboru .doc nebo .html.

Port, do kterého je připojen měřící přístroj. Přepnout páčku na požadovanou hodnotu, měření v jedné nebo ve dvou polohách.

V tuto chvíli je program připraven měřit, jelikož však nezahrnuje výškové vyrovnání, neobsahuje automatický výpočet zenitových úhlů, je nutné, při některé ze záměr strmější o více než 10 grádů od vodorovné, třeba změnit tento úhel ve zdrojovém kódu. Verze programu 1.0.3 obsahuje toto zadávání přímo z čelního panelu, jedná se ale o veliké množství vstupů, které panel dělá nepřehledným.

Další drobnou nevýhodou či nejasností může být práce s textovými soubory, které je uživatel nucen použít, chce-li provést výpočet vyrovnání bez měření, pouze ze souboru. Tato problematika je popsána v 4.11.

1. Samotné spuštění programu začíná ve chvíli, kdy stojí přístroj zcentrován a zhorizontován na některém stanovisku.

2. Po zapnutí je třeba dle kapitoly 2. nastavit ve stroji veškeré nutné parametry pro přenos a korekce.

3. Poté stačí hrubě přes kolimátor zacílit na směr, kam bude nastaveno nulové čtení. Číslo tohoto bodu je uvedena v hlavičce hlavního panelu na každém stanovišti (např. stanovisko1: „0“ na bod 3).

4. Dalším krokem je stlačení tlačítka “nastavení nuly a zahájení měření“ na příslušném stanovisku. Poté stačí spustit program. Během měření jednotlivých směrů mohu na čelním panelu pro dané stanovisko sledovat pomocí kontrolek stav práce (který směr už je nebo není zaměřen).

5. Jestliže se během měření vyskytne nějaký problém (hranol nejde vidět, přístroj nemůže hranol nalézt), je třeba program vypnout a stanovisko, po odstranění závady, zaměřit znova. Toto mohu také provést kdykoli v průběhu měření. Návrat na stanovisko a opětovné zaměření je bez problémů možné.

45

6. Proběhne- li zaměření celé osnovy, přístroj se automaticky vypne. Na čelním panelu svítí LED kontrolka signalizující zaměření daného stanoviska. Po vypnutí přístroje je nutné manuálně vrátit tlačítko na čelním panelu do neaktivní polohy.

7. Po zaměření všech stanovisek svítí na hlavním čelním panelu všechny kontrolky pro jednotlivá stanoviska.

8. V tuto chvíli je možné přistoupit k vyrovnání. To provedeme tak, že stlačíme modré tlačítko na hlavním čelním panelu a spustíme program výsledné matice s vyrovnanými veličinami, jsou vidět na levé straně od hlavního panelu a také v protokolu, který se nachází na vámi zadané adrese v počítači.

9. Dokud nezaměřím nové osnovy směrů, mohu výpočet vyrovnání neustále provádět, je také možné měnit libovolně veškeré zpočátku zadané (oranžové) veličiny.

Výsledky jsou dostatečně dobře popsány v samotném protokolu.

5.2. Návod na použití programu merenistabilityTento program poskytuje možnost sledování zadaných bodů v určitých intervalech a signalizaci jejich polohových posunů. Tento program navazuje graficky na program VYS a také jeho ovládání je obdobné.

Data,která je nutné zadat do programu Přesné souřadnice stanoviska a kontrolovaných bodů. Na levé straně jsou to souřadnice

stanoviska, ze kterého měřím, a na straně pravé jsou to souřadnice kontrolovaných bodů. Zadané souřadnice slouží k porovnání se souřadnicemi průběžně získávanými, zadávejte proto souřadnice v takovém řádu, který odpovídá mezní odchylce polohového posunu.

Mezní odchylka polohového posunu – je hodnota, při jejímž překročení bude signalizován posun.

Průměrná nadmořská výška souřadnic, systém Bpv. Střední odhadovaná chyba délky a směru. Kolonky jsou označené md (mm), mpsí (cc).

Ze symbolů je jasné, že se zadávají v milimetrech a v grádových vteřinách. Adresu (cestu) k souboru, do kterého se uloží protokol o výpočtu, tento soubor vytvořte

před měřením. Otestována je koncovka souboru .doc nebo .html Port, do kterého je připojen měřící přístroj. Přepnout páčku na požadovanou hodnotu, měření v jedné, nebo ve dvou polohách. Interval opakování měření. Je možné jej zadat otočným tlačítkem ve formátu hh:mm,

nebo číslem ve vteřinách.

Postup samotného měření je v prvních pěti bodech stejný jako v případě programu VYS (viz. výše) , dále pracuje odlišně.

1. Jednotlivé osnovy směrů jsou měřeny v zadaném intervalu, který se může během měření upravovat, stejně jako kterákoliv jiná zadávaná (oranžová) veličina.

2. V případě, kdy nastane posun, je daná situace zaznamenána do protokolu, vizuálně představena rozsvícením velké led diody na hlavním panelu a signalizována akustickým signálem.

3. Konec měření by měl být proveden pomocí tlačítka stop (v hlavním panelu), neučiníte-li tak, riskujete ztrátu dat v protokolu z posledního měření.

46

4. Protokol obsahuje pouze hodnoty z posledního měření.

(obr. 5.1. hlavní panel programu VYS)

47

(obr. 5.2. – Ovládací panel stanoviska 2, programu VYS )

(obr. 5.3. hlavní panel programu merenistability)

48

(obr. 5.4. ovládací panel stanoviska 3, program merenistability)

49

6. Výsledky měření programy „VYS“ a „merenistability“

6.1. Testovací měření v   laboratoři B028 Toto měření proběhlo z důvodů odstranění a doladění závad v programech, z těchto důvodů nebyly nastaveny fyzikální redukce. Přibližné souřadnice bodů byly vypočteny pouze imaginárně, jako místní síť, neodpovídají žádnému konkrétnímu systému, formu souřadnic S-JTSK mají z důvodů reálných redukcí délek. Měření proběhlo pouze v jedné poloze. Výsledky jsou i přes popsané nedostatky velmi vyhovující.

Protokol z programu VYS:

6.12.2007 B027 11:50

Protokol o vyrovnání vázané polohové sítě

Geometrické parametry sítěPočet bodů v síti: 6Počet měřených

délek: 18

Počet měřených směrů: 18

Počet bodů s měřenými směry: 5

Počet všech měřených veličin: 36

Počet neznámých (souřadnic): 6

Počet zprostředkujících

veličin (délky úhly):

31

Počet nadbytečných

měření:25

Hodnoty vyrovnaných souřadnic a jejich charakteristiky

původní souřadnice x (m) y (m)

opravy souřadnic z vyrovnání (m)

vyrovnané souřadnice x (m) y (m)

střední chyby mx (mm) my (mm)

střední chyby mxy (mm) mp (mm)

poloosy elipsy chyb a (mm) b (mm)

úhel omega el.chyb omega (gony)

X1 1040790,9990 -0,0051 1040790,9939 1,6 1,3 0,8 0,0000Y1 744885,0150 -0,0015 744885,0135 0,8 1,8 1,6 9,50X2 1040786,8090 -0,0046 1040786,8044 2,8 2,2 0,6 0,0000

50

Y2 744883,1300 -0,0014 744883,1286 1,4 3,2 3,1 29,26X4 1040803,4930 -0,0026 1040803,4904 2,6 1,9 0,5 0,0000Y4 744884,9900 -0,0003 744884,9897 0,6 2,7 2,6 10,20

Aposteriorní a apriorní střední chyba a jejich poměr

apriorní střední chyba (mm cc)

aposteriorní střední chyba (mm cc)

poměr apriorní/aposteriorní stř.ch.

mezní aposteriorní chyba, je- li překročena, jsou nevhodně zvoleny váhy nebo přesnost měření je nižší, nežli udává md a mpsí

5,0 3,3 1,5 6,4

aposteriorní chyba je v pořádku

Vyrovnání je vpořádkuvt*pv-wtpw=0

Vyrovnané zprostředkující veličiny a jejich středních chybypůvodní zprostředkující veličiny (mm cc)

opravy zprostředkujících veličin (mm cc)

vyrovnané zprostředkující veličiny (mm, cc)

jejich střední chyby (mm, cc)

délka12 4594,5 -2,0 4592,5 3,0délka13 8086,6 6,5 8093,0 1,6délka14 12494,0 5,5 12499,5 3,1délka15 6562,6 4,9 6567,5 1,6délka21 4594,5 -2,0 4592,5 3,0délka23 12285,1 4,8 12289,9 2,9délka24 16787,4 4,5 16791,8 2,9délka25 11109,6 5,4 11115,0 3,1délka31 8086,6 6,5 8093,0 1,6délka32 12285,1 4,8 12289,9 2,9délka34 4513,9 -0,8 4513,1 2,6délka41 12494,0 3,5 12497,5 3,1délka42 16787,4 2,5 16789,8 2,9délka43 4513,9 -0,8 4513,1 2,6délka45 6306,5 -2,0 6304,5 2,4délka51 6562,6 3,9 6566,5 1,6délka52 11109,6 4,4 11114,0 3,1délka54 6306,5 -3,0 6303,5 2,4úhel213 1667861,5 30,3 1667891,8 6,0

51

úhel314 61730,7 115,4 61846,1 6,1úhel415 150973,6 -168,5 150805,1 7,6úhel324 14330,5 -0,3 14330,2 3,5úhel425 128171,6 -89,9 128081,7 3,9úhel521 70281,3 -35,1 70246,2 6,5úhel431 1827290,8 -48,6 1827242,2 8,2úhel132 119355,1 -7,0 119348,2 4,2úhel541 157230,7 -237,9 156992,7 4,7úhel142 71954,9 -16,6 71938,4 2,9úhel243 39023,6 60,5 39084,0 6,6úhel152 49152,9 224,5 49377,5 6,0úhel254 1642642,7 -229,5 1642413,2 5,8

Měřené veličiny a jejich opravy

měřené veličiny (m, gony) opravy měřených veličin (mm, cc)

délka12 4,5960 -1,9816délka13 8,0850 6,4766délka14 12,4910 5,4939délka15 6,5630 4,8891délka21 4,5960 -1,9816délka23 12,2850 4,8151délka24 16,7850 4,4787délka25 11,1090 5,3855délka31 8,0850 6,4766délka32 12,2850 4,8151délka34 4,5120 -0,7605délka41 12,4930 3,4939délka42 16,7870 2,4787délka43 4,5120 -0,7605délka45 6,3060 -1,9984délka51 6,5640 3,8891délka52 11,1100 4,3855délka54 6,3070 -2,9984směr12 233,2292 -38,3115směr13 399,9993 -7,9906směr14 6,1721 107,4125směr15 21,3020 -61,1103

52

směr23 399,9988 53,9135směr24 1,4291 53,6584směr25 14,2582 -36,2451směr21 21,2814 -71,3268směr34 271,4456 34,7389směr31 8,0850 -13,8734směr32 66,1198 -20,8655směr45 373,1591 171,6264směr41 388,9089 -66,3218směr42 396,1065 -82,8817směr43 399,9960 -22,4230směr51 275,4773 -73,1879směr52 280,3816 151,3550směr54 44,6677 -78,1671

vytvořil Petr Polák jako součást diplomové práce polakpe5@seznam.cz

Protokol z programu merenistability:

6.12.2007 12:04

Protokol o kontrolním měření na body 1, 2, 4

stanoviště 3na bodě 1 nenastal pohybna bodě 2 nenastal pohybna bodě 4 nenastal pohyb

Y původni (m)

X původní (m)

Y měřená (m)

X měřená (m)

dY rozdíl (mm)

dX rozdíl (mm)

bod1 744885.013 1040790.994 744885.016 1040790.995 3.2 1.0bod2 744883.129 1040786.804 744883.128 1040786.802 1.7 2.3bod4 744884.990 1040803.490 744884.989 1040793.490 1.8 0.3

vytvořil Petr Polák jako součást diplomové práce polakpe5@seznam.cz

6.2. Měření na střechách stavební fakulty.Toto měření proběhlo 10.12.2007 v hodinách mezi 12. – 14. Jeho úkolem bylo zaměřit polohovou síť s pomocí programu VYS a přístroje TCA2003.

53

Lokalita: střecha budovy B a D, Thákurova 7, Praha 6.Počasí: proměnlivé, teplota10°C, vlhkost 60%, tlak 703,1mmHg.Vybavení: přístroj TCA2003, 6x hranol LEICA, 5x stativ, notebook, propojovací kabel, univerzální teploměr, prodlužovaní kabel.Dané podklady: souřadnice bodů 1 a 2 (mosazné hřeby v podlaze střechy), tyto body jsou pro účely této sítě body pevnými (tj. body 5 a 3).Velmi přibližné hodnoty bodů (1,2,4).

Po rozestavění hranolů na jednotlivá stanoviska, zkontrolování vzájemné viditelnosti bylo provedeno zaměření polohové sítě (program VYS), vypočtené souřadnice se použily a zadaly do programu, kontrolnimereni a proběhl i tento program. Výsledky jsou uvedeny níže.

Protokol z programu VYS:10.12.2007 14:04

Protokol o vyrovnání vázané polohové sítě

Geometrické parametry sítěPočet bodů v síti: 6Počet měřených

délek: 18

Počet měřených směrů: 18

Počet bodů s měřenými směry: 5

Počet všech měřených veličin: 36

Počet neznámých (souřadnic): 6

Počet zprostředkujících

veličin (délky úhly):

31

Počet nadbytečných

měření:25

Hodnoty vyrovnaných souřadnic a jejich charakteristiky

původní souřadnice x (m) y (m)

opravy souřadnic z vyrovnání (m)

vyrovnané souřadnice x (m) y (m)

střední chyby mx (mm) my (mm)

střední chyby mxy (mm) mp (mm)

poloosy elipsy chyb a (mm) b (mm)

úhel omega el.chyb omega (gony)

X1 1040916,8320 -0,0151 1040916,8169 3,5 2,7 0,6 0,0000Y1 744977,8330 -0,0054 744977,8276 1,6 3,8 3,8 26,27

54

X2 1040804,0510 -0,0354 1040804,0156 2,9 2,2 4,4 0,0000Y2 744988,1970 -0,0313 744988,1657 1,3 3,2 3,2 24,89X4 1040900,8340 0,0522 1040900,8862 7,5 5,6 1,7 0,0000Y4 744950,7960 0,0140 744950,8100 2,5 7,9 7,7 15,60

Aposteriorní a apriorní střední chyba a jejich poměr

apriorní střední chyba (mm cc)

aposteriorní střední chyba (mm cc)

poměr apriorní/aposteriorní stř.ch.

mezní aposteriorní chyba, je li překročena, jsou nevhodně zvoleny váhy, nebo přesnost měření je nižší, nežli udává md a mpsí

10,0 7,5 1,3 12,8

aposteriorní chyba je v pořádku

Vyrovnání je v pořádkuvt*pv-wtpw=0

Vyrovnané zprostředkující veličiny a jejich středních chybypůvodní zprostředkující veličiny (mm cc)

opravy zprostředkujících veličin (mm cc)

vyrovnané zprostředkující veličiny (mm, cc)

jejich střední chyby (mm, cc)

délka12 113256,2 33,1 113289,3 2,7délka13 47097,5 -14,7 47082,8 3,2délka14 31415,5 -48,4 31367,1 5,9délka15 5079,2 4,1 5083,3 1,1délka21 113256,2 34,1 113290,3 2,7délka23 98308,4 14,7 98323,0 1,9délka24 103758,3 77,7 103836,0 2,3délka25 116768,9 48,3 116817,2 2,7délka31 47097,5 -15,7 47081,8 3,2délka32 98308,4 14,7 98323,0 1,9délka34 16026,7 44,6 16071,3 6,6délka41 31415,5 -47,4 31368,1 5,9délka42 103758,3 78,7 103837,0 2,3délka43 16026,7 44,6 16071,3 6,6délka45 29903,3 -39,8 29863,6 6,3délka51 5079,2 5,1 5084,3 1,1délka52 116768,9 48,3 116817,2 2,7délka54 29903,3 -39,8 29863,6 6,3

55

úhel213 663456,3 -133,0 663323,4 2,9úhel314 54736,1 -28,7 54707,4 4,4úhel415 757758,1 83,6 757841,7 8,9úhel324 95090,5 -168,0 94922,5 18,9úhel425 156114,2 90,3 156204,5 19,1úhel521 20309,9 15,2 20325,1 5,7úhel431 107674,1 -15,5 107658,6 8,3úhel132 1065029,0 217,4 1065246,4 3,2úhel541 100819,0 -2,4 100816,6 2,6úhel142 1105383,5 167,0 1105550,5 4,5úhel243 732206,4 -226,9 731979,5 8,0úhel152 503739,6 -206,4 503533,2 9,3úhel254 637683,3 78,7 637762,0 10,0

Měřené veličiny a jejich opravy

měřené veličiny (m, gony) opravy měřených veličin (mm, cc)

délka12 113,2410 33,1045délka13 47,0990 -14,6696délka14 31,4130 -48,4284délka15 5,0800 4,1039délka21 113,2400 34,1045délka23 98,3090 14,6733délka24 103,7460 77,7286délka25 116,7520 48,2557délka31 47,1000 -15,6696délka32 98,3090 14,6733délka34 16,0290 44,6135délka41 31,4120 -47,4284délka42 103,7450 78,7286délka43 16,0290 44,6135délka45 29,8990 -39,7644délka51 5,0790 5,1039délka52 116,7520 48,2557délka54 29,8990 -39,7644směr12 333,6334 93,1686směr13 0,0014 -39,7872směr14 5,4599 -68,4919

56

směr15 81,2084 15,1104směr23 0,0001 77,0440směr24 9,5146 -90,9286směr25 25,1267 -0,6737směr21 27,1586 14,5582směr34 396,0263 -62,1130směr31 47,1000 -77,6257směr32 113,2236 139,7387směr45 206,1047 -24,9675směr41 216,1818 -27,3767směr42 326,7165 139,6403směr43 399,9997 -87,2961směr51 287,9941 111,3969směr52 338,3582 -95,0296směr54 2,1325 -16,3673

vytvořil Petr Polák jako součást diplomové práce polakpe5@seznam.cz

Protokol z programu merenistability:10.12.2007 15:08

Protokol o kontrolním měření na body 1, 2, 4 stanoviště 3na bodě 1 nenastal pohybna bodě 2 nenastal pohybna bodě 4 nenastal pohyb

Y původní (m)

X původní (m)

Y měřená (m)

X měřená (m)

dY rozdíl (mm)

dX rozdíl (mm)

bod1 744977,828 1040916,817 744977,834 1040916,824 6,4 7,2bod2 744988,166 1040804,016 744988,174 1040804,010 8,1 6,3bod4 744950,810 1040900,886 744950,804 1040900,798 6,1 5,7

počet měření 1Měřeno v jedné poloze

vytvořil Petr Polák jako součást diplomové práce polakpe5@seznam.cz

7. Závěr

Výsledkem diplomové práce je program VYS, který dovede s pomocí přístroje TCA2003 zaměřit a vypočítat pevnou geodetickou polohovou síť dané konfigurace. Zaměření celé sítě je velmi rychlé, výsledné hodnoty jsou k dispozici během několika vteřin po doměření posledního

57

stanoviska. Výsledek je navíc uložen do protokolu a umožňuje i rekonstrukci vyrovnání bez přímého měření. Program je možné použít i bez připojení na měřící přístroj, je však třeba dodat textové soubory s měřenými veličinami. Má snaha a celková koncepce programu je podřízena maximální jednoduchosti ovládacích panelů, to je ovšem vykoupeno potřebou v některých případech vstupovat do zdrojového kódu. Dílčí programy jsem se vždy snažil programovat univerzálně, aby bylo možné využít jejich funkcí i v jiných aplikacích či úpravách.

Samotný Program VYS má několik nevýhod. Podle mého názoru největší nevýhodou je pevná geometrická konfigurace sítě, která plyne především z nutnosti plnit Jacobiho matici A podle předem dané masky. Tento problém by se vyřešil, kdybych dovedl vytvářet matici dynamicky, to však prozatím nedovedu.Velmi užitečné a příjemné by také jistě bylo vykreslování geometrické konfigurace, parametrů elips chyb, popřípadě posunů. Tímto problémem jsem se také nezabýval. Předpokládám však, že prostředí labVIEW bude v tomto směru obdařeno širokou škálou grafických funkcí.

Program „merenistability“, který je určen pro sledování polohových posunů na určených bodech sdílí s programem VYS některé funkce a je graficky i funkčně konstruován podobně. Jeho ovládání je opět naprosto jednoduché a je možné jej používat bez nutnosti nacházet se na daném místě. Bohužel do datumu odevzdání diplomové práce se mi nepodařilo zprovoznit část programu, která měla za úkol opakovat měření v daných intervalech. Výsledná verze programu proto tuto možnost neobsahuje. Uvědomuji si, že to značně snižuje užitečnost tohoto programu.

Způsob programování pomocí grafických prvků má sice svá úskalí, myslím však, že pro začínající programátory je to revoluční prostředek k dosažení i relativně vysokých cílů. Také mohu konstatovat, že labVIEW je vhodné i pro aplikaci v oboru geodézie a kartografie.

Oba programy byly vyzkoušeny na dvou sítích a dokázaly, že jsou funkční, považuji tedy zadání diplomové práce za splněné.

Během práce na této diplomové práci jsem využil následující software: LabVIEW 8.0; Microsoft Word, Excel, PowerPoint; Groma v 7.0; Microstation V8 XM Edition; Skaphe; Malování; winrar; PhotoFiltre; MozillaFirefox; Adobe Leader 7.0.

58

8.Použitá literatura

[1] JANDOUREK, Jan. Geodézie 50 : Vyrovnání účelových geodetických sítí v E2 a v E3 . Zdeněk Novák. [s.l.] : ČVUT, 2000. 189 s. ISBN 80-01-02171-8.

[2] DUŠEK, Radek, VLASÁK, Josef. Geodezie 50 : Příklady a návody na cvičení. Streibl Jiří. [s.l.] : ČVUT, 1999. 99 s. ISBN 80-01-01929-2.

[3] SKOŘEPA, Zdeněk. Geodézie 40. Jiří Pospíšil. [s.l.] : ČVUT, 2002. 129 s. ISBN 80-01-02566-7.

[4] HAMPACHER, Miroslav, RADOUCH , Vladimír. Teorie chyb a vyrovnávací počet 10, 20. [s.l.] : ČVUT, 2000. 2 sv. (158, 139 s.). ISBN 80-01-01703-6.

[5] HAMPACHER, Miroslav, RADOUCH , Vladimír. Teorie chyb a vyrovnávací počet 10, 20: Příklady a návody ke cvičení. [s.l.] : ČVUT, 2000.163 s. ISBN 80-01-02250-1.

[6] RATIBORSKÝ, Jan. Geodézie 10. František Beneš. [s.l.] : ČVUT, 2000. 233 s. ISBN 80-01-02198-X.

[7] TCA2003, Copyright Leica Geosystems AG, Heerbrugg, Switzerland, 2004. 740623en – VI.04 – RDV, formát pdf přiloženo v příloze.

[8] Manual TPS-System 1000-2.3.1en © Leica, version 2.2, English. Printed in Switzerland - Copyright Leica Geosystems AG,Heerbrugg, Switzerland 1998.Translation of original text (664901-2.3.1de). formát pdf přiloženo v příloze.

[9] GSI ONLINE for LEICA TPS and DNA, November 2003, © Leica. formát pdf přiloženo v příloze.

[10] National Instrumens, [online], National Instruments Corporation, , URL: http://www.ni.com.

[11] DEWERON worldwide, [online], DEWETRON Praha, aktualizováno: 12.1.2006, [cit. 24.1.2006], URL: http://www.dewetron.cz.

[12] LabVIEW, Začínáme s LabVIEW, leden 2006. National Instruments Corporation, 373427A-01.

[13] LabVIEW, LabVIEW Fundamentals, August 2005, National Instruments Corporation, 374029A-01.

[14] Help programu LabVIEW.

59

9.Přílohy

Zdrojové kódy k jednotlivým programům.Cd obsahující:

Textové podklady pdf. [8], [7], [9], [12],[13]. Text diplomové práce ve formátu (*.doc) Vytvořené programy pro použití v prostředí LabVIEW 8.0. Soubory pro spuštění exe aplikací. (není nutné vlastnit labVIEW)

60