1 Trzy słowa o programie.

Spis treści 1 Trzy słowa o programie...2 2 Funkcje programu...3 2.1 Tabela punktów...3 2.2 Transmisja punktów...4 2.3 Mapa punktów - szkic...5 2.4 Menu Obliczenia...6 2.4.1 Wprowadzanie danych liczbowych kalkulator...6 2.4.2 Kąt...7 2.4.3 Azymut i odległość...8 2.4.4 Rzuty ortogonalne...8 2.4.5 Miary biegunowe...9 2.4.6 Pole powierzchni...9 2.4.7 Pomiary Ortogonalne...10 2.4.8 Ciąg poligonowy...10 2.4.9 Pomiary wcięcia...11 2.4.10 Pomiary tachimetria...12 2.4.11 Pomiary niwelacja...13 2.4.12 Przecięcia Dwie proste...15 2.4.13 Przecięcia Prosta i okrąg...15 2.4.14 Znajdź okrąg 2 styczne...16 2.4.15 Znajdź okrąg 3 punkty...16 2.4.16 Płaszczyzna...17 2.4.17 Offset linii łamanej...19 2.4.18 Transformacja XY metodą Helmerta...20 2.5 Menu drogi...21 2.5.1 Łuk pionowy...21 2.5.2 Łuk poziomy...22 2.5.3 Klotoida...22 2.5.4 Trasa 3d...23 1

1 Trzy słowa o programie. Aplikacja ma rozwiązywać proste zadania z którymi spotykamy się w terenie. Umieściłem w niej funkcje których sam potrzebowałem i kilka zbędnych z mojego punktu widzenia: tachimetria, wcięcie wstecz obliczenia które wykonujemy w tachimetrze a policzone tak współrzędne wykorzystamy w PocketSPOG-u. Naturalnie dysponując dobrym tachimetrem wszystkie zadania można obliczyć za pomocą jego oprogramowania, jednak z różnych względów (np. finansowych) nie każdy instrument jest wyposażony w potrzebne nam funkcje. W takim przypadku PocketSPOG będzie pomocny. Dodatkowo umieściłem w programie moduł do niwelacji technicznej. Osoby na tyle cierpliwe by w terenie wpisywać odczyty do pocket pc, mogą mieć z niego pożytek. W celu instalacji programu wgrywamy do urządzenia plik PocketSPOG.CAB i uruchamiamy. Zostanie utworzony katalog \Program Files\PocketSPOG i skrót do programu w menu Start. Przy pierwszym uruchomieniu program będzie działał w wersji demo. Tabela punktów będzie składała się z czterech punktów na których można sprawdzić jego działanie. W celu odblokowania PocketSPOG-a otwieramy zakładkę info (menu Prog -> info). Znajduje się tam identyfikator urządzenia Device ID, który należy przesłać na podany adres e-mail. Najwygodniej skorzystać z przycisku Zapisz do pliku który utworzy plik tekstowy z identyfikatorem. Plik załączamy do mail-a. W odpowiedzi prześlemy plik z kodem odblokowującym program. Plik należy wgrać do katalogu \Program Files\PocketSPOG. 2

2 Funkcje programu. 2.1 Tabela punktów. Tabele punktów rozmieszczamy w katalogach: menu Punkty->Katalog. W oknie możemy otworzyć, ustawić jako roboczy i skasować katalog. Wybrany folder posłuży do zapisywania / wczytywania plików w obliczeniach. Menu Punkty->Pokaż: Okno pozwala na manipulowanie zbiorem punktów, które wykorzystujemy w obliczeniach. W celu dodania nowego punktu do bazy wpisujemy numer, współrzędne w pola edycyjne i naciskamy przycisk [Dodaj]. W przypadku gdy nie wpiszemy wysokości, program nada nowemu punktowi H=0. Po kliknięciu w tabelę w polach edycyjnych zostaną wyświetlone dane z punktu. Punkt można usunąć przyciskiem [Usuń]. Można zmienić jego dane w polach i zatwierdzić zmiany przyciskiem [Zmień].Przycisk [Fn] free numer wpisuje w pole Nr pierwszy wolny numer dla nowego punktu. Dane z tabeli można wczytać z lub zapisać do pliku tekstowego poleceniami menu : Import, Export. Przycisk [Szkic] wyświetla mapę punktów. 3

2.2 Transmisja punktów. Menu Punkty->transmisja: Opcja pozwala na odebranie z / wysłanie do totalstation współrzędnych punktów. Obsługiwane tachimetry: Trimble 3300 (Zeiss Elta R50), Topcon GTS-220. Na zdjęciu widać połączenie tachimetru Trimble 3303 z komputerem hp ipaq 2200. Kabel RS232 do komunikacji ipaq-a z komputerem PC łączymy z takim samym kablem tachimetru za pomocą przejściówki - null modemu. Kolejność czynności: Z listy w górze okna wybieramy urządzenie z którym chcemy nawiązać połączenie i port którego chcemy użyć. Program wyświetli informację jak skonfigurować tachimetr. Odbiór punktów z tachimetru: przyciskiem [Otwórz port] przygotowujemy program na odbioru danych, w tachimetrze uruchamiamy wysyłanie danych, kiedy tachimetr zgłosi wysłanie wszystkich punktów zapisujemy dane przyciskiem [Zapisz punkty]. Wysyłanie punktów do tachimetru: przyciskiem [Wybierz punkty] uruchamiamy okno wyboru punktów, dane które chcemy przesłać umieszczamy na liście Wybrane, w tachimetrze uruchamiamy odbiór danych, przyciskiem [Wyślij] rozpoczynamy transmisję, program potwierdzi wysłanie punktów do tachimetru. 4

2.3 Mapa punktów - szkic. Okno wyświetla szkic punktów znajdujących się w bazie. Po kliknięciu punktu na mapie w lewym dolnym rogu wyświetli się numer najbliższego punktu i wskazane współrzędne. Numer zostanie zapamiętany i będzie można wstawić go w pola edycyjne podczas obliczeń, za pomocą klawiszy [>]. Obraz mapy można zmienić. Po wskazaniu pozycji przycisk: + -powiększa obraz, - - pomniejsza, [ ] - pokazuje wszystkie punkty, -> - ustawia środek mapy w wybranym punkcie. 5

2.4 Menu Obliczenia. 2.4.1 Wprowadzanie danych liczbowych kalkulator. Kiedy chcemy wprowadzić wartość liczbową do obliczeń (np. kąt w poligonie) a nie mamy jej podanej wprost, możemy obliczyć ją za pomocą wbudowanego kalkulatora. Kalkulator wywołujemy na dwa sposoby: 1. klikamy przycisk z opisem wprowadzanej wartości umieszczony obok pola edycyjnego, 2. w formularzach gdzie jest dużo pól edycyjnych umieściłem jeden przycisk kalkulator, najpierw klikamy pole w które chcemy wprowadzić dane, następnie wywołujemy kalkulator w/w przyciskiem. Kalkulator posiada zestaw podstawowych działań jak dodawanie, podnoszenie do potęgi, pierwiastek kwadratowy, funkcje trygonometryczne. Jeżeli chcemy skorzystać ze współrzędnej punktu zapisanego w bazie, możemy ją wywołać : wybieramy numer interesującego nas punktu z rozwijalnej listy i klawiszami.x.y.h wybieramy interesującą nas współrzędną. Kąty dla funkcji trygonometrycznych podajemy w gradach tak jak w całym programie. Stopnie zamieniamy na grady klawiszem deg->gra, stopnie w zapisie sześćdziesiątym wpisujemy w formacie: deg.mmss i zamieniamy na zapis dziesiętny klawiszem [dms->10]. Wyniki funkcji: asin acos atan są podane w gradach. Wprowadzane wartości i wyniki obliczeń są zapisywane w liście rozwijalnej out, skąd można je później wywołać. Wyposażyłem kalkulatorek w dwa rodzaje pamięci. Pierwszy zapamiętuje wartości w trzech komórkach A,B,C, klikamy -> i literę pod którą chcemy umieścić zmienną. Wywołujemy zmienną klawiszami A,B,C. Drugi rodzaj to pojedyncza pamięć do sumowania wyników. M+ dodaje liczbę do pamięci, MR wywołuje wynik, MC czyści pamięć. 6

2.4.2 Kąt. Funkcja oblicza kąt na podstawie współrzędnych 3 punktów. Wprowadzamy numery punktów tworzących kąt. Można to zrobić na dwa sposoby: 1. Wpisać numer w pole edycyjne. 2. Wskazać punkt na mapie. Przycisk [Mapa] wyświetla mapę punktów w bazie. Na mapie wskazujemy wybrany punkt i zamykamy ją. Numer wybranego punktu wstawiamy w odpowiednie pole (np. punkt lewy) przyciskiem [>]. Ten sam sposób wprowadzania numerów punktów występuje w pozostałych funkcjach programu. 7

2.4.3 Azymut i odległość. Funkcja oblicza azymut, odległość poziomą, odległość skośną i spadek odcinka określonego przez punkty Początek i Koniec. 2.4.4 Rzuty ortogonalne. Obliczamy domiary prostokątne i wysokość punktu rzutowanego nad prostą zdefiniowaną punktami P i K oraz współrzędne XYH rzutu. 8

2.4.5 Miary biegunowe. Funkcja oblicza miary do wyniesienia punktu metodą biegunową. W skrócie: tachimetria na odwrót. 2.4.6 Pole powierzchni. Obliczamy pole powierzchni zdefiniowanej punktami wzdłuż jej obwodnicy. Numery punktów wpisujemy rozdzielone spacją w pole edycyjne lub wybieramy używając przycisków [Mapa] i [dodaj pkt >]. 9

2.4.7 Pomiary Ortogonalne. Obliczamy współrzędne XYH punktu pomierzonego metodą domiarów prostokątnych. Linia pomiarowa jest zdefiniowana punktami P i K. Wysokość punktu jest liczona po spadku linii pomiarowej plus różnica dh. 2.4.8 Ciąg poligonowy. Obliczamy współrzędne punktów ciągu poligonowego. Program obliczy odchyłki kątową i liniową i rozrzuci je. W razie braku nawiązania końcowego NK ciąg zostanie obliczony jako wiszący. Wartości kątowe podajemy w gradach, kąty lewe ze znakiem -. 10

2.4.9 Pomiary wcięcia Polecenie oblicza współrzędne punktu pomierzonego w jeden z czterech sposobów: wcięcie liniowe, kątowe wcięcie w przód, wcięcie azymutalne, kątowe wcięcie wstecz. Wprowadzamy numery punktów znanych w pola A,B,C i pomierzone wartości w pola a,b,c zgodnie ze wskazówkami przedstawionymi na rysunku. Wartości kątowe (kąty, azymuty, kierunki) podajemy w Gradach. 11

2.4.10 Pomiary tachimetria. Funkcja oblicza współrzędne X,Y,H punktu pomierzonego tachimetrycznie ze znanego stanowiska Stan w nawiązaniu do jednego punktu Naw. Jako obserwacje na punkt nawiązania wystarczy podać kierunek Hz jeżeli podamy pozostałe obserwacje obliczy odchyłkę odległości i wysokości na punkcie nawiązania: fh,fd. 12

2.4.11 Pomiary niwelacja. Moduł niwelacji technicznej pozwala na zapisywanie obserwacji w terenie bezpośrednio do Pocket PC, kontrolę pomiaru po zamknięciu ciągu i obliczenie wysokości mierzonych punktów. Dane wprowadzamy do programu wypełniając pola N - numer reperu/punktu, Ot - odczyt z łaty, H - wysokość reperu na początku i końcu ciągu. W przypadku gdy w bazie punktów znajduja się repery nawiązania ciagu program pobierze ich wysokości z bazy. Rodzaj odczytu określamy zaznaczając opcje: T - wstecz, X - pośredni, P - w przód. Dla odczytów na żabki zostawiamy puste pole N. Dla kolejnych odczytów pośrednich na stanowisku, program doda 1 do poprzedniego numeru. Po każdym odczycie w przód 13

dane są zapisywane do pliku niwelacja.bak. W razie jakiegoś wypadku podczas przechodzenia na nowe stanowisko dane można odzyskać klikając przycisk [Ratuj]. Tabela zostanie wyczyszczona i wypełniona danymi od początku ciągu do ostatniego wprowadzonego odczytu. Po zakończeniu ciągu obserwacje zapisujemy do pliku tekstowego [Export] w jednym z trzech formatów: tekstowy plik w którym obserwacje są rozdzielone średnikami, wygodny do otwarcia w arkuszu kalkulacyjnym (np. OpenOffice Calc lub MS Office Excel). Leica GSI plik w formacie GSI firmy Leica można wygodnie wgrać do programu na PC jako obserwacje z niwelatora kodowego Leica. GeoNet plik w formacie programu GEONET, po zmianie nazwy na deltah można wprowadzić go jako obserwacje do wyrównania sieci. Wyeksportowanych danych nie można wczytać z powrotem do PocketSPOG-a. Aby móc później wczytać pomiary używamy poleceń zapisz plik i wczytaj plik z menu kontekstowego tabeli. Wprowadzone dane można edytować/poprawiać. Klikamy wybrany rekord w tabeli. Dane wyświetlą się w polach edycyjnych. Po zmianie danych (np. Poprawiony numer, wysokość reperu ) zatwierdzamy zmiany przyciskiem [Zmień]. W celu wstawienia nowego rekordu w wybrane miejsce zaznaczamy wiersz w tabeli, zmieniamy dane w polach edycyjnych i zatwierdzamy je klawiszem [Wstaw], nowy pomiar pojawi się powyżej zaznaczonego wiersza. Dostępne są dwa przyciski [Usuń] i [Czyść] z którymi należy się obchodzić ostrożnie. [Usuń] kasuje wybrany wiersz, [Czyść] kasuje wszystkie odczyty. [Oblicz] oblicza wysokości ciągu. [Tycz H] oblicza wysokości ciągu i podaje odczyt wymagany do wytyczenia wysokości wpisanej w pole H. W trakcie obliczeń program pyta czy ma zapisać do bazy punktów obliczone wysokości. Jeżeli w bazie znajduje się punkt o podanym w dzienniku numerze zostanie zaktualizowana jego wysokość. W przypadku gdy nie ma takiego numeru w bazie, program nada mu współrzędne X=0 i Y=0. 14

2.4.12 Przecięcia Dwie proste. Funkcja oblicza współrzędne punktu przecięcia dwóch prostych z których każda jest zdefiniowana przez dwa punkty P i K. W celu obliczenia punktu przecięcia prostych odsuniętych podajemy wartości przesunięć. 2.4.13 Przecięcia Prosta i okrąg. Obliczamy przecięcie prostej zadanej dwoma punktami P i K z okręgiem dla którego podajemy punkt środkowy i promień. 15

2.4.14 Znajdź okrąg 2 styczne. Funkcja wpasowuje okrąg o zadanym promieniu R pomiędzy 2 półproste zadane trzema punktami: P,W,K. Wynikiem obliczeń są współrzędne środka okręgu i punktów stycznych okręgu i półprostych. 2.4.15 Znajdź okrąg 3 punkty. Szukamy okręgu przechodzącego przez trzy punkty PA, PB, PC. Program oblicza współrzędne środka i promień okręgu. 16

2.4.16 Płaszczyzna Moduł służy do rozwiązania dwóch zadań: rzutowania punktu na płaszczyznę i obliczenia punktu przecięcia płaszczyzny z prostą. Płaszczyznę definiujemy za pomocą współrzędnych trzech punktów w geodezyjnym układzie współrzędnych X,Y,H. Dla punktów które są już w bazie wystarczy wpisać ich numer, współrzędne zostaną uzupełnione. 17

Obliczamy rzut punktu P na płaszczyznę, w wyniku otrzymamy odległość punktu od płaszczyzny i współrzędne punktu rzutu. Prostą definiujemy za pomocą współrzędnych dwóch punktów. Obliczamy punkt wspólny dla płaszczyzny i prostej. 18

2.4.17 Offset linii łamanej. Funkcja została napisana w celu ułatwienia wytyczeń elementów liniowych np. murów oporowych, obrysów budynków itp. kiedy trzeba wyznaczyć linię odsuniętą o zadaną wartość. W celu obliczenia offsetu obiektu zamkniętego, powtarzamy numer pierwszego punktu na końcu listy. 19

2.4.18 Transformacja XY metodą Helmerta. Funkcja przelicza współrzędne XY punktów z układu pierwotnego do wtórnego metodą Helmreta. W zakładce Pkt_wspólne podajemy współrzędne punktów dostosowania. Punkty muszą znajdować się w bazie punktów, podajemy ich numery odpowiednio w obu układach. Po wybraniu przycisku Oblicz program obliczy współczynniki transformacji i wyświetli współczynnik zmiany skali oraz błędy na poszczególnych punktach i błąd transformacji. W zakładce Pkt_transformowane wprowadzamy współrzędne punktów w układzie pierwotnym i numery pod jakimi zostaną zapisane ich współrzędne w układzie wtórnym. Dla punktów których współrzędne są już w bazie wystarczy wpisać tylko numer, Xp i Yp zostaną pobrane z bazy. 20

2.5 Menu drogi. 2.5.1 Łuk pionowy. Obliczamy wysokości punktów na odcinku profilu podłużnego trasy, zdefiniowanego przez 3 punkty: Początek, Wierzchołek i Koniec, dla których podajemy kilometraż (w metrach) i wysokość załomu niwelety. Podajemy promień łuku kołowego jeśli nie ma łuku wpisujemy 0. Po wprowadzeniu danych i kliknięciu przycisku [Oblicz] program poda długość stycznej oraz kilometraż początku i końca łuku pionowego. W zakładce Pojedyncze pkt obliczamy wysokość punktu w kilometrażu Km, oddalonego od osi trasy o wartość Domiar (minus = w lewo), gdzie spadek poprzeczny od osi trasy na zewnątrz wynosi i_poprz %. Zakładka Pośrednie pkt służy do obliczenia punktów pośrednich na niwelecie oddalonych od siebie o zadaną wartość. Można podać zakres od do w jakim kilometrażu punkty maja być obliczone. 21

2.5.2 Łuk poziomy. Funkcja oblicza współrzędne punktu na poziomym łuku kołowym. Łuk określamy podając punkt środkowy i promień okręgu, punkt początkowy łuku i jego kilometraż (w metrach) oraz zwrot łuku. Patrzymy ze środka okręgu So w kierunku punktu początkowego PŁK zwrot łuku jest równy kierunkowi w którym rośnie kilometraż (na przykładzie w prawo ). Dla punktu obliczanego podajemy jego kilometraż i odległość od osi trasy (ujemna = punkt po lewej stronie osi). Funkcja rzutuj punkt oblicza kilometraż i odległość od osi punktu o danych współrzędnych. 2.5.3 Klotoida. W tym oknie obliczamy współrzędne punktu na krzywej przejściowej klotoidzie. Podajemy punkt początkowy krzywej PKK i jego kilometraż, punkt na załomie trasy PW, promień łuku na końcu klotoidy R i długość klotoidy L. Zwrot łuku określamy patrząc z punktu początkowego krzywej w stronę załomu trasy. Dla punktu szukanego wprowadzamy jego kilometraż (w metrach) i odległość od osi (ujemna = w lewo od osi). Funkcja rzutuj punkt oblicza kilometraż i odległość od osi punktu o danych współrzędnych. 22

2.5.4 Trasa 3d. Moduł służy do obliczania współrzędnych X,Y,H punktów wzdłuż projektowanej drogi. Przebieg osi projektowanej drogi definiujemy w dwóch zakładkach: ZałomyXY i ZałomyH. Przebieg osi drogi w planie. Załomy niwelety. Współrzędne załomów poziomych trasy wpisujemy w oknie ZałomyXY, podajemy długość klotoid i promień łuku kołowego. Kiedy brak krzywej lub łuku pozostawiamy puste miejsce. Dla punktów które są w bazie możemy wpisać tylko ich numer lub wybrać je z mapy. W zakładce ZałomyH wprowadzamy dane z profilu podłużnego drogi. Okno Główne służy do obliczenia punktów głównych trasy tj.: - początków i końców klotoid, łuków poziomych i łuków pionowych. Wyliczane są współrzędne X,Y,H dla każdego punktu, punkty można zapisać do bazy przyciskiem Zapisz. Okno punktów głównych drogi Polecenie Zapisz TXT zapisuje wprowadzony przebieg drogi do pliku tekstowego (*.t3d). Przycisk Czytaj TXT pozwala wczytać wcześniej wprowadzona trasę. Plik można sporządzić na komputerze PC (np. bazując na danych z innej aplikacji) i wgrać do PDA. Format takiego pliku jest następujący: nagłówek: [IleXY] [ileh] [Km_początku] R załom XY: X [nr] [X] [Y] [Lk] [Rpoz.] załom H: H [km] [H] [Rpion.] 23

przykład pliku: 8 8 0.000 R X 20 0.0000 0.0000 0 0 X 36 142.7195 283.3471 33 150 X 37 58.1026 653.1665 84 800 X 38 173.7457 1116.1466 0 600 X 39 49.6409 1511.3734 0 450 X 33 213.2336 1898.1311 0 0 X 34 279.1417 2138.7923 0 0 X 35 384.2546 2435.1210 0 0 H 0.000 200 0 H 314.988 210 600 H 688.475 198 750 H 1157.797 198 800 H 1560.888 230 750 H 1973.925 240 0 H 2223.448 220 600 H 2537.867 200 0 Szkic osi trasy Następnie możemy zdefiniować krawędź drogi wzdłuż której będziemy liczyć pikiety. Wprowadzamy punkty załamania krawędzi podając kilometraż, domiar od osi, spadek poprzeczny na domiarze, przesunięcie w pionie, przesunięcie w poziomie. Definicję krawędzi można wczytać z / zapisać do pliku tekstowego (*.k3d) w formacie: [km] [domiar] [i poprz %] [dh] [dpoz] np.: 246.623-5.500-2.000 0.120 0.000 279.623-6.000 4.000 0.120 0.000 Separatorami w plikach mogą być spacje lub tabulatory. Definicja krawędzi 24

W zakładce LiczPkt obliczamy współrzędne punktów. Domyślnie domiar, spadek poprzeczny, przesunięcia dh i d poz są interpolowane pomiędzy punktami na krawędzi ale zaznaczając odpowiednie pola wyboru można wprowadzić inne wartości. Obliczony punkt można zapisać do bazy, z kolejnym numerem zaczynając od podanego. 25