地位系统软件设计阐述

时间:2022-09-14 04:22:29

地位系统软件设计阐述

作者:任文静 单位:东方地球物理公司西安物探装备分公司

软件部分功能的主体视图都是布放在主窗口之上,如发射和接收按钮、实时接收到的关键数据显示、绘图显示等,系统的一些附加功能,如串口参数设置、整个测量系统参数设置、接收到的完整信息、数据处理、刷新等,都是建立在Dialog上的,再通过主窗口的菜单项加以调用。

软件主要功能

模块及实现整个软件的功能模块由系统设置、数据采集通讯、数据存贮与管理、位置计算、动态画面监测等主要部分组成,结构框图(图略)所示。软件的主要功能可概括为三部分:数据采集、数据处理和位置显示。程序设计之前,首先考虑控制命令的流程,再考虑数据流程,最后进行编写。通过传输命令,计算机可以控制整个系统的操作并获得所需要的数据。命令传输过程中,命令流程图(图略)。数据采集是整个软件最关键和基础的功能,也就是要实现PC机与GPS和数据采集单元(DAU)之间高效、快速、准确的通讯。在数据采集的过程中,GPS采用触发oncomm事件来提取船所在位置的空间大地坐标并进行显示和处理,DAU是依赖定时器每秒发射组号通知DAU发送已采集到ID号和从发送组号到识别到应答器信息的时间差,二者基本程序设计流程大致相同,(图略)数据处理是整个系统最核心的部分,其采用以时间为基准进行动态查询的方式,系统每接到一次应答器发射的时间数据,就以其为基准,对GPS在报表框中的时间记录信息进行查询。在数据处理的过程中,利用一定算法可以实现空间大地坐标与空间直角坐标,和站心坐标之间的转换。将船的站心坐标,融合测距,通过最小二乘递推算法3可以对应答器位置进行解算,主要迭代公式为(式略)由于应答器是随意布放的,其响应也是随机的。所以说我们对某一个应答器数据的处理不是一次完成的,因此,在程序处理中,应建立全局变量对数据进行一定的临时保存工作。程序经过不断的循环,对多次接收到的不同的以Group号和ID号为区别特征的应答器数据进行各个独立计算,从而不断修正应答器位置。最后,把多组舰船坐标与相应测距进行曲线拟合,假设舰船直线运行,则连续的舰船点与应答器之间的测距的平方符合抛物线条件,拟合曲线两侧的带外的点剔出,带内的点保留用于后期计算。整个数据处理的过程(图略)

野外试验及结果

海底电缆声学定位软件主要通过海缆声学定位技术,实时计算、显示、监控、确定海底检波器的实际位置,是海底电缆声学定位系统中非常关键的部分,它关系到整个系统的定位精度。2011年在汉中红寺湖对该套软件进行测试,首先进行实验前的准备工作:安装设置差分GPS和换能器安装支架,测试水深、声速和水温。水深大约3m~40m,声速为1470m/s左右,水温从水面到水下10m基本变化不大,安装好硬件及软件系统后,用GPS测试一个置于水中应答器地水面坐标,再用BPS声学定位系统对其进行定位测试,测试数据(表略)。通过实际测试数据可以看出,该系统定位出的坐标和GPS测试的坐标差都在1m左右,而且定位坐标一致性很好。野外测试证明,该软件运行稳定可靠,定位精度高,达到了设计要求,为海底电缆的高精度勘探打下良好的基础。

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