基于JavaGUI编写简易测绘计算器
作者：穆传周 王佳帅 冯德义
来源：《科学与财富》2019年第34期
        摘 要：作为测绘工程专业的本科生，测量、绘图、计算是三大基本功。在这三个当中，测量数据计算相对比较繁琐，也是十分重要的部分，因为一串数据就是一个大型工程根基，如果数据错误，那么造成的损失不言而喻。基于这一点，相关人员开发了多款适用于测绘计算的计算器，为测绘工作者的数据计算带来了福音，减轻了很大的工作量。
        关键词：Java GUI编程;测绘计算器;角度测量;高差测量
        引言：
        市面上的计算器都是工艺成品，那么如何通过计算机程序开发出一款计算器？基于Java GUI开发的适用于测绘行业的计算器相对比较繁琐，不仅仅是简单的加减乘除。由于测绘数据[1]所涉及到的范围比较广，其中包括角度计算、三角函数计算、对数计算、幂次方、弧度制转化等等，但是本篇文章只涉及简单的角度计算，方位角计算和高差计算。
        1.角度测量计算器
        目前来说，市面上关于测绘的计算器各式各样，如CASIO（卡西欧）、得力DELI、TI（德州仪器）、SHARP（夏普）、Canon （佳能）、COMIX（齐心）等。他们的功能都很
全面，本部分只对计算器的角度计算开发功能进行说明，首先我们对计算器适用范围进行选择，选择我们需要的角度测量。
        对于窗体这部分内容，不再进行赘述。主要谈谈如何实现角度计算。其实，测绘中的角度计算和我们日常生活中的十进制计算有相似之处，相似之处在于他们的计算过程都是些数值加减运算，这个比较简单。不同之处就是角度计算中度分秒的转化问题，以及度分秒之间的计算顺序和计算方法。举个简单的例子，如果我们第一次测量一个水平角，为了方便通常将仪器进行置零处理，此时记录第一个角度值为0°00’00’’，转动仪器测得第二个水平角值为58°25’36’’，这个时候角差我们就可以很方便计算出来，就是第二个角的读数，如果此时再测第三个水平角的话，可能计算起来就没有那么方便了，假设读数第三个角为98°49’24’’，此时计算第二个角的读数则为98°49’24’’-58°25’36’’=73°23’48’’。这其中计算需要注意的第一个为顺序问题为先从秒开始计算，然后算分最后算度，而不是整体数值计。其次，我们需要明白度分秒的转换1°=60’，1’=60’’，这个和我们正常的十进制计算还是有区别的。
        基于以上两点对如何实现进行深入地解释说明。首先，对计算器的布局进行设计，通过组合工具完成计算器的基本操作。下面进行两步，第一设计运算顺序，第二设计计算方法。
计算顺序，首先保证输入的数据正确，最主要的就是分和秒需要小于60，这里只需要使用if进行条件判断即可。其次保证我们得先从秒开始计算，然后计算分，最后进行度的加减运算。这一步可以使用数组来存储我们测得的数据，然后利用for循环从存储数组的最后一个数来执行运算操作，依次往下进行执行分和度的计算。那么，在角度测量的过程中，除了测简单的水平角，有时还需要计算方位角，那么方位角的观测也是可以用程序操作来实现计算程序，具体如下。
        首先定义一个方位角大小，然后根据其他方位角的坐标和方向值，进行依次计算，例如规定αab = 15°，∠bap = 90°，∠apq = 127°，∠pqh = 131°，求qh的方位角。知道αab = 15°，∠bap = 90°即可算出直线ap的方位角为105°，此时需要求pq的方位角，但是此时我们知道ap和q不是共起点，这是需要我们ap方位角加180°，变成共起点的方位角，算的pa的方位角为285°，在进行qh的方位角计算，这个时候也需要对pq方位角进行转化，转化成与qh是共起点的，最终算得的qh方位角大小为101°，通过以上说明，我们需要将文字变成代码的形式执行。在这个程序当中需要进行一个while进行判断，如果两条直线是共起点，那么则进行相应的角度加减运算，如果两条直线不是共起点，那么他们的方位角需要分情况进行讨论，如果这个角是大于180°，转化成共起点方位角时需要减去180°;如果这个叫小于180°，则需
要加上180°，这部分通过while的重复判断执行最终算出集结果。
        2.高差测量计算器
        在使用计算器进行高差测量计算时，我们需要选择高差测量。相对于前面的角度测量，高差测量相对来说要简单得多，只需要简单的操作即可。在测量过程中可能会有超限误差的存在[2]，普通的计算器是无法识别这种错误，但是基于Java编程开发的计算器可以起到提醒作用，操作如下。
        我们选择高差测量之后，就需要进行对限差进行规定。这里只需要简单的定义即可，定义限差之后，只需要對我们算出的数值进行一个判断。这里简单的以四等水准测量为例，进行操作说明。首先，既然四等水准测量，那么我们就可以得到闭合容许差值为6*√4=12mm，红黑面的读数之差不大于3mm。算出容许差和限差之后，我们定义一个数int x = 12，int y = 3;然后进行其他读数。读的的其他黑红面数据为2198， 6888;1600，6388; 我们通过计算发现，红黑面的差值一个是-3，一个是-1，都在允许范围之内（小于3mm），这个时候计算器会正常运行，不出错误。如多说计算结果出错了，超出了限差，那么此时计算器就会提示数据出错。这些都是一些简单的小操作，只是对数据进行简单的加减操作和数
据结果进行判断选择，避免计算错误的出现。16进制转换器计算器
        3.结语
        通过简单的案例说明，由此解释编程给我们带来的便捷，可能通过以上简单程序不足以说明程序优于人工，但是当我们遇到大的工程或者繁琐计算时，所设计的计算还是十分方便的。在方位角的计算程序中，while选择就减少很多不必要的麻烦，自动判断角度执行加减变化还是不变。总之，通过Java GUI编写的简易测量计算器为我们的计算带来很大便捷。
        参考文献：
        [1]张龙. 网络资源测绘数据表达与分析技术研究[D].战略支援部队信息工程大学，2018.
        [2]温浩兴，许谦，王娜.南山26米射电望远镜轨道高差测量及其对指向精度的影响[J].天文研究与技术，2019，16（02）：158-166.

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