Обзор средств для автоматизации геодезических вычислений

Оглавление Введение. Обзор средств автоматизации Заключение. Источники Введение. Почему геодезические вычисления необходимо автоматизировать. Камеральная обработка результатов геодезических измерений является одной из важнейших частей процесса по получению координат пунктов геодезической сети, но это лишь один аспект проблемы. На самом деле, камеральная обработка результатов требуется практически при любых геодезических работах, начиная от работ по строительной геодезии, и заканчивая обработкой измерений в классной триангуляции, полигонометрии, трилатерации, и т.д. Но если при работах строительной геодезии объем работ по камеральной обработке относительно невелик, то при камеральной обработке результатов измерений классной триангуляции, например, да и других высокоточных геодезических работ объем вычислений становится весьма большим. Это связано со спецификой этих работ - высокая точность требует специальных методов как проведения собственно измерений, так и камеральной обработки их результатов применения специальных методов уравнивания, введения большого числа поправок, постоянного прослеживания всех получающихся результатов (в том числе и с целью контроля их правильности) , и т.д. Это, естественно, рождает за собой определенные проблемы, основные из которых - это недопущение ошибок, и длительное время самой обработки из-за ее большого объема. Хотя все процессы обработки построены так, чтобы максимально снизить риск появления ошибок (тут сказывается учет большого опыта геодезистов-процессы построены таким образом, чтобы сразу заметить «неидущий» результат и вовремя найти и исправить ошибку) , но так как все-таки исполнителем работ является человек, то, естественно, нельзя полностью гарантировать совершенное отсутствие ошибок. Конечно, потом они будут обнаружены и исправлены, но сам процесс поиска может занять значительное время. Когда камеральную обработку выполняет человек с большим опытом проведения подобных работ, то риск подобных ошибок снижается, уменьшается и время, требуемое на проведение обработки. Но когда подобную работу выполняет человек, не имеющий подобного опыта, то риск вышеперечисленных ошибок, наоборот, многократно возрастает. Это при том, что камеральная обработка в принципе является достаточно легко формализуемым процессом. В связи с этим встает вопрос об автоматизации геодезических вычислений. В самом деле - не логичнее ли поручить исполнение «механической» работы компьютеру, что даст, во-первых, большую выгоду во времени (мощности современных вычислительных машин легко хватает для выполнения приблизительно двух-трех миллионов операций в секунду легко посчитать, какая получится экономия времени!) , а, во-вторых, это дает некую гарантированность от ошибок в вычисленных попросту говоря, машина никогда не ошибется при выполнении математической операции. (Тут, правда, встает проблема правильности и безошибочности используемого алгоритма, но это тема для отдельной работы.) . На самом деле, практика показала преимущественность подобного подхода, в настоящее время ручная обработка результатов геодезических измерений встречается крайне редко. Предпосылки к автоматизации геодезических вычислений. В последние пятнадцать лет развитие электронной техники и технологии можно сравнить с лавинообразным процессом - чем выше настоящий уровень компьютерной технологии, тем, соответственно быстрее идет ее развитие. Это связано с тем, что в данном случае продукты технологии служат одновременно и ресурсом, необходимым для ее развития. Поэтому мы стали свидетелями действительно лавинообразного развития разнообразной электронно-вычислительной техники, увеличения ее мощности, снижением стоимости ее производства и, как следствие всего этого, проникновения ее практически во все сферы жизни общества. Это, естественно, породило проблему прикладного использования, которую можно рассмотреть и в аспекте автоматизации обработки результатов геодезических вычислений. Вообще-то, персональные компьютеры существуют уже достаточно давно, но если, скажем, в начале восьмидесятых годов еще шла «война» различных платформ, среди которых были PC, Spectrum-совместимые, Macintosh, Commondore, Atari, и прочие, которые (практически все из них тогда) характеризовались весьма небольшим объемом оперативной памяти и невысоким быстродействием, что, естественно, рождало за собой проблему разработки соответствующего программного обеспечения. В принципе, разработка средств для автоматизации геодезических вычислений была возможна и тогда, но это приходилось делать непосредственно на языке программирования (который либо выбирался разработчиком, либо, что совсем уж несерьезно, был аппаратно встроен в систему) . Поэтому разработка более или менее нормальной системы, способной выполнять поставленные задачи, требовала недюжинных программистских навыков. И это при том, что, скорее всего, такая система была способна решать только узкий, определенный еще на этапе создания, круг задач. Кроме того, ограниченность системных ресурсов делала практически невозможным создание действительно универсальной системы, которую можно бы было легко приспосабливать под конкретные задачи, требующиеся для автоматизации, и которая бы обладала «дружественным интерфейсом пользователя» , т.е. такой средой взаимодействия пользователя и программы, которая бы позволяла легко взаимодействовать с программой и «добиваться» от нее нужных результатов. Часто вообще взаимодействие с подобными программами вызывало очень большие трудности, поскольку иногда поменять какие-либо настройки было возможно только через модификацию исходного текста программы, поскольку для создания универсальной и конфигурабельной программы не хватало системных ресурсов, т.е. программа просто не умещалась в памяти компьютера. И, кроме всего прочего, не было совместимости между платформами, т.е. программное средство, разработанное для какой-то определенной платформы, было просто невозможно использовать, а другой без проведения каких-либо дополнительных работ по конвертации, преобразованию форматов представления данных, и[KL1] пр. Но даже на такой базе стало возможным создание средств автоматизации различных вычислений, в т.ч. и геодезических, потому что компьютер уже являлся средством, возможности которого на порядок превосходили возможности программируемых калькуляторов, не говоря уже о калькуляторах обычных. Разработка средств автоматизации являлась задачей программиста, поэтому для разработки средств автоматизации геодезических вычислений либо геодезист должен был обладать программистскими навыками, либо (что встречалось куда реже) программист- геодезическими, либо программист и геодезист должны были работать в паре, что позволяло программисту под руководством геодезиста создать работоспособную программу для автоматизации. Правда, тогда такие программы все равно не обладали универсальностью, поэтому в те времена широко распространения такие разработки не получили - чтобы эффективно работать с программой, надо было знать ее «изнутри» , что, конечно, было очень неудобно. С течение времени ситуация постепенно изменялась в лучшую сторону, на рынке персональных компьютеров лидерство постепенно завоевала платформа PC, хотя многие до сих пор не соглашаются с подобным утверждением. Так или иначе, вычислительные мощности многократно возросли, что постепенно позволило создать удобный и завоевавший всеобщую популярность «графический интерфейс» - удобную и интуитивно понятную среду взаимодействия пользователя и программ (вполне наглядным примером которого является завоевавшая всеобщую популярность и получившая широчайшее распространение у нас в стране, да и во всем мире операционная система Microsoft Windows, под управлением которой работает огромное множество программ. Стали также возможны разработки и программные средства, о которых раньше приходилось только мечтать, в том числе и программные средства, предназначенные для автоматизации геодезических вычислений (являющиеся подклассом геои )