本系统充分利用现代科技手段，探索新的教学训练模式，在有限的时间和仪器设备保障条件下，使在校学生快速掌握基本的测绘技能，提升教学效率、减少教师劳动强度，充分发挥实验室在教学中的作用。系统包括水准测量室内训练与考核模块和全站仪测量训练模块，可完成水准测量测站观测、手簿计算、水准路线平差计算训练和考核，全站仪角度观测、手簿计算和地形点数据采集过程训练。
一. 水准测量室内训练和考核模块
1. 实现功能
系统核心由计算机控制精密标尺驱动驱动平台，使标尺升降模拟实际水准测量地面起伏变化，通过配套软件在实验室内实现水准测量训练及考核。主要功能有：
（1） 可完成二、三、四等水准路线测量与平差计算模拟训练和考核；
（2） 具有仪器操作读数、路线测记训练和路线测记平差考核三种模式；
（3） 训练模式下具有实时引导和错误提示功能；
（4） 测量数据及路线平差计算结果自动形成WORD格式表格文档（手薄）；
（5） 可同时进行最多4组每组5人的训练与考核；
（6） 考核数据自动上传到教师机，系统自动检查观测计算数据，并给出评判参考数据；
（7） 标尺可更换，能适应多种仪器。
（8） 通过WIFI构建的小型局域网，数据通讯稳定可靠，部署方便。教师机可实时查看每个学生的操作状态。
2. 主要特点
（1） 实现了水准仪的基本操作、水准线路测量训练和自动考核，实时检核评判观测结果的正确性。
（2） 适合多种品牌光学和数字水准仪的训练，仪器、标尺可更换。
（3） 将以往只能在室外进行的水准测量训练，在实验室内实现，是国内首创的一种新的实验教学模式。
（4） 融合了模拟学习软件的方便性和室外实际训练的真实感，创建了一种高效、实用的水准测量训练方法。
3. 硬件构成
主要由主控计算机（教师机），WIFI路由器，平板电脑终端（学生机）和水准仪（电子或光学），台精密标尺驱动平台等构成。
水准测量室内训练及考核模块设备及参数 |
名称 | 功能参数或要求 | 数量 | 单位 |
DSxy3401型精密标尺驱动平台 | 1.由稳固基架、精密丝杠及电控驱动装置和标尺基板构成。高度1750mm，重约50kg。 2.位移精度优于5μm，可满足2～4等水准测量精度要求。 3.220V交流供电，RS485数据接口，数据传输可靠性好。 | 1 | 对 |
标尺 | 特制基辅分划同面标尺，可根据所用仪器和测量等级定制更换。 长度900mm~1200mm根据场地高差定制。 | 1 | 对 |
主控机 | 台式计算机，Win7/8/10操作系统，内存≥4G，硬盘≥128G。 | 1 | 台 |
终端机 | 平板式电脑，Win7/8/10操作系统，内存≥4G，硬盘≥64G。 | 5 | 台 |
路由器 | 普通型WIFI路由器 | 1 | 台 |
仪器脚撑 | 金属材质，三个支撑臂成120°，臂长80cm,宽5cm,厚5mm。中间留有圆孔可见地面点位标志。各臂上刻有三个间隔10cm的凹点，用于安置脚架，坚固稳定。 | 10 | 个 |
水准仪 | 各种类型电子或光学水准仪均可使用。可根据现有教学仪器选择，不包含在本系统提供设备中。 | 5 | 台 |
图1 设备部署示意图
4. 配套软件
水准测量室内训练及考核模块软件及功能 |
名称 | 功能参数或要求 | 数量 | 单位 |
教师机软件 SZXLT2.0 | (1) 训练模式、等级、每站时间等参数的设置；(2) 可实时查看每个学生机的状态，如网络连接、数据提交状态、观测进度等； (3) 控制训练的开始和终止，向学生机发送训练状态消息，接收学生机数据； (4) 自动设计水准路线，控制升降装置动作； (5) 对学生机上传的考核数据进行检核，生成考核报告。 | 1 | 套 |
学生机软件 SZXLS2.0 | (1) 观测数据和计算数据的记簿录入； (2) 接收教师机发送的训练状态消息； (3) 向教师机上传训练或考核观测数据和成果； (4) 自助训练模式、参数、启停等参数设置； (5) 在本机中生成训练观测数据手簿。 | 1 | 套 |
图2 教师机软件
图3 学生机软件
二. 全站仪测量训练模块
1. 实现功能
1. 通过在实验室内观测设置在墙上或室外（开窗可视）的观测标志，完成全站仪的角度（水平角和垂直角）观测训练，观测数据实时传输到教师计算机并由投影仪显示，训练系统实时判别各项限差指标，对超限等问题实时提示。从而高效快速实现全站仪的使用和角度测量技能训练。
2. 利用实验室地形模型，实现地形测量室内训练，可对地形测量的方法、流程和正确性实时进行检查，实时提示设站、定向和地形点采集中的错误和误差。
2. 设备
主要包括教师机、WIFI路由器、投影仪、专门研发的内置了训练功能的RTS302R10W型全站仪等。
全站仪测量训练模块设备及参数 |
名称 | 功能参数或要求 | 数量 | 单位 |
RTS302R10W型全站仪 | 测距精度：±(2mm＋2×10-6·D) 测角方式：绝对编码 测角精度：2″，最小读数1″ 补偿器：双轴补偿，补偿范围： ±3′，补偿精度1″ 电源：7.4V可充锂离子电池，工作时间 ≥ 12小时 通讯：RS-232C/USB/WIFI 内存：120000点，可装热拔插SD卡 其他：激光对点，无棱镜测距。 | 10 | 台 |
主控机 | 台式计算机，Win7/8/10操作系统，内存≥4G，硬盘≥128G。 (可与水准测量训练模块公用) | 1 | 台 |
路由器 | 普通型WIFI路由器(可与水准测量训练模块公用) | 1 | 台 |
仪器脚撑 | 金属材质，三个支撑臂成120°，臂长80cm,宽5cm,厚5mm。中间留有圆孔可见地面点位标志。各臂上刻有三个间隔10cm的凹点，用于安置脚架，坚固稳定。(可与水准测量训练模块公用) | 10 | 个 |
投影仪 | 图像≥20000流明；分辨率≥1920×1080；全域对比度2100：1～2700：1，屏幕比例16:9；视频输入包括VGA、RGB、HDMI、DVI。灯光源≥3KW，寿命≥1000h。根据实验室情况配置安装附件和电缆。 （不含在系统供货中） | 1 | 台 |
图4 设备部署示意图
3. 配套软件
全站仪测量训练模块软件及功能 |
名称 | 功能参数或要求 | 数量 | 单位 |
教师机软件 | （1）完成水平角、垂直角观测训练。在已有地形沙盘基础上，完成全站仪地形数据采集训练。 （2）可同时进行10台全站仪的测量训练。 （3）水平角可进行2～4个方向1～4测回的全圆方向法测角训练。垂直角可进行1～4个方向1～2测回的中丝法观测训练。 （4）可根据训练要求对归零差、水平方向测回互差、指标差互差和垂直角测回互差进行设置。 （5）具有限差自动判断功能，并在训练中实时提示。 （6）对多台仪器观测数据显示自动切换，也可人工切换。 （7）观测训练数据可存储为手簿表格格式WORD文件。 （8）自动生成观测质量报表，对超限次数、重测次数、观测精度、限差项目极值进行统计。 | 1 | 套 |
图5 软件界面
三. 实验室场地需求
推荐场地面积不少于200m2。下图为典型设备布局示意。
图6 典型设备布局示意