科傻平差软件说明书.docx
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科傻平差软件说明书.docx
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科傻平差软件说明书
前言
“地面测量工程控制与施工测量内外业一体化和数据处理自动化系统”(简称科傻系统)将测量基本原理和现代科技相结合,对电子全站仪、电子水准仪以及常规地面测量仪器进行系统的开发,以地面控制测量、施工测量和碎部测量等测量工程为对象,实现从外业数据采集、质量检核、预处理到内业数据处理、成果报表输出的一体化和自动化作业流程。
该系统由两个子系统组成:
“基于掌上型电脑的测量数据采集和处理系统”(简称COSA-H)C,在掌上型电脑RD-EB2上运行,能自动控制和引导整个作业过程并进行质量检测,一体化程度高,操作方便。
该子系统具有水准测量、二、三维控制、碎部测量、道路测设、工程放样等测量作业模块;具有小规模水准网、二、三维工程网的平差功能;具有文件管理和数据通信功能;该系统灵活方便,适合外业环境。
“地面测量工程控制测量数据处理通用软件包”(简称CODAPS或COSAWI)N在微机WINDOW环S境下运行即可独立使用,也可与COSA-HC联合使用,对RD-EB2传输过来的原始观测数据进行转换,完成从概算到平差的数据自动化处理,同时具有粗差探测与剔除、方差分量估计、闭合差计算、贯通误差影响值估算、报表打印、网图显绘、坐标转换与换带计算、控制网优化设计以及叠置分析等功能。
本手册是为COSAWIN用户专门编写的,若有疏漏和不当之处,敬请读者提出宝贵意见和批评指正。
武汉测绘科技大学武地课题组
第一章概述
系统简介
科傻系统(COSA)是“地面测量工程控制与施工测量内外
业一体化和数据处理自动化系统”的简称,包括COSAWIN和
COSA-HC两个子系统。
COSAWIN在IBM兼容机上运行。
COSAWIN系统除具有概算、平差、精度评定及成果输出等功能外,还提供了许多实用的功能,如网图显绘、粗差剔除、方差分量估计、贯通误差影响值计算及闭合差计算等。
该系统不同于其它现有控制网平差系统的最大特点是自动化程度高,通用性强,处理速度快,解算容量大。
其自动化
表现在通过和COSA子系统COSA-HC相配合,可以做到由外业数据采集、检查到内业概算、平差和成果报表输出的自动化数据处理流程;其通用性表现在对控制网的网形、等级和网点编号没有任何限制,可以处理任意结构的水准网和平面网,无须给出冗余的附加信息;其解算速度快,解算容量大表现在采用稀疏矩阵压缩存储、网点优化排序和虚拟内存等技术,在主频166MHZ的586微机上,解算500个点的平面和水准控制网不到1分钟;在具有20MB剩余硬盘空间的微机上,可以解算多达
5000个点的平面控制网。
安装及运行
安装
运行COSAWIN第一张系统盘上的安装程序后,按提示操作
即可。
安装程序自动在程序组增加“科傻系统”程序项。
运行
在并口上插入加密狗后,点击“开始”菜单栏“程序”组
项,会出现“科傻系统”程序组,单击其中程序项“科傻系统”
中的“地面控制测量数据处理系统”,进入如图1-1所示的系统界面,所有操作均符合WINDOWS操作规范。
Sr亠
*⅛>ZJ
系统菜单
(1)文件
文件菜单的主要功能如
图1-2
图1-3
图1-2所示:
新建:
新建文本文件,如平面观测文件等。
打开:
打开任意文件。
打印设置:
打印机设置,单击将打开WINDOW打S印机设置
示:
平面网:
对平面网进行平差。
单击将打开“输入平面观测
值文件”对话框,选择平面观测值文件进行平面网平差。
高程网:
对水准(高程)网进行平差。
单击将打开“打开”对话框,选择水准(高程)观测值文件进行高程平差。
粗差探测:
自动探测平面控制网观测值中的粗差,若发现粗差则自动剔除之。
方差分量估计:
对于平面网中一组或有多组不同种类或
(和)精度观测值的情况,通过方差分量估计,可以使各组观
测值的精度获得最佳估计,保证平差随机模型和成果的正确性。
设置与选项:
概算、平差、粗差探测以及坐标转换前作相应的设置和选项。
生成概算文件:
作概算时需要调用此项,然后在进行平差。
图1-4
(3)报表
报表菜单的主要功能如图1-4所示:
平差结果:
根据平面网或高程网平差结果文件自动生成平
面或高程平差结果报表。
原始观测值:
将掌上型电脑经数据通信所得到的原始观测
值文件自动生成平面高程网或高程网的原始观测值报表。
(4)查看
打开或关闭工具栏和状态栏。
(5)工具
工具菜单的主要功能如图1-5所示,其详细说明见第三章。
工具条快捷按
钮
工具条快捷按钮
如图
1-6所示,共有
6类共18个快捷按钮
图1-5
即:
文件类:
新建,打开,保存文件。
编辑类:
剪切,复制,粘贴功能(对活动文档有效)
打印类:
打印当前活动文档(包括图形)。
平差类:
平面网平差,高程网平差,平面网网图显绘。
平面网网图显绘类:
图形放大、缩小,开窗放大,返回前级,切换误差椭圆、点名和比例显示。
图1-6关于类:
显示系统关于信息。
第二章平差
使用COSAWIN最常用的操作就是进行控制网平差处理,该菜单下包括平面网、高程网平差,粗差探测,方差分量估计,设置与选项以及生成概算用文件等子菜单。
本章主要介绍平面、高程控制网观测值文件的结构及生成、网平差、设置与选项以及生成观测值概算文件等内容。
粗差探测和方差分量估计详见第四章。
控制网观测文件
在进行平差之前,必须要准备好控制网观测文件,即平面观测文件(取名规则为“网名.in2”)和高程观测文件(取名
规则为“网名.in1”)。
观测文件采用网点数据结构,除包含控制网的所有已知点、未知点和观测值信息外,还隐含了控制网的拓扑信息。
可以使用系统菜单中“文件”栏下拉“新建”子菜单项或单击工具栏左边第一个快捷键建立平面或高程观测文件。
平面观测文件
平面观测文件为标准的ASCⅡ码文件,可以使用任何文本编辑器建立编辑和修改。
其结构如下:
方向中误差1,测边固定误差1,比例误差1[,精度号1]
方向中误差2,测边固定误差2,比例误差2,精度号2
方向中误差n,测边固定误差n,比例误差n,精度号n
已知点点号,X坐标,Y坐标
测站点点号
照准点点号,观测值类型,观测值[,观测值精度]
⋯,⋯,⋯[,⋯]
该文件分为两部分:
第一部分为控制网的已知数据,包括先验的方向观测精度,先验测边精度和已知点坐标(见文件的Ⅰ部分);第二部分为控制网的测站观测数据(见文件的Ⅱ部分),包括方向、边长、方位角观测值。
为了文件的简洁和统
,我们将已知边和已知方位角也放到测站观测数据中,它们
精度值赋“0”,即权为无穷大。
第一部分的排列顺序为:
第一行为方向中误差,测边固定误差,测边比例误差。
若为纯测角网,则测边固定误差和比例误差不起作用;若为纯测边网,方向误差也不起作用,这时可输一个默认值“1”。
程序始终将第一行的方向中误差值作为单位权中误差。
若只有一种(或称为一组)测角、测边精度,则可不输入精度号。
这时,从第二行开始为已知点点号及其坐标值,每一个已知点数据占一行。
若有几种测角测边精度,则需按精度分组,组数为测角、测边中最多的精度种类数,每一组占一行,精度号输1、2、...(参见表2-2)。
如两种测角精度,三种测边精度,则应分成三组。
方向中误差单位为秒,测边固定误差单位为毫米,测边比例误差单位为ppm。
第一行的三个值都必须赋值,对于纯测角网,测边的固定误差和比例误差可输任意两个数值,如5,3;
对于纯测边网,方向中误差赋为。
已知点点号(或点名,下同)为字符型数据,可以是数字、英文字母(大小写均可)、汉字
或它们的组合(测站点,照准点亦然),X、Y坐标以米为单位。
第二部分的排列顺序为:
第一行为测站点点号,从第二行开始为照准点点号,观测值类型,观测值和观测值精度。
每一个有观测值的测站在文件中只能出现一次。
没有设站的已知点
如附和导线的定向点)和未知点(如前方交会点)在第二部
分不必也不能给出任何虚拟测站信息。
观测值分三种,分别用一个字符(大小写均可)表示:
L—表示方向,以度分秒为单位。
S—表示边长,以米为单位。
A—表示方位角,以度分秒为单位。
观测值精度与第一部分中的精度号相对应,若只有一组观测精度,则可省略;否则在观测值精度一栏中须输入与该观测值对应的精度号(参见表2-2)。
已知边长和已知方位角的精度值一定要输“0”。
在同测站上的方向和边长观测值按顺时针顺序排列,边角同测时,边长观测值最好紧放在方向观测值的后面。
如果边长是单向观测,则只需在一个测站上给出其边长观测值。
若是对向观测的边,则按实际观测情况在每一测站上输
入相应的边长观测值,程序将自动对往返边长取平均值并作限差检验和超限提示;如果用户已将对向边长取平均值,则可对往返边长均输入其均值,或第一个边长(如往测)输均值,第二个边长输一个负数如“-1”。
对向观测边的精度高于单向观测边的精度,但不增加观测值个数。
平面观测文件中的测站顺序可以任意排列,一般来说不会影响平差效率和结果,但本软件包还特意提供了观测值文件排序(网点优化排序)的功能(详见),通过优化排序,既有利于网点近似坐标的推算,也可提高解算容量和速度,但一般对于200个点以上的大网或一些特殊网才有较明显的效果。
图2-1为某一测角网的网图,其相应的平面观测文件
*.IN2”的数据格式见表2-1。
对于有多组测角、测边精度的网,其平面观测文件如表2-2所示。
6
图2-1
表2-1IN2文件示例(仅一组精度的情况)
3,3
1,,
2,,
1
2,L,0
3,L,
6,L,
2
4,L,0
3,L,
1,L,
4
5,L,0
3,L,
2,L,
5
6,L,0
3,L,
4,L,
6
1,L,0
3,L,
5,L,
3
1,L,0
2,L,
4,L,
5,L,
6,L,
表2-2
,,1
,,2
,,3
k1,,
k1
k2,L,,1
k5,L,,1
k6,L,,1
k7,L,,1
k4
p5,L,,2
p5,S,,2
p3,L,,2
高程观测文件
高程观测文件也是标准的ASCⅡ码文件,它的结构如下:
已知点点号,已知点高程值
⋯,⋯
测段起点,终点,高差,距离,测段测站数,精度号Ⅱ
[,⋯]
该文件的内容也分为两部分,第一部分为高程控制网的已知数据,即已知高程点点号及其高程值(见文件的第Ⅰ部分)。
第二部分为高程控制网的观测数据,它包括测段的起点点号,终点点号,测段高差,测段距离、测段测站数和精度号(见文件的第Ⅱ部分)。
第一部分中每一个已知高程点占一行,已知高程以米为单位,其顺序可以任意排列。
第二部分中每一个测段占一行,对于水准测量,两高程点间的水准线路为一测段,测段高差以米为单位,测段距离以公里为单位。
对于光电测距三角高程网,测段表示每条光电测距边,测段距离为该边的平距(单位公
里)。
如果平差时每一测段观测按距离定权,则“测段测站数”这一项不要输入或输入一个负整数如-1。
若输了测站测段数,
则平差时自动按测段测站数定权。
该文件中测段的顺序可以任
意排列。
当只有一
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