精密工程测量平差软件使用手册.doc

客运专线CPIII一体化测量系统

精密工程测量平差软件
TSDI_HRSADJ

（V5.0 版）

铁道第三勘测设计院集团有限公司
The Third Railway Survey And Design Institute Group Corporation

TSDI_HRSADJ 讲义
目 录

第一章 软件安装 1
1.1 软件的运行环境 1
1.2 软件的安装 1
第二章 软件操作 4
2.1数据文件格式定义 4
2.2 工程基本设置 10
2.3 读入数据 12
2.4 平差计算 14
2.5 成果输出与查看 14
2.6 网图显示 19
2.7 工具 20
第三章 疑难解答 23
3.1 平面网平差计算步骤 23
3.2 平面网平差迭代计算 24
3.3 如何快速检查数据的错误 25
第四章 附录 26
4.1 快捷键一览表 26

27

用户手册
第一章 软件安装
1.1 软件的运行环境
硬件环境：
1. 奔腾Ⅲ以上CPU；
2. 64M 以上内存；
3. 硬盘空间 500M以上；
4. 鼠标、键盘、显卡、显示器、USB接口等必要硬件。
软件环境：
1. 操作系统Windows 2000、Windows XP及其以上；
2．配合软件Office 2003 (Office XP)、AUTOCAD；
3. 软件使用者应具备本地管理员权限。
1.2 软件的安装
点击 TSDI_HRSADJ5.0.EXE 安装程序将自动运行(如图1.2.1)，用户请按照提示退出其他所有正在运行的程序，特别是一些杀毒软件、实时监控软件。然后，安装程序将进入许可协议界面(如图1.2.2)。请用户仔细阅读许可协议，若您不是铁道第三勘察设计院集团有限公司和同济大学测量与国土信息工程系的授权用户，请退出安装；若强行继续，由于您没有安装密码和USB加密狗也将最终导致安装失败。

图1.2.1 欢迎界面

图1.2.2 许可协议
若您是授权用户，请点击同意按钮。进入目录选择界面(如图1.2.3)，选择好合适的目录后，您将进入开始安装界面，点击下一步进行安装(如图1.2.4)。此时，您将进入输入密码界面（图1.2.5），请问询副总工石德斌（电话：[phone]）索取安装密码。获得正确密码后，请先输入密码，然后点击确定。程序将自动安装。安装完成后，如图1.2.6所示。程序安装后，您可从开始菜单或桌面快捷方式运行TSDI_HRSADJ程序。

图1.2.3 目录选择

图1.2.4 开始安装

图1.2.5 输入密码

图1.2.6 安装完成

第二章 软件操作
2.1数据文件格式定义
读入数据主要包括：经过测站平差后的rep.txt观测文件，钢尺测距文件，固定基准文件和整体观测文件。
2.1.1 平面网观测数据文件
Ø 测站平差后的观测数据
观测（测站平差后）文件格式采用ANSI编码扩展名为txt 的文件，一般由预处理程序自动生成，具体格式见表1。
表2.1.1 观测文件 txt 格式
测回数

测站点名
照准点 点名1
c0
水平方向值1

照准点 点名1
d0
水平距离值1

照准点 点名2
c0
水平方向值2

照准点 点名2
d0
水平距离值2

……
……
……
参考实例：

图2.1.2 观测文件txt格式
Ø 钢尺测距文件
钢尺测距文件格式采用ANSI编码扩展名为txt 的文件，具体格式如下：

表2.1.2 钢尺测距文件格式
点名1
,
点名2
,
水平距离值1
点名3
,
点名4
,
水平距离值2
……

参考实例：

图2.1.3 钢尺测距文件格式
2.1.2 固定基准文件
固定基准（已知点）文件格式采用ANSI编码扩展名为txt 的文件 。具体格式如下：
表2.1.3 固定基准文件格式
采用的已知点个数

已知点名1
,
平面坐标X1
,
平面坐标Y1

已知点名2
,
平面坐标X2
,
平面坐标Y2

… …

… …

… …

… …
点3
,
点4
,
d0
,
固定距离
… …

… …

… …

… …
点5
,
点6
,
c0
,
固定方位
… …

… …

… …

… …
参考实例：

图2.1.4 固定基准文件格式
2.1.3 平差坐标输出文件
平差坐标文件类型为*.out 其文件格式为：
表2.1.4 平差坐标文件格式
点名1
,
平面坐标X1
,
平面坐标Y1
点名2
,
平面坐标X2
,
平面坐标Y2
……

参考实例：

图2.1.5 平差坐标文件格式
2.1.4 重合点比较文件
重合点比较文件类型为*.ptc，格式为：
表2.1.5 重合点比较文件格式
重合点点名1
平面坐标X11
平面坐标X12
平面坐标X1之差 dX1

平面坐标Y11
平面坐标Y12
平面坐标Y1之差 dY1
重合点点名2
平面坐标X21
平面坐标X22
平面左边X2之差dX2

平面坐标Y21
平面坐标Y22
平面坐标Y2之差dY2
……
……
……
……
参考实例：

图2.1.6 重合点比较文件格式
2.1.5 整体观测文件
整体观测文件类型为*.txt，由于观测文件数量过多不便于读取，整体观测文件将观测文件和固定基准文件结合到了一起，其格式为：
表2.1.5 整体观测文件格式
测回数

测站点名
照准点 点名1
c0
水平方向值1

照准点 点名1
d0
水平距离值1

照准点 点名2
c0
水平方向值2

照准点 点名2
d0
水平距离值2

… …
… …
… …

测回数

测站点名
照准点 点名1
c0
水平方向值1

照准点 点名1
d0
水平距离值1

照准点 点名2
c0
水平方向值2

照准点 点名2
d0
水平距离值2
… …

已知点名1
,
平面坐标X1
,
平面坐标Y1

已知点名2
,
平面坐标X2
,
平面坐标Y2

… …

… …

… …

… …
点3
,
点4
,
d0
,
固定距离
… …

… …

… …

… …
点5
,
点6
,
c0
,
固定方位
… …
… …
… …
… …
参考实例（节选）：

图2.1.6 整体观测文件格式
2.1.6 水准计算文件
Ø 1. 水准观测文件
表2.1.6 水准观测文件格式
起点名
，
终点名
，
水准观测值(m)
，
距离(km)
… …
，
… …
，
… …
，
… …
注意事项：
1． 水准观测值单位为m；两点间距离单位为km；
2．文本保存采用ANSI编码格式；
3．文本中键入字符时，请在英文输入法的半角情况下输入。
参考实例：

图2.1.7 水准观测文件格式
Ø 2. 已知高程文件
表2.1.7 水准已知高程文件格式
点名
,
高程值(m)
… …
,
… …
注意事项：
1． 高程值的单位为m；
2．文本保存采用ANSI编码格式；
3．文本中键入字符时，请在英文输入法的半角情况下输入。
参考实例：

图2.1.8 水准已知高程文件格式
2.2 工程基本设置
2.2.1 创建工程
用户可通过点击 文件→创建工程 或快捷键Ctrl+C 打开“创建工程”对话框：

图2.2.1 创建工程
这个对话框中可以输入“工程名称”和“工程计算人”。本软件输出文件的默认名称为工程名称。还能选择输出路径，这是本软件输出文件的默认路径。
2.2.2 打开工程
用户可通过点击 文件→打开工程 或快捷键Ctrl+O 打开“打开工程”对话框：

图2.2.2 打开工程
注意：只能读取*.prj格式的工程文件。
2.2.3 保存工程
用户可通过点击 文件→保存工程 或快捷键Ctrl+S 打开保存工程对话框：

图2.2.3 保存工程
选择合适的文件名，本文件名默认为图2.2.1窗口中输入的工程名称，保存工程为*.prj文件。
2.2.4 关闭工程
用户可通过点击 文件→关闭工程 或快捷键Crtl+U 来关闭工程。这个功能可以清空当前工程中的所有数据。
2.3 读入数据
2.3.1 读入观测文件
用户可通过点击 文件→读入数据→读入观测文件 打开“读取观测数据”对话框：

图2.4.1 读入观测文件
2.3.2 读入固定基准文件
用户可通过点击 文件→读入数据→读入固定基准 打开“读入固定基准”对话框：

图2.3.2 读入固定基准
2.3.3 读入钢尺测距文件
用户可通过点击 文件→读取数据→读取钢尺测距文件 打开“读取钢尺测距数据”对话框：

图2.4.3 读入钢尺测距文件
2.3.4 读入整体观测数据
用户可通过点击 文件→读取数据→读入整体观测数据 打开“读取整体数据”对话框：

图2.3.4 读入整体观测数据
2.4 平差计算
用户可通过点击 计算→平差→平差设置 或快捷键F6 进入平差计算设置对话框：

图2.4.1 平差设置
首先，需要输入测方向与测距的先验精度，通过多次试验的经验总结，本程序推荐用户使用的默认先验精度为：4测回测方向精度为1.4”，1测回测距精度为2.5mm+2.5ppm(针对Leica TCA2003全站仪)。
然后，请用户根据工程需要选择长度投影改化功能，Helmert方差分量估计功能，Baarda粗差探测功能，平差模型。其中，Baarda粗差探测有限差选择，2倍中误差是指粗差探测时采用置信区间为95％，即剔除观测值精度大于2倍中误差的观测值（即公式：）；3倍中误差是指粗差探测时采用置信区间为95％，即剔除观测值精度大于3倍中误差的观测值（即公式：）。平差模型选择包括经典平差和拟稳平差。
最后点击保存，即可保存平差计算设置。点击 计算→平差→平差计算或快捷键F7 即可进行平差计算。注意事项：在多余观测较少时，请谨慎使用赫尔默特方差分量估计功能。
2.5 成果输出与查看
成果的输出与查看主要包括：平差精度输出，平差坐标输出，CAD图像输出，平差成果表单，精度统计图共五个方面。
2.5.1 平差报表输出
用户可通过点击 输出→平差报表→Txt平差报表 或快捷键F9 来打开对话框：

图2.5.1 平差报表输出
即生成了一个包含点位坐标，点位绝对精度，点位相对精度，边长观测值、平差值与精度，方向观测值、平差值与精度的报表文件。文件名默认为（工程名）.txt 。用户可根据自己需要改变文件名。点击 保存 后，会出现“输入相邻点精度”对话框：

图2.5.2 输入相邻点距离
用户可在此输入需要计算相对精度的相邻点的最大距离，然后点击确定。然后，此文件会显示在程序主界面上，同时可以弹出用记事本（notepad）打开的平差报表文件。
如图：（节选）

图2.5.3 平差报表
2.5.2 平差坐标输出
用户可通过点击 输出→平差坐标→Out平差坐标 或快捷键F11 打开此对话框

图2.5.4 平差坐标输出
此文件类型为 *.out 文件。内容为：网内所有点的点号，平差后平面坐标X，平差后平面坐标Y。（*.out 文件格式参考2.1.3）
2.5.3 网图输出
用户可通过点击 输出→CAD网图输出 或快捷键F12 打开此对话框：

图2.5.5 CAD网图输出
此文件类型为： *.dxf 文件。此文件可用AUTOCAD 软件打开。
2.5.4 平差成果表单
用户可通过点击 检查→平差成果表单，打开下图对话框：

图2.5.6 平差成果表单
此对话框中，包含：坐标值与绝对精度、距离观测值与精度、方向观测值与精度、相对点位精度共4个选项卡。
2.5.5 精度统计图
用户可以通过点击 检查→精度统计图，打开下图对话框：

图2.5.7 精度统计图
此对话框中包含：点位精度图、方向和距离观测值的残差、边长观测值改正数与精度、方向观测值改正数与精度、相邻点精度图共5个选项卡。
2.5.6 整体观测数据输出
若用户通过功能2.3.1读入了大量观测数据，通过数据的计算和检查发现数据没用错误，这时为了下一次能够方便的读取，用户可通过本功能输出整体观测数据。
用户可通过点击 输出→输出整体观测数据 打开“整体观测数据储存”对话框：

图2.5.8 整体观测数据储存
您可以输入合适的文件名进行保存，保存文件的格式为通用的txt文件。保存成功后，可通过2.3.4功能读入整体观测数据。
2.6 网图显示
网图的合理显示能够更好的帮助用户认识网形的特点，及时发现数据中的错误，本软件提供了功能全面的网图显示功能。
2.6.1 图像设置
用户可以通过点击 视图→图像设置 或快捷键Ctrl+P 打开“图像设置”对话框，如图2.6.1：

图2.6.1 图像设置
在该对话框中，用户可以设置误差椭圆的显示比例；观测方向、观测距离、已知点、未知点的颜色；针对无碴高速铁路轨道设标网还可以通过改变颜色突出显示L点、D点、Z点、G点。
2.6.2 图层选择
用户可以通过点击 视图→图层选择 来选择自己需要的图层（如图2.6.2）。本软件为用户提供的多种图层：已知点坐标图层、未知点坐标图层、方向观测值图层、距离观测值图层、指北针、未知点误差椭圆、相邻点误差椭圆、网格线图层等。用户可以根据自己的显示需要进行选择，但当控制网较大时，显示的图层过多会影响图形操作速度和显示效果，尤其是误差椭圆和相对误差椭圆的显示，所以请合理选择显示的图层。

图2.6.2 图层选择
2.6.3 图像保存
用户可以通过点击 视图→图像保存 来保存自己需要的图像，如图2.6.3：

图2.6.3 图像保存
本软件为用户提供了两种图像保存格式：*.bmp和*.jpg。用户可输入合适的文件名，按需求保存。
2.6.4清除图像
用户可以通过点击 视图→清除图像 来清除图像。
2.7 工具
2.7.1重合点比较功能
用户通过点击 检查→重合点比较 就可以打开重合点比较窗口，进行对两次平差所得结果中，重合点的比较。
首先，要同时打开两个 *.out 文件（out文件格式，参阅2.1.4）。然后，窗口文本框内会显示比较文件（其格式参阅2.1.5）。

图2.7.1 重合点比较
之后，用户可以根据自己的要求对坐标差进行限差检验，具体方法如下：点击 操作→限差检验 ，会弹出对话框2.7.2。输入恰当限差数值，便可确定重合点坐标差是否在限差之内。

图2.7.2 限差输入
此外，本软件还可以显示重合点坐标差比较图。具体方法为：在本窗口内点击 文件→显示比较图 ，如图2.7.3显示了两套坐标的坐标差图，可以一目了然地看出哪些点坐标差过大或者超限。

图2.7.3 重合点比较图
2.7.2 水准平差功能
用户通过点击 工具→水准平差… 来打开水准平差对话框，

图2.7.9 水准平差窗体
本窗口可协助用户进行水准平差，和平面网一样，水准平差要读入两种数据，一种是水准观测文件，一种是已知高程数据。其文件格式可参考2.1.6章节。
第三章 疑难解答
3.1 平面网平差计算步骤
本计算步骤根据京津高速铁路轨道设标网计算经验总结而得，对于其他网形用户参考本步骤，不断总结新的合理的计算步骤。
步骤一：读入观测数据和固定基准文件，储存工程NO.1，应用步骤二。
步骤二：平差时，根据需要选择长度投影改正、长度高程改化，并选择经典平差。输出平差报表或查看平差成果表单，观察其改正数是否均低于1mm，若大于1mm重复步骤二，直到改正数低于1mm。若低于1mm，储存工程NO.2，应用步骤三。
说明：程序将每次平差坐标值作为新的近似坐标值继续参与平差,当改正数低于1m后，程序判断本次平差有一定收敛性，自动平差到改正数为1mm以下，若自动平差10次改正数不能到1mm以下，程序将自动跳出，这时请用户检查数据。若平差过程中，发现改正数并不是逐次变小，则要检查读入数据是否错误，若数据有误修改数据重复步骤一。若数据无误，与软件供应方联系。每次平差前最好保存工程，以防数据丢失。
步骤三：若平差之后未知点坐标改正数均小于1mm。先不要进行粗差探测，用全部数据进行平差，平差时选择：Helmert方差分量估计和经典平差；根据数据特点选择是否进行长度投影改化和长度高程改化。根据平差报表判断在不剔除粗差时，平面相邻点间精度能否达到要求。若达到要求，不需粗差探测就能达到工程所需精度储存工程NO.6，应用步骤六。若不能达到精度要求，可先将本次没有剔除粗差的坐标成果输出作为比较依据，并纪录下方向改正数和距离改正数（或精度）较大的观测值（若有观测值精度大于其他观测值精度2－3倍以上，则此观测值很差，考虑是否人工剔除。），并储存工程NO.3，应用步骤四。
步骤四：打开工程NO.2或工程NO.3，输入工程NO.3所得的4测回方向精度和1测回距离精度。根据数据特点选择是否进行长度改化，对测量数据进行拟稳平差，储存为工程NO.4。若发现在拟稳平差结果中有个别起算点改正数较其他起算点大很多的，可将该起算点视为不兼容，剔掉与该起算点有关的观测数据和该起算点的坐标值，重复步骤一。若没有发现改正数突变的起算点，说明起算点间比较兼容，应用步骤五。
步骤五：打开工程NO.2或工程NO.3，输入工程NO.3所得的4测回方向精度和1测回距离精度。根据数据特点选择是否进行长度改化，然后选择Helmert方差分量估计、Baarda粗差探测和经典平差。得到的精度成果若符合要求，输出其平差坐标与步骤三输出的平差坐标进行比较，若差值在1mm之内并且剔除粗差数量合理（2倍中误差剔4.6%以内；3倍中误差剔0.3%以内），存储工程NO.6，应用步骤六。若坐标差值在1mm以内，但剔除数量过多、不合理，观测剔除观测值是否集中，若集中在某几个测站可考虑进行复测，复测后，重复步骤一；若不集中，可认为本次测量普遍精度低，与总工联系。若坐标差值不在1mm之内，若出现某点坐标变化突然变大的情况，可分析与该点有关的测站，则需进行复测，复测后，重复步骤一。
步骤六：达到工程所需精度，输出平差报表，提交数据。退出程序。
注意：提交数据时注意预留一部分，以备交接使用。
备注：工程NO.1为只读取观测数据和已知坐标未进行任何计算的prj文件。
工程NO.2为选择投影改正和经典平差平差到改正数接近零的prj文件。
工程NO.3为选择投影改正、经典平差和Helmert方差分量估计平差得到的prj文件。
工程NO.4为在恰当的测边测方向权比的初始权下，进行了拟稳平差的prj文件。
工程NO.6为最终完成的测量数据。
3.2 平面网平差迭代计算
平面网平差时若提示您是否迭代，您可以作如下操作：
1．先按照程序内部设置的迭代算法进行计算，如果出现迭代询问对话框时，就选择迭代计算，若迭代收敛，软件将自动计算出平差结果，计算成功。若收敛得不够快或不收敛，请您人工停止迭代，即出现迭代询问对话框时，选择不迭代计算。
2．迭代停止后，观察网图中若有网形异常、点位坐标突变的情况，请检查该点附近的观测数据和固定基准数据；若网形正常，说明迭代收敛，可继续迭代。
3．检查数据包括检查数据自身的错误和数据的格式错误两个方面。
3.3 如何快速检查数据的错误
在大量的野外测量值中，出现数据错误是不可避免的，而错误的数据不能得出正确的计算结果，因此快速检查数据错误是提高测量效率的重要环节。经过应用本软件对大量的测量数据处理，工作者总结出了一套检查数据错误的快捷方法。
要检查出错误首先要了解错误。通常，数据的错误主要分为两类：测量数据本身错误或者应用软件时数据格式的错误。数据格式的错误是可以在内业工作中避免的，方法如下：
1．将读入文本格式统一设置为ANSI编码。
2．在英文半角输入状态下输入数据。
3．其文本格式应与2.1章节的示范格式统一。
数据本身的错误大多是在外业工作中造成的，主要可以分为：观测值错误、固定点坐标错误、点号错误等。其各自的查找方法可总结如下：
对于观测值的错误，可以使用单测站假设起算坐标的方法检查。先根据平差后坐标的突变确定可疑测站，再根据观测距离假设两个起算点，进行单站平差对改正数很大的观测值进行详查。若该测站没问题，可添加相邻测站继续寻找错误。
固定坐标错误是比较容易发现的仔细对照固定基准文件即可检查。
点号错误是多种多样的，也是测量工作中最为常见的数据错误。首先要确定测站本身的点号是正确的；然后要分批确定相邻测站所观测照准点点号的一致性，可用内附合精度计算（如轨道设标网中读入相邻的Z点进行内附和精度计算）和假设坐标计算的方法检查，根据其计算结果的异常就能确定出错的大概区域；最后，对该区域进行详细检查、核对。
由于错误的种类是多种多样的，本方法对检查错误方法的总结还不是很全面，测量工作者可根据自身的工作经验，总结出快速查找错误的方法。
第四章 附录
4.1 快捷键一览表
为了能够方便快捷的使用本软件，您可以使用下面的快捷键：
表4.1.1 快捷键对应表
目的
按键
创建工程
Ctrl+C
打开工程
Ctrl+O
保存工程
Ctrl+S
关闭工程
Ctrl+U
帮助主题
F1
技术说明
F2
水准平差
Ctrl+L
图像设置
Ctrl+P
坐标概算
F5
平差设置
F6
平差计算
F7
平差报表
F9
平差坐标
F11
CAD网图
F12
退出
Ctrl+E

其中专业理论知识内容包括：保安理论知识、消防业务知识、职业道德、法律常识、保安礼仪、救护知识。作技能训练内容包括：岗位操作指引、勤务技能、消防技能、军事技能。
二．培训的及要求培训目的
安全生产目标责任书
为了进一步落实安全生产责任制，做到“责、权、利”相结合，根据我公司2015年度安全生产目标的内容，现与财务部签订如下安全生产目标：
一、目标值：
1、全年人身死亡事故为零，重伤事故为零，轻伤人数为零。
2、现金安全保管，不发生盗窃事故。
3、每月足额提取安全生产费用，保障安全生产投入资金的到位。
4、安全培训合格率为100%。
二、本单位安全工作上必须做到以下内容：
1、对本单位的安全生产负直接领导责任，必须模范遵守公司的各项安全管理制度，不发布与公司安全管理制度相抵触的指令，严格履行本人的安全职责，确保安全责任制在本单位全面落实，并全力支持安全工作。
2、保证公司各项安全管理制度和管理办法在本单位内全面实施，并自觉接受公司安全部门的监督和管理。
3、在确保安全的前提下组织生产，始终把安全工作放在首位，当“安全与交货期、质量”发生矛盾时，坚持安全第一的原则。
4、参加生产碰头会时，首先汇报本单位的安全生产情况和安全问题落实情况；在安排本单位生产任务时，必须安排安全工作内容，并写入记录。
5、在公司及政府的安全检查中杜绝各类违章现象。
6、组织本部门积极参加安全检查，做到有检查、有整改，记录全。
7、以身作则，不违章指挥、不违章操作。对发现的各类违章现象负有查禁的责任，同时要予以查处。
8、虚心接受员工提出的问题，杜绝不接受或盲目指挥；
9、发生事故，应立即报告主管领导，按照“四不放过”的原则召开事故分析会，提出整改措施和对责任者的处理意见，并填写事故登记表，严禁隐瞒不报或降低对责任者的处罚标准。
10、必须按规定对单位员工进行培训和新员工上岗教育；
11、严格执行公司安全生产十六项禁令，保证本单位所有人员不违章作业。
三、 安全奖惩：
1、对于全年实现安全目标的按照公司生产现场管理规定和工作说明书进行考核奖励；对于未实现安全目标的按照公司规定进行处罚。
2、每月接受主管领导指派人员对安全生产责任状的落