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测量误差与数据处理测量误差与数据处理武汉大学出版社2014年1月第6章 常用测量平差软件应用武汉大学科傻系统（COSA）简介 科傻系统（COSA）是“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EREPS、CODAPS和COSAGPS三个子系统。子系统EREPS 是“基于掌上型电脑的测量数据采集和处理系统”的简称,在掌上型电脑PDA上运行，主要用于外业水准测量、控制测量、碎部测量、断面测量、道路和桥梁测设、工程放样等外业测量数据采集和计算工作。第6章 常用测量平差软件应用 子系统CODAPS 是“地面测量工程控制测量数据处理通用软件包”的简称，在便携式或台式微机的WINDOWS环境下运行,既可独立使用,也可与EREPS联合使用 子系统COSAGPS 是“GPS工程测量控制网通用平差软件包”的简称,在便携式或台式微机的WINDOWS环境下运行,主要功能是读取各种GPS接收机的基线向量解算文件，进行网的三维无约束平差和二维约束平差，并具有坐标转换、网图显绘、报表打印以及与地面观测边长联合平差等本章主要针对CODAPS子系统进行控制网平差介绍第6章 常用测量平差软件应用科傻导线网平差 建立数据文件的两种形式：在平差过程中，数据可以按要求象填空一样逐个录入按一定格式要求用文本方式批量录入后保存在文件中，计算时直接读入文件填空式的录入效率较低，一般要求在平差前，先建立平差数据文件建立数据文件第6章 常用测量平差软件应用建立数据文件的格式 平面观测文件为标准的ASC码文件，数据文件包含三个部分，每部分结构如下：第一部分：观测精度信息第二部分：已知点坐标信息第三部分：测站观测信息平面网数据文件保存时命名规则为“网名.in2”第6章 常用测量平差软件应用平面网数据文件示例 已知点已知点X X（m m）Y Y（m m）备注备注A AB B2272.0452272.0452343.8952343.8955071.3305071.3305140.8825140.882观测值中误差观测值中误差观观 测测 角角观测边长（观测边长（m m）SiSi以以kmkm为单位为单位1 12 23 34 45 5 92 49 43 92 49 43316 43 58316 43 58205 08 16205 08 16235 44 38235 44 38229 33 06229 33 061 12 23 34 4806.191806.191269.486269.486272.718272.718441.596441.596S2S1ABS3S4234已知数据和观测数据已知数据和观测数据第6章 常用测量平差软件应用平面网数据观测文件第一行为精度部分：第二部分是控制网已知点坐标，包括点号和纵横坐标：点号X坐标y坐标第三部分为控制网的测站观测数据，包括方向、边长、方位角观测值:第三部分的排列顺序为：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”数据格式形式书写。S表示边长，以米为单位。A表示方位角，以“度.分秒”数据格式形式书写第6章 常用测量平差软件应用平面网平差过程平差参数设置平差参数设置闭合差计算平差平差参数设置平差参数设置平差前，一般还需要对平差过程中的某些参数进行设置，如平差迭代限值，边长定权公式，精度评定时是使用先验单位权中误差还是后验中误差，是否作网点优化排序，是否作观测值概算，是否设置用边长交会推算网点近似坐标等。第6章 常用测量平差软件应用闭合差计算为了了解观测数据的质量情况，在平差计算前还需要计算平面网图形条件闭合及其限差值。调用“工具”栏中“闭合差计算”下的“平面网”菜单项进行平面网闭合差计算，检查闭合差是否超限平差设置好后，用鼠标单击“平差”栏中的“平面网”或单击工具条中平差快捷键，主菜单窗口弹出对话框。在该对话框中选择并打开要进行平差的平面观测值文件，将自动进行概算、组成并解算法方程、法方程求逆和精度评定及成果输出等工作，平差结果自动存于平面平差结果文件“Cosawi1.OU2”，并自动打开以供查看。第6章 常用测量平差软件应用平差成果平差报告：在“报表”菜单栏中的“平差结果”下点击“平面网”选择所需要的平面网平差结果文件（OU2文件），系统自动生成平面网平差结果报表文件，文件名为：“Cosawi1.RT2”，并用记事本自动打开显示平面控制网平差成果表。网图显绘：显绘平面网误差椭圆图单击“工具”栏中的“网图显绘”或单击工具条中的快捷键，主菜单窗口弹出选择网图信息文件对话框。在该对话框中选择并打开所需要的网图显绘文件“Cosawi1.MAP”（该文件是在对控制网平差时自动形成的），则会自动在窗口显绘该控制网的网图。第6章 常用测量平差软件应用科傻高程网平差 高程数据文件格式：高程观测文件也是标准的ASC码文件，也可以用系统的文本编辑器或记事本录入，其结构如下：第一部分：已知点高程信息第二部分：测段观测信息信息高程网数据文件保存时命名规则为“网名.in1第6章 常用测量平差软件应用高程网数据文件示例 已知高程值（已知高程值（m m）HA=31.100HA=31.100HB=34.165HB=34.165高差观测值（高差观测值（m m）和测段长度（）和测段长度（km)km)h1=1.001h1=1.001S1=1.0S1=1.0h5=0.504h5=0.504S1=2.0S1=2.0h2=1.002h2=1.002S2=2.0S2=2.0h6=0.060h6=0.060S2=2.0S2=2.0h3=1.064h3=1.064S3=2.0S3=2.0h7=0.560h7=0.560S3=2.5S3=2.5h4=0.500h4=0.500S4=1.0S4=1.0h8=1.000h8=1.000S4=2.5S4=2.5 已知高程值和高差观测值表已知高程值和高差观测值表第6章 常用测量平差软件应用数据网格式如下图：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第二部分为高程控制网的观测数据，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 每个测段占1行，高差单位是米，距离单位为千米第6章 常用测量平差软件应用高程网平差过程平差参数设置平差参数设置闭合差计算平差平差参数设置平差参数设置平差前，一般还需要对平差过程中的某些参数进行设置，如平差迭代限值，边长定权公式，水准尺每米真长改正精度评定时是使用先验单位权中误差还是后验中误差，是否作网点优化排序，是否作观测值概算，第6章 常用测量平差软件应用闭合差计算 根据高程观测文件自动寻找出水准（高程）附合线路和最小独立闭合环线路，存放于闭合差线路文件“Cosawi2.GCI”中，根据闭合差线路文件，自动计算附合线路和多边形闭合环的高程闭合差并作超限提示，同时根据闭合环的闭合差计算每千米水准（高程）观测值的全中误差，计算结果存放于闭合差结果文件“Cosawi2.GCO”中。第6章 常用测量平差软件应用平差设置好后，用鼠标单击“平差”栏中的“高程网”或单击工具条中平差快捷键，主菜单窗口弹出对话框。在该对话框中选择并打开要进行平差的高程观测值文件，将自动进行概算、组成并解算法方程、法方程求逆和精度评定及成果输出等工作，平差结果存于相同文件目录下文件“Cosawi2.OU1”，并自动打开以供查看。第6章 常用测量平差软件应用平差成果 平差报告：平差后自动生成平差结果报表。在“报表”菜单栏中的“平差结果”下点击“高程网”选择所需要的高程平差结果文件（OU1文件），系统自动生成高程网平差结果报表文件，文件名为“Cosawi2.RT1”第6章 常用测量平差软件应用平差报告第6章 常用测量平差软件应用南方平差易系统简介 平差易（Power Adjust 2005，简称PA2005），它是在windows系统下用VC 开发的控制测量数据处理软件。它采用了indows风格的数据输入技术和多种数据接口，同时辅以网图动态显示，实现了从数据采集、数据处理和成果打印的一体化。成果输出丰富强大、多种多样，平差报告完整详细，报告内容也可根据用户需要自行定制，另有详细的精度统计和网形分析信息等。其界面友好，功能强大，操作简便，是控制测量理想的数据处理工具第6章 常用测量平差软件应用南方平差易导线网平差 建立数据文件：在进行平差之前，必须要准备好控制网观测文件。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。数据文件的录入两种形式：数据文件读入：读入前平差数据文件进行编辑。直接键入。第6章 常用测量平差软件应用平差易平差数据文件的编辑NET文件头，保存控制网属性Name:控制网名Organ:单位名称Obser:观测者Computer:计算者Recorder:记录者Remark:备注Software:南方平差易2005计算软件文件格式是文件格式是txt,txt,为纯为纯文本文件，可以用记文本文件，可以用记事本打开或者编辑事本打开或者编辑第6章 常用测量平差软件应用PARA文件头，保存控制网基本参数MO:验前单位权中误差MS:测距仪固定误差MR:测距仪比例误差DistanceError:边长中误差DistanceMethod:边长定权方式LevelMethod:水准定权方式Mothed:平差方法（0表示单次平差，1表示迭代平差）LevelTrigon:水准测量或三角高程测量TrigonObser:单向或对向观测Times:平差次数Level:平面网等级Level1:水准网等级Limit:限差倍数Format:格式（如：1全部；2边角等）STATION 文件头，保存测站点数据测站点名,点属性，X，Y，H，偏心距，偏心角OBSER文件头，保存观测数据照准点,方向值,观测边长,高差,斜距,垂直角,偏心距,偏心角,零方向值第6章 常用测量平差软件应用注意事项 STATION中的点属性表示控制点的属性，00表示高程、坐标都未知的点，01表示高程已知坐标未知的点，10表示坐标已知高程未知的点，11表示高程坐标都已知的点。在输入测站点数据和观测数据中，中间空的数据用“，”分隔，如果在最后一个数据后面已没有观测数据，可以省略“，”。例如观测数据：A,100,1.023表示照准点是A点，观测边长为100m，观测高差为1.023m。可以看出观测高差后的其余观测数据省略，而方向值用“，”分隔。按此格式完整编辑好的数据文件，读入PA2005后，即可直接进行平差。用户也可不编辑NET，PARA的内容，只编辑STATION 和OBSER的内容，将数据读入到PA2005中后，在PA2005中进行诸如网名、平差次数等参数的设置，设置完后再进行平差计算。第6章 常用测量平差软件应用平差易控制网数据的手工输入 可以采用菜单中“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观测文件。控制网包括两个部分第6章 常用测量平差软件应用平差易控制网数据的手工输入第一部分：测站信息区序号序号点名点名属性属性X（m）Y（m）H（m）仪器高仪器高偏心距偏心距偏心角偏心角测站点点号：测站点点号：序序号号照准名照准名方向值方向值观测观测边长边长高差高差垂直角垂直角觇标高觇标高偏心距偏心距偏心角偏心角零方零方向角向角温度温度气压气压第二部分：观测信息区第6章 常用测量平差软件应用建立数据文件的格式 平面观测文件为标准的ASC码文件，数据文件包含三个部分，每部分结构如下：第一部分：观测精度信息第二部分：已知点坐标信息第三部分：测站观测信息平面网数据文件保存时命名规则为“网名.in2”第6章 常用测量平差软件应用平面网数据文件示例 已知点已知点X X（m m）Y Y（m m）备注备注A AB B2272.0452272.0452343.8952343.8955071.3305071.3305140.8825140.882观测值中误差观测值中误差观观 测测 角角观测边长（观测边长（m m）SiSi以以kmkm为单位为单位1 12 23 34 45 5 92 49 43 92 49 43316 43 58316 43 58205 08 16205 08 16235 44 38235 44 38229 33 06229 33 061 12 23 34 4806.191806.191269.486269.486272.718272.718441.596441.596S2S1ABS3S4234已知数据和观测数据已知数据和观测数据第6章 常用测量平差软件应用数据文件录入：分两部分，第一部分为控制网测站信息，包括序号、点名、属性，坐标、高程、仪器高，以及偏心元素测站信息包含以下信息：序号：指已输测站点个数，它会自动叠加。点名：指已知点或测站点的名称。属性：用以区别已知点与未知点：00表示该点是未知点，10表示该点是平面坐标而无高程的已知点，01表示该点是无平面坐标而有高程的已知点，11表示该已知点既有平面坐标也有高程。X、Y、H：分别指该点的纵、横坐标及高程（X:纵坐标，Y:横坐标）。仪器高：指该测站点的仪器高度，它只有在三角高程的计算中才使用。偏心距、偏心角：指该点测站偏心时的偏心距和偏心角。（不需要偏心改正时则可不输入数值）第6章 常用测量平差软件应用 在测站信息区中输入A、B、2、3、4号测站点，其中A、B为已知坐标点，其属性为10，其坐标如“原始数据表”；2、3、4点为待测点，其属性为00，其它信息为空。如果考虑温度、气压对边长的影响，就需要在观测信息区中输入每条边的实际温度、气压值，然后通过概算来进行改正。第6章 常用测量平差软件应用 第二部分是控制网观测信息，包括观测的边长、方向、高差、觇标高、偏心元素、温度和气压等观测信息包含以下信息：照准名：指照准点的名称。方向值：指观测照准点时的方向观测值。观测边长：指测站点到照准点之间的平距。（在观测边长中只能输入平距）高差：指测站点到观测点之间的高差。垂直角：指以水平方向为零度时的仰角或俯角。站标高：指测站点观测照准点时的棱镜高度。偏心距、偏心角、零方向角：指该点照准偏心时的偏心距和偏心角（不需要偏心改正时不输入数值）。温度：指测站点观测照准点时的当地实际温度。气压：指测站点观测照准点时的当地实际气压。（温度和气压只参入概算中的气象改正计算）第6章 常用测量平差软件应用选择输入格式：以A为测站点，B为定向点时（定向点的方向值必须为零），照准2号点和4号点的数据输入如下图6.17“测站A的观测信息”所示第6章 常用测量平差软件应用2为测站点，以A号点为定向点时，照准3号点的数据输入 3号点作为测站点时，以2为定向点，照准4号点4号点为测站点，以3号点为定向点时，照准A点输入完毕后，另存为平差易数据格式文件第6章 常用测量平差软件应用平差过程：控制网数据的录入坐标推算是否概算坐标概算平差报告的生成和输出平差选择计算方案闭合差计算与检核是数据录入，编写控制网属性坐标推算具体平差过程：坐标概算设置选择计算方案闭合差计算与检核平差计算报表输出第6章 常用测量平差软件应用l平差易高程网平差 已知高程值（已知高程值（m m）HA=31.100HA=31.100HB=34.165HB=34.165高差观测值（高差观测值（m m）和测段长度（）和测段长度（km)km)h1=1.001h1=1.001S1=1.0S1=1.0h5=0.504h5=0.504S1=2.0S1=2.0h2=1.002h2=1.002S2=2.0S2=2.0h6=0.060h6=0.060S2=2.0S2=2.0h3=1.064h3=1.064S3=2.0S3=2.0h7=0.560h7=0.560S3=2.5S3=2.5h4=0.500h4=0.500S4=1.0S4=1.0h8=1.000h8=1.000S4=2.5S4=2.5数据文件示例第6章 常用测量平差软件应用测站信息录入：在测站信息区中输入A、B、C、D、E和F号测站点，其中A、B为已知高程点，其属性为01，其高程如“水准原始数据表”；C、D、E、F点为待测高程点，其属性为00，其它信息为空。因为没有平面坐标数据，故在平差易软件中没有网图显示。第6章 常用测量平差软件应用观测信息录入：根据控制网的类型选择数据输入格式，此控制网为水准网，选择水准格式，如下图所示：测段A点至F号点的观测数据输入（观测边长为平距）测段C号点至D号点的观测数据第6章 常用测量平差软件应用测段D号点至B号点的观测数据输入测段E号点至C、D点的观测数据输入测段F号点至C、D、E点的观测数据输入数据输入完毕后，点击另存为，将数据保存为平差易数据格式文件第6章 常用测量平差软件应用数据输入的注意事项:在“计算方案”中要选择“一般水准”，而不是“三角高程”。“一般水准”所需要输入的观测数据为：观测边长和高差。“三角高程”所需要输入的观测数据为：观测边长、垂直角、站标高、仪器高。在一般水准的观测数据中输入了测段高差就必须要输入相对应的观测边长，否则平差计算时该测段的权为零，因此导致计算结果错误。然后，在观测信息区中输入每一组水准观测数据。第6章 常用测量平差软件应用高程网平差操作：高程网平差操作与平面网平差操作相同平差报告的生成和输出：