科傻平差軟件說明書

1、前言“地面測量工程控制與施工測量內(nèi)外業(yè)一體化和數(shù)據(jù)處理自動(dòng)化系統(tǒng)”（簡稱科傻系統(tǒng)） 將測量基本原理和現(xiàn)代科技相結(jié)合， 對電子全站儀、電子水準(zhǔn)儀以及常規(guī)地面測量儀器進(jìn)行系統(tǒng)的開發(fā)，以地面控制測量、施工測量和碎部測量等測量工程為對象，實(shí)現(xiàn)從外業(yè)數(shù)據(jù)采集、質(zhì)量檢核、預(yù)處理到內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理、成果報(bào)表輸出的一體化和自動(dòng)化作業(yè)流程。該系統(tǒng)由兩個(gè)子系統(tǒng)組成： “基于掌上型電腦的測量數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)”（簡稱 COSA-HC ），在掌上型電腦 RD-EB2 上運(yùn)行，能自動(dòng)控制和引導(dǎo)整個(gè)作業(yè)過程并進(jìn)行質(zhì)量檢測，一體化程度高，操作方便。該子系統(tǒng)具有水準(zhǔn)測量、二、三維控制、碎部測量、道路測設(shè)、工程放樣等測量作業(yè)模塊；

2、具有小規(guī)模水準(zhǔn)網(wǎng)、二、三維工程網(wǎng)的平差功能；具有文件管理和數(shù)據(jù)通信功能；該系統(tǒng)靈活方便，適合外業(yè)環(huán)境。“地面測量工程控制測量數(shù)據(jù)處理通用軟件包” （簡稱 CODAPS 或 COSAWIN ）在微機(jī) WINDOWS 環(huán)境下運(yùn)行即可獨(dú)立使用，也可與 COSA-HC 聯(lián)合使用，對 RD-EB2 傳輸過來的原始觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，完成從概算到平差的數(shù)據(jù)自動(dòng)化處理，同時(shí)具有粗差探測與剔除、方差分量估計(jì)、閉合差計(jì)算、貫通誤差影響值估算、報(bào)表打印、網(wǎng)圖顯繪、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換與換帶計(jì)算、控制網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)以及疊置分析等功能。本手冊是為 COSAWIN 用戶專門編寫的，若有疏漏和不當(dāng)之處，敬請讀者提出寶貴意見和批評指正。武漢

3、測繪科技大學(xué)武地課題組2000.5.第一章概述1.1 系統(tǒng)簡介科傻系統(tǒng)（ COSA ）是“地面測量工程控制與施工測量內(nèi)外業(yè)一體化和數(shù)據(jù)處理自動(dòng)化系統(tǒng)”的簡稱，包括COSAWIN和 COSA-HC 兩個(gè)子系統(tǒng)。 COSAWIN 在 IBM 兼容機(jī)上運(yùn)行。COSAWIN 系統(tǒng)除具有概算、平差、精度評定及成果輸出等功能外， 還提供了許多實(shí)用的功能， 如網(wǎng)圖顯繪、 粗差剔除、方差分量估計(jì)、貫通誤差影響值計(jì)算及閉合差計(jì)算等。該系統(tǒng)不同于其它現(xiàn)有控制網(wǎng)平差系統(tǒng)的最大特點(diǎn)是自動(dòng)化程度高，通用性強(qiáng)，處理速度快，解算容量大。其自動(dòng)化表現(xiàn)在通過和 COSA 子系統(tǒng) COSA-HC 相配合 ,可以做到由外業(yè)數(shù)據(jù)采集

4、、檢查到內(nèi)業(yè)概算、平差和成果報(bào)表輸出的自動(dòng)化數(shù)據(jù)處理流程 ;其通用性表現(xiàn)在對控制網(wǎng)的網(wǎng)形、等級和網(wǎng)點(diǎn)編號沒有任何限制 ,可以處理任意結(jié)構(gòu)的水準(zhǔn)網(wǎng)和平面網(wǎng) ,無須給出冗余的附加信息；其解算速度快，解算容量大表現(xiàn)在采用稀疏矩陣壓縮存儲(chǔ)、網(wǎng)點(diǎn)優(yōu)化排序和虛擬內(nèi)存等技術(shù)，在主頻 166MHZ 的 586 微機(jī)上，解算 500 個(gè)點(diǎn)的平面和水準(zhǔn)控制網(wǎng)不到 1 分鐘；在具有 20MB 剩余硬盤空間的微機(jī)上，可以解算多.達(dá) 5000 個(gè)點(diǎn)的平面控制網(wǎng)。1.2 安裝及運(yùn)行1.2.1安裝運(yùn)行 COSAWIN第一張系統(tǒng)盤上的安裝程序SETUP.EXE后，按提示操作即可。安裝程序自動(dòng)在程序組增加“科傻系統(tǒng)”程序項(xiàng)。1

5、.2.2運(yùn)行在并口上插入加密狗后，點(diǎn)擊“開始”菜單欄“程序”組項(xiàng)，會(huì)出現(xiàn)“科傻系統(tǒng)”程序組，單擊其中程序項(xiàng)“科傻系統(tǒng)”中的“地面控制測量數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)”，進(jìn)入如圖1-1 所示的系統(tǒng)界面，所有操作均符合WINDOWS操作規(guī)范。.圖 1-11.3 快速入門1.3.1 系統(tǒng)菜單（ 1）文件文件菜單的主要功能如圖 12 所示：新建 ：新建文本文件， 如平面觀測文件等。圖 1-2打開 ：打開任意文件。.圖 1-3.打印設(shè)置 ：打印機(jī)設(shè)置， 單擊將打開WINDOWS 打印機(jī)設(shè)置對話框。（ 2）平差平差菜單的主要功能如圖13 所示：平面網(wǎng) ：對平面網(wǎng)進(jìn)行平差。 單擊將打開 “輸入平面觀測值文件” 對話框，選擇

6、平面觀測值文件進(jìn)行平面網(wǎng)平差。高程網(wǎng) ：對水準(zhǔn)（高程）網(wǎng)進(jìn)行平差。單擊將打開“打開”對話框，選擇水準(zhǔn)（高程）觀測值文件進(jìn)行高程平差。粗差探測 ：自動(dòng)探測平面控制網(wǎng)觀測值中的粗差，若發(fā)現(xiàn)粗差則自動(dòng)剔除之。方差分量估計(jì) ：對于平面網(wǎng)中一組或有多組不同種類或（和）精度觀測值的情況，通過方差分量估計(jì)，可以使各組觀測值的精度獲得最佳估計(jì)，保證平差隨機(jī)模型和成果的正確性。設(shè)置與選項(xiàng)：概算、平差、粗差探測以及坐標(biāo)轉(zhuǎn)換前作相應(yīng)的設(shè)置和選項(xiàng)。生成概算文件： 作概算時(shí)需要調(diào)用此項(xiàng)，然后在進(jìn)行平差。.圖 1-4（ 3）報(bào)表報(bào)表菜單的主要功能如圖14 所示：平差結(jié)果 ：根據(jù)平面網(wǎng)或高程網(wǎng)平差結(jié)果文件自動(dòng)生成平面或高程

7、平差結(jié)果報(bào)表。原始觀測值 ：將掌上型電腦經(jīng)數(shù)據(jù)通信所得到的原始觀測值文件自動(dòng)生成平面高程網(wǎng)或高程網(wǎng)的原始觀測值報(bào)表。（ 4）查看打開或關(guān)閉工具欄和狀態(tài)欄。（ 5）工具工具菜單的主要功能如圖1 5 所示，其詳細(xì)說明見第三章。.1.3.2 工具條快捷按鈕工具條快捷按鈕如圖 1 6 所示，共有6 類共 18 個(gè)快捷按鈕 ,即：文件類：新建，打開，保存文件。編輯類：剪切，圖 1-5復(fù)制，粘貼功能（對活動(dòng)文檔有效） 。打印類：打印當(dāng)前活動(dòng)文檔（包括圖形）。平差類：平面網(wǎng)平差，高程網(wǎng)平差，平面網(wǎng)網(wǎng)圖顯繪。平面網(wǎng)網(wǎng)圖顯繪類：圖形放大、縮小，開窗放大，返回前級，切換誤差橢圓、點(diǎn)名和比例顯示。關(guān)于類：顯示系統(tǒng)關(guān)

8、于信息。圖 1-6.第二章平差使用 COSAWIN 最常用的操作就是進(jìn)行控制網(wǎng)平差處理，該菜單下包括平面網(wǎng)、高程網(wǎng)平差， 粗差探測， 方差分量估計(jì)，設(shè)置與選項(xiàng)以及生成概算用文件等子菜單。本章主要介紹平面、高程控制網(wǎng)觀測值文件的結(jié)構(gòu)及生成、網(wǎng)平差、設(shè)置與選項(xiàng)以及生成觀測值概算文件等內(nèi)容。粗差探測和方差分量估計(jì)詳見第四章。2.1 控制網(wǎng)觀測文件在進(jìn)行平差之前，必須要準(zhǔn)備好控制網(wǎng)觀測文件，即平面觀測文件（取名規(guī)則為“網(wǎng)名. in2”）和高程觀測文件（取名規(guī)則為“網(wǎng)名 . in1 ”）。觀測文件采用網(wǎng)點(diǎn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，除包含控制網(wǎng)的所有已知點(diǎn)、未知點(diǎn)和觀測值信息外，還隱含了控制網(wǎng)的拓?fù)湫畔??？梢允褂孟到y(tǒng)菜單

9、中“文件”欄下拉“新建”子菜單項(xiàng)或單擊工具欄左邊第一個(gè)快捷鍵建立平面或高程觀測文件。2.1.1平面觀測文件平面觀測文件為標(biāo)準(zhǔn)的ASC 碼文件，可以使用任何文本.編輯器建立編輯和修改。其結(jié)構(gòu)如下：方向中誤差 1，測邊固定誤差 1，比例誤差 1，精度號 1 方向中誤差 2，測邊固定誤差 2，比例誤差 2，精度號 2 ， ， ， 方向中誤差 n，測邊固定誤差 n，比例誤差 n，精度號 n 已知點(diǎn)點(diǎn)號， X 坐標(biāo)， Y 坐標(biāo) ， ， 測站點(diǎn)點(diǎn)號照準(zhǔn)點(diǎn)點(diǎn)號，觀測值類型，觀測值 ，觀測值精度 ， ， ， 該文件分為兩部分：第一部分為控制網(wǎng)的已知數(shù)據(jù)，包括先驗(yàn)的方向觀測精度，先驗(yàn)測邊精度和已知點(diǎn)坐標(biāo)( 見文

10、件的部分 ) ；第二部分為控制網(wǎng)的測站觀測數(shù)據(jù)( 見文件的部分 ) ，包括方向、邊長、方位角觀測值。為了文件的簡潔和統(tǒng)一，我們將已知邊和已知方位角也放到測站觀測數(shù)據(jù)中，它們和相應(yīng)的觀測邊和觀測方位角有相同的“觀測值類型” ，但其精度值賦“ 0”，即權(quán)為無窮大。第一部分的排列順序?yàn)椋?第一行為方向中誤差， 測邊固定誤差，測邊比例誤差。若為純測角網(wǎng)，則測邊固定誤差和比例誤差不起作用；若為純測邊網(wǎng)，方向誤差也不起作用，這時(shí)可輸一個(gè)默認(rèn)值“ 1”。程序始終將第一行的方向中誤差值作為單位權(quán)中誤差。若只有一種 ( 或稱為一組 ) 測角、測邊精度，則可.不輸入精度號。 這時(shí)，從第二行開始為已知點(diǎn)點(diǎn)號及其坐標(biāo)

11、值，每一個(gè)已知點(diǎn)數(shù)據(jù)占一行。若有幾種測角測邊精度，則需按精度分組，組數(shù)為測角、測邊中最多的精度種類數(shù)，每一組占一行，精度號輸1、 2、 .（參見表 2-2 ）。如兩種測角精度，三種測邊精度，則應(yīng)分成三組。方向中誤差單位為秒， 測邊固定誤差單位為毫米，測邊比例誤差單位為 ppm。第一行的三個(gè)值都必須賦值，對于純測角網(wǎng)，測邊的固定誤差和比例誤差可輸任意兩個(gè)數(shù)值，如5,3 ；對于純測邊網(wǎng)，方向中誤差賦為1.0 。已知點(diǎn)點(diǎn)號（或點(diǎn)名，下同）為字符型數(shù)據(jù)，可以是數(shù)字、英文字母（大小寫均可）、漢字或它們的組合（測站點(diǎn)，照準(zhǔn)點(diǎn)亦然）， X、 Y 坐標(biāo)以米為單位。第二部分的排列順序?yàn)椋旱谝恍袨闇y站點(diǎn)點(diǎn)號， 從

12、第二行開始為照準(zhǔn)點(diǎn)點(diǎn)號，觀測值類型，觀測值和觀測值精度。每一個(gè)有觀測值的測站在文件中只能出現(xiàn)一次。沒有設(shè)站的已知點(diǎn)（如附和導(dǎo)線的定向點(diǎn)）和未知點(diǎn)（如前方交會(huì)點(diǎn)）在第二部分不必也不能給出任何虛擬測站信息。觀測值分三種，分別用一個(gè)字符（大小寫均可）表示：L表示方向，以度分秒為單位。 S表示邊長，以米為單位。A表示方位角，以度分秒為單位。觀測值精度與第一部分中的精度號相對應(yīng)，若只有一組觀測精度，則可省略；否則在觀測值精度一欄中須輸入與該觀測值對應(yīng)的精度號（參見表2-2 ）。已知邊長和已知方位角的精.度值一定要輸“ 0”。在同測站上的方向和邊長觀測值按順時(shí)針順序排列，邊角同測時(shí)，邊長觀測值最好緊放在方

13、向觀測值的后面。如果邊長是單向觀測， 則只需在一個(gè)測站上給出其邊長觀測值。若是對向觀測的邊，則按實(shí)際觀測情況在每一測站上輸入相應(yīng)的邊長觀測值，程序?qū)⒆詣?dòng)對往返邊長取平均值并作限差檢驗(yàn)和超限提示；如果用戶已將對向邊長取平均值，則可對往返邊長均輸入其均值，或第一個(gè)邊長（如往測）輸均值，第二個(gè)邊長輸一個(gè)負(fù)數(shù)如“ -1 ”。對向觀測邊的精度高于單向觀測邊的精度，但不增加觀測值個(gè)數(shù)。平面觀測文件中的測站順序可以任意排列， 一般來說不會(huì)影響平差效率和結(jié)果，但本軟件包還特意提供了觀測值文件排序 ( 網(wǎng)點(diǎn)優(yōu)化排序 ) 的功能（詳見 2.3.1 ），通過優(yōu)化排序，既有利于網(wǎng)點(diǎn)近似坐標(biāo)的推算，也可提高解算容量和速

14、度，但一般對于 200 個(gè)點(diǎn)以上的大網(wǎng)或一些特殊網(wǎng)才有較明顯的效果。圖 2-1 為某一測角網(wǎng)的網(wǎng)圖，其相應(yīng)的平面觀測文件*.IN2 ”的數(shù)據(jù)格式見表2-1 。對于有多組測角、 測邊精度的網(wǎng)，其平面觀測文件如表2-2 所示。.163254圖 2-1表 2-1 IN2 文件示例（僅一組精度的情況）0.7,3,31,3730958.610,264342.5912,3714636.8876,276866.083212,L,03,L,27.3625576,L,83.43579124,L,03,L,74.5935771,L,105.48156045,L,03,L,41.3349052,L,77.28365

15、356,L,0.3,L,58.4053474,L,155.51499961,L,03,L,57.2401985,L,117.07239031,L,02,L,121.3454214,L,190.4030245,L,231.5544756,L,293.313088表 2-21.800,3.000,2.000,13.000,5.000,3.000,25.000,5.000,5.000,3k1, 2800.000000, 2400.000000k4, 2400.000000, 3200.000000k1k2,L,0.0000,1k5,L,44.595993,1k6,L,89.595993,1k7,L,

16、 135.000120,1k4p5,L,0.0000,2p5,S, 200.004728,2p3,L,90.000031,高程觀測文件高程觀測文件也是標(biāo)準(zhǔn)的ASC 碼文件，它的結(jié)構(gòu)如下：已知點(diǎn)點(diǎn)號，已知點(diǎn)高程值 ， 測段起點(diǎn)，終點(diǎn)，高差，距離，測段測站數(shù)，精度號， 該文件的內(nèi)容也分為兩部分，第一部分為高程控制網(wǎng)的已知數(shù)據(jù)，即已知高程點(diǎn)點(diǎn)號及其高程值 (見文件的第部分 )。第二部分為高程控制網(wǎng)的觀測數(shù)據(jù)，它包括測段的起點(diǎn)點(diǎn)號，終點(diǎn)點(diǎn)號，測段高差，測段距離、測段測站數(shù)和精度號( 見文件的第部分) 。第一部分中每一個(gè)已知高程點(diǎn)占一行， 已知高程以米為單位，其順序可以任意排列。第二部分中

17、每一個(gè)測段占一行，對于水準(zhǔn)測量，兩高程點(diǎn)間的水準(zhǔn)線路為一測段，測段高差以米為單位，測段距離以公里為單位。對于光電測距三角高程網(wǎng)，測段表示每條光電測距邊，測段距離為該邊的平距（單位公里）。如果平差時(shí)每一測段觀測按距離定權(quán)，則“測段測站數(shù)”這一項(xiàng)不要輸入或輸入一個(gè)負(fù)整數(shù)如 -1 。若輸了測站測段數(shù)，則平差時(shí)自動(dòng)按測段測站數(shù)定權(quán)。該文件中測段的順序可以任意排列。當(dāng)只有一種精度時(shí)，精度號可以不輸。對于多種精度（多等級）的水準(zhǔn)網(wǎng)，第一部分的前面還要增加幾行，每行表.示一種精度，有三個(gè)數(shù)據(jù)，即水準(zhǔn)等級，每公里精度值（單位mm/km） , 精度號。A2A3TP1A4Z5Z6Z7圖 2-2表 2-3TP1 1

18、00Z5TP1 0.0585 1.000Z5,Z6,0.0683,1.000Z6,Z5,0.0634,1.000Z6,A4,0.0683,1.000Z6,Z7,0.0489,1.000TP1,A2,0.0320,1.000TP1,A3,40.1607,1.415TP1,A4,0.0562,1.000A3,TP1,-39.8801,1.415A2,TP1,0.0732,1.000A4,Z6,0.0780,1.000A4,TP1,0.0683,1.000.圖 2-2 為某一水準(zhǔn)網(wǎng)的水準(zhǔn)路線圖， 其相應(yīng)的高程觀測文件見表 2-3 。下面給出按距離定權(quán)、 按測站數(shù)定權(quán)和多等級水準(zhǔn)網(wǎng)的高程觀測文件的數(shù)據(jù)

19、結(jié)構(gòu)（ 1）按距離定權(quán)S0,219.9592N2,212.5328N1,S246,24.8433,0.612N1,S0,62.8298,0.858N1,N0,50.7066,0.525N0,S2,34.7798,0.690N0,N2,4.6745,0.183.（ 2）按測站數(shù)定權(quán)9568,309584, 9568, -1.96985, 0.10670, 49568, 9567, 3.02405, 0.07920, 29567, 9566, -0.29515, 0.05200, 29568, 9584, 1.97090, 0.10480, 49584, 9585, 1.63340, 0.1028

20、0, 2.（ 3）多等級水準(zhǔn)網(wǎng)（-1 表示不按測站數(shù)定權(quán)）.1,1.000, 12,2.000, 23,3.000, 3BM1,120.000000BM3,140.000000BM1,BM2,-19.9942,20.000,-1,1BM2,BM3,40.0073,24.000,-1,1BM3,BM4,10.0314,30.000,-1,2BM2,BM5,30.0088,23.000,-1,2BM3,BM5,-10.0314,27.000,-1,控制網(wǎng)觀測文件的生成在 COSAWIN 系統(tǒng)中，控制網(wǎng)觀測文件的生成有四種方法：一種是利用通用文本編輯軟件人工建立，這適合手工記錄野外觀測

21、數(shù)據(jù)的情況；另一種是在野外利用COSA 系統(tǒng)的子系統(tǒng)COSA-HC 自動(dòng)采集數(shù)據(jù)， 傳輸?shù)轿C(jī)， 通過“工具” 欄的 “格式轉(zhuǎn)換” 功能，全自動(dòng)化地形成相應(yīng)的平面和高程觀測文件（文件的第部分需要人工編輯）第三種方法是人工建立“*.SV ”文件，調(diào)用“工具”欄中的斜距化平功能，自動(dòng)生成平面觀測文件（參見3.5）。第四種方法是模擬生成平面和高程觀測文件(參見第五章 ) 。第一種方法一般需要用戶對方向、邊長觀測值.作預(yù)處理，如方向改化、傾斜改正、歸化投影改正等，文件中的觀測值必須和已知點(diǎn)坐標(biāo)協(xié)調(diào)一致，對應(yīng)于某一高程面和坐標(biāo)系。第二種方法中，COSA-HC已對邊長作氣象改正、儀器常數(shù)改正和傾斜改正，對

22、高差已作曲率和折光改正，但未作方向改化、邊長歸化投影改正。如需要進(jìn)行上述改正計(jì)算，可用本程序所提供的概算功能（參見2.3.1）。（1）COSAWIN 系統(tǒng)中文件名的約定規(guī)則COSAWIN 系統(tǒng)處理對象是控制網(wǎng)，每一個(gè)控制網(wǎng)都用一個(gè)字符串來作為控制網(wǎng)名。與某一控制網(wǎng)相關(guān)的所有文件，其文件名約定為以控制網(wǎng)名作為主文件名，用不同的后綴來表示該網(wǎng)的不同類型文件。如對平面控制網(wǎng)的觀測文件，其文件名為“網(wǎng)名 . IN2 ”，對高程網(wǎng)觀測文件，其文件名為 “網(wǎng)名 . IN1 ”，對平面網(wǎng)的平差結(jié)果文件，其文件名為“網(wǎng)名. OU2”，對高程控制網(wǎng)的平差結(jié)果文件，其文件名為“網(wǎng)名. OU1 ”。平面網(wǎng)及高程網(wǎng)的

23、模擬方案文件報(bào)表輸入輸出文件以及坐標(biāo)轉(zhuǎn)換文件的擴(kuò)展名詳見第五、七章。（2）手工建立控制網(wǎng)觀測文件在 WINDOWS95/98 下，啟動(dòng) COSAWIN ，屏幕窗口彈出如圖 1-1 所示的主窗口。用鼠標(biāo)單擊“文件” ， 主菜單中彈出.如圖 1-2 所示的下拉菜單。選擇其中的“新建”，主菜單窗口便會(huì)彈出一個(gè)文本編輯窗口，您可以按照2. 1 所述的文件格式，輸入控制網(wǎng)的起算數(shù)據(jù)和觀測數(shù)據(jù)。輸完各種數(shù)據(jù)后，存盤關(guān)閉文本編輯窗口，即完成了控制網(wǎng)觀測文件的建立。（3）自動(dòng)建立控制網(wǎng)觀測文件自動(dòng)建立控制網(wǎng)觀測文件是建立在外業(yè)使用科傻系統(tǒng)的子系統(tǒng) COSA-HC 進(jìn)行外業(yè)觀測數(shù)據(jù)自動(dòng)采集的基礎(chǔ)上，使用COSA

24、WIN的“手簿通訊”和“數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換”功能，直接形成控制網(wǎng)觀測文件，參見3.6 和 3.7。2.2 控制網(wǎng)平差準(zhǔn)備好控制網(wǎng)觀測文件以后，即可進(jìn)行平差處理。但在平差前，一般還需要對平差過程中的某些參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，如平差迭代限值，邊長定權(quán)公式，精度評定時(shí)是使用先驗(yàn)單位權(quán)中誤差還是后驗(yàn)中誤差，是否作網(wǎng)點(diǎn)優(yōu)化排序，是否作觀測值概算，是否設(shè)置用邊長交會(huì)推算網(wǎng)點(diǎn)近似坐標(biāo)等。設(shè)置是通過COSAWIN的“平差”主菜單下的“設(shè)置”來完成，具體操作過程詳見2.3。如果控制網(wǎng)的范圍較小，高程變化也較小，且為獨(dú)立的工程坐標(biāo)系，已知點(diǎn)的Y 坐標(biāo)值較?。ㄈ缭?0 公里以下），或者平面觀測文件中的觀測值已經(jīng)經(jīng)過了各種歸化改.正，

25、則可直接進(jìn)行平差處理。如果控制網(wǎng)的已知點(diǎn)坐標(biāo)是國家54 或 80 坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，且 Y 坐標(biāo)值較大（即測區(qū)離中央子午線較遠(yuǎn)），平面觀測文件中的邊長、方向值也沒有經(jīng)過概算，則需要利用COSAWIN 的概算功能對方向和邊長觀測值進(jìn)行三差改正以及歸化和投影改正，然后才能進(jìn)行平差 （參見 2.2.1,2.4和 2.3.1）。這里需要說明的是， COSA-HC 子系統(tǒng)已對邊長觀測值作了加乘常數(shù)改正、氣象改正以及斜距化平計(jì)算。平差時(shí)，只需在主菜單中用鼠標(biāo)單擊“平差” ，則會(huì)彈出下拉菜單，如圖 1-3 所示。下面我們對平面網(wǎng)和高程網(wǎng)平差進(jìn)一步予以說明。2.2.1平面網(wǎng)平差如果觀測文件中的邊長、方向觀測值需

26、要進(jìn)行改化計(jì)算，則須先在“平差”欄的“設(shè)置與選項(xiàng)”中進(jìn)行相應(yīng)選擇，并在“平差”欄中激活“生成概算文件”(參見圖 1-3 和 2.4)。形成概算用文件后，用鼠標(biāo)單擊 “平差” 欄中的 “平面網(wǎng)”或單擊工具條中平差快捷鍵，主菜單窗口彈出如圖2-3 所示的對話框。在該對話框中選擇并打開要進(jìn)行平差的平面觀測值文件，將自動(dòng)進(jìn)行概算、組成并解算法方程、法方程求逆和精度.評定及成果輸出等工作，平差結(jié)果存于平面平差結(jié)果文件“網(wǎng)名 .OU2”，并自動(dòng)打開以供查看。圖 2-3在平差過程中若出現(xiàn)迭代次數(shù)多且不收斂的情況，或出現(xiàn)其它提示，平差不能繼續(xù)進(jìn)行，首先應(yīng)檢查平面觀測文件是否有大的錯(cuò)誤。若平差結(jié)果文件的后驗(yàn)單位

27、權(quán)中誤差顯著偏大（例如是先驗(yàn)單位權(quán)中誤差的1.5 倍以上），則應(yīng)懷疑觀測值可能含有粗差。對于觀測值粗差，可以查看觀測值改正數(shù)的大小并調(diào)用“工具”欄中“閉合差計(jì)算”菜單項(xiàng)，檢查閉合差是否超限（參見3.1）。對于圖形結(jié)構(gòu)較好，多余觀測數(shù)較多的網(wǎng)，還可調(diào)用“粗差探測”功能，探測和剔除粗差（參見4.1）。.2.2.2 高程網(wǎng)平差用鼠標(biāo)單擊“平差”欄中的“高程網(wǎng)”， 或單擊工具條中的快捷鍵，主菜單窗口將彈出如圖2-4 所示的對話框。在該對話框中選擇并打開要進(jìn)行平差的高程觀測值文件，將自動(dòng)進(jìn)行高程網(wǎng)平差、精度評定及成果輸出等工作。平差結(jié)果存于高程平差結(jié)果文件“網(wǎng)名.OU1”中，并自動(dòng)打開以供查看。通過查看

28、和分析后驗(yàn)單位權(quán)中誤差值以及高差觀測值的改正數(shù)，可以判斷觀測值和平差結(jié)果的質(zhì)量；同樣也可以調(diào)用“工具”欄中“閉合差計(jì)算”功能菜單，檢查各水準(zhǔn)環(huán)線的閉合差是否超限圖 2-4.2.3 設(shè)置與選項(xiàng)在“平差”菜單欄中選擇“設(shè)置與選項(xiàng)”，則會(huì)彈出如圖3-3 所示的設(shè)置對話框，該設(shè)置包括：平差設(shè)置、坐標(biāo)常數(shù)和改正數(shù)、 坐標(biāo)系統(tǒng)設(shè)置以及粗差剔除設(shè)置，下面分別予以介紹。2.3.1 平差設(shè)置平差設(shè)置界面如圖 3-3 所示，包括了三個(gè)開關(guān)選擇框、兩組單選按鈕設(shè)置框和一個(gè)編輯框。開關(guān)選擇框用來確定某項(xiàng)功能的開或關(guān)，用鼠標(biāo)單擊左邊的方框可以設(shè)置開關(guān)選擇框的開關(guān)狀態(tài)，當(dāng)方框中有 “”標(biāo)識(shí)符時(shí)， 則表示該選擇框處于 “開

29、”狀態(tài)，否則為“關(guān)”狀態(tài)。對于一組單選按鈕設(shè)置框，一次只能選中其中的某一項(xiàng)，選中項(xiàng)的左側(cè)圓圈中會(huì)出現(xiàn)一個(gè)黑點(diǎn)。（ 1）觀測值文件排序當(dāng)該選項(xiàng)處于選中（開）狀態(tài)時(shí)，則表示平差前先要對原始觀測文件進(jìn)行優(yōu)化排序，否則表示平差前不排序。這項(xiàng)選擇一般適合于大網(wǎng) (點(diǎn)數(shù) >500) 或特殊網(wǎng)。對于大型網(wǎng)，觀測值文件優(yōu)化排序后， 可以提高平差計(jì)算速度。 此外， 通過該項(xiàng)選擇，對于較復(fù)雜的網(wǎng)，點(diǎn)的近似坐標(biāo)計(jì)算會(huì)有影響，如增減迭代計(jì)算次數(shù)，迭代收斂或不收斂等。因此是否選擇此項(xiàng)，可通過試.圖 3-3.算確定。（ 2）觀測值概算當(dāng)該選項(xiàng)處于“開”狀態(tài)時(shí)，則表示在平差前首先要對原始觀測值進(jìn)行概算。若要進(jìn)行概算，

30、需要首先在“平差”欄中點(diǎn)激“生成概算文件”，并對該文件作必要編輯。若不進(jìn)行概算，則關(guān)閉該項(xiàng)。（ 3）近似坐標(biāo)用邊長交會(huì)當(dāng)該選項(xiàng)處于“開”狀態(tài)時(shí)，表示推算近似坐標(biāo)用邊長前方交會(huì)，否則在推算近似坐標(biāo)時(shí)不使用邊長交會(huì)。這項(xiàng)選擇適用于只有少量方向的邊角網(wǎng)或混合網(wǎng)，對于單純的測邊網(wǎng)，必須打開該項(xiàng)，否則網(wǎng)點(diǎn)近似坐標(biāo)推算將不能進(jìn)行。這里需要說明的是：由于邊長交會(huì)的二義性，當(dāng)交會(huì)某一點(diǎn)的邊只有兩條時(shí)，交會(huì)出的點(diǎn)可能是錯(cuò)誤的，這時(shí)可以采用兩種方法加以解決，一是建立一個(gè)網(wǎng)形信息文件，文件名為 “網(wǎng)名 .NET ”，該文件為標(biāo)準(zhǔn) ASCII 文件，可以使用任意文本編輯器形成，其格式為：點(diǎn)名 1，點(diǎn)名 2，點(diǎn)名 3點(diǎn)

31、名 1、點(diǎn)名 2、點(diǎn)名 3 為邊長交會(huì)三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，按逆時(shí)針方向排列，每一個(gè)三角形組合占一行。二是建立一個(gè)交會(huì)點(diǎn)的概略坐標(biāo)文件，文件名為“網(wǎng)名.XYO ”，其格式為：.點(diǎn)名概略坐標(biāo)X 0概略坐標(biāo) Y 0概略坐標(biāo)可以很粗糙，且只需要有二義性的交會(huì)點(diǎn)。為了避免上述問題，布設(shè)純測邊網(wǎng)時(shí)，最好不要采用單三角形，應(yīng)多增加跨三角形的長邊，每個(gè)網(wǎng)點(diǎn)至少有三條邊通過，這樣可減少邊長交會(huì)的二義性。（ 4）單位權(quán)選擇該選項(xiàng)是用來設(shè)置系統(tǒng)在進(jìn)行精度評定時(shí)是使用先驗(yàn)單位權(quán)中誤差還是使用后驗(yàn)單位權(quán)中誤差，用鼠標(biāo)單擊“先驗(yàn)單位權(quán)”按鈕，則設(shè)置使用先驗(yàn)單位權(quán)中誤差；用鼠標(biāo)單擊“后驗(yàn)單位權(quán)”按鈕，則設(shè)置使用后驗(yàn)單位權(quán)中誤

32、差。當(dāng)多余觀測數(shù)較多時(shí)， 使用后驗(yàn)單位權(quán)中誤差較好。 當(dāng)多余觀測數(shù)很少 （例如小于 8），則用先驗(yàn)單位權(quán)中誤差為宜。在平差結(jié)果文件“網(wǎng)名 .OU2 ”中的最未部分，有先驗(yàn)和后驗(yàn)單位權(quán)中誤差信息，若兩者相差較大，對于邊角網(wǎng)或有多組精度的網(wǎng)，已知坐標(biāo)或觀測值中可能含有粗差，或邊角精度不匹配。若后驗(yàn)單位權(quán)特別大，則首先應(yīng)懷疑觀測值文件有錯(cuò)誤， 或者近似坐標(biāo)推算出錯(cuò)。（ 5）邊長定權(quán)公式該選項(xiàng)是用來設(shè)置系統(tǒng)在平差時(shí)采用什么公式來確定邊長觀測值的中誤差，本系統(tǒng)中提供了兩種邊長定權(quán)公式，一種是按下式計(jì)算邊長的中誤差：.ABS另一種計(jì)算邊長中誤差的公式為：A2B2S2式中， A 、 B 分別為測距儀的固定誤

33、差和比例誤差，取自“網(wǎng)名 .in2”文件， S 為邊長值，單位為公里。由于邊長定權(quán)公式不同，平差結(jié)果有一定差別，可以用“工具”中的“疊置分析”進(jìn)行比較。系統(tǒng)的缺省設(shè)置是后一種定權(quán)公式。（ 6）平差迭代限值平差迭代限值是平差迭代計(jì)算中最大的坐標(biāo)改正數(shù)限值， COSAWIN 系統(tǒng)的缺省值為 10 厘米。若需要改變此項(xiàng)設(shè)置， 可以直接在在編輯框中輸入所要設(shè)定的值。當(dāng)最大坐標(biāo)改正數(shù)小于限值時(shí)，停止迭代，進(jìn)行平差精度評定。對于精度要求很高的網(wǎng)，可設(shè)置小一些（如1 厘米）。如果平差迭代計(jì)算中最大坐標(biāo)改正數(shù)很大且不收斂，則應(yīng)考慮觀測文件的數(shù)據(jù)有錯(cuò)，或推算近似坐標(biāo)出錯(cuò)。設(shè)置完上述相應(yīng)的選項(xiàng)后，用鼠標(biāo)單擊確認(rèn)或

34、應(yīng)用(A) 按鈕，則接受更改的設(shè)置，否則單擊取消則放棄更改的設(shè)置而保持以前的設(shè)置（以后各項(xiàng)設(shè)置的確認(rèn)和取消操作和此處相同）。.2.3.2 坐標(biāo)參數(shù)和改正數(shù)在如圖 3-3 所示的對話框中，用鼠標(biāo)擊“坐標(biāo)參數(shù)和改正數(shù)”標(biāo)簽， 則彈出坐標(biāo)參數(shù)和改正數(shù)設(shè)置屬性表，界面如圖3-4所示。圖 3-4（ 1）坐標(biāo)加常數(shù)用來設(shè)置 X 、Y 坐標(biāo)的百公里加常數(shù)，以百公里為單位。.當(dāng)已知點(diǎn)在國家坐標(biāo)系中且 X 坐標(biāo)很大（一般為數(shù)千公里） ，可以將整百公里以上的值作為 X 坐標(biāo)的加常數(shù)， 以使計(jì)算簡便。 Y 坐標(biāo)若加 500 公里，則 Y 坐標(biāo)的加常數(shù)為 500 公里。對于局部坐標(biāo)系下的工程網(wǎng)， X 、 Y 坐標(biāo)均比

35、較小，它們的加常數(shù)為零（本系統(tǒng)的缺省值） 。（ 2）水準(zhǔn)尺每米真長改正數(shù)用來設(shè)置水準(zhǔn)尺的實(shí)際檢測長度相對于每米標(biāo)稱尺長的改正數(shù)，在水準(zhǔn)網(wǎng)平差中用以對水準(zhǔn)測段高差進(jìn)行改正。缺省設(shè)置值為零。2.3.3 坐標(biāo)系統(tǒng)設(shè)置在如圖 3-3 所示的對話框中，用鼠標(biāo)擊“坐標(biāo)系統(tǒng)設(shè)置”標(biāo)簽，則彈出坐標(biāo)系統(tǒng)設(shè)置屬性表，其界面如圖3-5 所示。該功能在概算和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換使用到。（ 1）坐標(biāo)系統(tǒng)組合框“坐標(biāo)系統(tǒng)”中的單選按鈕用來設(shè)置投影改正時(shí)采用的橢球系統(tǒng)，用戶可以從系統(tǒng)所提供的北京 54 坐標(biāo)橢球、國家 80 坐標(biāo)橢球、 WGS-84 坐標(biāo)橢球以及用戶自定義橢球系統(tǒng)四種選項(xiàng)中任選一種。當(dāng)選擇用戶自定義橢球時(shí)，需要用戶自.

36、己定義橢球的長半軸和橢球的扁率分母，長半軸輸入值以米為單位。（ 2）中央子午線中央子午線編輯框用來輸入測區(qū)所處投影帶中央子午線圖 3-5的經(jīng)度值，以度為單位。.（ 3）投影面高程在該編輯框中，用戶可以輸入控展網(wǎng)所要投影到的高斯投影面的高程值，以米為單位。在 COSAWIN 中的缺省設(shè)置是：坐標(biāo)系統(tǒng)為北京 54 坐標(biāo)系統(tǒng)，中央子午線為 111 度，投影面高程為零。用戶應(yīng)特別注意平面控制網(wǎng)中的已知點(diǎn)坐標(biāo)是屬于哪個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)，哪個(gè)投影面。對于獨(dú)立坐標(biāo)系下的工程控制網(wǎng)，關(guān)鍵是投影高程面的正確確定。2.3.4 角度與距離單位設(shè)置角度可設(shè)置為360 度制或 400 度制（歐洲國家采用）缺省值為 360 度制

37、。2.3.5 粗差剔除設(shè)置用于設(shè)定方差比及粗差倍值、改正數(shù)倍值兩個(gè)閾值（參見圖 3-6）。方差比取值一般為 1.051.20 之間，愈小，則所能探測到的粗差愈?。ㄈ?310 倍的觀測誤差） 。但方差比不要小于1。粗差倍值取值應(yīng)大于 3。改正數(shù)倍值可取 1.52.5 之間的值，該值愈小，計(jì)算工作量愈大。.2.4 生成概算用文件當(dāng)平面觀測文件中的方向、邊長觀測值需要概算時(shí)，調(diào)用此功能可自動(dòng)生成概算用文件中的近似坐標(biāo)部分，若有該網(wǎng)的高差觀測值文件，則同時(shí)生成近似高程。自動(dòng)生成概算所需要文件“網(wǎng)名 .XYH ”后，還須人工編輯該文件，如添加每個(gè)網(wǎng)點(diǎn)的近似高程，對于精度要求較高的平面網(wǎng)，還要輸入每個(gè)測站

38、上的覘標(biāo)高、大地水準(zhǔn)面差距以及垂線偏差的子午分量和卯酉分量等附加量，以便對觀測值作三差改正。對于一般網(wǎng)，可不考慮三差改正，不必輸后四項(xiàng)，即上述附加量均自動(dòng)作“0”處理。圖 3-6.概算文件是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)ASCII 格式文件，其結(jié)構(gòu)如下：網(wǎng)點(diǎn)點(diǎn)名， X ，Y ， H，BH ，N，該文件中每一網(wǎng)點(diǎn)的概算信息占一行，其中X、Y、H為該點(diǎn)的近似三維坐標(biāo)；BH為覘標(biāo)高，以米為單位；N為大地水準(zhǔn)面差距，以米為單位；和為該點(diǎn)垂線偏差的子午和卯酉分量，以秒為單位。只有在網(wǎng)的精度要求較高時(shí)才需要輸入后面的四項(xiàng)。但前面三項(xiàng)是必須有的，當(dāng)只有前三項(xiàng)時(shí)，后四項(xiàng)自動(dòng)作“ 0”處理。實(shí)例（參見“概算算例網(wǎng).XYH”文件）：1

39、 3730958.6100 264342.5910 535.7 8.0 1.3 3.4 -0.72 3714636.8876 276866.0832 203.9 8.0 1.1 4.02.54 3700347.1407 266213.9081 376.0 8.1 1.6 0.63.75 3709621.8715 258215.6696 182.0 7.9 1.1 1.01.46 3721646.7827 254621.4564 166.2 7.8 1.0 0.83.43 3718773.3604 266467.5123 179.6 7.9 1.5 附加信息文件對平面網(wǎng)，若人

40、工建立“網(wǎng)名.IFI ”文件，則可生成“網(wǎng)名 .IFO ”附加信息文件。 “網(wǎng)名 .IFI”的結(jié)構(gòu)為：R_PRECISION點(diǎn)對 1.QXX_MA TRIX.點(diǎn)號 1， .，點(diǎn)號 KL_CONSTANT實(shí)例（參見“隧道網(wǎng).IFI ”）R_PREcision2,313 3113 2113 17121,171qxx_matrix2,3,1331 21 171L_constant附加信息包括給定點(diǎn)對的相對誤差信息，給定點(diǎn)的協(xié)因數(shù)陣，每個(gè)觀測值誤差方程式的常數(shù)項(xiàng)（用于檢查粗差）,實(shí)例參見“隧道網(wǎng) .IFO ”。.第三章工具COSAWIN 是一套測量控制網(wǎng)通用數(shù)據(jù)處理軟件包，它不僅能完成任意測量控制網(wǎng)常

41、規(guī)的平差解算和精度評定等工作，還提供了一些非常有用的輔助功能。如平面、高程網(wǎng)閉合差計(jì)算，貫通誤差影響值計(jì)算，網(wǎng)圖顯繪，疊置分析，手簿通訊和格式轉(zhuǎn)換等功能。下面分別予以介紹。在主菜單中用鼠標(biāo)單擊“工具”，則會(huì)彈出下拉菜單，如圖 1-5 所示。3.1 平面閉合差計(jì)算啟動(dòng)該功能，首先由平面觀測文件自動(dòng)尋找出導(dǎo)線線路（ DX ）和最小獨(dú)立閉合環(huán)線路（多邊形DBX ），生成計(jì)算閉合差線路文件“網(wǎng)名. CLI ”。CLI 文件的結(jié)構(gòu)如下：1,DXF3D4P1P2P3F2F12,DX.1,DBXD6S3S42,DBXD1S1S53,DBX.根據(jù)閉合差線路文件，自動(dòng)計(jì)算出導(dǎo)線和多邊形的角度閉合差、坐標(biāo)閉合差和

42、全長閉合差，并進(jìn)一步根據(jù)多邊形角度閉合差計(jì)算方向觀測值精度，對閉合差進(jìn)行評價(jià)和超限提示。計(jì)算結(jié)果存放于閉合差結(jié)果文件“網(wǎng)名. CLO ”中。操作步驟如下：在如圖 1-5 所示的下拉菜單中用鼠標(biāo)單擊“閉合差計(jì)算”中的“平面網(wǎng)” ，系統(tǒng)彈出打開文件對話框，提示您選取平面觀測值文件。在該對話框中選擇并打開要進(jìn)行閉合差計(jì)算的平面觀測值文件，則自動(dòng)進(jìn)行附合導(dǎo)線和最小閉合環(huán)的搜索及閉合差的計(jì)算。用戶也可按CLI 文件格式手工建立閉合差計(jì)算的線路文件（例如無定向?qū)Ь€，個(gè)別附合導(dǎo)線）。若已存在該網(wǎng)的 CLI 文件，則可直接利用。由于自動(dòng)尋找附合導(dǎo)線和最小獨(dú)立閉合環(huán)線路是一個(gè)較為耗時(shí)的操作，對于點(diǎn)數(shù)較多或較復(fù)雜

43、的網(wǎng)，需要等待一段時(shí)間。當(dāng)計(jì)算完成后，結(jié)果存儲(chǔ)在“網(wǎng).名 .CLO”中，并自動(dòng)打開以供查看。3.2 高程閉合差計(jì)算根據(jù)高程觀測文件自動(dòng)尋找出水準(zhǔn)（高程）附合線路和最小獨(dú)立閉合環(huán)線路，存放于閉合差線路文件“網(wǎng)名. GCI ”中，根據(jù)閉合差線路文件，自動(dòng)計(jì)算附合線路和多邊形閉合環(huán)的高程閉合差并作超限提示，同時(shí)根據(jù)閉合環(huán)的閉合差計(jì)算每公里水準(zhǔn)（高程）觀測值的全中誤差，計(jì)算結(jié)果存放于閉合差結(jié)果文件“網(wǎng)名 .GCO”中。其計(jì)算步驟同平面網(wǎng)閉合差計(jì)算。3.3 貫通誤差影響值計(jì)算該功能主要為隧道施工控制網(wǎng)而設(shè)計(jì)的，其實(shí)質(zhì)是根據(jù)控制網(wǎng)的洞口點(diǎn)和定向點(diǎn)精度、貫通點(diǎn)的位置以及貫通面的方向，在完成網(wǎng)平差之后，直接估

44、算隧道貫通誤差影響值。為此首先人工建立一個(gè)貫通誤差引導(dǎo)文件，該文件也是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的ASC 文件，命名規(guī)則為“網(wǎng)名. GTI ”，其格式為：進(jìn)口點(diǎn)號，進(jìn)口定向點(diǎn)號，出口點(diǎn)號，出口定向點(diǎn)號，貫通點(diǎn)號， X 坐標(biāo)， Y 坐標(biāo)，貫通面方位角AF.JGEBC如上圖所示的貫通方案可建立如下貫通文件J，A ， C， E， G，X G， Y G，J，A ， C， F， G，X G， Y G，J，B ， C， E，G，X G， Y G，J，B ， C， F， G，X G，Y G，表 3-1 為某工程網(wǎng)計(jì)算貫通誤差引導(dǎo)文件實(shí)例。其中，171，21 和 100 分別是進(jìn)口點(diǎn)、出口點(diǎn)和貫通點(diǎn)的點(diǎn)號（參見“隧道網(wǎng) .GT

45、I ”）。表 3-1171,8,21,12,100,69140,439260,90.00171,8,21,11,100,69140,439260,90.00171,5,21,12,100,69140,439260,90.00171,5,21,11,100,69140,439260,90.00171,9,21,12,100,69140,439260,90.00171,9,21,11,100,69140,439260,90.00為了選取最優(yōu)的定向點(diǎn)方案，在一次計(jì)算中，可準(zhǔn)備多種不同的進(jìn)出口點(diǎn)與定向點(diǎn)的組合，每一種組合占一行。準(zhǔn)備好引導(dǎo)文件 “網(wǎng)名 .GTI ”后，用鼠標(biāo)單擊 “貫通誤差影響值計(jì)算”，將自動(dòng)計(jì)算貫通誤差影響值，并將結(jié)果