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