通用地面测量工程控制网数据处理自动化软件FSDIGDPAS用户操作手册.docx

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通用地面测量工程控制网数据处理自动化软件FSDIGDPAS用户操作手册.docx

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通用地面测量工程控制网数据处理自动化软件FSDIGDPAS用户操作手册

中铁一院

通用地面测量工程控制网数据处理自动化软件

FSDI-GDPAS版本v2.3

用户操作手册

前言

欢迎使用“中铁一院通用地面测量工程控制网数据处理自动化软件包FSDI-GDPAS”用户操作手册，本手册详细说明了如何安装、配置、以及使用该软件。

如果你以前使用过其它同类产品，我们建议你花少许时间阅读此手册，以便了解本产品的特有性能。

关于本手册

为了确保您可以正确操作“中铁一院通用地面测量工程控制网数据处理自动化软件包FSDI-GDPAS”相关软件，请您仔细阅读本手册的操作指南及其它重要资讯。

在本操作手册中所使用到的各种符号说明：

说明：

名词解释或是进一步的信息说明

注意：

重点提示，重要的注意事项

声明

该手册没有任何形式的担保，立场表达或其它暗示，若有任何因本使用手册或其所提到的产品的所有信息，所引起直接或间接的数据流失，利益损失或事业终止，本单位恕不为其承担任何责任。

除此之外，本手册所提到的产品信息及相关参考，内容会随时更新，恕不另行通知。

该手册中所谈论到的产品或公司名称仅作识别之用，这些名称可能属于其它公司的注册商标或版权。

本产品相关程序改变，操作手册都会随之更新，更新的详细内容请直接与我们联系。

技术支持

说明：

我们的技术团队将不断地对现有程序进行优化与改进，以后的功能将更加完善和稳定。

若有疑问，请及时和我们联系。

“通用地面测量工程控制网数据处理自动化软件”软件介绍

中铁一院通用地面测量工程控制网数据处理自动化软件包v2.2版本，是一套通用地面网平差及数据处理软件（简称FSDI-GDPAS），能与中铁一院开发的外业数据采集系统（包括机载数据采集系统和移动数据采集系统）采集的原始数据实现无缝集成及内外业一体化，并将外业采集的数据直接导入系统的数据处理模块中，不需要对采集的数据做任何后整理便可直接计算分析，输出平差结果，包括：

点位坐标、边长和方向精度、多余观测分量、点位精度、相对点位精度、误差椭圆、控制网图、原始观测电子手簿等多项信息。

FSDI-GDPAS主要包括全站仪数据处理、水准仪数据处理、平面网平差处理、高程网平差处理、CPIII三角高程网平差处理以及中间设站三角高程计算等六个功能模块。

下图详细的展示了数据处理系统的主要模块：

中间设站三角高程计算

我们将在接下来的几章对以上模块作详细说明！

第一章产品安装信息

●内容概要

●软硬件需求

●软件安装与卸载

内容概要

本章首先讲解了FSDI-GDPASv2.2软件安装的系统设备配置需求，这包含了硬件及软件需求；其次对该软件的安装与卸载过程作了详细说明，以便用户正常使用该软件。

系统运行软硬件需求

1．硬件需求

PC电脑，要求：

⏹处理器1GHz以上

⏹内存256MB以上

2．软件需求

操作系统，要求：

⏹WindowsXPProfessionalServicePack2及以上或者

⏹Windows2000Server或者

⏹Windows2000Professional或者

⏹Windows2003Server或以上版本

⏹Windows7

软件运行环境：

⏹.netFramework2.0

⏹MicrosoftofficeExcel2007软件或更高版本的Excel文件（系统的“输出外业观测手簿”功能）

⏹AutoCAD2007或更高版本的CAD软件（系统的“控制网网图CAD输出”功能）

软件安装

（1）首先安装.NETFrameworkVersion2.0RedistributablePackage（x86），可在/popular.aspx下载该框架。

（2）运行光盘上的硬件宏狗驱动程序GrandDogRunTimeSystemSetup.exe，按照提示运行即可完成安装。

（3）运行光盘上的安装文件FSDI-GDPAS-Setup.msi软件包（安装之前需卸载已有中铁一院FSDI-GDPAS软件），按照提示运行即可完成安装。

启动安装向导

选择安装目录

确认安装

安装进程

安装完成

（3）将与本硬件狗对应的license许可文件“FSDI-GDPAS.lic”复制到"X:

\.....\FSDI-GDPAS\"安装目录下。

（4）安装完成后，插上硬件狗，点击桌面或开始菜单中的程序图标，即可进入软件界面。

软件卸载

点击“开始”按钮

，依次选择“设置”、“控制面板”，单击“添加/删除程序”图标。

在已安装程序列表中选择相应的程序“FSDI-GDPAS”后点击“删除”按钮。

第二章软件使用说明

2.1项目管理

FSDI-GDPAS数据处理系统是按工程项目进行管理和处理的，所有的操作均是在所选定的工程项目中进行的，并且数据处理过程中的输入文件、过程文件及结果文件均在所创建的工程项目中进行统一的管理。

这样做的优点是方便用户使用，便于存档和调阅，同时，按工程进行管理也是大部分优秀软件所采用的方法，为软件使用人员所熟悉。

数据处理系统计算项目命名规则为：

工程名.svy。

工程项目中会涉及到许多文档的调用和存放，在数据处理过程的不同阶段将在该工程下调用相应的文档进行解算。

2.1.1新建项目

数据处理系统是按工程项目进行统一管理的，在数据处理开始前需要建立一个新的工程项目或者打开一个已有的工程项目，并在此工程项目下进行后续的数据处理操作。

用以下方法之一建立工程项目：

（1）选择菜单工程项目/新建项目；

（2）在工具栏中，点击

。

选择此项，弹出如图

新建工程项目步骤：

1）在项目名称栏中，输入工程项目的名称。

2）在项目路径栏中，输入或浏览选择项目存放的位置。

3）在项目描述窗口中，输入对项目描述的一些有用的信息，便于了解项目的属性。

4）点击确定。

注意：

在新建项目过程中，如果该目录下已经存在同名工程时，系统将提示工程建立失败，需改变工程存放位置或选择一个不同的工程名称。

图新建项目

2.1.2打开项目

用以下方法之一打开一个已经保存的工程项目：

（1）选择菜单工程项目/打开项目；

（2）在工具栏中，点击

图标，选择此项将弹出图所示窗口。

如果已经存在一个工程项目正在运行，打开新的工程项目时将会关闭当前项目。

打开项目的步骤：

1）点击打开项目按钮，将显示打开文件对话框，选择项目文件，双击或单击确定按钮将打开所选择的工程项目。

打开工程项目后，将显示图2.12所示信息。

项目名称栏中显示工程项目名称，项目路径栏中显示工程项目所在路径，项目描述框中显示工程项目的属性信息。

2）点击确定。

这将打开以前保存的一个工程项目，后续数据处理将在该工程项目下进行。

2.1.3保存项目

可对新建或已经打开的项目进行保存，保存后的项目将显示在“最近的项目”下拉子菜单下，下次可直接打开该项目。

图打开项目

2.2全站仪数据处理

全站仪数据处理用于对全站仪的观测数据进行格式转换，并检查外业观测质量、生成平差文件和观测手簿。

2.2.1设置处理参数

设置处理参数包括：

设置输出文件、设置平差文件球气差改正、设置CPIII三角高程网平差文件精度以及质量检核限差等，如图

图全站仪处理参数设置

2.2.2原始数据处理

原始数据处理功能可对*.RLT、*.SUC和*.TPT格式观测数据进行相互转换，并对这三种格式观测数据的测距边长进行加乘常数、棱镜常数、气象参数事后修正。

原始数据处理包括：

数据格式转换、加乘常数修正、棱镜常数修正、气象参数修正等功能，如图

图数据格式转换

图加乘常数修正

图棱镜常数修正

图气象参数修正

2.2.3选择观测文件

选择观测文件用于选择待处理的全站仪观测文件（*.RLT、*.SUC和*.TPT三种格式），并将该观测文件导入到项目中。

注意：

导入到项目中的观测文件必须保证数据格式正确、点号正确。

否则将会提示出错。

2.2.4生成平差文件

生成平差文件用于将外业观测数据生成平面网平差文件（*.in2）或CPIII三角高程网平差文件（*.in3），用于平面网或CPIII三角高程网平差处理。

平面网平差文件（*.in2）格式为：

测站点点名

目标点点名，观测值类型，观测值

……

测站点点名

目标点点名，观测值类型，观测值

……

生成的平面网平差文件的观测值类型分为两种，分别用一个字符表示：

L-表示方向，以度分秒（°′″）为单位；S-表示边长，以米（m）为单位。

CPIII三角高程网平差文件（*.in3）格式为：

测段高差起点，测段高差终点，高差观测值，测段长度，测段权值

……

生成的CPIII三角高程网的平差文件的高差观测值以米（m）为单位；测段长度以公里（KM）为单位；测段权值的单位是秒2/毫米2（″2/mm2）。

2.2.5观测数据检核

观测数据检核是对所选择的测站外业观测文件中的观测数据质量进行室内检核，判断是否存在超限观测值，然后对含有超限观测值的原始数据进行剔除，以获得高质量、干净的观测值进行后续平差计算。

在进行测站数据质量检查之前，先要对测站观测数据限差进行设置。

选择菜单设置处理参数/质量检核限差（参考图，参照相应的规范或测量要求在窗口中输入各项限差，点击确定完成限差设置，然后即可进行测站数据质量检查。

图测站数据质量检查统计结果

选择菜单全站仪数据处理/观测数据检核。

选择此项，系统将对导入项目的观测文件进行测站数据质量检查，并将结果以文件名“*.ck2”自行保存在项目中的相应文件夹中，并可显示于右侧文本框中，如图图，以文件名“*.ps2”保存在相应的文件夹中，文件内容显示全部超限信息，如图

图超限情况统计

2.2.6生成观测手簿

生成观测手簿用于将外业观测数据统计成完整的观测手簿，以方便查看、打印、存档等。

点击生成观测手簿菜单，程序将自动打开Excel，生成观测手簿，如图officeExcel2007软件或更高版本的Excel软件。

图全站仪观测手簿输出

2.3水准仪数据处理

水准仪数据处理用于对电子水准仪的观测数据进行格式转换，并检查外业观测质量、生成平差文件和观测手簿。

设置处理参数包括：

设置仪器类型、转点类型、观测条件、水准仪观测数据限差设置等，如图

图水准仪处理参数设置

选择观测文件用于选择待处理的电子水准仪观测文件（TrimbleDini（*.dat）、LeicaDNA（*.GSI）两种格式），并将该观测文件导入到项目中。

注意：

导入到项目中的观测文件必须保证数据格式正确、点号正确。

否则将会提示出错。

选择观测文件用于选择待处理的电子水准仪观测文件（TrimbleDini（*.dat）、LeicaDNA（*.GSI）两种格式），并将该观测文件导入到项目中。

注：

导入到项目中的观测文件必须保证数据格式正确、点号正确。

否则将会提示出错。

生成平差文件用于将外业观测数据生成平差文件（*.in1），用于高程网平差处理。

平面网平差文件（*.in1）格式为：

测段高差起点，测段高差终点，高差观测值，测段长度

……

生成的平差文件中，高差观测值以米（m）为单位；测段长度以公里（KM）为单位。

观测数据检核是对所选择外业观测文件中的观测数据质量进行室内检核，判断是否存在超限观测值，以便于查看、分析观测数据的质量和后续平差计算。

在进行数据质量检核之前，先要对检核限差进行设置。

选择菜单设置处理参数（参考图，参照相应的规范或测量要求在窗口中输入各项限差，点击确定完成限差设置，然后即可对数据进行检核。

观测数据质量检核将生成*.ck1文件，如图

图观测数据质量检核

生成观测手簿用于将外业观测数据统计成完整的观测手簿，以方便查看、打印、存档等。

点击生成观测手簿菜单，程序将自动打开Excel，生成观测手簿，如图officeExcel2007软件或更高版本的Excel软件。

图水准仪观测手簿输出

2.4平面网平差处理

平面网数据处理用于对测角测距二维平面网进行数据预处理、检核测量数据精度、平差计算与粗差探测。

2.4.1设置处理参数

设置处理参数包括：

平差参数设置、粗差探测参数设置、高斯改化参数设置和对向观测边较差参数设置。

（1）平差参数设置

平差参数设置包括：

单位权选择、边长定权公式选择、概算文件、平差迭代限值、输出点间相对精度和输出坐标协因数阵等，如图

单位权选择用来设置计算平差精度的单位权，一般选择后验单位权。

当平差多余观测量很少时，后验单位权不准，则可采用先验单位权。

边长定权公式选择用来设置软件在平差时采用什么公式来确定边长观测值的中误差，本软件提供了两种边长定权公式，一种是按下式计算边长中误差：

A+B×S

另一种是按下式计算边长中误差：

上两式中，A、B分别为测距仪的固定误差与比例误差，单位分别为mm和1.0e-6；S为边长值，单位为公里（KM）。

由于边长定权公式不同，平差结果会有一定差别，本软件缺省设置为后一种定权公式。

概算文件用来设置概算文件的获取方法。

若用户已有概算文件不需要软件进行概算，则选择“已有概算文件”。

已有概算文件（in2文件名.xy）格式为：

点名，X坐标，Y坐标

……

其中X、Y坐标值均以米（m）为单位。

平差迭代限值是平差迭代计算中最大的坐标改正数限值，本软件的缺省设置是0.001cm。

输出点间相对精度用来设置是否输出点间相对精度，以及搜索范围。

输出坐标协因数阵用来设置是否输出坐标协因数阵。

图平面网平差参数设置

（2）粗差探测参数设置

粗差探测参数设置可用来设置粗差探测过程中的方差比值、粗差倍值和改正数倍值参数。

本软件中以方差比值、粗差倍值和改正数倍值三个值作为参数设定，方差比取值一般为1.05~1.20之间，愈小，则所能探测到的粗差愈小（如3~10倍的观测误差），但方差比不要小于1；粗差倍值取值应大于3；改正数倍值可取1.0~2.5之间的值，该值愈小，计算工作量愈大。

输出粗差剔除后的平差文件用于设置是否对含有粗差的相应的观测值加以粗差改正，并生成不含有粗差的平面网平差文件*e.in2。

图粗差探测参数设置

（3）高斯改化参数设置

高斯改化参数设置用来设置对实测边长进行两化改正的投影改化和高差改化参数。

图高斯改化参数设置

高斯改化的参数包括：

边长投影改化参数、边长高差改化参数和边长高斯改化已知高程信息文件设置。

边长投影改化用来设置是否进行边长投影改化和Y坐标加常数。

若想让长度投影改化设置生效，要将“边长投影改化”复选框打钩。

选择边长投影改化时，要将Y坐标还原成其真实坐标，因此要注意填入正确的Y坐标加常数（对于我国坐标系Y加常数为500km）。

边长高差改化用来设置是否进行边长高差改化以及测区投影面大地高、测区平均高程异常和测距边在参考椭球面的平均曲率半径参数。

此外，在进行长度高程改化时，为了计算出每一测站高于参考投影面的高差，软件还需输入已知高程文件（正常高），该文件应至少包含平面测量中一个或几个点的高程作为起算点，以便软件推算出所有测站点的概略高程（正常高）。

已知高程文件格式为：

A，100

B，200

C，300

……

或

A100

B200

C300

……

一个已知高程点为一行，点名与高程值之间以“，”或空格隔开。

注意：

若要对常规地面网进行高斯改化，在导入到项目中的观测文件中必须正确输入每测站的仪器高和棱镜高。

若要对CPIII网进行高斯改化，则不需要在导入到项目中的观测文件中输入每测站的仪器高和棱镜高（即为0），但已知高程文件中必须为已知CPIII点的高程。

（4）对向观测边较差参数设置

对向观测边较差参数设置用来设置同名对向观测边长较差检核的限差和输出文件类型。

输出文件设置用于设置是否输出观测边实测值较差*s.ro2文件以及对向观测边平均高程面改化值较差*.ro2文件。

限差设置用于设置对向观测边较差的限值。

本软件有按固定值和测距精度指标两种方法。

图对向观测边较差参数设置

2.4.2选择平差文件

在进行平面网平差处理相关功能计算时，首先需要选择用于计算的待处理平差文件。

平面网平差文件*.in2格式如下：

方向中误差，测边固定误差，测边比例误差

已知点名，X坐标，Y坐标

……

测站点点名

目标点点名，观测值类型，观测值，观测精度

……

测站点点名

目标点点名，观测值类型，观测值，观测精度

……

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；第二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，分别用一个字符表示：

L-表示方向，以度分秒（°′″）为单位；S-表示边长，以米（m）为单位；A-表示方位角，以度分秒（°′″）为单位。

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。

方向中误差单位为秒（″），测边固定误差单位为毫米（mm），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1.0。

已知点点号（或点名）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。

已知边长和已知方位角的观测精度值一定要输“0”，否则不必输观测精度。

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。

图平差文件格式

2.4.3边长两化改正

所谓边长两化改正是指对测量得到的空间距离经过两次改化，一是将空间距离归算到投影面上的弦长改正；二是在距离中央子午线不同处，投影变形不同，对弦长根据其距离中央子午线的概略位置进行长度改化，将投影面上的弦长值改化为高斯平面的平面距离。

边长两化改正前需要先对高斯改化参数进行设置，高斯改化完成后将会生成*g.in2平差文件。

图边长两化改正

2.4.4对向观测边距离较差

对向观测边距离较差对具有对向观测的边长观测值进行较差统计，对向观测边距离较差计算前需要对高斯改化参数和对向观测边较差参数进行设置，并输出对向观测边实测值较差*s.ro2文件以及对向观测边平均高程面改化值较差*.ro2文件。

图边长两化改正

2.4.5CPIII网第三边较差

CPIII网第三边较差用于计算CPIII网第三边较差。

CPIII网第三边较差计算的作用，是检查CPIII网的观测质量和几何图形之间的不符值，并输出CPIII网第三边较差*.ro3文件。

图CPIII网第三边较差

2.4.6附合/环闭合差

附合/环闭合差用于计算常规地面网观测值形成的附合/环闭合差。

附合/环闭合差计算的作用，是检查地面网的观测质量和几何图形之间的不符值，并统计测角中误差，输出附合/环闭合差*.cl2文件。

图

2.4.7约束网平差处理（常规）

约束网平差处理（常规）是对所选择的平面网平差文件进行平差计算，输出平差成果并进行精度评定。

平差计算时，按输入的观测值精度（方向中误差、测边固定误差、测边比例误差）定权，不进行验后方差分量估计。

平差结果包括：

概略坐标、方向平差结果及其精度、距离平差结果及其精度、观测值多余观测分量、平差坐标及其精度、最弱点及其精度、网点间方位角边长及其相对精度、最弱边及其相对精度、平面控制网及其总体信息等。

平差完成后生成*.ou2平差结果文件；若选择输出点间相对精度信息，还将生成点间相对精度结果*.ra2文件。

2.4.8约束网平差处理（Helmert）

约束网平差处理（Helmert）是对所选择的平面网平差文件进行平差计算，输出平差成果并进行精度评定。

平差计算时，采用Helmert法进行验后方差分量估计，合理的确定方向观测值和距离观测值的权比关系。

平差结果包括：

概略坐标、方向平差结果及其精度、距离平差结果及其精度、观测值多余观测分量、平差坐标及其精度、最弱点及其精度、网点间方位角边长及其相对精度、最弱边及其相对精度、平面控制网及其总体信息、方差分量估计结果及其估计精度等。

平差完成后生成*.ouh平差结果文件；若选择输出点间相对精度信息，还将生成点间相对精度结果*.rah文件。

2.4.9秩亏网平差处理（常规）

秩亏网平差处理（常规）是对所选择的平面网平差文件进行秩亏自由网平差与基准变换，以检查观测数据的内符合精度及其已知控制点之间坐标的兼容性。

平差计算时，按输入的观测值精度（方向中误差、测边固定误差、测边比例误差）定权，不进行验后方差分量估计。

当已知坐标与转换坐标较差较大时，可将较差较大的控制点剔除，重新进行秩亏网平差处理。

平差结果包括：

平差完成后生成*.ouf平差结果文件；若选择输出点间相对精度信息，还将生成点间相对精度结果*.raf文件。

秩亏网平差处理（Helmert）

秩亏网平差处理（Helmert）是对所选择的平面网平差文件进行秩亏自由网平差与基准变换，以检查观测数据的内符合精度及其已知控制点之间坐标的兼容性。

平差计算时，采用Helmert法进行验后方差分量估计，合理的确定方向观测值和距离观测值的权比关系。

平差结果包括：

平差完成后生成*.out平差结果文件；若选择输出点间相对精度信息，还将生成点间相对精度结果*.rat文件。

粗差探测

当平面网平差结果的后验单位权中误差显著偏大时，若不存在近似坐标推算错误和已知点坐标有问题，应考虑观

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