完整word版水准网间接平差程序设计C++word文档良心出品.docx
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完整word版水准网间接平差程序设计C++word文档良心出品
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//visualC++6.0编译通过//
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//参考资料//
//部分网络资料//
//宋力杰《测量平差程序设计》//
//姚连壁《基于matlab的控制网平差程序设计》//
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#include
#include
#include
#include
#include
usingnamespacestd;
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////class
classSZWPC
{
private:
intgcz_zs;//高差总数
intszd_zs;//总点数
intyz_szd_zs;//已知点数
doublem_pvv;//[pvv]
int*qsd_dh;//高差起点号
int*zd_dh;//高差终点号
char**dm;//点名地址数组
double*gcz;//观测值数组
double*szd_gc;//高程值数组
double*P;//观测值的权
double*ATPA,*ATPL;//法方程系数矩阵与自由项
double*dX;//高程改正数、平差值
double*V;//残差
doublem_mu;//单位权中误差
public:
SZWPC();
~SZWPC();
intij(inti,intj);//对称矩阵下标计算函数
boolinverse(doublea[],intn);//对称正定矩阵求逆(仅存下三角元素)(参考他人)
voidinputdata(char*datafile);//输入原始数据函数
intdm_dh(char*name);//点名转点号
voidca_H0();//近似高程计算函数
voidca_ATPA();//法方程组成函数
voidca_dX();//高程平差值计算函数
voidprintresult(char*resultfile);//精度估计与平差值输出函数
doubleca_V();//残差计算函数
voidzxecpc(char*resultfile);//最小二乘平差函数
};
//////////////////////////////////////////////////////////////////////
//构造函数
SZWPC:
:
SZWPC()
{
gcz_zs=0;
szd_zs=0;
yz_szd_zs=0;
}
//////////////////////////////////////////////////////////////////////
//析构函数
SZWPC:
:
~SZWPC()
{
if(gcz_zs>0)
{
delete[]qsd_dh;
delete[]zd_dh;
delete[]gcz;
delete[]P;
delete[]V;
}
if(szd_zs>0)
{
delete[]szd_gc;
delete[]ATPA;
delete[]ATPL;
delete[]dX;
for(inti=0;iif(dm[i]!
=NULL)delete[](dm[i]);
delete[]dm;
}
}
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//对称矩阵下标计算函数
intSZWPC:
:
ij(inti,intj)
{
return(i>=j)?
i*(i+1)/2+j:
j*(j+1)/2+i;
}
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//对称正定矩阵求逆(仅存下三角元素)(参考他人)
boolSZWPC:
:
inverse(doublea[],intn)
{
double*a0=newdouble[n];
for(intk=0;k{
doublea00=a[0];
if(a00+1.0==1.0)
{
delete[]a0;
returnfalse;
}
for(inti=1;i{
doubleai0=a[i*(i+1)/2];
if(i<=n-k-1)a0[i]=-ai0/a00;
elsea0[i]=ai0/a00;
for(intj=1;j<=i;j++)
{
a[(i-1)*i/2+j-1]=a[i*(i+1)/2+j]+ai0*a0[j];
}
}
for(i=1;i{
a[(n-1)*n/2+i-1]=a0[i];
}
a[n*(n+1)/2-1]=1.0/a00;
}
delete[]a0;
returntrue;
}
///////////////////////////////////////////////////////////////////////原始数据输入函数
voidSZWPC:
:
inputdata(char*datafile)
{
ifstreaminfile(datafile,ios:
:
in);
if(!
infile)
{
cerr<<"Openerror!
"<}
infile>>gcz_zs>>szd_zs>>yz_szd_zs;
intunPnumber=szd_zs-yz_szd_zs;
szd_gc=newdouble[szd_zs];
dX=newdouble[szd_zs];
ATPA=newdouble[szd_zs*(szd_zs+1)/2];
ATPL=newdouble[szd_zs];
qsd_dh=newint[gcz_zs];
zd_dh=newint[gcz_zs];
gcz=newdouble[gcz_zs];
V=newdouble[gcz_zs];
P=newdouble[gcz_zs];
dm=newchar*[szd_zs];
for(inti=0;i{
dm[i]=NULL;//dm_dh函数根据dm[i]是否为NULL确定dm[i]是否为点名地址
}
charbuffer[128];//临时数组,保存从文件中读到的点名
for(i=0;i<=yz_szd_zs-1;i++)//读取已知高程数据
{
infile>>buffer;
intc=dm_dh(buffer);
infile>>szd_gc[i];
}
for(i=0;i{
infile>>buffer;//读取高程起点名
qsd_dh[i]=dm_dh(buffer);
infile>>buffer;//读取高程终点
zd_dh[i]=dm_dh(buffer);
infile>>gcz[i]>>P[i];//读取高差值与路线长度
P[i]=1.0/P[i];//线路长转化为观测值的权
}
infile.close();
}
////////////////////////////////////////////////////////////////////点名转点号,返回点名对应的点号
intSZWPC:
:
dm_dh(char*name)
{
for(inti=0;i{
if(dm[i]!
=NULL)
{
if(strcmp(name,dm[i])==0)returni;//将待查点名与已经存入点名数组的点名比较,若存在返回点号
}
else
{
intlen=strlen(name);//判断点名长度
dm[i]=newchar[len+1];//为点名申请存储空间
strcpy(dm[i],name);//待查点名是一个新的点名,将新点名的地址放到dm数组中
returni;//返回点号
}
}
return-1;//dm数组已经存满,且没有待查点名
}
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////高程近似值计算
voidSZWPC:
:
ca_H0()
{
for(inti=yz_szd_zs;ifor(intj=1;;j++)
{
intk=0;//计算出近似高程的点数
for(i=0;i{
intk1=qsd_dh[i];//高差起点号
intk2=zd_dh[i];//高差终点号
if(szd_gc[k1]>-10000.0&&szd_gc[k2]<-10000.0)//k1点高程或高程近似值已知,k2点高程或高程近似值未知
{
szd_gc[k2]=szd_gc[k1]+gcz[i];//计算近似高程
k++;
}
else
if(szd_gc[k1]<-10000.0&&szd_gc[k2]>-10000.0)//k2点高程或高程近似值已知,k1点高程或高程近似值未知
{
szd_gc[k1]=szd_gc[k2]-gcz[i];//计算近似高程
k++;
}
}
if(k==(szd_zs-yz_szd_zs))break;//所有的近似高程计算完成,退出
}
}
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//组成法方程
voidSZWPC:
:
ca_ATPA()
{
//intt=szd_zs;
for(inti=0;ifor(i=0;ifor(intk=0;k{
inti=qsd_dh[k];//获取点号
intj=zd_dh[k];//获取点号
doublePk=P[k];//获取权值
doublelk=gcz[k]-(szd_gc[j]-szd_gc[i]);//获得第k个自由项
ATPL[i]-=Pk*lk;//获得法方程自由项
ATPL[j]+=Pk*lk;
ATPA[ij(i,i)]+=Pk;//获得法方程系数矩阵
ATPA[ij(j,j)]+=Pk;
ATPA[ij(i,j)]-=Pk;
}
}
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//高程平差值计算
voidSZWPC:
:
ca_dX()
{
for(inti=0;iif(!
inverse(ATPA,szd_zs))//矩阵求逆
{
cerr<<"法方程系数矩阵降秩!
"<exit(0);//退出程序
}
for(i=0;i{
doublexi=0.0;
for(intj=0;j{
xi+=ATPA[ij(i,j)]*ATPL[j];
}
dX[i]=xi;
szd_gc[i]+=xi;//计算高程平差值
}
}
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//残差计算
doubleSZWPC:
:
ca_V()
{
doublepvv=0.0;
for(inti=0;i<=gcz_zs-1;i++)
{
intk1=qsd_dh[i];
intk2=zd_dh[i];
V[i]=szd_gc[k2]-szd_gc[k1]-gcz[i];
pvv+=V[i]*V[i]*P[i];
}
return(pvv);
}
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//原始数据和平差值输出
voidSZWPC:
:
printresult(char*resultfile)
{
doublepvv=ca_V();//残差计算
ofstreamoutfile(resultfile,ios:
:
out);//以输出方式打开文件,若文件不存在,创建文件
//输出原始观测数据
outfile<"<"<outfile<<""<<"已知点数:
"<outfile<for(inti=0;i<=yz_szd_zs-1;i++)
{
outfile<<""<outfile<:
fixed);
outfile<}
outfile<outfile<<"起始点名"<<""<<"终点点名"<<""<<"高差观测值(m)"<<""<<"两点间距离(km)"<for(i=0;i<=gcz_zs-1;i++)
{
outfile<<""<outfile<:
fixed);
outfile<outfile<:
fixed);
outfile<}
m_mu=sqrt(pvv/(gcz_zs-(szd_zs-yz_szd_zs)));//计算单位权中误差
outfile<outfile<outfile<outfile<<"点名近似高程改正数高程平差值中误差"<for(i=0;i{
outfile<(2)<doubledx=dX[i];
doubleqii=ATPA[ij(i,i)];
outfile<:
fixed);
outfile<outfile<:
fixed);
outfile<outfile<:
fixed);
outfile<outfile<:
fixed);
outfile<}
//输出观测值平差值及其精度
outfile<outfile<<"起点终点观测高差v"<<"高差平差值观测权中误差"<for(i=0;i<=gcz_zs-1;i++)
{
intk1=qsd_dh[i];
intk2=zd_dh[i];
doubleqii=ATPA[ij(k1,k1)];
doubleqjj=ATPA[ij(k2,k2)];
doubleqij=ATPA[ij(k1,k2)];
doubleml=sqrt(qii+qjj-2.0*qij)*m_mu;
outfile.width
(2);
outfile<outfile.width(7);
outfile<outfile<:
fixed);
outfile<outfile<:
fixed);
outfile<outfile<:
fixed);
outfile<outfile<:
fixed);
outfile<outfile<:
fixed);
outfile<}
outfile.close();
}
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//水准网最小二乘平差
voidSZWPC:
:
zxecpc(char*resultfile)
{
ca_H0();//近似高程计算
ca_ATPA();//组成法方程
ca_dX();//高程平差值计算
}
///////////////////////////////////////////////////////////////////////
intmain()
{
char*datafile="算例\\Data.txt";//原始数据文件存储地址指针
char*resultfile="算例\\Result.txt";//平差结果输出地址指针
cout<cout<<"原数据文件位置:
"<cout<<"平差结果文件位置:
"<SZWPCnew_net;//定义新的对象
new_net.inputdata(datafile);//输入原始数据
new_net.zxecpc(resultfile);//最小二乘平差计算
new_net.printresult(resultfile);//输出平差结果
return0;
}