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外業(yè)一體化和數(shù)據(jù)處理自動化系統(tǒng)”（簡稱科傻系統(tǒng)）將測量基本原理和現(xiàn)代科技相結合，對電子全站儀、電子水準儀以及常規(guī)地面測量儀器進行系統(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，實現(xiàn)從外業(yè)數(shù)據(jù)采集、質量檢核、預處理到內業(yè)數(shù)據(jù)處理、成果報表輸出的一體化和自動化作業(yè)流程。該系統(tǒng)由兩個子系統(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上運行，能自動控制和引導整個作業(yè)過程并進行質量檢測，一體化程度高，操作方便。該子系統(tǒng)具有水準測量、二、三維控制、碎部測量、道路測設、工程放樣等測量作業(yè)模塊；具有小規(guī)模

2、水準網(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?！暗孛鏈y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WINDOWS環(huán)境下運行即可獨立使用，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)進行轉換，完成從概算到平差的數(shù)據(jù)自動化處理，同時具有粗差探測與剔除、方差分量估計、閉合差計算、貫通誤差影響值估算、報表打印、網(wǎng)圖顯繪、坐標轉換與換帶計算、控制網(wǎng)優(yōu)化設計以及疊置分析等功能。本手冊是為COSAWIN用戶專門編寫的，若有疏漏和不當之處，敬請讀者提出寶貴意見和批評指正。武漢測繪科技大學 武地課題組2000.5

3、.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外業(yè)一體化和數(shù)據(jù)處理自動化系統(tǒng)”的簡稱，包括COSAWIN和COSA-HC兩個子系統(tǒng)。COSAWIN在IBM兼容機上運行。COSAWIN系統(tǒng)除具有概算、平差、精度評定及成果輸出等功能外，還提供了許多實用的功能，如網(wǎng)圖顯繪、粗差剔除、方差分量估計、貫通誤差影響值計算及閉合差計算等。該系統(tǒng)不同于其它現(xiàn)有控制網(wǎng)平差系統(tǒng)的最大特點是自動化程度高，通用性強，處理速度快，解算容量大。其自動化表現(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、檢查到內業(yè)概算、平差和成果報表輸出的自動化數(shù)據(jù)處理流程;其通用性

4、表現(xiàn)在對控制網(wǎng)的網(wǎng)形、等級和網(wǎng)點編號沒有任何限制,可以處理任意結構的水準網(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、網(wǎng)點優(yōu)化排序和虛擬內存等技術，在主頻166MHZ的586微機上，解算500個點的平面和水準控制網(wǎng)不到1分鐘；在具有20MB剩余硬盤空間的微機上，可以解算多達5000個點的平面控制網(wǎng)。1.2 安裝及運行1.2.1 安裝運行COSAWIN第一張系統(tǒng)盤上的安裝程序SETUP.EXE后，按提示操作即可。安裝程序自動在程序組增加“科傻系統(tǒng)”程序項。1.2.2 運行在并口上插入加密狗后，點擊“開始”菜單欄“程序”組項，會出現(xiàn)“科傻系統(tǒng)”程序組，單擊

5、其中程序項“科傻系統(tǒng)”中的“地面控制測量數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)”，進入如圖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 快速入門圖1-21.3.1 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。打開：打開任意文件。打印設置：打印機設置，單擊將打開WINDOWS打印機設置對話框。圖1-3（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)進行平差。單擊將打開“輸入平面觀測值文件”對話框，選擇平面觀測值文件進行平面網(wǎng)平差。高程網(wǎng)：對水準（高程）網(wǎng)進行平差。單擊將打開“打開”對話框，選擇水準（高程）觀測值文件進行高程平差。粗差探測

6、：自動探測平面控制網(wǎng)觀測值中的粗差，若發(fā)現(xiàn)粗差則自動剔除之。方差分量估計：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，可以使各組觀測值的精度獲得最佳估計，保證平差隨機模型和成果的正確性。設置與選項：概算、平差、粗差探測以及坐標轉換前作相應的設置和選項。生成概算文件：作概算時需要調用此項，然后在進行平差。圖1-4（3）報表報表菜單的主要功能如圖14所示：平差結果：根據(jù)平面網(wǎng)或高程網(wǎng)平差結果文件自動生成平面或高程平差結果報表。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生成平面高程網(wǎng)或高程網(wǎng)的原始觀測值報表。（4）查看打開或關閉工具欄和狀態(tài)欄。（5）

7、工具工具菜單的主要功能如圖15所示，其詳細說明見第三章。圖1-51.3.2工具條快捷按鈕工具條快捷按鈕如圖16所示，共有6類共18個快捷按鈕,即：文件類：新建，打開，保存文件。編輯類：剪切，復制，粘貼功能（對活動文檔有效）。打印類：打印當前活動文檔（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、點名和比例顯示。圖1-6關于類：顯示系統(tǒng)關于信息。第二章 平差使用COSAWIN最常用的操作就是進行控制網(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，設置與選項以及生成概算用文件等子菜單。本章主要介紹

8、平面、高程控制網(wǎng)觀測值文件的結構及生成、網(wǎng)平差、設置與選項以及生成觀測值概算文件等內容。粗差探測和方差分量估計詳見第四章。2.1 控制網(wǎng)觀測文件在進行平差之前，必須要準備好控制網(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)點數(shù)據(jù)結構，除包含控制網(wǎng)的所有已知點、未知點和觀測值信息外，還隱含了控制網(wǎng)的拓撲信息?？梢允褂孟到y(tǒng)菜單中“文件”欄下拉“新建”子菜單項或單擊工具欄左邊第一個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準的ASC碼文件，可以使用任何文本編輯器建立編輯和修改。其結構如下：方向中誤差1，

9、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已知點點號，X坐標，Y坐標，測站點點號照準點點號，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)，包括先驗的方向觀測精度，先驗測邊精度和已知點坐標(見文件的部分)；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”，即權為無窮大。第一部分的排列順序為：第一行為方向

10、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，這時可輸一個默認值“1”。程序始終將第一行的方向中誤差值作為單位權中誤差。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，從第二行開始為已知點點號及其坐標值，每一個已知點數(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。第一行的三個值都必須賦值，對于純測角網(wǎng)，測邊的

11、固定誤差和比例誤差可輸任意兩個數(shù)值，如5,3；對于純測邊網(wǎng)，方向中誤差賦為1.0。已知點點號（或點名，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，照準點亦然），X、Y坐標以米為單位。第二部分的排列順序為：第一行為測站點點號，從第二行開始為照準點點號，觀測值類型，觀測值和觀測值精度。每一個有觀測值的測站在文件中只能出現(xiàn)一次。沒有設站的已知點（如附和導線的定向點）和未知點（如前方交會點）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

12、值精度與第一部分中的精度號相對應，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針順序排列，邊角同測時，邊長觀測值最好緊放在方向觀測值的后面。如果邊長是單向觀測，則只需在一個測站上給出其邊長觀測值。若是對向觀測的邊，則按實際觀測情況在每一測站上輸入相應的邊長觀測值，程序將自動對往返邊長取平均值并作限差檢驗和超限提示；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，或第一個邊長（如往測）輸均值，第二個邊長輸一個負數(shù)如“-1”。對向觀測邊的精度高于單向觀測邊的

13、精度，但不增加觀測值個數(shù)。平面觀測文件中的測站順序可以任意排列，一般來說不會影響平差效率和結果，但本軟件包還特意提供了觀測值文件排序(網(wǎng)點優(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)點近似坐標的推算，也可提高解算容量和速度，但一般對于200個點以上的大網(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。 1 63 254圖 2-1表 2-1 IN2文件示例（僅一組精度的情況）0.7,3,31,3730958.610,264342.5912,3714636.8

14、876,276866.083212,L,03,L,27.3625576,L,83.43579124,L,03,L,74.5935771,L,105.48156045,L,03,L,41.3349052,L,77.28365356,L,03,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2-2 1.800,3.000,2.000,13.000,5.000,3.000,25.000,5.000,5.000

15、,3k1, 2800.000000, 2400.000000k4, 2400.000000, 3200.000000k1 k2,L,0.0000,1 k5,L, 44.595993,1 k6,L, 89.595993,1 k7,L, 135.000120,1k4 p5,L,0.0000,2 p5,S, 200.004728,2 p3,L, 90.000031,22.1.2 高程觀測文件高程觀測文件也是標準的ASC碼文件，它的結構如下：已知點點號，已知點高程值，測段起點，終點，高差，距離，測段測站數(shù)，精度號，該文件的內容也分為兩部分，第一部分為高程控制網(wǎng)的已知數(shù)據(jù)，即已知高程點點號及其高程值(見

16、文件的第部分)。第二部分為高程控制網(wǎng)的觀測數(shù)據(jù)，它包括測段的起點點號，終點點號，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)。第一部分中每一個已知高程點占一行，已知高程以米為單位，其順序可以任意排列。第二部分中每一個測段占一行，對于水準測量，兩高程點間的水準線路為一測段，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）。如果平差時每一測段觀測按距離定權，則“測段測站數(shù)”這一項不要輸入或輸入一個負整數(shù)如-1。若輸了測站測段數(shù)，則平差時自動按測段測站數(shù)定權。該文件中測段的順序可以任意排列。當只有一種精度時，精度號

17、可以不輸。對于多種精度（多等級）的水準網(wǎng)，第一部分的前面還要增加幾行，每行表示一種精度，有三個數(shù)據(jù)，即水準等級，每公里精度值（單位mm/km）,精度號。 A2 A3TP1 A4 Z5 Z6 Z7圖 2-2表2-3TP1 100Z5 TP1 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,TP1,0.0732,1.0

18、00A4,Z6,0.0780,1.000A4,TP1,0.0683,1.000圖2-2為某一水準網(wǎng)的水準路線圖，其相應的高程觀測文件見表2-3。下面給出按距離定權、按測站數(shù)定權和多等級水準網(wǎng)的高程觀測文件的數(shù)據(jù)結構（1）按距離定權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9568,309584, 9568, -1.96985, 0.10670, 49568, 95

19、67, 3.02405, 0.07920, 29567, 9566, -0.29515, 0.05200, 29568, 9584, 1.97090, 0.10480, 49584, 9585, 1.63340, 0.10280, 2.（3）多等級水準網(wǎng)（-1表示不按測站數(shù)定權）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, B

20、M5, 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自動采集數(shù)據(jù)，傳輸?shù)轿C，通過“工具”欄的“格式轉換”功能，全自動化地形成相應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，調用“工具”欄中的斜距化平功能，自動生成平面觀測文件（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

21、五章)。第一種方法一般需要用戶對方向、邊長觀測值作預處理，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坐標協(xié)調一致，對應于某一高程面和坐標系。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。如需要進行上述改正計算，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)，每一個控制網(wǎng)都用一個字符串來作為控制網(wǎng)名。與某一控制網(wǎng)相關的所有文件，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

22、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)的平差結果文件，其文件名為“網(wǎng)名.OU2”，對高程控制網(wǎng)的平差結果文件，其文件名為“網(wǎng)名.OU1”。平面網(wǎng)及高程網(wǎng)的模擬方案文件報表輸入輸出文件以及坐標轉換文件的擴展名詳見第五、七章。（2）手工建立控制網(wǎng)觀測文件在WINDOWS95/98下，啟動COSAWIN，屏幕窗口彈出如圖1-1所示的主窗口。用鼠標單擊“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”，主菜單窗口便會彈出一個文本編輯窗口，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，存盤關閉文

23、本編輯窗口，即完成了控制網(wǎng)觀測文件的建立。（3）自動建立控制網(wǎng)觀測文件自動建立控制網(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進行外業(yè)觀測數(shù)據(jù)自動采集的基礎上，使用COSAWIN的“手簿通訊”和“數(shù)據(jù)轉換”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)平差準備好控制網(wǎng)觀測文件以后，即可進行平差處理。但在平差前，一般還需要對平差過程中的某些參數(shù)進行設置，如平差迭代限值，邊長定權公式，精度評定時是使用先驗單位權中誤差還是后驗中誤差，是否作網(wǎng)點優(yōu)化排序，是否作觀測值概算，是否設置用邊長交會推算網(wǎng)點近似坐標等。設置是通過COSAWIN的“平差”主菜單下的“設置”來完成，具

24、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，且為獨立的工程坐標系，已知點的Y坐標值較小（如在10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，則可直接進行平差處理。如果控制網(wǎng)的已知點坐標是國家54或80坐標系下的坐標，且Y坐標值較大（即測區(qū)離中央子午線較遠），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行三差改正以及歸化和投影改正，然后才能進行平差（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算。平差時，只需在主菜單中用鼠標

25、單擊“平差”，則會彈出下拉菜單，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、方向觀測值需要進行改化計算，則須先在“平差”欄的“設置與選項”中進行相應選擇，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行平差的平面觀測值文件，將自動進行概算、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，平差結果存于平面平差結果文件“網(wǎng)名.OU2”，并自動打開以供查看。 圖 2-3在平差過

26、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)進行，首先應檢查平面觀測文件是否有大的錯誤。若平差結果文件的后驗單位權中誤差顯著偏大（例如是先驗單位權中誤差的1.5倍以上），則應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)的大小并調用“工具”欄中“閉合差計算”菜單項，檢查閉合差是否超限（參見3.1）。對于圖形結構較好，多余觀測數(shù)較多的網(wǎng)，還可調用“粗差探測”功能，探測和剔除粗差（參見4.1）。2.2.2 高程網(wǎng)平差圖2-4用鼠標單擊“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行平差的高程觀

27、測值文件，將自動進行高程網(wǎng)平差、精度評定及成果輸出等工作。平差結果存于高程平差結果文件“網(wǎng)名.OU1”中，并自動打開以供查看。通過查看和分析后驗單位權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果的質量；同樣也可以調用“工具”欄中“閉合差計算”功能菜單，檢查各水準環(huán)線的閉合差是否超限2.3 設置與選項在“平差”菜單欄中選擇“設置與選項”，則會彈出如圖3-3所示的設置對話框，該設置包括：平差設置、坐標常數(shù)和改正數(shù)、坐標系統(tǒng)設置以及粗差剔除設置，下面分別予以介紹。2.3.1 平差設置平差設置界面如圖3-3所示，包括了三個開關選擇框、兩組單選按鈕設置框和一個編輯框。開關選擇框用來確定某項功

28、能的開或關，用鼠標單擊左邊的方框可以設置開關選擇框的開關狀態(tài)，當方框中有“”標識符時，則表示該選擇框處于“開”狀態(tài)，否則為“關”狀態(tài)。對于一組單選按鈕設置框，一次只能選中其中的某一項，選中項的左側圓圈中會出現(xiàn)一個黑點。（1）觀測值文件排序當該選項處于選中（開）狀態(tài)時，則表示平差前先要對原始觀測文件進行優(yōu)化排序，否則表示平差前不排序。這項選擇一般適合于大網(wǎng)(點數(shù)500)或特殊網(wǎng)。對于大型網(wǎng)，觀測值文件優(yōu)化排序后，可以提高平差計算速度。此外，通過該項選擇，對于較復雜的網(wǎng)，點的近似坐標計算會有影響，如增減迭代計算次數(shù)，迭代收斂或不收斂等。因此是否選擇圖3-3此項，可通過試算確定。（2）觀測值概算當該

29、選項處于“開”狀態(tài)時，則表示在平差前首先要對原始觀測值進行概算。若要進行概算，需要首先在“平差”欄中點激“生成概算文件”，并對該文件作必要編輯。若不進行概算，則關閉該項。（3）近似坐標用邊長交會當該選項處于“開”狀態(tài)時，表示推算近似坐標用邊長前方交會，否則在推算近似坐標時不使用邊長交會。這項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，否則網(wǎng)點近似坐標推算將不能進行。這里需要說明的是：由于邊長交會的二義性，當交會某一點的邊只有兩條時，交會出的點可能是錯誤的，這時可以采用兩種方法加以解決，一是建立一個網(wǎng)形信息文件，文件名為“網(wǎng)名.NET”，該文件為標準ASCII文件，可

30、以使用任意文本編輯器形成，其格式為：點名1，點名2，點名3點名1、點名2、點名3為邊長交會三角形的三個頂點，按逆時針方向排列，每一個三角形組合占一行。二是建立一個交會點的概略坐標文件，文件名為“網(wǎng)名.XYO”，其格式為：點名 概略坐標X0 概略坐標Y0概略坐標可以很粗糙，且只需要有二義性的交會點。為了避免上述問題，布設純測邊網(wǎng)時，最好不要采用單三角形，應多增加跨三角形的長邊，每個網(wǎng)點至少有三條邊通過，這樣可減少邊長交會的二義性。（4）單位權選擇該選項是用來設置系統(tǒng)在進行精度評定時是使用先驗單位權中誤差還是使用后驗單位權中誤差，用鼠標單擊“先驗單位權”按鈕，則設置使用先驗單位權中誤差；用鼠標單擊

31、“后驗單位權”按鈕，則設置使用后驗單位權中誤差。當多余觀測數(shù)較多時，使用后驗單位權中誤差較好。當多余觀測數(shù)很少（例如小于8），則用先驗單位權中誤差為宜。在平差結果文件“網(wǎng)名.OU2”中的最未部分，有先驗和后驗單位權中誤差信息，若兩者相差較大，對于邊角網(wǎng)或有多組精度的網(wǎng)，已知坐標或觀測值中可能含有粗差，或邊角精度不匹配。若后驗單位權特別大，則首先應懷疑觀測值文件有錯誤，或者近似坐標推算出錯。（5）邊長定權公式該選項是用來設置系統(tǒng)在平差時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公式，一種是按下式計算邊長的中誤差：另一種計算邊長中誤差的公式為：式中，A、B分別為測距儀的固定誤

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

33、受更改的設置，否則單擊取消則放棄更改的設置而保持以前的設置（以后各項設置的確認和取消操作和此處相同）。2.3.2 坐標參數(shù)和改正數(shù)在如圖3-3所示的對話框中，用鼠標擊“坐標參數(shù)和改正數(shù)”標簽，則彈出坐標參數(shù)和改正數(shù)設置屬性表，界面如圖3-4所示。圖3-4（1）坐標加常數(shù)用來設置X、Y坐標的百公里加常數(shù)，以百公里為單位。當已知點在國家坐標系中且X坐標很大（一般為數(shù)千公里），可以將整百公里以上的值作為X坐標的加常數(shù)，以使計算簡便。Y坐標若加500公里，則Y坐標的加常數(shù)為500公里。對于局部坐標系下的工程網(wǎng)，X、Y坐標均比較小，它們的加常數(shù)為零（本系統(tǒng)的缺省值）。（2）水準尺每米真長改正數(shù)用來設置水

34、準尺的實際檢測長度相對于每米標稱尺長的改正數(shù)，在水準網(wǎng)平差中用以對水準測段高差進行改正。缺省設置值為零。2.3.3 坐標系統(tǒng)設置在如圖3-3所示的對話框中，用鼠標擊“坐標系統(tǒng)設置”標簽，則彈出坐標系統(tǒng)設置屬性表，其界面如圖3-5所示。該功能在概算和坐標轉換使用到。（1）坐標系統(tǒng)組合框“坐標系統(tǒng)”中的單選按鈕用來設置投影改正時采用的橢球系統(tǒng)，用戶可以從系統(tǒng)所提供的北京54坐標橢球、國家80坐標橢球、WGS-84坐標橢球以及用戶自定義橢球系統(tǒng)四種選項中任選一種。當選擇用戶自定義橢球時，需要用戶自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)

35、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中的缺省設置是：坐標系統(tǒng)為北京54坐標系統(tǒng)，中央子午線為111度，投影面高程為零。用戶應特別注意平面控制網(wǎng)中的已知點坐標是屬于哪個坐標系統(tǒng)，哪個投影面。對于獨立坐標系下的工程控制網(wǎng)，關鍵是投影高程面的正確確定。2.3.4 角度與距離單位設置角度可設置為360度制或400度制（歐洲國家采用）缺省值為360度制。2.3.5粗差剔除設置用于設定方差比及粗差倍值、改正數(shù)倍值兩個閾值（參見圖3-6）。方差比取值一般為1.051.20之間，愈小，則所

36、能探測到的粗差愈小（如310倍的觀測誤差）。但方差比不要小于1。粗差倍值取值應大于3。改正數(shù)倍值可取1.52.5之間的值，該值愈小，計算工作量愈大。2.4 生成概算用文件當平面觀測文件中的方向、邊長觀測值需要概算時，調用此功能可自動生成概算用文件中的近似坐標部分，若有該網(wǎng)的高差觀測值文件，則同時生成近似高程。自動生成概算所需要文件“網(wǎng)名.XYH”后，還須人工編輯該文件，如添加每個網(wǎng)點的近似高程，對于精度要求較高的平面網(wǎng)，還要輸入每個測站上的覘標高、大地水準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，不必輸后圖3-6四項，即上述附加量均自

37、動作“0”處理。概算文件是一個標準ASCII格式文件，其結構如下：網(wǎng)點點名，X，Y，H，BH，N，該文件中每一網(wǎng)點的概算信息占一行，其中X、Y、H為該點的近似三維坐標；BH為覘標高，以米為單位；N為大地水準面差距，以米為單位；和為該點垂線偏差的子午和卯酉分量，以秒為單位。只有在網(wǎng)的精度要求較高時才需要輸入后面的四項。但前面三項是必須有的，當只有前三項時，后四項自動作“0”處理。實例（參見“概算算例網(wǎng).XYH”文件）：1 3730958.6100 264342.5910 535.7 8.0 1.3 3.4 -0.72 3714636.8876 276866.0832 203.9 8.0 1.1

38、4.0 2.54 3700347.1407 266213.9081 376.0 8.1 1.6 0.6 3.75 3709621.8715 258215.6696 182.0 7.9 1.1 1.0 1.46 3721646.7827 254621.4564 166.2 7.8 1.0 0.8 3.43 3718773.3604 266467.5123 179.6 7.9 1.5 2.8 1.42.5 附加信息文件對平面網(wǎng)，若人工建立“網(wǎng)名.IFI”文件，則可生成“網(wǎng)名.IFO”附加信息文件?！熬W(wǎng)名.IFI”的結構為：R_PRECISION點對1.QXX_MATRIX點號1，.，點號KL_CO

39、NSTANT實例（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對的相對誤差信息，給定點的協(xié)因數(shù)陣，每個觀測值誤差方程式的常數(shù)項（用于檢查粗差）,實例參見“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)閉合差計算，貫通誤差影響值計算，網(wǎng)圖顯繪，疊置分析，手簿通訊和格式轉換等功能。下面分別予以介紹。在主菜單中用鼠標單擊“工具

40、”，則會彈出下拉菜單，如圖1-5所示。3.1 平面閉合差計算啟動該功能，首先由平面觀測文件自動尋找出導線線路（DX）和最小獨立閉合環(huán)線路（多邊形DBX），生成計算閉合差線路文件“網(wǎng)名.CLI”。CLI文件的結構如下：1,DXF3D4P1P2P3F2F12,DX.1,DBXD6S3S42,DBXD1S1S53,DBX.根據(jù)閉合差線路文件，自動計算出導線和多邊形的角度閉合差、坐標閉合差和全長閉合差，并進一步根據(jù)多邊形角度閉合差計算方向觀測值精度，對閉合差進行評價和超限提示。計算結果存放于閉合差結果文件“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單擊“閉合差計算”中的“平面網(wǎng)

41、”，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行閉合差計算的平面觀測值文件，則自動進行附合導線和最小閉合環(huán)的搜索及閉合差的計算。用戶也可按CLI文件格式手工建立閉合差計算的線路文件（例如無定向導線，個別附合導線）。若已存在該網(wǎng)的CLI文件，則可直接利用。由于自動尋找附合導線和最小獨立閉合環(huán)線路是一個較為耗時的操作，對于點數(shù)較多或較復雜的網(wǎng)，需要等待一段時間。當計算完成后，結果存儲在“網(wǎng)名.CLO”中，并自動打開以供查看。3.2 高程閉合差計算根據(jù)高程觀測文件自動尋找出水準（高程）附合線路和最小獨立閉合環(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

42、路文件，自動計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，同時根據(jù)閉合環(huán)的閉合差計算每公里水準（高程）觀測值的全中誤差，計算結果存放于閉合差結果文件“網(wǎng)名.GCO”中。其計算步驟同平面網(wǎng)閉合差計算。3.3貫通誤差影響值計算該功能主要為隧道施工控制網(wǎng)而設計的，其實質是根據(jù)控制網(wǎng)的洞口點和定向點精度、貫通點的位置以及貫通面的方向，在完成網(wǎng)平差之后，直接估算隧道貫通誤差影響值。為此首先人工建立一個貫通誤差引導文件，該文件也是一個標準的ASC文件，命名規(guī)則為“網(wǎng)名.GTI”，其格式為：進口點號，進口定向點號，出口點號，出口定向點號，貫通點號，X坐標，Y坐標，貫通面方位角 A F J G E B

43、C如上圖所示的貫通方案可建立如下貫通文件J，A，C，E，G，XG，YG，J，A，C，F(xiàn)，G，XG，YG，J，B，C，E，G，XG，YG，J，B，C，F(xiàn)，G，XG，YG，表3-1為某工程網(wǎng)計算貫通誤差引導文件實例。其中，171，21和100分別是進口點、出口點和貫通點的點號（參見“隧道網(wǎng).GTI”）。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,

44、12,100,69140,439260,90.00171,9,21,11,100,69140,439260,90.00為了選取最優(yōu)的定向點方案，在一次計算中，可準備多種不同的進出口點與定向點的組合，每一種組合占一行。準備好引導文件“網(wǎng)名.GTI”后，用鼠標單擊“貫通誤差影響值計算”，將自動計算貫通誤差影響值，并將結果存放在文件“網(wǎng)名.GTO”中（參見“隧道網(wǎng).GTO”）。注意：在計算貫通誤差影響值之前，除準備好引導文件外，還須對該控制網(wǎng)進行平差計算，否則貫通誤差計算失敗。未建立貫通誤差引導文件時，將彈出提示建立貫通誤差引導文件的對話框。3.4圖形顯繪圖3-1顯繪平面網(wǎng)網(wǎng)圖。單擊“工具”欄中的“

45、網(wǎng)圖顯繪”或單擊工具條中的快捷鍵，主菜單窗口彈出選擇網(wǎng)圖信息文件對話框。在該對話框中選擇并打開所需要的網(wǎng)圖顯繪文件“網(wǎng)名.MAP”（該文件是在對控制網(wǎng)平差時自動形成的），則會自動在窗口顯繪該控制網(wǎng)的網(wǎng)圖。用鼠標單擊主菜單窗口“查看”，彈出如圖3-1所示的下拉菜單，同時在工具條中，對網(wǎng)圖操作的一些工具按鈕也被激活（參見圖1-6）?？蓪W(wǎng)圖進行包括放大、縮小、窗口放大、恢復前級以及誤差橢圓的顯繪、控制網(wǎng)點的顯繪和按等比例尺還是變比例尺顯繪等功能的操作。其中變比例尺顯繪功能主要用來放大隧道網(wǎng)的橫向顯示范圍。單擊工具條中的“打印”快捷鍵，可從打印機輸出網(wǎng)圖（應預先設置好打印機）。3.5斜距化平當采用人

46、工記錄且希望用該軟件作觀測值改正計算和概算時，可調用此功能。該功能可將“網(wǎng)名.SV”文件自動生成“網(wǎng)名.IN2”文件。“網(wǎng)名.SV”文件的結構如下：方向中誤差(秒)，測距儀固定誤差(mm),比例誤差(ppm)測距儀加常數(shù)(MM)，乘常數(shù)(如1.0)，測距儀光軸和經(jīng)緯儀視準軸垂直偏距(mm)測距儀氣象改正系數(shù)K1，K2，大氣折光系數(shù)K(如0.13)地球平均曲率半徑(m)，氣壓單位(可為mmHg 或 mb)已知點點號，X坐標，Y坐標，海拔高程H測站點名儀器高(m)，溫度()，氣壓照準點名，觀測值類型，觀測值該文件可分為三部分，第一部分為精度和氣象數(shù)據(jù)，占文件的前四行。第二部分為已知點信息（點號，X

47、坐標，Y坐標，高程H），每點占一行，如果該點無相應數(shù)據(jù)，則用X，Y，H代替。第三部分為測站觀測數(shù)據(jù)，觀測值類型為L時，表示為方向觀測值；觀測值類型為S時，表示斜距、天頂距等觀測值，且依次為：斜距(m)，天頂距(度分秒)，目標高(m)。對于整體型全站儀來說，測距儀光軸和經(jīng)緯儀視準軸垂直偏距一般為0；只有當使用組合式全站儀即經(jīng)緯儀加測距頭的情況才給出該垂直偏距值。表3-2為某一網(wǎng)的“*.SV”文件的示例（參見“斜距改化文件.SV”）。表3-23.53,5,30.0,-5.0,0282,3868,0.136371,mmhgP1,5000,5000,HP2,5020,5300,180P3,5046.6

48、,5699.13,179.919P4,5172.05,5970.5,HZ1,X,Y,184.575P21.5,20.0,760P1,L,0S1,L,180.0003S1,S,100.003,90.00004,1.52S11.4,22,760P2,L,0S2,L,180.0003.3.6手簿通訊激活該菜單項，將彈出如圖3-2所示的對話框，將微機與COSA-HC的電子手簿相連接，可對原始觀測數(shù)據(jù)文件，中間文件文件以及平差結果文件進行雙向轉輸。具體操作步驟為：(a) 在電子手簿上選擇“數(shù)據(jù)通訊”；(b) 運行COSAWIN中的“手簿通訊”；(c) 用“選擇串行口”菜單設置通訊端口；圖3-2(d) 使

49、用“接收數(shù)據(jù)”菜單從手簿接收數(shù)據(jù)或使用“發(fā)送數(shù)據(jù)”菜單從微機向手簿發(fā)送數(shù)據(jù)，接受或發(fā)送數(shù)據(jù)時要根據(jù)彈出的對話框打開文件和輸入存盤文件名，數(shù)據(jù)通訊過程將在屏幕上顯示。3.7格式轉換可將由電子手簿通訊到微機的平面網(wǎng)、高程網(wǎng)或三維網(wǎng)的原始觀測值文件轉換為平差所需要的平面觀測和高程觀測文件“網(wǎng)名.IN2”和“網(wǎng)名.IN1”。對于轉換后的文件還需作少量的人工編輯，如鍵入已知點坐標、已知點高程等。3.8疊置分析激活該菜單項，將出現(xiàn)圖3-3所示的對話框。選擇所要比較的兩個文件，將得到同名點平差坐標的差值及其限差。對同一個平面網(wǎng)的不同觀測方案（增減觀測值，改變觀測精度）或不同設置（如采用不同的邊長定權公式）進

50、行平差計算，調用該功能可得到兩套成果平差后坐標之差別。例如可以對一個網(wǎng)在粗差剔除前后或方差分量估計前后進行平差結果比較。疊置分析的兩種比較方案，其網(wǎng)名要有所區(qū)別，如比較同一網(wǎng)的“網(wǎng)名1.OU2”和“網(wǎng)名2.OU2”兩個文件。圖3-3是對某網(wǎng)概算前后進行疊置分析。其結果如下：點號 X(m) Y(m) x(m) y(m) p(m) 3 0.504 0.075 0.122 0.110 0.165 4 0.913 -1.470 0.254 0.218 0.334 5 1.408 -0.073 0.255 0.204 0.327 6 0.633 0.864 0.189 0.155 0.244 1 0.0

51、00 0.000 0.000 0.000 0.000 2 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000圖3-3第四章 粗差剔除和方差分量估計4.1粗差剔除當網(wǎng)平差結果的后驗單位權中誤差顯著偏大時，若不存在近似坐標推算錯誤和已知點坐標有問題，應考慮觀測值中可能存在粗差。該功能在網(wǎng)平差前后都可進行。在 “平差”菜單欄中點擊“粗差剔除”菜單項即可激活粗差剔除操作，根據(jù)提示打開所選的“網(wǎng)名.IN2”文件，則開始進行粗差計算。由于粗差剔除計算工作量較大，比平差花的時間要多一些。運行“粗差剔除”前，需要在“平差”欄的“設置與選項”中查看粗差探測的相關設置參數(shù)。若不存在粗差，則“網(wǎng)名.IN2”

52、文件不會改動；若存在粗差，將出文件“網(wǎng)名.OUC”，該文件不能與“網(wǎng)名.OU2”文件作嚴格對比,主要查看相應的粗差信息(見表4-1)及粗差探測過程，粗差的大小（定值）和所在的觀測值（定位）。程序將對粗差作自動改正，重新生成剔除粗差后的觀測值文件“網(wǎng)名C.IN2”，對該文件平差，相應的結果存放在“網(wǎng)名C.OU2”文件中。表 4-1 粗差探測過程 -Step From To Error M0 Ratio0 2.8926 1 1.8075 2.56112 3 -27.0081 2 1.2284 2.16522 3 -29.3407 1 2 13.8693 3 1.0275 1.42932 3 -29.3370 1 2 13.8684 11 10 -5.7799 4 0.9741 1.11272 3 -29.3233 1 2 13.88