精密工程測量平差軟件使用手冊.doc

客運專線CPIII一體化測量系統精密工程測量平差軟件TSDI_HRSADJ（V5.0 版）鐵道第三勘測設計院集團有限公司The Third Railway Survey And Design Institute Group Corporation TSDI_HRSADJ 講義目 錄第一章 軟件安裝11.1 軟件的運行環(huán)境11.2 軟件的安裝1第二章 軟件操作42.1數據文件格式定義42.2 工程基本設置102.3 讀入數據122.4 平差計算142.5 成果輸出與查看142.6 網圖顯示192.7 工具20第三章 疑難解答233.1 平面網平差計算步驟233.2 平面網平差迭代計算243.3 如何快速檢查數據的錯誤25第四章 附錄264.1 快捷鍵一覽表2626 用戶手冊第一章 軟件安裝1.1 軟件的運行環(huán)境硬件環(huán)境：1. 奔騰以上CPU；2. 64M 以上內存；3. 硬盤空間 500M以上；4. 鼠標、鍵盤、顯卡、顯示器、USB接口等必要硬件。軟件環(huán)境：1. 操作系統Windows 2000、Windows XP及其以上；2配合軟件Office 2003 (Office XP)、AUTOCAD；3. 軟件使用者應具備本地管理員權限。1.2 軟件的安裝點擊 TSDI_HRSADJ5.0.EXE 安裝程序將自動運行(如圖1.2.1)，用戶請按照提示退出其他所有正在運行的程序，特別是一些殺毒軟件、實時監(jiān)控軟件。然后，安裝程序將進入許可協議界面(如圖1.2.2)。請用戶仔細閱讀許可協議，若您不是鐵道第三勘察設計院集團有限公司和同濟大學測量與國土信息工程系的授權用戶，請退出安裝；若強行繼續(xù)，由于您沒有安裝密碼和USB加密狗也將最終導致安裝失敗。圖1.2.1 歡迎界面圖1.2.2 許可協議若您是授權用戶，請點擊同意按鈕。進入目錄選擇界面(如圖1.2.3)，選擇好合適的目錄后，您將進入開始安裝界面，點擊下一步進行安裝(如圖1.2.4)。此時，您將進入輸入密碼界面（圖1.2.5），請問詢副總工石德斌（電話索取安裝密碼。獲得正確密碼后，請先輸入密碼，然后點擊確定。程序將自動安裝。安裝完成后，如圖1.2.6所示。程序安裝后，您可從開始菜單或桌面快捷方式運行TSDI_HRSADJ程序。圖1.2.3 目錄選擇圖1.2.4 開始安裝圖1.2.5 輸入密碼圖1.2.6 安裝完成第二章 軟件操作2.1數據文件格式定義讀入數據主要包括：經過測站平差后的rep.txt觀測文件，鋼尺測距文件，固定基準文件和整體觀測文件。2.1.1 平面網觀測數據文件 測站平差后的觀測數據觀測（測站平差后）文件格式采用ANSI編碼擴展名為txt 的文件，一般由預處理程序自動生成，具體格式見表1。表2.1.1 觀測文件 txt 格式測回數測站點名照準點 點名1c0水平方向值1照準點 點名1d0水平距離值1照準點 點名2c0水平方向值2照準點 點名2d0水平距離值2參考實例：圖2.1.2 觀測文件txt格式 鋼尺測距文件鋼尺測距文件格式采用ANSI編碼擴展名為txt 的文件，具體格式如下：表2.1.2 鋼尺測距文件格式點名1,點名2,水平距離值1點名3,點名4,水平距離值2參考實例：圖2.1.3 鋼尺測距文件格式2.1.2 固定基準文件固定基準（已知點）文件格式采用ANSI編碼擴展名為txt 的文件 。具體格式如下：表2.1.3 固定基準文件格式采用的已知點個數已知點名1,平面坐標X1,平面坐標Y1已知點名2,平面坐標X2,平面坐標Y2 點3,點4,d0,固定距離 點5,點6,c0,固定方位 參考實例：圖2.1.4 固定基準文件格式2.1.3 平差坐標輸出文件平差坐標文件類型為*.out 其文件格式為：表2.1.4 平差坐標文件格式點名1,平面坐標X1,平面坐標Y1點名2,平面坐標X2,平面坐標Y2參考實例：圖2.1.5 平差坐標文件格式2.1.4 重合點比較文件重合點比較文件類型為*.ptc，格式為：表2.1.5 重合點比較文件格式重合點點名1平面坐標X11平面坐標X12平面坐標X1之差 dX1平面坐標Y11平面坐標Y12平面坐標Y1之差 dY1重合點點名2平面坐標X21平面坐標X22平面左邊X2之差dX2平面坐標Y21平面坐標Y22平面坐標Y2之差dY2參考實例：圖2.1.6 重合點比較文件格式2.1.5 整體觀測文件整體觀測文件類型為*.txt，由于觀測文件數量過多不便于讀取，整體觀測文件將觀測文件和固定基準文件結合到了一起，其格式為：表2.1.5 整體觀測文件格式測回數測站點名照準點 點名1c0水平方向值1照準點 點名1d0水平距離值1照準點 點名2c0水平方向值2照準點 點名2d0水平距離值2 測回數測站點名照準點 點名1c0水平方向值1照準點 點名1d0水平距離值1照準點 點名2c0水平方向值2照準點 點名2d0水平距離值2 已知點名1,平面坐標X1,平面坐標Y1已知點名2,平面坐標X2,平面坐標Y2 點3,點4,d0,固定距離 點5,點6,c0,固定方位 參考實例（節(jié)選）：圖2.1.6 整體觀測文件格式2.1.6 水準計算文件 1. 水準觀測文件表2.1.6 水準觀測文件格式起點名，終點名，水準觀測值(m)，距離(km) ， ， ， 注意事項：1 水準觀測值單位為m；兩點間距離單位為km；2文本保存采用ANSI編碼格式；3文本中鍵入字符時，請在英文輸入法的半角情況下輸入。參考實例：圖2.1.7 水準觀測文件格式 2. 已知高程文件表2.1.7 水準已知高程文件格式點名,高程值(m) , 注意事項：1 高程值的單位為m；2文本保存采用ANSI編碼格式；3文本中鍵入字符時，請在英文輸入法的半角情況下輸入。參考實例：圖2.1.8 水準已知高程文件格式2.2 工程基本設置2.2.1 創(chuàng)建工程用戶可通過點擊 文件創(chuàng)建工程 或快捷鍵Ctrl+C 打開“創(chuàng)建工程”對話框：圖2.2.1 創(chuàng)建工程這個對話框中可以輸入“工程名稱”和“工程計算人”。本軟件輸出文件的默認名稱為工程名稱。還能選擇輸出路徑，這是本軟件輸出文件的默認路徑。2.2.2 打開工程用戶可通過點擊 文件打開工程 或快捷鍵Ctrl+O 打開“打開工程”對話框：圖2.2.2 打開工程注意：只能讀取*.prj格式的工程文件。2.2.3 保存工程用戶可通過點擊 文件保存工程 或快捷鍵Ctrl+S 打開保存工程對話框：圖2.2.3 保存工程選擇合適的文件名，本文件名默認為圖2.2.1窗口中輸入的工程名稱，保存工程為*.prj文件。2.2.4 關閉工程用戶可通過點擊 文件關閉工程 或快捷鍵Crtl+U 來關閉工程。這個功能可以清空當前工程中的所有數據。2.3 讀入數據2.3.1 讀入觀測文件用戶可通過點擊 文件讀入數據讀入觀測文件 打開“讀取觀測數據”對話框：圖2.4.1 讀入觀測文件2.3.2 讀入固定基準文件用戶可通過點擊 文件讀入數據讀入固定基準 打開“讀入固定基準”對話框：圖2.3.2 讀入固定基準2.3.3 讀入鋼尺測距文件用戶可通過點擊 文件讀取數據讀取鋼尺測距文件 打開“讀取鋼尺測距數據”對話框：圖2.4.3 讀入鋼尺測距文件2.3.4 讀入整體觀測數據用戶可通過點擊 文件讀取數據讀入整體觀測數據 打開“讀取整體數據”對話框：圖2.3.4 讀入整體觀測數據2.4 平差計算用戶可通過點擊 計算平差平差設置 或快捷鍵F6 進入平差計算設置對話框： 圖2.4.1 平差設置首先，需要輸入測方向與測距的先驗精度，通過多次試驗的經驗總結，本程序推薦用戶使用的默認先驗精度為：4測回測方向精度為1.4”，1測回測距精度為2.5mm+2.5ppm(針對Leica TCA2003全站儀)。然后，請用戶根據工程需要選擇長度投影改化功能，Helmert方差分量估計功能，Baarda粗差探測功能，平差模型。其中，Baarda粗差探測有限差選擇，2倍中誤差是指粗差探測時采用置信區(qū)間為95，即剔除觀測值精度大于2倍中誤差的觀測值（即公式：）；3倍中誤差是指粗差探測時采用置信區(qū)間為95，即剔除觀測值精度大于3倍中誤差的觀測值（即公式：）。平差模型選擇包括經典平差和擬穩(wěn)平差。最后點擊保存，即可保存平差計算設置。點擊 計算平差平差計算或快捷鍵F7 即可進行平差計算。注意事項：在多余觀測較少時，請謹慎使用赫爾默特方差分量估計功能。2.5 成果輸出與查看成果的輸出與查看主要包括：平差精度輸出，平差坐標輸出，CAD圖像輸出，平差成果表單，精度統計圖共五個方面。2.5.1 平差報表輸出用戶可通過點擊 輸出平差報表Txt平差報表 或快捷鍵F9 來打開對話框：圖2.5.1 平差報表輸出即生成了一個包含點位坐標，點位絕對精度，點位相對精度，邊長觀測值、平差值與精度，方向觀測值、平差值與精度的報表文件。文件名默認為（工程名）.txt 。用戶可根據自己需要改變文件名。點擊 保存 后，會出現“輸入相鄰點精度”對話框：圖2.5.2 輸入相鄰點距離用戶可在此輸入需要計算相對精度的相鄰點的最大距離，然后點擊確定。然后，此文件會顯示在程序主界面上，同時可以彈出用記事本（notepad）打開的平差報表文件。如圖：（節(jié)選）圖2.5.3 平差報表2.5.2 平差坐標輸出用戶可通過點擊 輸出平差坐標Out平差坐標 或快捷鍵F11 打開此對話框圖2.5.4 平差坐標輸出此文件類型為 *.out 文件。內容為：網內所有點的點號，平差后平面坐標X，平差后平面坐標Y。（*.out 文件格式參考2.1.3）2.5.3 網圖輸出用戶可通過點擊 輸出CAD網圖輸出 或快捷鍵F12 打開此對話框：圖2.5.5 CAD網圖輸出此文件類型為： *.dxf 文件。此文件可用AUTOCAD 軟件打開。2.5.4 平差成果表單用戶可通過點擊 檢查平差成果表單，打開下圖對話框：圖2.5.6 平差成果表單此對話框中，包含：坐標值與絕對精度、距離觀測值與精度、方向觀測值與精度、相對點位精度共4個選項卡。2.5.5 精度統計圖用戶可以通過點擊 檢查精度統計圖，打開下圖對話框：圖2.5.7 精度統計圖此對話框中包含：點位精度圖、方向和距離觀測值的殘差、邊長觀測值改正數與精度、方向觀測值改正數與精度、相鄰點精度圖共5個選項卡。2.5.6 整體觀測數據輸出若用戶通過功能2.3.1讀入了大量觀測數據，通過數據的計算和檢查發(fā)現數據沒用錯誤，這時為了下一次能夠方便的讀取，用戶可通過本功能輸出整體觀測數據。用戶可通過點擊 輸出輸出整體觀測數據 打開“整體觀測數據儲存”對話框：圖2.5.8 整體觀測數據儲存您可以輸入合適的文件名進行保存，保存文件的格式為通用的txt文件。保存成功后，可通過2.3.4功能讀入整體觀測數據。2.6 網圖顯示網圖的合理顯示能夠更好的幫助用戶認識網形的特點，及時發(fā)現數據中的錯誤，本軟件提供了功能全面的網圖顯示功能。2.6.1 圖像設置用戶可以通過點擊 視圖圖像設置 或快捷鍵Ctrl+P 打開“圖像設置”對話框，如圖2.6.1：圖2.6.1 圖像設置在該對話框中，用戶可以設置誤差橢圓的顯示比例；觀測方向、觀測距離、已知點、未知點的顏色；針對無碴高速鐵路軌道設標網還可以通過改變顏色突出顯示L點、D點、Z點、G點。2.6.2 圖層選擇用戶可以通過點擊 視圖圖層選擇 來選擇自己需要的圖層（如圖2.6.2）。本軟件為用戶提供的多種圖層：已知點坐標圖層、未知點坐標圖層、方向觀測值圖層、距離觀測值圖層、指北針、未知點誤差橢圓、相鄰點誤差橢圓、網格線圖層等。用戶可以根據自己的顯示需要進行選擇，但當控制網較大時，顯示的圖層過多會影響圖形操作速度和顯示效果，尤其是誤差橢圓和相對誤差橢圓的顯示，所以請合理選擇顯示的圖層。圖2.6.2 圖層選擇2.6.3 圖像保存用戶可以通過點擊 視圖圖像保存 來保存自己需要的圖像，如圖2.6.3：圖2.6.3 圖像保存本軟件為用戶提供了兩種圖像保存格式：*.bmp和*.jpg。用戶可輸入合適的文件名，按需求保存。2.6.4清除圖像用戶可以通過點擊 視圖清除圖像 來清除圖像。2.7 工具2.7.1重合點比較功能用戶通過點擊 檢查重合點比較 就可以打開重合點比較窗口，進行對兩次平差所得結果中，重合點的比較。首先，要同時打開兩個 *.out 文件（out文件格式，參閱2.1.4）。然后，窗口文本框內會顯示比較文件（其格式參閱2.1.5）。圖2.7.1 重合點比較之后，用戶可以根據自己的要求對坐標差進行限差檢驗，具體方法如下：點擊 操作限差檢驗 ，會彈出對話框2.7.2。輸入恰當限差數值，便可確定重合點坐標差是否在限差之內。圖2.7.2 限差輸入此外，本軟件還可以顯示重合點坐標差比較圖。具體方法為：在本窗口內點擊 文件顯示比較圖 ，如圖2.7.3顯示了兩套坐標的坐標差圖，可以一目了然地看出哪些點坐標差過大或者超限。圖2.7.3 重合點比較圖2.7.2 水準平差功能用戶通過點擊 工具水準平差 來打開水準平差對話框，圖2.7.9 水準平差窗體本窗口可協助用戶進行水準平差，和平面網一樣，水準平差要讀入兩種數據，一種是水準觀測文件，一種是已知高程數據。其文件格式可參考2.1.6章節(jié)。第三章 疑難解答3.1 平面網平差計算步驟本計算步驟根據京津高速鐵路軌道設標網計算經驗總結而得，對于其他網形用戶參考本步驟，不斷總結新的合理的計算步驟。步驟一：讀入觀測數據和固定基準文件，儲存工程NO.1，應用步驟二。步驟二：平差時，根據需要選擇長度投影改正、長度高程改化，并選擇經典平差。輸出平差報表或查看平差成果表單，觀察其改正數是否均低于1mm，若大于1mm重復步驟二，直到改正數低于1mm。若低于1mm，儲存工程NO.2，應用步驟三。說明：程序將每次平差坐標值作為新的近似坐標值繼續(xù)參與平差,當改正數低于1m后，程序判斷本次平差有一定收斂性，自動平差到改正數為1mm以下，若自動平差10次改正數不能到1mm以下，程序將自動跳出，這時請用戶檢查數據。若平差過程中，發(fā)現改正數并不是逐次變小，則要檢查讀入數據是否錯誤，若數據有誤修改數據重復步驟一。若數據無誤，與軟件供應方聯系。每次平差前最好保存工程，以防數據丟失。步驟三：若平差之后未知點坐標改正數均小于1mm。先不要進行粗差探測，用全部數據進行平差，平差時選擇：Helmert方差分量估計和經典平差；根據數據特點選擇是否進行長度投影改化和長度高程改化。根據平差報表判斷在不剔除粗差時，平面相鄰點間精度能否達到要求。若達到要求，不需粗差探測就能達到工程所需精度儲存工程NO.6，應用步驟六。若不能達到精度要求，可先將本次沒有剔除粗差的坐標成果輸出作為比較依據，并紀錄下方向改正數和距離改正數（或精度）較大的觀測值（若有觀測值精度大于其他觀測值精度23倍以上，則此觀測值很差，考慮是否人工剔除。），并儲存工程NO.3，應用步驟四。步驟四：打開工程NO.2或工程NO.3，輸入工程NO.3所得的4測回方向精度和1測回距離精度。根據數據特點選擇是否進行長度改化，對測量數據進行擬穩(wěn)平差，儲存為工程NO.4。若發(fā)現在擬穩(wěn)平差結果中有個別起算點改正數較其他起算點大很多的，可將該起算點視為不兼容，剔掉與該起算點有關的觀測數據和該起算點的坐標值，重復步驟一。若沒有發(fā)現改正數突變的起算點，說明起算點間比較兼容，應用步驟五。步驟五：打開工程NO.2或工程NO.3，輸入工程NO.3所得的4測回方向精度和1測回距離精度。根據數據特點選擇是否進行長度改化，然后選擇Helmert方差分量估計、Baarda粗差探測和經典平差。得到的精度成果若符合要求，輸出其平差坐標與步驟三輸出的平差坐標進行比較，若差值在1mm之內并且剔除粗差數量合理（2倍中誤差剔4.6%以內；3倍中誤差剔0.3%以內），存儲工程NO.6，應用步驟六。若坐標差值在1mm以內，但剔除數量過多、不合理，觀測剔除觀測值是否集中，若集中在某幾個測站可考慮進行復測，復測后，重復步驟一；若不集中，可認為本次測量普遍精度低，與總工聯系。若坐標差值不在1mm之內，若出現某點坐標變化突然變大的情況，可分析與該點有關的測站，則需進行復測，復測后，重復步驟一。步驟六：達到工程所需精度，輸出平差報表，提交數據。退出程序。注意：提交數據時注意預留一部分，以備交接使用。備注：工程NO.1為只讀取觀測數據和已知坐標未進行任何計算的prj文件。工程NO.2為選擇投影改正和經典平差平差到改正數接近零的prj文件。工程NO.3為選擇投影改正、經典平差和Helmert方差分量估計平差得到的prj文件。工程NO.4為在恰當的測邊測方向權比的初始權下，進行了擬穩(wěn)平差的prj文件。工程NO.6為最終完成的測量數據。3.2 平面網平差迭代計算平面網平差時若提示您是否迭代，您可以作如下操作：1先按照程序內部設置的迭代算法進行計算，如果出現迭代詢問對話框時，就選擇迭代計算，若迭代收斂，軟件將自動計算出平差結果，計算成功。若收斂得不夠快或不收斂，請您人工停止迭代，即出現迭代詢問對話框時，選擇不迭代計算。2迭代停止后，觀察網圖中若有網形異常、點位坐標突變的情況，請檢查該點附近的觀測數據和固定基準數據；若網形正常，說明迭代收斂，可繼續(xù)迭代。3檢查數據包括檢查數據自身的錯誤和數據的格式錯誤兩個方面。3.3 如何快速檢查數據的錯誤在大量的野外測量值中，出現數據錯誤是不可避免的，而錯誤的數據