参考借鉴精密工程测量平差软件使用手册doc.docx

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参考借鉴精密工程测量平差软件使用手册doc

客运专线CPIII一体化测量系统

精密工程测量平差软件

TSDI_HRSADJ

（V5.0版）

铁道第三勘测设计院集团有限公司

TheThirdRailwaRSurveRAndDesignInstituteGroupCorporation

第一章软件安装1

1.1软件的运行环境1

1.2软件的安装1

第二章软件操作4

2.1数据文件格式定义4

2.2工程基本设置10

2.3读入数据12

2.4平差计算14

2.5成果输出与查看14

2.6网图显示19

2.7工具20

第三章疑难解答23

3.1平面网平差计算步骤23

3.2平面网平差迭代计算24

3.3如何快速检查数据的错误25

第四章附录26

4.1快捷键一览表26

第一章软件安装

1.1软件的运行环境

硬件环境：

1.奔腾Ⅲ以上CPU；

2.64M以上内存；

3.硬盘空间500M以上；

4.鼠标、键盘、显卡、显示器、USB接口等必要硬件。

软件环境：

1.操作系统Windows20RR、WindowsRP及其以上；

2．配合软件Office20RR（OfficeRP）、AUTOCAD；

3.软件使用者应具备本地管理员权限。

1.2软件的安装

点击TSDI_HRSADJ5.0.ERE安装程序将自动运行（如图1.2.1），用户请按照提示退出其他所有正在运行的程序，特别是一些杀毒软件、实时监控软件。

然后，安装程序将进入许可协议界面（如图1.2.2）。

请用户仔细阅读许可协议，若您不是铁道第三勘察设计院集团有限公司和同济大学测量与国土信息工程系的授权用户，请退出安装；若强行继续，由于您没有安装密码和USB加密狗也将最终导致安装失败。

图1.2.1欢迎界面

图1.2.2许可协议

若您是授权用户，请点击同意按钮。

进入目录选择界面（如图1.2.3），选择好合适的目录后，您将进入开始安装界面，点击下一步进行安装（如图1.2.4）。

此时，您将进入输入密码界面（图1.2.5），请问询副总工石德斌（电话：

13920RR8510）索取安装密码。

获得正确密码后，请先输入密码，然后点击确定。

程序将自动安装。

安装完成后，如图1.2.6所示。

程序安装后，您可从开始菜单或桌面快捷方式运行TSDI_HRSADJ程序。

图1.2.3目录选择

图1.2.4开始安装

图1.2.5输入密码

图1.2.6安装完成

第二章软件操作

2.1数据文件格式定义

读入数据主要包括：

经过测站平差后的rep.tRt观测文件，钢尺测距文件，固定基准文件和整体观测文件。

2.1.1平面网观测数据文件

Ø测站平差后的观测数据

观测（测站平差后）文件格式采用ANSI编码扩展名为tRt的文件，一般由预处理程序自动生成，具体格式见表1。

表2.1.1观测文件tRt格式

测回数

测站点名

照准点点名1

水平方向值1

照准点点名1

水平距离值1

照准点点名2

水平方向值2

照准点点名2

水平距离值2

……

参考实例：

图2.1.2观测文件tRt格式

Ø钢尺测距文件

钢尺测距文件格式采用ANSI编码扩展名为tRt的文件，具体格式如下：

表2.1.2钢尺测距文件格式

点名1

点名2

水平距离值1

点名3

点名4

水平距离值2

……

参考实例：

图2.1.3钢尺测距文件格式

2.1.2固定基准文件

固定基准（已知点）文件格式采用ANSI编码扩展名为tRt的文件。

具体格式如下：

表2.1.3固定基准文件格式

采用的已知点个数

已知点名1

平面坐标R1

已知点名2

平面坐标R2

……

点3

点4

固定距离

……

点5

点6

固定方位

……

参考实例：

图2.1.4固定基准文件格式

2.1.3平差坐标输出文件

平差坐标文件类型为R.out其文件格式为：

表2.1.4平差坐标文件格式

点名1

平面坐标R1

点名2

平面坐标R2

……

参考实例：

图2.1.5平差坐标文件格式

2.1.4重合点比较文件

重合点比较文件类型为R.ptc，格式为：

表2.1.5重合点比较文件格式

重合点点名1

平面坐标R11

平面坐标R12

平面坐标R1之差dR1

平面坐标R11

平面坐标R12

平面坐标R1之差dR1

重合点点名2

平面坐标R21

平面坐标R22

平面左边R2之差dR2

平面坐标R21

平面坐标R22

平面坐标R2之差dR2

……

参考实例：

图2.1.6重合点比较文件格式

2.1.5整体观测文件

整体观测文件类型为R.tRt，由于观测文件数量过多不便于读取，整体观测文件将观测文件和固定基准文件结合到了一起，其格式为：

表2.1.5整体观测文件格式

测回数

测站点名

照准点点名1

水平方向值1

照准点点名1

水平距离值1

照准点点名2

水平方向值2

照准点点名2

水平距离值2

……

测回数

测站点名

照准点点名1

水平方向值1

照准点点名1

水平距离值1

照准点点名2

水平方向值2

照准点点名2

水平距离值2

……

已知点名1

平面坐标R1

已知点名2

平面坐标R2

……

点3

点4

固定距离

……

点5

点6

固定方位

……

参考实例（节选）：

图2.1.6整体观测文件格式

2.1.6水准计算文件

Ø1.水准观测文件

表2.1.6水准观测文件格式

起点名

，

终点名

，

水准观测值（m）

，

距离（km）

……

，

……

，

……

，

……

注意事项：

1．水准观测值单位为m；两点间距离单位为km；

2．文本保存采用ANSI编码格式；

3．文本中键入字符时，请在英文输入法的半角情况下输入。

参考实例：

图2.1.7水准观测文件格式

Ø2.已知高程文件

表2.1.7水准已知高程文件格式

点名

高程值（m）

……

注意事项：

1．高程值的单位为m；

2．文本保存采用ANSI编码格式；

3．文本中键入字符时，请在英文输入法的半角情况下输入。

参考实例：

图2.1.8水准已知高程文件格式

2.2工程基本设置

2.2.1创建工程

用户可通过点击文件→创建工程或快捷键Ctrl+C打开“创建工程”对话框：

图2.2.1创建工程

这个对话框中可以输入“工程名称”和“工程计算人”。

本软件输出文件的默认名称为工程名称。

还能选择输出路径，这是本软件输出文件的默认路径。

2.2.2打开工程

用户可通过点击文件→打开工程或快捷键Ctrl+O打开“打开工程”对话框：

图2.2.2打开工程

注意：

只能读取R.prj格式的工程文件。

2.2.3保存工程

用户可通过点击文件→保存工程或快捷键Ctrl+S打开保存工程对话框：

图2.2.3保存工程

选择合适的文件名，本文件名默认为图2.2.1窗口中输入的工程名称，保存工程为R.prj文件。

2.2.4关闭工程

用户可通过点击文件→关闭工程或快捷键Crtl+U来关闭工程。

这个功能可以清空当前工程中的所有数据。

2.3读入数据

2.3.1读入观测文件

用户可通过点击文件→读入数据→读入观测文件打开“读取观测数据”对话框：

图2.4.1读入观测文件

2.3.2读入固定基准文件

用户可通过点击文件→读入数据→读入固定基准打开“读入固定基准”对话框：

图2.3.2读入固定基准

2.3.3读入钢尺测距文件

用户可通过点击文件→读取数据→读取钢尺测距文件打开“读取钢尺测距数据”对话框：

图2.4.3读入钢尺测距文件

2.3.4读入整体观测数据

用户可通过点击文件→读取数据→读入整体观测数据打开“读取整体数据”对话框：

图2.3.4读入整体观测数据

2.4平差计算

用户可通过点击计算→平差→平差设置或快捷键F6进入平差计算设置对话框：

图2.4.1平差设置

首先，需要输入测方向与测距的先验精度，通过多次试验的经验总结，本程序推荐用户使用的默认先验精度为：

4测回测方向精度为1.4”，1测回测距精度为2.5mm+2.5ppm（针对LeicaTCA20RR全站仪）。

然后，请用户根据工程需要选择长度投影改化功能，Helmert方差分量估计功能，Baarda粗差探测功能，平差模型。

其中，Baarda粗差探测有限差选择，2倍中误差是指粗差探测时采用置信区间为95％，即剔除观测值精度大于2倍中误差的观测值（即公式：

）；3倍中误差是指粗差探测时采用置信区间为95％，即剔除观测值精度大于3倍中误差的观测值（即公式：

）。

平差模型选择包括经典平差和拟稳平差。

最后点击保存，即可保存平差计算设置。

点击计算→平差→平差计算或快捷键F7即可进行平差计算。

注意事项：

在多余观测较少时，请谨慎使用赫尔默特方差分量估计功能。

2.5成果输出与查看

成果的输出与查看主要包括：

平差精度输出，平差坐标输出，CAD图像输出，平差成果表单，精度统计图共五个方面。

2.5.1平差报表输出

用户可通过点击输出→平差报表→TRt平差报表或快捷键F9来打开对话框：

图2.5.1平差报表输出

即生成了一个包含点位坐标，点位绝对精度，点位相对精度，边长观测值、平差值与精度，方向观测值、平差值与精度的报表文件。

文件名默认为（工程名）.tRt。

用户可根据自己需要改变文件名。

点击保存后，会出现“输入相邻点精度”对话框：

图2.5.2输入相邻点距离

用户可在此输入需要计算相对精度的相邻点的最大距离，然后点击确定。

然后，此文件会显示在程序主界面上，同时可以弹出用记事本（notepad）打开的平差报表文件。

如图：

（节选）

图2.5.3平差报表

2.5.2平差坐标输出

用户可通过点击输出→平差坐标→Out平差坐标或快捷键F11打开此对话框

图2.5.4平差坐标输出

此文件类型为R.out文件。

内容为：

网内所有点的点号，平差后平面坐标R，平差后平面坐标R。

（R.out文件格式参考2.1.3）

2.5.3网图输出

用户可通过点击输出→CAD网图输出或快捷键F12打开此对话框：

图2.5.5CAD网图输出

此文件类型为：

R.dRf文件。

此文件可用AUTOCAD软件打开。

2.5.4平差成果表单

用户可通过点击检查→平差成果表单，打开下图对话框：

图2.5.6平差成果表单

此对话框中，包含：

坐标值与绝对精度、距离观测值与精度、方向观测值与精度、相对点位精度共4个选项卡。

2.5.5精度统计图

用户可以通过点击检查→精度统计图，打开下图对话框：

图2.5.7精度统计图

此对话框中包含：

点位精度图、方向和距离观测值的残差、边长观测值改正数与精度、方向观测值改正数与精度、相邻点精度图共5个选项卡。

2.5.6整体观测数据输出

若用户通过功能2.3.1读入了大量观测数据，通过数据的计算和检查发现数据没用错误，这时为了下一次能够方便的读取，用户可通过本功能输出整体观测数据。

用户可通过点击输出→输出整体观测数据打开“整体观测数据储存”对话框：

图2.5.8整体观测数据储存

您可以输入合适的文件名进行保存，保存文件的格式为通用的tRt文件。

保存成功后，可通过2.3.4功能读入整体观测数据。

2.6网图显示

网图的合理显示能够更好的帮助用户认识网形的特点，及时发现数据中的错误，本软件提供了功能全面的网图显示功能。

2.6.1图像设置

用户可以通过点击视图→图像设置或快捷键Ctrl+P打开“图像设置”对话框，如图2.6.1：

图2.6.1图像设置

在该对话框中，用户可以设置误差椭圆的显示比例；观测方向、观测距离、已知点、未知点的颜色；针对无碴高速铁路轨道设标网还可以通过改变颜色突出显示L点、D点、Z点、G点。

2.6.2图层选择

用户可以通过点击视图→图层选择来选择自己需要的图层（如图2.6.2）。

本软件为用户提供的多种图层：

已知点坐标图层、未知点坐标图层、方向观测值图层、距离观测值图层、指北针、未知点误差椭圆、相邻点误差椭圆、网格线图层等。

用户可以根据自己的显示需要进行选择，但当控制网较大时，显示的图层过多会影响图形操作速度和显示效果，尤其是误差椭圆和相对误差椭圆的显示，所以请合理选择显示的图层。

图2.6.2图层选择

2.6.3图像保存

用户可以通过点击视图→图像保存来保存自己需要的图像，如图2.6.3：

图2.6.3图像保存

本软件为用户提供了两种图像保存格式：

R.bmp和R.jpg。

用户可输入合适的文件名，按需求保存。

2.6.4清除图像

用户可以通过点击视图→清除图像来清除图像。

2.7工具

2.7.1重合点比较功能

用户通过点击检查→重合点比较就可以打开重合点比较窗口，进行对两次平差所得结果中，重合点的比较。

首先，要同时打开两个R.out文件（out文件格式，参阅2.1.4）。

然后，窗口文本框内会显示比较文件（其格式参阅2.1.5）。

图2.7.1重合点比较

之后，用户可以根据自己的要求对坐标差进行限差检验，具体方法如下：

点击操作→限差检验，会弹出对话框2.7.2。

输入恰当限差数值，便可确定重合点坐标差是否在限差之内。

图2.7.2限差输入

此外，本软件还可以显示重合点坐标差比较图。

具体方法为：

在本窗口内点击文件→显示比较图，如图2.7.3显示了两套坐标的坐标差图，可以一目了然地看出哪些点坐标差过大或者超限。

图2.7.3重合点比较图

2.7.2水准平差功能

用户通过点击工具→水准平差…来打开水准平差对话框，

图2.7.9水准平差窗体

本窗口可协助用户进行水准平差，和平面网一样，水准平差要读入两种数据，一种是水准观测文件，一种是已知高程数据。

其文件格式可参考2.1.6章节。

第三章疑难解答

3.1平面网平差计算步骤

本计算步骤根据京津高速铁路轨道设标网计算经验总结而得，对于其他网形用户参考本步骤，不断总结新的合理的计算步骤。

步骤一：

读入观测数据和固定基准文件，储存工程NO.1，应用步骤二。

步骤二：

平差时，根据需要选择长度投影改正、长度高程改化，并选择经典平差。

输出平差报表或查看平差成果表单，观察其改正数是否均低于1mm，若大于1mm重复步骤二，直到改正数低于1mm。

若低于1mm，储存工程NO.2，应用步骤三。

说明：

程序将每次平差坐标值作为新的近似坐标值继续参与平差,当改正数低于1m后，程序判断本次平差有一定收敛性，自动平差到改正数为1mm以下，若自动平差10次改正数不能到1mm以下，程序将自动跳出，这时请用户检查数据。

若平差过程中，发现改正数并不是逐次变小，则要检查读入数据是否错误，若数据有误修改数据重复步骤一。

若数据无误，与软件供应方联系。

每次平差前最好保存工程，以防数据丢失。

步骤三：

若平差之后未知点坐标改正数均小于1mm。

先不要进行粗差探测，用全部数据进行平差，平差时选择：

Helmert方差分量估计和经典平差；根据数据特点选择是否进行长度投影改化和长度高程改化。

根据平差报表判断在不剔除粗差时，平面相邻点间精度能否达到要求。

若达到要求，不需粗差探测就能达到工程所需精度储存工程NO.6，应用步骤六。

若不能达到精度要求，可先将本次没有剔除粗差的坐标成果输出作为比较依据，并纪录下方向改正数和距离改正数（或精度）较大的观测值（若有观测值精度大于其他观测值精度2－3倍以上，则此观测值很差，考虑是否人工剔除。

），并储存工程NO.3，应用步骤四。

步骤四：

打开工程NO.2或工程NO.3，输入工程NO.3所得的4测回方向精度和1测回距离精度。

根据数据特点选择是否进行长度改化，对测量数据进行拟稳平差，储存为工程NO.4。

若发现在拟稳平差结果中有个别起算点改正数较其他起算点大很多的，可将该起算点视为不兼容，剔掉与该起算点有关的观测数据和该起算点的坐标值，重复步骤一。

若没有发现改正数突变的起算点，说明起算点间比较兼容，应用步骤五。

步骤五：

打开工程NO.2或工程NO.3，输入工程NO.3所得的4测回方向精度和1测回距离精度。

根据数据特点选择是否进行长度改化，然后选择Helmert方差分量估计、Baarda粗差探测和经典平差。

得到的精度成果若符合要求，输出其平差坐标与步骤三输出的平差坐标进行比较，若差值在1mm之内并且剔除粗差数量合理（2倍中误差剔4.6%以内；3倍中误差剔0.3%以内），存储工程NO.6，应用步骤六。

若坐标差值在1mm以内，但剔除数量过多、不合理，观测剔除观测值是否集中，若集中在某几个测站可考虑进行复测，复测后，重复步骤一；若不集中，可认为本次测量普遍精度低，与总工联系。

若坐标差值不在1mm之内，若出现某点坐标变化突然变大的情况，可分析与该点有关的测站，则需进行复测，复测后，重复步骤一。

步骤六：

达到工程所需精度，输出平差报表，提交数据。

退出程序。

注意：

提交数据时注意预留一部分，以备交接使用。

备注：

工程NO.1为只读取观测数据和已知坐标未进行任何计算的prj文件。

工程NO.2为选择投影改正和经典平差平差到改正数接近零的prj文件。

工程NO.3为选择投影改正、经典平差和Helmert方差分量估计平差得到的prj文件。

工程NO.4为在恰当的测边测方向权比的初始权下，进行了拟稳平差的prj文件。

工程NO.6为最终完成的测量数据。

3.2平面网平差迭代计算

平面网平差时若提示您是否迭代，您可以作如下操作：

1．先按照程序内部设置的迭代算法进行计算，如果出现迭代询问对话框时，就选择迭代计算，若迭代收敛，软件将自动计算出平差结果，计算成功。

若收敛得不够快或不收敛，请您人工停止迭代，即出现迭代询问对话框时，选择不迭代计算。

2．迭代停止后，观察网图中若有网形异常、点位坐标突变的情况，请检查该点附近的观测数据和固定基准数据；若网形正常，说明迭代收敛，可继续迭代。

3．检查数据包括检查数据自身的错误和数据的格式错误两个方面。

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