测绘程序设计实验八 水准网平差程序设计报告.docx
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测绘程序设计实验八水准网平差程序设计报告
《测绘程序设计（VC.net）》
上机实验报告
（VisualC++.Net）
班级：
测绘0901班
学号：
0405090204
姓名：
代娅琴
2012年4月29日
实验八平差程序设计基础
一、实验目的
•巩固过程的定义与调用
•巩固类的创建与使用
•巩固间接平差模型及平差计算
•掌握平差程序设计的基本技巧与步骤
二、实验内容
水准网平差程序设计。
设计一个水准网平差的程序，要求数据从文件中读取，
计算部分与界面无关。
1.水准网间接平差模型：
2.计算示例：
近似高程计算：
3.水准网平差计算一般步骤
（1）读取观测数据和已知数据；
（2）计算未知点高程近似值；
（3）列高差观测值误差方程；
（4）根据水准路线长度计算高差观测值的权；
（5）组成法方程；
（6）解法方程，求得未知点高程改正数及平差后高程值；
（7）求高差观测值残差及平差后高差观测值；
（8）精度评定；
（9）输出平差结果。
4.水准网高程近似值计算算法
5.输入数据格式示例
实验代码：
#pragmaonce
classLevelControlPoint
{
public:
LevelControlPoint（void）;
~LevelControlPoint（void）;
public:
CStringstrName;//点名
CStringstrID;//点号
floatH;
boolflag;//标记是否已经计算出近似高程值，若计算出则为，否则为
};
classCDhObs
{
public:
CDhObs（void）;
~CDhObs（void）;
public:
LevelControlPoint*cpBackObj;//后视点
LevelControlPoint*cpFrontObj;//前视点
doubleObsValue;//高差值
doubleDist;//测站的距离
};
#include"StdAfx.h"
#include"LevelControlPoint.h"
LevelControlPoint:
:
LevelControlPoint（void）
{
strName=_T（""）;
strID=_T（""）;
H=0;
flag=0;
}
LevelControlPoint:
:
~LevelControlPoint（void）
{
}
CDhObs:
:
CDhObs（void）
{
}
CDhObs:
:
~CDhObs（void）
{
}
#pragmaonce
#include"LevelControlPoint.h"
#include"Matrix.h"
classAdjustLevel
{
public:
AdjustLevel（void）;
~AdjustLevel（void）;
public:
LevelControlPoint*m_pKnownPoint;//已知点数组
intm_iKnownPointCount;//已知点个数
LevelControlPoint*m_pUnknownPoint;//未知点数组
intm_iUnknownPointCount;//未知点个数
CDhObs*m_pDhObs;//高差观测值数组
intm_iDhObsCount;//高差观测值个数
public:
voidSetKnownPointSize（intsize）;//创建大小为size的已知点数组
voidSetUnkonwnPointSize（intsize）;//创建大小为size的未知点数组
voidSetDhObsSize（intsize）;//创建大小为size的观测值数组
boolLoadObsData（constCString&strFile）;//读入观测文件
CString*SplitString（CStringstr,charsplit,int&iSubStrs）;
voidApproHeignt（void）;//计算近似值
private:
LevelControlPoint*SearchKnownPointUsingID（CStringID）;
LevelControlPoint*SearchUnknownPointUsingID（CStringID）;
LevelControlPoint*SearchPointUsingID（CStringID）;
CMatrixLevleWeight（void）;//计算权矩阵
public:
voidFormErrorEquation（CMatrix&B,CMatrix&L）;//组成误差方程
voidEquationCompute（CMatrix&x）;//计算法方程
voidAccuracy_Assessment（double&r0,CMatrix&Qxx）;//精度评定
voidCompAdjust（double&r0,CMatrixQx[]）;
};
#include"StdAfx.h"
#include"AdjustLevel.h"
#include
#include"LevelControlPoint.h"
#include"math.h"
AdjustLevel:
:
AdjustLevel（void）
{
m_pKnownPoint=NULL;//已知点数组
m_iKnownPointCount=0;//已知点个数
m_pUnknownPoint=NULL;//未知点数组
m_iUnknownPointCount=0;//未知点个数
m_pDhObs=NULL;//高差观测值数组
m_iDhObsCount=0;//高差观测值个数
}
AdjustLevel:
:
~AdjustLevel（void）
{
if（m_pKnownPoint!
=NULL）
{
delete[]m_pKnownPoint;
m_pKnownPoint=NULL;
}
if（m_pUnknownPoint!
=NULL）
{
delete[]m_pUnknownPoint;
m_pUnknownPoint=NULL;
}
if（m_pDhObs!
=NULL）
{
delete[]m_pDhObs;
m_pDhObs=NULL;
}
}
voidAdjustLevel:
:
SetKnownPointSize（intsize）
{
m_pKnownPoint=newLevelControlPoint[size];//创建动态指针
m_iKnownPointCount=size;
}
voidAdjustLevel:
:
SetUnkonwnPointSize（intsize）
{
m_pUnknownPoint=newLevelControlPoint[size];
m_iUnknownPointCount=size;
}
voidAdjustLevel:
:
SetDhObsSize（intsize）
{
m_pDhObs=newCDhObs[size];
m_iDhObsCount=size;//高差观测值个数
}
boolAdjustLevel:
:
LoadObsData（constCString&strFile）
{
CStdioFilesf;
if（!
sf.Open（strFile,CFile:
:
modeRead））returnfalse;//创建并打开文件对象
CStringstrLine;
boolbEOF=sf.ReadString（strLine）;//读取第一行，即已知点的数目
SetKnownPointSize（_ttoi（strLine））;//根据已知点的数目，创建已知点数组；
intn=0;
for（inti=0;i{
sf.ReadString（strLine）;
CString*pstrData=SplitString（strLine,',',n）;
m_pKnownPoint[i].strName=pstrData[0];
m_pKnownPoint[i].strID=pstrData[0];
m_pKnownPoint[i].H=_tstof（pstrData[1]）;
m_pKnownPoint[i].flag=1;//已知点不用平差，故将其的flag设置为
delete[]pstrData;
pstrData=NULL;
}
sf.ReadString（strLine）;//读取未知点的个数
SetUnkonwnPointSize（_ttoi（strLine））;//根据未知点的个数创建未知点数组
sf.ReadString（strLine）;//读取未知点的点名
CString*pstrData=SplitString（strLine,',',n）;
for（inti=0;i{
m_pUnknownPoint[i].strName=pstrData[i];
m_pUnknownPoint[i].strID=pstrData[i];
m_pUnknownPoint[i].H=0;//未知点的高程值设置为
m_pUnknownPoint[i].flag=0;//还没有求得近似高程，故其flag设置为
}
if（pstrData!
=NULL）
{
delete[]pstrData;
pstrData=NULL;
}
sf.ReadString（strLine）;//读取观测值的个数
SetDhObsSize（_ttoi（strLine））;//按照观测值的大小，创建观测值数组
for（inti=0;i{
sf.ReadString（strLine）;
CString*pstrData=SplitString（strLine,',',n）;
m_pDhObs[i].cpBackObj=SearchPointUsingID（pstrData[0]）;//后视点
m_pDhObs[i].cpFrontObj=SearchPointUsingID（pstrData[1]）;//前视点
m_pDhObs[i].HObsValue=_tstof（pstrData[2]）;//高差观测值
m_pDhObs[i].Dist=_tstof（pstrData[3]）;//距离观测值
delete[]pstrData;
pstrData=NULL;
}
sf.Close（）;
return1;
}
CString*AdjustLevel:
:
SplitString（CStringstr,charsplit,int&iSubStrs）
{
intiPos=0;//分割符位置
intiNums=0;//分割符的总数
CStringstrTemp=str;
CStringstrRight;
//先计算子字符串的数量
while（iPos!
=-1）
{
iPos=strTemp.Find（split）;
if（iPos==-1）
{
break;
}
strRight=strTemp.Mid（iPos+1,str.GetLength（））;
strTemp=strRight;
iNums++;
}
if（iNums==0）//没有找到分割符
{
//子字符串数就是字符串本身
iSubStrs=1;
returnNULL;
}
//子字符串数组
iSubStrs=iNums+1;//子串的数量=分割符数量+1
CString*pStrSplit;
pStrSplit=newCString[iSubStrs];
strTemp=str;
CStringstrLeft;
for（inti=0;i{
iPos=strTemp.Find（split）;
//左子串
strLeft=strTemp.Left（iPos）;
//右子串
strRight=strTemp.Mid（iPos+1,strTemp.GetLength（））;
strTemp=strRight;
pStrSplit[i]=strLeft;
}
pStrSplit[iNums]=strTemp;
returnpStrSplit;
}
//
LevelControlPoint*AdjustLevel:
:
SearchKnownPointUsingID（CStringID）
{
for（inti=0;i{
if（m_pKnownPoint[i].strID==ID）
{return&m_pKnownPoint[i];}
}
returnNULL;
}
//
LevelControlPoint*AdjustLevel:
:
SearchUnknownPointUsingID（CStringID）
{
for（inti=0;i{
if（m_pUnknownPoint[i].strID==ID）
{return&m_pUnknownPoint[i];}
}
returnNULL;
}
LevelControlPoint*AdjustLevel:
:
SearchPointUsingID（CStringID）
{
LevelControlPoint*cp;
cp=SearchKnownPointUsingID（ID）;
if（cp==NULL）
cp=SearchUnknownPointUsingID（ID）;
returncp;
}
voidAdjustLevel:
:
ApproHeignt（void）//用于计算高程近似值的函数
{
for（inti=0;i{
if（m_pUnknownPoint[i].flag!
=1）
{
//先在未知点作为观测值的前视点的情况
for（intj=0;j{//如果观测值的前视点是未知点且其后视点已经有高程值
if（（m_pDhObs[j].cpFrontObj->strID==m_pUnknownPoint[i].strID）
&&m_pDhObs[j].cpBackObj->flag==1）
{//前视点=后视点-高差
/*m_pUnknownPoint[i].H=m_pDhObs[i].cpBackObj->H-m_pDhObs[i].ObsValue;*/
m_pUnknownPoint[i].H=m_pDhObs[j].cpBackObj->H+m_pDhObs[j].HObsValue;
m_pUnknownPoint[i].flag=1;
break;
}
}
if（m_pUnknownPoint[i].flag!
=1）//如果经过上一步骤未知点仍没有计算出近似值
{
for（intj=0;j{//如果观测值的后视点是未知点且其前视点已经有高程值
if（（m_pDhObs[j].cpBackObj->strID==m_pUnknownPoint[i].strID）
&&m_pDhObs[j].cpFrontObj->flag==1）
{//后视点=前视点+高差
m_pUnknownPoint[i].H=m_pDhObs[j].cpFrontObj->H-m_pDhObs[j].HObsValue;
/*m_pUnknownPoint[i].H=m_pDhObs[i].cpFrontObj->H+m_pDhObs[i].ObsValue;*/
m_pUnknownPoint[i].flag=1;
break;
}
}
}
}
if（i==m_iUnknownPointCount-1）//如果已经计算到最后一个未知点
{
for（inta=0;a{
if（m_pUnknownPoint[i].flag!
=1）//只要有一个未知点的近似高程直没有计算
{//则要重新进行上面的步骤直到所有的未知点的近似高程值都计算出
i=-1;
break;
}
}
}
}
}
CMatrixAdjustLevel:
:
LevleWeight（void）
{
CMatrixp（m_iDhObsCount,m_iDhObsCount）;
p.Unit（）;
doublevalue;
for（inti=0;i{
value=（1.0/m_pDhObs[i].Dist）;
p（i,i）=value;
}
returnp;
}
voidAdjustLevel:
:
FormErrorEquation（CMatrix&B,CMatrix&L）
{
B.SetSize（m_iDhObsCount,m_iUnknownPointCount）;
L.SetSize（m_iDhObsCount,1）;
for（inti=0;i{
LevelControlPoint*tmpBack=NULL,*tmpFront=NULL;
tmpBack=SearchPointUsingID（m_pDhObs[i].cpBackObj->strID）;
tmpFront=SearchPointUsingID（m_pDhObs[i].cpFrontObj->strID）;
//找到与第i个观测值有关的未知点
tmpBack->strID;
for（intj=0;j{
if（m_pUnknownPoint[j].strID==tmpBack->strID）//如果是后视点则前面的系数为-1
{B（i,j）=-1;continue;
}
if（m_pUnknownPoint[j].strID==tmpFront->strID）//如果是前视点则前面的系数为
{
B（i,j）=1;
}
}
}
//建立L矩阵
CStringtmp;
for（inti=0;i{
//l=高差观测值-（后视近似值-前视近似值）
/*L（i,0）=m_pDhObs[i].ObsValue-（m_pDhObs[i].cpBackObj->H-m_pDhObs[i].cpFrontObj->H）;*/
L（i,0）=m_pDhObs[i].HObsValue-（m_pDhObs[i].cpFrontObj->H-m_pDhObs[i].cpBackObj->H）;
tmp.Format（_T（"%.3f"）,L（i,0））;
L（i,0）=_tstof（tmp）;
L（i,0）=L（i,0）*1000;//将单位化为mm
}
}
voidAdjustLevel:
:
EquationCompute（CMatrix&x）//计算法方程
{
CMatrixP,B,l;
P=LevleWeight（）;//P为权矩阵
FormErrorEquation（B,l）;
ApproHeignt（）;
CMatrixBT（m_iUnknownPointCount,m_iDhObsCount）;
BT=~B;//B的转置矩阵
CMatrixNBB（m_iUnknownPointCount,m_iUnknownPointCount）;
NBB=BT*P*B;
CMatrixNBBl=NBB.Inv（）;
x=NBBl*BT*P*l;
for（inti=0;i{
m_pUnknownPoint[i].H+=x（i,0）;//未知点高程值=近似值+改正数
}
}
voidAdjustLevel:
:
Accuracy_Assessment（double&r0,CMatrix&Qxx）//精度评定
{
CMatrixB,l,P,x;
P=LevleWeight（）;//P为权矩阵
FormErrorEquation（B,l）;
EquationCompute（x）;
CMatrixv（m_iDhObsCount,1）;
v=B*x-l;
CMatrixvT（1,m_iDhObsCount）;
vT=~v;
CMatrixr/*（1,l）*/;
r=vT*P*v;
r0=sqrt（r（0,0）/（m_iDhObsCount-m_iUnknownPointCount））;//单位权中误差
Qxx.SetSize（m_iUnknownPointCount,m_iUnknownPointCount）;
CMatrixBT（m_iUnknownPointCount,m_iDhObsCount）;
BT=~B;
CMatrixNBB（m_iUnknownPointCount,m_iUnkn
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