水准路线平差计算程序
平差软件计算说明
由观测数据到平差成果用平差易做控制网平差的过程第一步：控制网数据录入第二步：坐标推算第三步：坐标概算第四步：选择计算方案第五步：闭合差计算与检核第六步：平差计算第七步：平差报告的生成和输出作业流程图：向导式平差向导即是按照应用程序的文字提示一步一步操作下去，最终达到应用目的。
PA2005提供了向导式平差，根据向导的中文提示点击相应的信息即可完成全部的操作。
它对PA2005的初学者有着极大的帮助，建议PA2005的初学者先应用向导来熟悉PA2005数据处理的全部操作过程。
本平差向导只适用于对已经编辑好的平差数据文件进行平差。
向导式平差的应用向导式平差需要事先编辑好数据文件，这里我们就以demo中的“边角网4.txt”文件为例来说明。
第一步：进入平差向导首先启动“南方平差易2005”，然后用鼠标点击下拉菜单“文件\平差向导”。
如下图“平差向导”所示：平差向导请注意平差向导的中文提示和应用说明，并依据提示进行。
第二步：选择平差数据文件点击“下一步”进入平差数据文件的选择页面。
如下图“选择平差数据”所示：选择平差数据点击“浏览”来选择要平差的数据文件。
所选择的对象必须是已经编辑好的平差数据文件，如PA2005的Demo中“边角网4”。
对于数据文件的建立，PA2005 提供了两种方式，一是启动系统后，在指定表格中手工输入数据，然后点击“文件\保存”生成数据文件；二是依照附录A中文件格式，在Windows的“记事本”里手工编辑生成。
打开数据文件点击“打开”即可调入该数据文件。
如下图“调入平差数据文件”所示：调入平差数据文件第三步：控制网属性设置调入平差数据后点击“下一步”即可进入控制网属性设置界面，如下图：该功能将自动调入平差数据文件中控制网的设置参数，如果数据文件中没有设置参数则此对话框为空，同时也可对控制网属性进行添加和修改，向导处理完后该属性将自动保存在平差数据文件中。
点击“下一步”进入计算方案的设置界面。
基于MATLAB的水准网和测边网平差程序设计
基于MATLAB的水准网和测边网平差程序设计摘要MATLAB是目前在研究机构广泛应用的一种数值计算及图形工具软件，它的特点是语法结构简明、数值计算高效、图形功能完备，特别适合非专业编程员完成数值计算、科学试验处理等任务。
以往的测量数据处理方法需要编制特定的处理矩阵运算程序，而且程度复杂，难度大。
本文介绍一种基于MATLAB的水准网和测边网的程序设计方法，与其它算法语言相比，具有编程简单，运算速度快的特点。
文中分别阐述了水准网和测边网程序的理论基础、实现步骤和运行结果。
通过实例的分析，总结出利用MATLAB对测量数据处理有很大的应用价值，它缩短了编程的时间，提高工作效率。
关键词：MATLAB；水准网；测边网；程序设计ABSTRAC TMATLAB is one species of numerical-values calculation and graphic tools software which is widely used to apply at research institutions at present. The particularities are: concise grammar-structure、highly efficient in numerical values calculating、complete function of graphs、especially it is adapted to evildoing professional programmer to accomplish the tasks that are numerical-values calculating and scientific experiments treating. The ancient methods of measured data-processing need establishing special proceedings of treating matrices operation, moreover, it is complex and greatly difficult.This article introduces one programming method dealing with leveling and measuring edge network based on MATLAB. Compared with other algorithm language, it has particularities which are simply programming and quickly operating. The article separately expatiate the theories basics、realizing steps and running results at leveling and measuring edge network. With the analysis of examples, it has prodigious application value in measured data-processing by use of MATLAB. Moreover, it shortens programming time and improves working effectiveness.Key words：MATLAB；leveling network；measuring edge network；programming目录绪论 (4)1. MATLAB软件简介 (5)2．MATLAB 在测量平差中的应用 (6)2.1测量平差原理的概述 (6)2.2平差程序总体方案 (7)3.1程序的功能 (8)3.2水准模型网的间接平差 (8)3.2.1 “权”值的确定 (8)3.2.2 水准路线的平差计算 (9)3.2.3 精度评定 (11)3.3水准网间接平差程序信息设计 (11)3.4 水准网程序与使用说明 (12)3.4.1 水准网程序流程图 (12)3.4.2 水准网程序的使用 (12)3.5案例 (13)4. 测边网平差程序设计 (15)4.1数学模型 (15)4.1.1 误差方程和法方程的组成 (15)4.1.2 边长观测的权 (15)4.1.3 解算法方程 (16)4.1.4 精度评定 (19)4.2 测边网平差信息设计 (20)4.2.1 主要的技术要求 (21)4．3利用MATLAB的绘图语句绘制网图 (21)4.4测边网程序和使用说明 (22)4.5 程序代码说明： (23)4.6程序的使用算例 (25)结论 (29)致谢 (30)参考文献 (31)附录一 (32)附录二 (36)附录三 (46)绪论作为一名测量技术人员，如果不掌握一门PC机编程语言与便携计算工具，要想提高测量工作的效率几乎寸步难行。
高程控制网平差
i
i
i
h h V 改厕厕短的改正数， 代入上式，得：
i
i
i
V1 V2 V3 V4 W 0
W H A h1 h2 h3 h4 H B
1.附合水准路线的条件数和条件方程式组成
观测值5个，待定水准点2 个，所以条件有3个，可 以列出3个条件方程：
h1
H B h1 h2 H A 0
V 1 V 3 V 2 W a 0 V 2 V 4 V 6 W b 0 V 4 V 5 V 3 W c 0
(二)观测值权的确定：
1.各水准路线都进行了往返观测，每公里水准路线的观测中误差为 ，
则m：i
R mi2
1 4n
n i
2 i
i
式中，为测往返测高程不符值，以mm为单位；R为测段长度，以km为单位；n
H A h2 h3 h5 H D 0
H B h1 h3 h4 H C 0
一般以1个已知点为起点，其它已知点为终点，所构成的附合 水准路线为已知点数减1，这样可以列出的条件方程式为已知 水准点个数减1.
2.闭合水准路线的条件数和条件方程式的组成
从一个水准点出发，经过若干水准测段，又回到该 水准点，这样的水准路线称为闭合水准路线。
V 1 V 7 V 8 W b 0
V 2 V 8 V 7 W c 0
V 3 V 5 V 8 W d 0
V 4 V 6 V 5 W e 0
2.闭合水准路线的条件数和条件方程式的组 成
图(c)是四边形状水准网，网中有4个待定点，没有已知点， 在平差计算时，只能确定个待定水准点之间的相互关系，如 果确定一个水准点的高程，就可以确定其他点的高程。因此， 该网的必要观测是3个，观测值总数是6个，又3个多余观测， 可以列出3个条件方程。为了让所列立的条件方程式互相独 立，没个条件方程都要求有一个其他方程没有用到的观测值， 即：
水准点闭合差计算公式
水准点闭合差计算公式水准测量是测量地球表面高程的一种方法，其原理是基于大地水准面的概念，利用重力势能和高程差的关系，测量点的高程。
水准测量的精度对于地图、工程建设等领域有着重要的作用。
在水准测量中，水准点闭合差是一个重要的指标，下面将介绍水准点闭合差的计算公式。
一、水准点闭合差的定义水准点闭合差是指在水准测量中，从起点到终点再回到起点的高程差。
如果测量结果正确，闭合差应该为零。
闭合差不为零的原因是测量误差的累积和系统误差的存在。
二、水准点闭合差的计算公式水准点闭合差的计算公式可以通过以下两种方法得到：1.闭合差法闭合差法是通过测量数据的差异来计算闭合差的方法。
具体步骤如下：(1)测量数据的处理将测量数据按照测量路线的顺序排列，然后计算每个测点的高程值。
如果有多个测量值，可以取平均值。
(2)计算正向高差和反向高差正向高差是指从起点到终点的高程差，反向高差是指从终点到起点的高程差。
将正向高差与反向高差相加，得到高程差之和。
(3)计算闭合差将高程差之和除以2，得到闭合差。
闭合差 = (正向高差 + 反向高差)/22.平差法平差法是通过最小二乘法来计算闭合差的方法。
具体步骤如下： (1)测量数据的处理将测量数据按照测量路线的顺序排列，然后计算每个测点的高程值。
如果有多个测量值，可以取平均值。
(2)建立误差方程根据测量数据的误差特性，建立误差方程。
误差方程可以表示为： V = AX - B其中，V为残差，A为系数矩阵，X为未知数向量，B为常数向量。
(3)求解未知数向量X通过最小二乘法，求解未知数向量X。
将求得的未知数向量X代入误差方程，得到残差向量V。
(4)计算闭合差将残差向量V的平方和除以自由度，得到闭合差的平方。
闭合差平方 = (V1^2 + V2^2 + ... + Vn^2)/(n - m)其中，n为观测值的个数，m为未知数的个数。
闭合差 = sqrt(闭合差平方)三、总结水准点闭合差是水准测量中的一个重要指标，反映了测量结果的准确性。
水准平差计算步骤
水准平差计算步骤水准平差是测量地面高程的一种方法，用于确定地面高程变化或水平面的形状。
水准平差计算步骤主要包括：制定水准路线、测量高程、针对性质检查、平差计算、平差精度评定等。
下面我们将详细介绍这些步骤。
1.制定水准路线：在进行水准测量之前，需要制定一条水准线路。
首先在需要测量的区域内选择起点和终点，然后根据需要，确定中间的支路，并规划各测点的位置。
制定水准路线时需要考虑地形因素，尽量选择平坦且易于观察和测量的地点。
2.测量高程：按照事先制定的水准路线进行实地测量工作。
在每个测点上，使用水准仪或自动水准仪进行测量。
水准仪会产生一些误差，所以在每个测点上需要进行多次重复测量，取平均值以提高测量的准确性。
3.针对性质检查：在测量之后，对测量结果进行针对性质检查。
检查主要包括两个方面：一是对比连续点之间的高差是否符合实际情况，以确保测量结果的准确性；二是检查高差闭合差，即起点和终点的高差是否一致。
4.平差计算：平差计算是水准平差的核心步骤。
平差计算的目的是消除测量误差，以获得更加准确的高程值。
平差计算可以分为两种方法：高程平差法和改正数平差法。
高程平差法是指在整个水准线上进行平差，消除所有测量误差。
改正数平差法是指在每个测点上计算改正数，然后根据改正数对测量结果进行平差。
5.平差精度评定：在平差计算完成之后，需要对平差结果进行精度评定。
精度评定是通过计算出平差后的高程值的精度，来评价平差结果的可靠性。
通常采用的方法是计算出平差后的高程值的标准差，通过标准差来评估平差结果的精度。
在进行水准平差计算时，还有一些需要注意的细节和技巧：-应注意具有快变曲率的曲线，比如大湾曲线或拱形，此类曲线上眼迅速地变化会产生红落炮，并且误差会变大。
在这种曲线上，可以增加测量的密度，减小测量间距，以提高测量精度。
-为了减小高程差知错造成误差的可能性，可以在测量点附近设置较好的目标。
这样可以减少指向目标的距离和指向目标的指向偏差。
南方平差易水准网平差实例.
水准平差实例实例1 符合水准路线平差（单一水准路线）实例2 三角高程平差实例3 水准网平差（多条水准路线）实例1、符合水准路线平差这是一条符合水准的测量数据和简图，A和B是已知高程点，2、3和4是待测的高程点。
测站点高差(米) 距离（米）高程(米)A -50.440 1474.4440 96.06202 3.252 1424.71703 -0.908 1749.32204 40.218 1950.4120B 88.1830水准原始数据表水准路线图（模拟）图中h为高差。
在平差易中输入以上数据，如下图“水准数据输入”所示：水准数据输入在测站信息区中输入A、B、2、3和4号测站点，其中A、B为已知高程点，其属性为01，其高程如“水准原始数据表”；2、3、4点为待测高程点，其属性为00，其它信息为空。
因为没有平面坐标数据，故在平差易软件中没有网图显示。
根据控制网的类型选择数据输入格式，此控制网为水准网，选择水准格式，如下图“选择格式”所示：选择格式注意：1、在“计算方案”中要选择“一般水准”，而不是“三角高程”。
“一般水准”所需要输入的观测数据为：观测边长和高差。
“三角高程”所需要输入的观测数据为：观测边长、垂直角、站标高、仪器高。
2、在一般水准的观测数据中输入了测段高差就必须要输入相对应的观测边长，否则平差计算时该测段的权为零，因此导致计算结果错误。
在观测信息区中输入每一组水准观测数据测段A点至2号点的观测数据输入（观测边长为平距）如下图“A－>2观测数据”所示：A－>2观测数据测段2号点至3号点的观测数据输入如下图“2－>3观测数据”所示：2－>3观测数据测段3号点至4号点的观测数据输入如下图“3－>4观测数据”所示：3－>4观测数据测段4号点至B点的观测数据输入如下图“4－>B观测数据”所示：4－>B观测数据以上数据输入完后，点击菜单“文件\另存为”，将输入的数据保存为平差易数据格式文件（格式内容详见附录A）：[STATION]A,01,,,96.062000B,01,,,88.1830002,003,004,00[OBSER]A,2,,1474.444000,-50.44002,3,,1424.717000,3.25203,4,,1749.322000,-0.90804,B,,1950.412000,40.2180平差计算选择菜单“平差->闭合差计算”，计算该水准路线的高差闭合差。
支水准路线平差计算
支水准路线平差计算
支水准路线是指在一个地区内，从基准点开始，沿着预先确定的路线逐级设置水准点，用来建立起该地区的高程基准面。
平差计算是支水准路线建立过程中不可缺少的一环，它的作用是对采集到的水准观测数据进行处理，使其达到一定的精度和可靠性。
1.数据预处理。
在进行平差计算前，需要对采集到的水准观测数据进行预处理，包括数据筛选、数据检查、数据编码、数据转换等。
此外，还需要对水准仪和测量杆进行校准，确保测量精度和稳定性。
2.平差模型建立。
平差模型是指根据采集到的水准观测数据，建立的描述各水准点高程关系的数学模型。
常用的平差模型包括正反算、相对平差和绝对平差等。
在建立模型时，需要考虑一些因素，比如基准面高程确定、坐标系选择和误差理论等。
4.平差计算。
平差计算是根据平差模型和误差传递计算出各水准点的高程值。
平差方法有最小二乘法、最小二乘区间估计法和最小二乘拟合法等，其中最小二乘法应用最为广泛。
5.精度评定和报告编制。
在完成平差计算后，需要对计算结果进行精度评定，确定其精度和可靠性。
同时，还需要编制平差计算报告，记录平差过程和结果，以备查证和应用。
支水准路线平差计算的精度和可靠性对高程基准面的建立具有重要意义。
为了保证计算结果的精度和可靠性，需要在整个计算过程中严格遵循数据处理的标准和规范。
同时，还需要认真分析和处理异常和误差，以免对结果产生影响。
闭合导线平差计算步骤
闭合导线平差计算步骤：1、绘制计算草图。
在图上填写已知数据和观测数据。
2、角度闭合差的计算与调整（1）计算闭合差：（2）计算限差：（图根级）（3）若在限差内，则按平均分配原则，计算改正数：（4）计算改正后新的角值：3、按新的角值，推算各边坐标方位角。
4、按坐标正算公式，计算各边坐标增量。
5、坐标增量闭合差的计算与调整（1）计算坐标增量闭合差。
有：导线全长闭合差：导线全长相对闭合差:（2）分配坐标增量闭合差若 K<1/2000 （图根级），则将、以相反符号，按边长成正比分配到各坐标增量上去。
并计算改正后的坐标增量。
6、坐标计算根据起始点的已知坐标和经改正的新的坐标增量，来依次计算各导线点的坐标。
[ 例题 ] 如图所示闭合导线，试计算各导线点的坐标。
计算表格见下图：闭合水准路线内业计算的步骤：(1) 填写观测数据(2) 计算高差闭合差h f =∑h ，若h f ≤容h f时，说明符合精度要求，可以进行高差闭合差的调整；否则，将重新进行观测。
(3) 调整高差闭合差 各段高差改正数：i hi i hi L L f V n nf V ·· ∑-=∑-=或各段改正高差：ii i V h h +=改(4) 计算待定点的高程闭合差(ｆh )水准路线中各点间高差的代数和应等于两已知水准点间的高差。
若不等两者之差称为闭合差高差闭合差的计算.支水准路线闭合差的计算方法.附合水准路线闭合差的计算方法.闭合水准路线闭合差的计算方法高差闭合差容许值 （n 为测站数，适合山地）(L 为测段长度，以公里为单位，适合平地)水准测量中，消除闭合差的原则一般按距离或测站数成正比地改正各段的观测高差改正数每公里改正数各测段的改正数每一站改正数各测段的改正数计算的基本步骤高差闭合差的计算闭合差的调整高程的计算(见例题2)例题2高程误差配赋表首先：将检查无误的野外观测成果填入计算表，包括：各测段的距离和高差值h i已知数据第一步：高差闭合差的计算第二步：高差闭合差的调整各测段实测高差加改正数，得改正后的高差h i第三步：待定点高程的计算根据改正后的高差h i，由起始点Ⅲ18开始，逐点推算出各点的高程，列入表中最后算得的Ⅲ19点的高程应与已知的高程HⅢ19相等，否则说明闭合水准路线闭合水准路线的成果计算与附合水准路线基本相同，不同之处是检核条件与附合水准路线不同。
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水准路线平差计算程序
一．基本概念
在施工过程中，水准测量贯穿着始终
水准测量一般分为三种类型
1．附合水准线路
从一高级水准点起，经过1、2、3…..n一系列测站测设到另一高级水准点
2．闭合水准线路
从一高级水准点起，经过1、2、3…..n一系列测站测设到原起点高级水准点
3．支水准线路
从一高级水准点起，经过1、2、3…..n一系列测站测设到另一未知水准点在施工过程中，我们一般常用到附合水准、闭合水准，因为这两种水准测量可以检验我们测量成果的精度和正确性。
支水准则不然，所以不建议使用支水准。
本程序重点考虑附合水准、闭合水准两种情况。
二．程序清单（主程序文件名：SZPC）
适用于CASIO fx-4850p
A〝BMA〞:B〝BMB〞: C〝∑(NI,DI)〞: D〝∑(HAB)〞
A:〝fh=〞：E=D+A-B◢
Lbl 1
{FG}:F〝NN,DN〞:G〝hN〞
A:〝BMN〞：H=-EE÷C+G+A◢
A=H
Goto 1
适用于CASIO fx-4800p
A〝BMA〞:B〝BMB〞: C〝∑(NI,DI)〞: D〝∑(HAB)〞
E〝fh〞=D+A-B◢
Lbl 1
{FG}:F〝NN,DN〞:G〝hN〞
H〝BMN〞=-EE÷C+G+A◢
A=H
Goto 1
三．程序算例及相关操作说明
1．程序算例（例一）
已知某附合水准路线的测量资料，见图一和表6-3，求各待定点的高程。
图一
2．操作步骤
程序文件名：SZPC
输入：
BMA=56.345
BMB=59.039
∑(NI,DI)=54
∑(HAB)=2.741
出：fh=0.047
输入NN,DN=12,Hn=2.785；出：BMN=59.120
输入NN,DN=18,Hn=-4.369；出：BMN=54.735
输入NN,DN=13,Hn=1.980；出：BMN=56.704
输入NN,DN=11,Hn=2.345；出：BMN=59.039
3．程序算例（例二）
已知某闭合水准路线的测量资料，见图二和表6-4，求各待定点的高程。
图二
4．操作步骤
程序文件名：SZPC
输入：
BMA=44.330
BMB=44.330
∑(NI,DI)=5
∑(HAB)=-0.025
出：fh=-0.025
输入NN,DN=1.2,Hn=1.224；出：BMN=45.560 输入NN,DN=0.8,Hn=-1.424；出：BMN=44.140 输入NN,DN=0.5,Hn=1.781；出：BMN=45.924 输入NN,DN=1.5,Hn=-1.714；出：BMN=44.217 输入NN,DN=1.0,Hn=0.108；出：BMN=44.330。