【正文】 ，或稱海拔。 全國范圍內(nèi)施測各種比例尺地形圖和各類工程建設(shè)的高程控制基礎(chǔ)是國家水準(zhǔn)網(wǎng)；另一方面國家水準(zhǔn)網(wǎng)為地球科學(xué)研究提供精確的高程資料，如地殼垂直形變的規(guī)律研究，各海洋平均海水面的高程變化以及研究其他有關(guān)地質(zhì)和地貌。國家高程 控制網(wǎng)的骨干是一等水準(zhǔn)網(wǎng)，同時(shí)一等水準(zhǔn)網(wǎng)也是研究地殼和地面垂直運(yùn)動(dòng)以及有關(guān)科學(xué)問題的主要依據(jù)，每隔 15 至20 年沿相同的路線重復(fù)觀測一次。 由 289 條路線組成我國一等水準(zhǔn)網(wǎng)，其中 100 個(gè)閉合環(huán)由 284 條路線構(gòu)成，共埋設(shè)各類標(biāo)石 2 萬余座。單獨(dú)的附合路線長度應(yīng)不超過 200 千米；環(huán)線周長應(yīng)不超過 300 千米。計(jì)算機(jī)語言是編寫程序的工具。按其是否接近人類自然語言，可將計(jì)算機(jī)語言劃分為三大類：機(jī)器語言、匯編語言和高級(jí)語言。另外，由于 不同類型的計(jì)算機(jī)具有不同的指令系統(tǒng)，在某一類計(jì)算機(jī)上編寫的程序不能夠在另一類計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，可移植性差。匯編源程序必須通過語言處理程序?qū)⑵浞g成對(duì)應(yīng)的機(jī)器語言程序，才能夠被計(jì)算機(jī)識(shí)別、執(zhí)行。 一般把機(jī)器語言、匯編語言稱為低級(jí)語言。隨著 windows 操作系統(tǒng)的普及，又出現(xiàn)了面對(duì)對(duì)象的可視化編程語言。后來 C 語言又被多次改進(jìn)，并出現(xiàn)了多種版本。指針數(shù)據(jù)類型的使用，使 C 程序結(jié)構(gòu)更為簡練，程序編寫更為靈活，程序運(yùn)行更為高效。 C 語言提供的控制結(jié)構(gòu)語句使程序結(jié)構(gòu)清晰，其函數(shù)結(jié)構(gòu)完全體現(xiàn)了程序模塊化的編程思 想，便于調(diào)試和維護(hù)，有利于大型軟件的協(xié)作開發(fā)。另外，一個(gè) C 語言程序可以由若干個(gè)獨(dú)立的文件構(gòu)成，這就有效地提高了軟件的開發(fā)效率。 C 語言的有點(diǎn)很多，但也有缺點(diǎn)。 C 語言在強(qiáng)調(diào)靈活、高效的同時(shí)，一定程度上存在某些不安全的因素。 A 和 B 點(diǎn)高程、觀測高差和相應(yīng)的水準(zhǔn)路線見表 51。因觀測高差不相關(guān)，故協(xié)因數(shù)陣為對(duì)角陣 ?Q 26 由條件方程知系數(shù)陣為 0001010110010000111000010011????A 由此組成法方程為 03687*?????dcbakkkk 3 解算法方程。 bool Gaussb(float A[][M], float B[][M], int n)。i++) for(j=0。 FILE *fq。 float W[M][R]。 float B[N][M]。 float K[M][R]={0}。 if((fq = fopen(,rb)) == NULL ) { 34 printf(指定文件不存在 !\n)。Name)。jR。Name)。jN。iM。l[i][j])。iN。 } else { rewind(fq)。 float v[N][M]={0}。 float Naa[M][M]={0}。 float l[N][R]。 fp=fopen(,w)。j++) d[j][i]=c[i][j]。 for(i=0。利用改正數(shù)方程求得 ???????V（毫米） 5 計(jì)算平差值，并代入平差值條件式檢核。 表 51 觀測值與起始數(shù)據(jù) 路線號(hào) 觀測高差（米） 水準(zhǔn)路線長度（千米） 已知高程（米） 1 2 3 4 5 6 7 + + + + + + ??BAHH 25 圖 解 1：列條件方程和平差值函數(shù)式 本題有 7 個(gè)觀測值， 3 個(gè)待定點(diǎn)，所以有條件 437 ????? tnr 個(gè) 4 個(gè)條件方程為 0306080742763543521???????????????vvvvvvvvvvv 式中閉合 差以毫米為單位 2 定權(quán)并組成法方程。 24 第五章 程序設(shè)計(jì) 水準(zhǔn)網(wǎng)條件平差和測角網(wǎng)條件平差實(shí)例 水準(zhǔn)網(wǎng)條件平差 在圖形的水準(zhǔn)網(wǎng)中， A、 B 是已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)，其高程在表 51 中，并假設(shè)， A、B 兩已知高程點(diǎn)無誤差。程序設(shè)計(jì)自由度大，使 C 程序容易通過編譯，卻難以檢查出運(yùn)行中的錯(cuò)誤。一般只比匯編程序生成的目標(biāo)代碼效 率低百分之十到二十。根據(jù) C 語言具有許多低級(jí)語言的功能，有人把 C 語言稱為“高級(jí)語言中的低級(jí)語言”或“中級(jí)語言”。除了定義了一批 C 語言特有的運(yùn)算符外，還把括號(hào)、賦值等都作為運(yùn)算符處理，豐富的數(shù)據(jù)類型與豐富的運(yùn)算符相結(jié)合，使 C 語言具有表達(dá)靈活和高效率的特點(diǎn)。 （二） 數(shù)據(jù)類型豐富。 高級(jí)語言方便易學(xué)、可移植性強(qiáng)、程序設(shè)計(jì)效率高，受到人們的普遍歡迎。高級(jí)語言從根本上擺脫了指令系統(tǒng)的束縛，語言描述接近人類語言，人們不必熟悉計(jì)算機(jī)具體的 22 內(nèi)部結(jié)構(gòu)和指令，只要把精力設(shè)計(jì)集中在問題的描述和求解上。用匯編語言編程，程序與所要解決的 數(shù)學(xué)模型之間的關(guān)系不直觀，編程難度較大是最主要的缺點(diǎn)。用匯編語言編寫的程序，相對(duì)機(jī)器語言可讀性好，容易編程，修改也方便。計(jì)算機(jī)唯一可直接識(shí)別的語言就是機(jī)器語言，或者說用機(jī)器語言編寫的程序可以在計(jì)算機(jī)上直接執(zhí)行。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和日期成 熟以及操作系統(tǒng)的發(fā)現(xiàn)與完善，不同風(fēng)格的程序設(shè)計(jì)語言不斷出現(xiàn)。 21 第四章 C 語言介紹 語言的基本概念 計(jì)算機(jī)工作和正常運(yùn)行離不開軟件，軟件是計(jì)算機(jī)的靈魂。 地形測圖和各種工程建設(shè)所必須的高程控制點(diǎn)由四等水準(zhǔn)測量直接提供。國家高程控制的全面基礎(chǔ)是在一等水準(zhǔn)環(huán)內(nèi)布設(shè)的二等水準(zhǔn)網(wǎng)，其環(huán)線周長在 500 至 750 千米之間。 采用由高級(jí)到低級(jí)，從整體到局部逐級(jí)控制、逐級(jí)加密是國家水準(zhǔn)網(wǎng)的布設(shè)原則。 高差：兩點(diǎn)高程之差用 h 表示（與高程起算面無關(guān) ) abab HHh ?? 。利用舊的高程測量成果時(shí)，要注意高程基準(zhǔn)的統(tǒng)一換算。通常采用大地水準(zhǔn)面作為高程基準(zhǔn)面，即零高程面。 （ 6）為了檢查平差計(jì)算的正確性，常用平差值 L? 重新列出平差值條件方程，看其是否滿足方程。而我們進(jìn)行測量的目的，往往是要得到待定水準(zhǔn)點(diǎn)的高程值、未知點(diǎn)的坐標(biāo)值、三角網(wǎng)的邊長值及方位角值等，并且評(píng)定其精度。 VTPV 可用下列幾種方法計(jì)算： （ 1）直接利用定義式計(jì)算。則有 220 1F Fp???? （ 261） 估值形式為 220 1? ?FFp???? （ 262 ） 根據(jù)協(xié)因數(shù)的定義，有了單位權(quán)方差 20?和某平差值 函數(shù)的驗(yàn)后協(xié)因數(shù)陣QFF ，也可按下式 計(jì)算該平差值 向量的協(xié)方差陣 20?FF FFDQ?? （ 263 ） 例如，已知觀測值的平差值 ?L 的協(xié)因數(shù)陣 FFQ ，則 ?L 的協(xié)方差陣為 2?? ??0?LL LLDQ?? （ 264） 下面，我們分別討論單位權(quán)中誤差 20?和平差值函數(shù)協(xié)因數(shù)陣 QFF 的計(jì)算方法。 設(shè)點(diǎn) ? ?? ?,jjXY與點(diǎn) ? ?? ?,kkXY之間的距離已知值為 0S ，則其條件方程為 ? ? ? ? 122 20? ? ? ?k j k jY Y X X S??? ? ? ????? （ 258） 將數(shù)字化坐標(biāo)觀測值及其改正數(shù)代入，并用臺(tái)勞公式展開取至一次項(xiàng)，得條件方程為 0 0 0 00 0 0 0 0j j k kj k j k j k j kx y x y sj k j k j k j kX Y X Yv v v v wS S S S? ? ? ?? ? ? ? ? ? （ 259） 式中 ? ? ? ? 122 20 00s j k k j k jw S S Y Y X X S??? ? ? ? ? ? ????? （ 260） 13 精度評(píng)定 平差值函數(shù) 在第一個(gè)問題中已經(jīng)闡述了計(jì)算未知量最或然值的原理和公式，下面來論述測量平差的第二個(gè)任務(wù)，即評(píng)定測量成果的精度。 以坐標(biāo)為觀測值的條件方程 數(shù)字化所得的數(shù)據(jù)是數(shù)字化儀或掃描儀對(duì)地面點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)字化得出的坐標(biāo)值，該坐標(biāo)值是儀器機(jī)械坐標(biāo)系統(tǒng)的坐標(biāo)，經(jīng)坐標(biāo)變換得地面坐 標(biāo)系統(tǒng)的坐標(biāo)值。為此，必須找出邊長改正數(shù)和角度改正數(shù)之間的關(guān)系式。對(duì)于大地四邊形，要確定第一個(gè)三角形，必須觀測其中 3 條邊長，要確定第二個(gè)三角形只需再增加 2 條邊長，所以要確 9 定一個(gè)四邊形的圖形，必須觀測 5 條邊長，即 5t? ，所以 6 5 1r n t? ? ? ? ?存在一個(gè)條件方程。 測角網(wǎng)是由三角形、大地四邊形和中點(diǎn)多邊形等三種基本圖形相互鄰接或相互重疊而成的。 極條件（邊長條件） 滿足上述四個(gè)條件方程的 角值還不能使圖中的圖形完全閉合。 基本條件方程有三種類型，以此為例說明。 圖 測角中點(diǎn)三邊形 圖為一測角網(wǎng)，其中已知坐標(biāo)的三角點(diǎn)是 A、 B，未待定點(diǎn)是 C 和 D，要確定待定點(diǎn)的坐標(biāo)，一共觀測了 9 個(gè)水平角，即 ia ， ib ， ic （ i =1,2,3）。將（ 222）式移項(xiàng)，得 aaN K W?? （ 224） 上式兩邊左乘法方程系數(shù)陣 N 的逆陣 N – 1， 得聯(lián)系數(shù) K 的唯一解： 1aaK N W??? （ 225） 將（ 225）式代入（ 217）或（ 218）式，可計(jì)算出 V，再將 V 代入（ 27） ,即可計(jì)算出所求的觀測值的最或然值 ?L L V?? 。 設(shè)在某個(gè)測量作業(yè)中，有 n 個(gè) 觀測值1nL，含有偶然誤差且相互獨(dú)立，相應(yīng)的權(quán)陣為nnP，改正數(shù)為1nV，平差值為1?nL，表示為 , 121nnLLLL????????????? 121nnVVVV????????????? 12nnnPPPP????????? 121????nnLLLL??????????????? （ 26） 其中nnP為對(duì)角陣； 111?nnnL L V??1 11222??? nnnL LVLVLLVL?? ????? ????? ????? ???? ????? ???? （ 27） 在這 n 個(gè) 觀測值中，必要觀測數(shù)為 t， r 為 多余觀測數(shù)。 條件平差模型 當(dāng)水準(zhǔn)網(wǎng)采用條件平差進(jìn)行計(jì)算時(shí)，需要知道部分已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)，需要知道相鄰水準(zhǔn)點(diǎn)間的距離和高差。 函數(shù)模型為線性模型和非線性模型的兩種。 （ 4）水準(zhǔn)網(wǎng)的布設(shè)； （ 5）平差結(jié)果的圖形顯示。 通過調(diào)查和市場研究， 國內(nèi)外大型測繪儀器公司都研發(fā)了 測繪領(lǐng)域的相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理軟件， 對(duì)一些科研實(shí)力雄厚較強(qiáng)的大學(xué)和 測繪單位 都有適合自己的一套軟件以及一些用于實(shí)際生產(chǎn)的數(shù)據(jù)處理軟件，但不同的軟件功能不同，且質(zhì)量不一，基本只能滿足 測量 生產(chǎn)任務(wù) 的 需要 ，但對(duì)于一些比較深層次的數(shù)據(jù)處理功能并不能很好的完成， 或 者 有錯(cuò)誤的，不合理的地方，如各種各樣的問題，如數(shù) 據(jù)輸入復(fù)雜，功能不完善，軟件界面友好的缺乏， 而且 軟件開發(fā)商不 是 測量數(shù)據(jù)處理的專業(yè)人士，專業(yè)水平是值得商榷的， 平差 算法的具體使用不明確， 平差 計(jì)算精度是令人懷疑的， 而且各個(gè)平差程序的平差結(jié)果都是不一樣的。 近年來，導(dǎo)線的平差程序出現(xiàn)很多， 這些程序 都有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。各 高程控制點(diǎn)、水準(zhǔn)路線一起放入水準(zhǔn)路線網(wǎng)絡(luò)，相鄰的 水 準(zhǔn)點(diǎn) 之間的高度差 經(jīng)由 水準(zhǔn)測量 算出 ，還應(yīng)該考慮 到 有關(guān)地球因素的影響，例如 地球外部 引力 ， 地球自身的非均質(zhì)性。 科學(xué)技術(shù)的成長給測繪帶來了新的成長機(jī)遇， 尤其是 GPS 技術(shù) 的成長給測繪 領(lǐng)域 帶來了革命性的功效 ，已經(jīng)替代了許多傳統(tǒng)的測量方法。s rapid economic development, the state vigorously investment in all kinds of railway construction and road construction, the use of mappi