【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)是國家水準網(wǎng)；另一方面國家水準網(wǎng)為地球科學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)的骨干是一等水準網(wǎng)，同時一等水準網(wǎng)也是研究地殼和地面垂直運動以及有關(guān)科學問題的主要依據(jù)，每隔 15 至20 年沿相同的路線重復觀測一次。 由 289 條路線組成我國一等水準網(wǎng)，其中 100 個閉合環(huán)由 284 條路線構(gòu)成，共埋設(shè)各類標石 2 萬余座。單獨的附合路線長度應不超過 200 千米；環(huán)線周長應不超過 300 千米。計算機語言是編寫程序的工具。按其是否接近人類自然語言，可將計算機語言劃分為三大類：機器語言、匯編語言和高級語言。另外，由于 不同類型的計算機具有不同的指令系統(tǒng)，在某一類計算機上編寫的程序不能夠在另一類計算機上運行，可移植性差。匯編源程序必須通過語言處理程序?qū)⑵浞g成對應的機器語言程序，才能夠被計算機識別、執(zhí)行。 一般把機器語言、匯編語言稱為低級語言。隨著 windows 操作系統(tǒng)的普及，又出現(xiàn)了面對對象的可視化編程語言。后來 C 語言又被多次改進，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，有利于大型軟件的協(xié)作開發(fā)。另外，一個 C 語言程序可以由若干個獨立的文件構(gòu)成，這就有效地提高了軟件的開發(fā)效率。 C 語言的有點很多，但也有缺點。 C 語言在強調(diào)靈活、高效的同時，一定程度上存在某些不安全的因素。 A 和 B 點高程、觀測高差和相應的水準路線見表 51。因觀測高差不相關(guān)，故協(xié)因數(shù)陣為對角陣 ?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 觀測高差（米） 水準路線長度（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 個觀測值， 3 個待定點，所以有條件 437 ????? tnr 個 4 個條件方程為 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 水準網(wǎng)條件平差和測角網(wǎng)條件平差實例 水準網(wǎng)條件平差 在圖形的水準網(wǎng)中， A、 B 是已知高程的水準點，其高程在表 51 中，并假設(shè)， A、B 兩已知高程點無誤差。程序設(shè)計自由度大，使 C 程序容易通過編譯，卻難以檢查出運行中的錯誤。一般只比匯編程序生成的目標代碼效 率低百分之十到二十。根據(jù) C 語言具有許多低級語言的功能，有人把 C 語言稱為“高級語言中的低級語言”或“中級語言”。除了定義了一批 C 語言特有的運算符外，還把括號、賦值等都作為運算符處理，豐富的數(shù)據(jù)類型與豐富的運算符相結(jié)合，使 C 語言具有表達靈活和高效率的特點。 （二） 數(shù)據(jù)類型豐富。 高級語言方便易學、可移植性強、程序設(shè)計效率高，受到人們的普遍歡迎。高級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，人們不必熟悉計算機具體的 22 內(nèi)部結(jié)構(gòu)和指令，只要把精力設(shè)計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)學模型之間的關(guān)系不直觀，編程難度較大是最主要的缺點。用匯編語言編寫的程序，相對機器語言可讀性好，容易編程，修改也方便。計算機唯一可直接識別的語言就是機器語言，或者說用機器語言編寫的程序可以在計算機上直接執(zhí)行。隨著計算機技術(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，不同風格的程序設(shè)計語言不斷出現(xiàn)。 21 第四章 C 語言介紹 語言的基本概念 計算機工作和正常運行離不開軟件，軟件是計算機的靈魂。 地形測圖和各種工程建設(shè)所必須的高程控制點由四等水準測量直接提供。國家高程控制的全面基礎(chǔ)是在一等水準環(huán)內(nèi)布設(shè)的二等水準網(wǎng)，其環(huán)線周長在 500 至 750 千米之間。 采用由高級到低級，從整體到局部逐級控制、逐級加密是國家水準網(wǎng)的布設(shè)原則。 高差：兩點高程之差用 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，要注意高程基準的統(tǒng)一換算。通常采用大地水準面作為高程基準面，即零高程面。 （ 6）為了檢查平差計算的正確性，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。而我們進行測量的目的，往往是要得到待定水準點的高程值、未知點的坐標值、三角網(wǎng)的邊長值及方位角值等，并且評定其精度。 VTPV 可用下列幾種方法計算： （ 1）直接利用定義式計算。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)的驗后協(xié)因數(shù)陣QFF ，也可按下式 計算該平差值 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 的計算方法。 設(shè)點 ? ?? ?,jjXY與點 ? ?? ?,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)字化坐標觀測值及其改正數(shù)代入，并用臺勞公式展開取至一次項，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 精度評定 平差值函數(shù) 在第一個問題中已經(jīng)闡述了計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任務，即評定測量成果的精度。 以坐標為觀測值的條件方程 數(shù)字化所得的數(shù)據(jù)是數(shù)字化儀或掃描儀對地面點坐標數(shù)字化得出的坐標值，該坐標值是儀器機械坐標系統(tǒng)的坐標，經(jīng)坐標變換得地面坐 標系統(tǒng)的坐標值。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。對于大地四邊形，要確定第一個三角形，必須觀測其中 3 條邊長，要確定第二個三角形只需再增加 2 條邊長，所以要確 9 定一個四邊形的圖形，必須觀測 5 條邊長，即 5t? ，所以 6 5 1r n t? ? ? ? ?存在一個條件方程。 測角網(wǎng)是由三角形、大地四邊形和中點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 測角中點三邊形 圖為一測角網(wǎng)，其中已知坐標的三角點是 A、 B，未待定點是 C 和 D，要確定待定點的坐標，一共觀測了 9 個水平角，即 ia ， ib ， ic （ i =1,2,3）。將（ 222）式移項，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，可計算出 V，再將 V 代入（ 27） ,即可計算出所求的觀測值的最或然值 ?L L V?? 。 設(shè)在某個測量作業(yè)中，有 n 個 觀測值1nL，含有偶然誤差且相互獨立，相應的權(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為對角陣； 111?nnnL L V??1 11222??? nnnL LVLVLLVL?? ????? ????? ????? ???? ????? ???? （ 27） 在這 n 個 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 當水準網(wǎng)采用條件平差進行計算時，需要知道部分已知高程的水準點，需要知道相鄰水準點間的距離和高差。 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)域的相應的數(shù)據(jù)處理軟件， 對一些科研實力雄厚較強的大學和 測繪單位 都有適合自己的一套軟件以及一些用于實際生產(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 的 需要 ，但對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 有錯誤的，不合理的地方，如各種各樣的問題，如數(shù) 據(jù)輸入復雜，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 計算精度是令人懷疑的， 而且各個平差程序的平差結(jié)果都是不一樣的。 近年來，導線的平差程序出現(xiàn)很多， 這些程序 都有其優(yōu)點和缺點。各 高程控制點、水準路線一起放入水準路線網(wǎng)絡，相鄰的 水 準點 之間的高度差 經(jīng)由 水準測量 算出 ，還應該考慮 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。 科學技術(shù)的成長給測繪帶來了新的成長機遇， 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