【正文】 的，我們需要將導(dǎo)線網(wǎng)的已知數(shù)據(jù)信息按照特定的規(guī)則輸入到 dat 文本中，利用C++程序讀取文本數(shù)據(jù)信息后，對其進行一系列的平差計算，最終獲得平差后的結(jié)果，并以 dat 文本的形式輸出且保存，這樣就可為測量工作提供一定的參考，還能為測繪數(shù)據(jù)的管理帶來幫助。 indirect adjustment Program of the wire work is implemented with using C++ programming, we need to enter traverse work’s known data and information in accordance with specific rules to the dat text, then use C++ program to read text’s data and information, it can conduct calculation of adjustment, the final results of adjustment can output and save in the form of the dat text, so that it can provide some reference for the measurements, also for the management of the mapping data. Key words: adjustment of traverse。 C++。國家等級控制網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集與更新，全國土地調(diào)查，鐵路公路的施工，隧道的貫通，地震的預(yù)報，建筑物的施工放樣和形變監(jiān)測等項目，都離不開測繪行業(yè)?？梢?，測繪行業(yè)的重要性，基礎(chǔ)性地位，同樣隨著施工項目的增多也促進了整個測繪行業(yè)的需求增加，給測繪行業(yè)帶來迅猛的發(fā)展。其中導(dǎo)線網(wǎng)是特殊的邊角網(wǎng)，導(dǎo)線網(wǎng)相對測角網(wǎng)和測邊網(wǎng)網(wǎng)形靈活任意，數(shù)據(jù)采集工作相對少了很多，并且可以根據(jù)需要自由伸展。 測量控制網(wǎng)的精度是測量任務(wù)中的關(guān)鍵、最重要的方面，外業(yè)采集的數(shù)據(jù)能否滿足施工項目的具體要求，測量數(shù)據(jù)處理顯得尤為重要，也是指導(dǎo)外業(yè)測量的 關(guān)鍵所在。從施工行業(yè)和測繪行業(yè)的整個控制測量工作流程來講，工作人員獲得了外業(yè)測量采集的數(shù)據(jù)后，還需進行測量內(nèi)業(yè)的數(shù)據(jù)處理內(nèi)業(yè)工作。七八十年代的老一輩的測繪工作者數(shù)據(jù)處理只能采用手計算的方式，計算工作量相當繁重，占用大量的時間，測量人員必須具備很高的外 業(yè)測量經(jīng)驗和平差數(shù)據(jù)處理知識才能完成。 隨著計算機技術(shù)的發(fā)展和普及，以及矩陣代數(shù)、最優(yōu)化理論和概率統(tǒng)計在測量平差中的廣泛應(yīng)用，對測量平差理論產(chǎn)生了深刻的影響，是測量平差從經(jīng)典平差理論到現(xiàn)在的近代平差理論，推動了測量平差理論知識的發(fā)展，擴展了經(jīng)典平差理論的數(shù)學(xué)模型，提出了一些近代平差數(shù)據(jù)處理的新方法，如相關(guān)平差、秩虧平 差方法、隨機模型的驗后估計、有偏估計等。近期開發(fā)的平差程序大部分已有了改善，智能化自動解算水平在提高，功能在日趨完善，但總存在著不足，功能仍然需要完善。取代了在計算機技術(shù)水平不發(fā)達的時代里繁重的、刻板的工作流程，比如繪制計算略圖、編號編碼、數(shù)據(jù)摘錄等等，而且，計算結(jié)果比以前更加準確，避免了人為出現(xiàn)的錯誤機會，減少了人力、物力，財力的成本，同時也為測繪工作者帶來了極大的方便。通過行業(yè)調(diào)查和市場調(diào)查，國內(nèi)外大型測繪儀器公司都研 發(fā)了測繪相應(yīng)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)處理軟件，但軟件質(zhì)量差異較大、層次不齊，只能基本滿足測量生產(chǎn)任務(wù)的需要，對與一些比較深入的數(shù)據(jù)處理功能任務(wù)并不能很好的完成，或者存在錯誤、不合理的地方，等各種各樣的問題，比如數(shù)據(jù)錄入繁瑣復(fù)雜，功能不完善，缺乏友好的軟件操作界面，而且軟件開發(fā)人員也并非測量數(shù)據(jù)處理的專業(yè)人員，專業(yè)水平值得懷疑，具體使用的平差算法不明確，平差計算結(jié)果的精度值得質(zhì)疑，而且各個平差程序的平差結(jié)果都不同。 國外的平差軟件規(guī)模都相對比較龐大，涵蓋內(nèi)容比較廣，但是軟件難以操作，不容易掌握，對于國內(nèi)的用戶而言，在實際需求上也并不是非常實用，對用戶的專業(yè)水平要求較高，軟件使用習慣上和具體測量數(shù)據(jù)處理流程上，解決的實際問題上和國內(nèi)也有很大的差異，目前市場上還沒有國外專門針對國內(nèi)適合的控制網(wǎng)測量平差軟件。目前，已取得了一定的研究成果，并具有多種算法實現(xiàn)形式。 本文研究的具體內(nèi)容 結(jié)合已學(xué)的平差理論基礎(chǔ)，本文重在研究平差程序的設(shè)計與實現(xiàn)，其中包括： （ 1） 測量平差的函數(shù)模型 （ 2） Excel在平差中的應(yīng)用基礎(chǔ) （ 3） Excel在附和導(dǎo)線近似平差中的應(yīng)用 （ 4） Excel在導(dǎo)線網(wǎng)條件平差的應(yīng)用 （ 5） 矩陣的相關(guān)函數(shù) （ 6） 平差中的重要函數(shù) （ 7） 導(dǎo)線網(wǎng)的平差理論 （ 8） 間接平差的結(jié)構(gòu)與函數(shù)設(shè)計 （ 9） 導(dǎo)線網(wǎng)平差的程序應(yīng)用 中國礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科 生 畢業(yè)設(shè)計 第 3 頁 平差程序相關(guān)說明 平差程序計算特點 相對于手工計算，平差程序計算的主要特點是計算速度快、精度高、數(shù)據(jù)處理自動化，從而把人從繁重的計算工作中解放出來。在平差手工計算時，我們總是面對需要計算的具體問題，所以其數(shù)據(jù)是特定的，計算過程由人實時控制；在計算機程序計算中，在程序設(shè)計時數(shù)據(jù)是抽象的，必須考慮到實際計算中問題的多樣性，以及數(shù)據(jù)計算過程的自動化，所以在程序設(shè)計時必須考慮需要處理的所有問題的普遍性和規(guī)律性。在手工計算時，我們通常希望盡量降低計算工作量。然而，在計算機程序計算時，由于計算機計算的快速高效性，我們不是很關(guān)心計算量的問題，而把主要精力集中于方法實現(xiàn)的現(xiàn)實性方面，也就是要求該方法具有較強的規(guī)律性，便于程序設(shè)計的技術(shù)實現(xiàn)。所以，在本文中，我們主要使用間接平差方法進行程序設(shè)計。 平差程序的基本要求 平差程序設(shè)計與其它程序設(shè)計相同，應(yīng)當滿足一定的要求。數(shù)據(jù)輸入與用戶作業(yè)方式與習慣相統(tǒng)一，輸出明了、齊全；盡量減少手工處理工作量，操作簡便；人機交互性要強。 平差程序的結(jié)構(gòu)化設(shè)計 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計是計算機軟件技術(shù)高度發(fā)展的產(chǎn)物，是大規(guī)模、工業(yè)化軟件開發(fā)的基礎(chǔ)。模塊的概念是軟件工程的基本概念之一。 中國礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科 生 畢業(yè)設(shè)計 第 4 頁 ?????????????模塊的功能用的其他模塊），引用的全局變量，調(diào)模塊接口（輸入、輸出外部特征碼實現(xiàn)模塊功能的程序代模塊的局部數(shù)據(jù)內(nèi)部特征模塊的性質(zhì) 在 C 語言中，每個模塊與一個函數(shù)（ function）相對應(yīng)。軟件模塊化的目的在于使軟件的結(jié)構(gòu)清晰，降低軟件開發(fā)難度、容易閱讀理解、測試和修改。方便于模塊的獨立開發(fā)、調(diào)試，同時，使模塊具有很好的移植性。因此，這類程序總是同一定的網(wǎng)形相聯(lián)系的。這種將網(wǎng)形轉(zhuǎn)化為一系列數(shù)據(jù)的工作和過程稱為“網(wǎng)形數(shù)字化”。 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)所涉及的范圍是廣泛的。對測量平差而言，其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)就是表達一個控制網(wǎng)的全部數(shù)據(jù)的集合，包括已 知數(shù)據(jù)、觀測數(shù)據(jù)、網(wǎng)形數(shù)據(jù)（網(wǎng)圖數(shù)據(jù)）及其關(guān)系。為了提高成果的質(zhì)量，處理好這些測量中存在的誤差問題，觀測值的個數(shù)往往要多于確定未知量所必須觀測的個數(shù)，也就是要進行多余觀測。測量平差采用的原理就是 “ 最小二乘法 ”。 在測量工作中，涉及的 是通過觀測量確定某些幾何量的大小等有關(guān)數(shù)量問題，因此，?？紤]如何建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型及如何解算這些模型。常見的平差函數(shù)模型有條件平差法、附有參數(shù)的條件平差、間接平差法（參數(shù)平差法）、附有限制條件的間接平差等。對于一個平差問題，建立函數(shù)模型是測量平差中最基本、最重要的問題，模型的建立方法不同，與之相應(yīng)就產(chǎn)生了不同的平差方法。 函數(shù)模型連同隨機模型，就稱為平差的數(shù)學(xué)模型?？梢酝ㄟ^平差計算求出 20? 的估值確 20?? ，然后根據(jù)公式 QD 20?? ?? 求得 D 的估值。 應(yīng)用最小二乘準則，并不需要知道觀測向量屬于什么概率分布，只需要知道它的先驗權(quán)陣 P 就可以了。 當 P 為對角陣，表示觀測值不相關(guān)，此時最小二乘準則可表示為純量形式，即： m in2222211 ??????? nnT vpvpvpPVV ?? （ ） 特別地，當觀測值不相關(guān)且等精度時，權(quán)陣 P 為單位陣，此時最小二乘準則可表示為： m in22221 ??????? nT vvvPVV ?? （ ） 條件平差原理 條件平差的數(shù)學(xué)模型 條件平差的數(shù)學(xué)模型為： 01,1, ??? rnnr WA （ ） nnnnnn PQD , 120,20, ??? ?? （ ） 條件方程個數(shù)等于多余觀測數(shù) r， n 為觀測值總個數(shù)， t 為必要觀測數(shù)，存在關(guān)系： r = n t （ ） 由于 r n，從式 （ ） 不能計算出 ?的唯一解，但可按最小二乘原理 ( min?PVVT )，求出 ?的最然值 V，從而進一步計算觀測量 L~ 的最或然值 L? （又稱平差值）。 [1] 條件平差原理 0? 0 ??ALA （ ） 0??WAV （ ） )( 0AALW ??? （ ） 按求函數(shù)極值的拉格朗日乘數(shù)法，引入乘系數(shù) Trbar kkkK ][1, ??（又稱為聯(lián)系數(shù)向量），構(gòu)成函數(shù)： 中國礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科 生 畢業(yè)設(shè)計 第 7 頁 )(2 WAVKPVV TT ???? （ ） 為引入最小二乘法 ,將 Φ 對 V 求一階導(dǎo)數(shù) ,并令其為零： 022)(2)( ?????????? AKPVV AVKVPVVdVd TTTT 得： AKPV TT ? 上式兩端轉(zhuǎn)置，得 KAVP TT ? 由于 P 是主對角線陣，則 TPP? ，得 ： KAPV T? 將上式兩邊左乘權(quán)逆陣 1?P ，得： KAPV T1?? （ ） 此式稱為改正數(shù)方程，其純量形式為： )(1 ribiaiii krkbkapv ???? ? ),2,1( ni ?? （ ） 將（ ）式代入（ ）式，得 01 ??? WKAAP T （ ） 此式稱為聯(lián)系數(shù)法方程（簡稱法方程） 取法方程的系數(shù)陣 NAAP T ??1 ，由上式易知 N 陣關(guān)于主對角線對稱，得法方程表達式 ： 0??WNK （ ） 法方程數(shù)陣 N 的秩： rAAPRNR T ?? ? )()( 1 即， N 是一個 r 階的滿秩方陣，且可逆。 通過觀測值的平差值 L? ，可以進一步計算一些未知量（如待定點的高程、縱橫坐標以及邊的長度、某一方向的方位角等）的最或然值。 中國礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科 生 畢業(yè)設(shè)計 第 8 頁 條件平差的計算步驟 綜合以上所述，按條件平差的計算步驟可歸結(jié)為以下幾步： （ 1） 根據(jù)實際問題，確定出總觀測值的個數(shù) n、必要觀測值的個數(shù) t 及多余觀測個數(shù) r = n t，進一步列出最或是值條件方程 （ ） 或改正數(shù)條件方程 （ ） ； （ 2） 根據(jù)（ ）式，組成法方程式； （ 3） 依據(jù)（ ）式計算出聯(lián)系數(shù) K； （ 4） 由 （ ） 式計算出觀測值改正數(shù) V；并依據(jù)（ ）式計算出觀測值的平差值； （ 5） 根據(jù)（ ）和（ ）計算單位權(quán)方差 20?? 和單位權(quán)中誤差 0?? ； （ 6） 列出平差值函數(shù)關(guān)系式（ ），并對其全微分，求出其線性函數(shù)的系數(shù)陣 f，利用（ ）式計算出平差值函數(shù)的協(xié)因數(shù) FFQ ，代入（ ）計算出平差值函數(shù)的協(xié)方差 FFD 。 精度評定 1． 計算單位權(quán)方差和中誤差的估值 根據(jù)中誤差的定義，單位權(quán)中誤差的計算公式為 rp ][?0 ????? （ ） 在一般情況下，觀測值的真誤差△是不知道的，也就不可能利用上式計算單位權(quán)中誤差。 在 （ ） 中，須先算出 VTPV 的值，才能計算單位權(quán)中誤差。 純量形式為： nnT vpvpvpp v vPVV ????? ?2211][ （ ） （ 2） 由 （ ） 和 （ ） 式導(dǎo)出 KWKAVKAVKAPPVPVV TTTTTTT ???? ? )()( 1 即 KWPVV TT ? （ ） 其純量形式為 : rrbbaaT kwkwkwPVV ???? ? （ ） 2．協(xié)因數(shù)陣 中國礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科 生 畢業(yè)設(shè)計 第 9 頁