水平控制网平差软件的开发过程
本文依据水平网平差的一些基本原理，使用Visual C++6.0开发一具有拓扑关系的水平网平差软件，并重点探讨了水平网平差软件中的开发过程。此软件功能齐全，可以用于侧边网和测角网的平差计算，也可用于边角网的平差计算，还具有精度计算的功能，满足常见水平网平差的工作。
标签：平差软件；水平控制网；开发过程
1 引言
水平控制网网形灵活多变，在实际测量中应用非常广泛。传统平差计算方法已经无法满足当前任务的需要，当前任务数据量大、计算量大且复杂、平差网型存在不确定性、控制网整体规模较大，因此，必须利用计算机进行平差解算。目前而言，大多数的控制网平差软件使用方便，功能齐全，精度较高，但在某些方面还是不够理想。例如：在图形关系上，没有确定的拓扑关系；在数据输入上，不是很美观，也不方便编辑；在成果显示上，计算结果是否可靠很难检查。笔者借助软件工程的开发理论，结合拓扑学的方法，设计并开发一套具有拓扑关系的水平网平差软件。水平网平差软件以一种图形属性交互的方式供用户使用，比较方便的完成输入、数据平差、成果报告等过程，在一定程度上，改善了上述的不足。
2 平差软件计算的特点
平差软件的出现，很大程度上解放了人的双手，相对于传统的手工计算，平差软件具有以下特点：操作便捷、数据处理速度快、计算结果精度高、成果报告整齐美观。
此外，对比起手工平差计算，平差软件还有独特的优点，可以根据任务的不同选择不同的平差方法，实现了自动化处理。如：必要观测数t大于多余观测数r时，条件平差可以很好的计算；如果必要观测数t小于多余观测数r时，就应该采用间接平差，因为这种情况下，间接平差可以大幅的减少平差计算量。现代计算机科学高速发展，计算快速且高效，因此，平差方法的计算机实现成为关注的焦点，更加注重平差方法的内在逻辑性。
3 水平网平差软件的开发过程
3.1 基本流程
（1）利用计算机数组存储站上读取的坐标和各类观测数据，方便调用；（2）观测数据建立法方程。建立法方程的过程就是根据观测数据的顺序结构，放入计算机循环语句中，通过计算累加项，实现数据累加的过程；（3）进行已知点的处理；（4）对法方程的系数矩阵进行求逆计算，如果出现秩亏，则不能采用最小二
乘平差，而采用参数平差；（5）特殊问题处理计算，如秩亏自由网平差和拟稳网平差的参数权矩阵计算；（6）精度评定。精度评定项包含单位权中误差、坐标平差值的中误差、方位角中误差和边长中误差等；（7）平差计算完成后，需要提交图文成果报告，并实现属性和图形的关联。
3.2 功能模块设计
水平网平差软件应具备以下功能：
（1）水平网平差软件能够完成坐标转换、近似平差、水平网各网型的平差、闭合差等各类常规计算；
（2） 水平网平差软件能够绘制各类水平网，并给出放大、缩小、漫游、按图查属性和按属性查图等功能；
（3）应能使用数据库对图形和属性数据完成增、删、查、改等操作；
（4）异常处理主要针对水平网网型正确与否和数据平差结果的粗差探测；
（5）成果报告以图文交互的形式呈现，使用户可以自由定制。
3.3 数据的存储
（1）水平网信息。水平网内的信息包括测量任务的水平网名称，已经参与测量任务的人员名单，测量平差计算的人员名单，制图人员名单和测量单位等相关信息。NETNAME=；SURP=；CHKP=；CALEP=；SURDEP=；DT=；DES=
（2）平差参数。平差参数是在平差计算中，计算机使用的计算参数，包括平差模型、测角中误差、测边固定误差等参数信息。M=2.500000；MA=5.000000；MB=5.000000；JDMAX=2.000000
（3）测站点。测站点包括点名、类型和坐标。水平网测站点信息主要包括各控制点信息，用于后续测量任务的展开。
（4）观测数据。观测数据包括观测数据类型和观测数据。利用计算机数组存储站上读取的坐标和各类观测数据，结构逻辑型好，方便调用。
3.4 近似坐标的计算
水平网的误差方程是非线性方程，须引入参数近似值将误差方程线性化，由于误差方程的系数和自由项计算公式中都用到了近似坐标，所以近似坐标必须在平差之前进行计算。
水平网前方交会计算公式：
水平网测边交会坐标计算公式：
3.5 平差结果输出
输出成果包括：坐标成果、方向值平差成果、边长平差成果、各边最终成果精度评定及误差椭圆，各种中间成果包括：误差方程系数阵、法方程系数阵、协因数阵等。
输出内容包括：
（1）坐标平差成果。包括各点的坐标平差值、横纵坐标中误差和点位中误差。
（2）方向值的平差成果。包括方向观测值、观测值的该证书、边长方向的方位角及中误差、边长的平差值及中误差。
（3）边长平差成果。包括各边的边长观测值、边长方位角、边长的改正数、及中误差、边长的平差值及中误差。
4 结语
在C++环境下设计和开发的软件界面和会话窗口是比较简单易用的，各类算法的实现可编写独立的模块，本文中的水平网平差软件输入形式简单，具有图文交互，程序运行稳定，功能相对完善。
参考文献：
[1]叶红超，刘占江.附合导线的一种平差计算方法[J].黑龙江水利科技，2003（03）：23-25.
[2]赵显富，马月振.绝对无定向附合导线平差理论与实践[J].铁路航测，1996（03）：14-16.
[3]侯建国，三维导线平差程序设计[J].东北测绘，2003（06）：45-48.
作者简介：许瀚卿（1993-），男，江苏连云港人，本科在读。
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