水准网间接平差程序设计(C++)
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《测绘程序设计()》上机实验报告(Visual C++.Net)班级: 测绘0901班学号: **********姓名: 代娅琴4月29日实验八平差程序设计基础一、实验目旳•巩固过程旳定义与调用•巩固类旳创立与使用•巩固间接平差模型及平差计算•掌握平差程序设计旳基本技巧与环节二、实验内容水准网平差程序设计。
设计一种水准网平差旳程序, 规定数据从文献中读取, 计算部分与界面无关。
水准网间接平差模型:计算示例:近似高程计算:1.水准网平差计算一般环节(1)读取观测数据和已知数据;(2)计算未知点高程近似值;(3)列高差观测值误差方程;(4)根据水准路线长度计算高差观测值旳权;(5)构成法方程;(6)解法方程, 求得未知点高程改正数及平差后高程值;(7)求高差观测值残差及平差后高差观测值;(8)精度评估;(9)输出平差成果。
2.水准网高程近似值计算算法3.输入数据格式示例实验代码:#pragma onceclass LevelControlPoint{public:LevelControlPoint(void);~LevelControlPoint(void);public:CString strName;//点名CString strID;//点号float H;bool flag;//标记与否已经计算出近似高程值, 若计算出则为, 否则为};class CDhObs{public:CDhObs(void);~CDhObs(void);public:LevelControlPoint* cpBackObj;//后视点LevelControlPoint* cpFrontObj;//前视点double ObsValue;//高差值double Dist;//测站旳距离};#include"StdAfx.h"#include"LevelControlPoint.h"LevelControlPoint::LevelControlPoint(void){strName=_T("");strID=_T("");H=0;flag=0;}LevelControlPoint::~LevelControlPoint(void){}CDhObs::CDhObs(void){}CDhObs::~CDhObs(void){}#pragma once#include"LevelControlPoint.h"#include"Matrix.h"class AdjustLevel{public:AdjustLevel(void);~AdjustLevel(void);public:LevelControlPoint* m_pKnownPoint;//已知点数组int m_iKnownPointCount;//已知点个数LevelControlPoint* m_pUnknownPoint;//未知点数组int m_iUnknownPointCount;//未知点个数CDhObs* m_pDhObs;//高差观测值数组int m_iDhObsCount;//高差观测值个数public:void SetKnownPointSize(int size);//创立大小为size旳已知点数组void SetUnkonwnPointSize(int size);//创立大小为size旳未知点数组void SetDhObsSize(int size);//创立大小为size旳观测值数组bool LoadObsData(const CString& strFile);//读入观测文献CString* SplitString(CString str, char split, int& iSubStrs);void ApproHeignt(void);//计算近似值private:LevelControlPoint* SearchKnownPointUsingID(CString ID);LevelControlPoint* SearchUnknownPointUsingID(CString ID);LevelControlPoint* SearchPointUsingID(CString ID);CMatrix LevleWeight(void);//计算权矩阵public:void FormErrorEquation(CMatrix &B, CMatrix &L);//构成误差方程void EquationCompute(CMatrix &x);//计算法方程void Accuracy_Assessment(double &r0,CMatrix &Qxx);//精度评估void CompAdjust(double &r0,CMatrix Qx[]);};#include"StdAfx.h"#include"AdjustLevel.h"#include<locale.h>#include"LevelControlPoint.h"#include"math.h"AdjustLevel::AdjustLevel(void){m_pKnownPoint=NULL;//已知点数组m_iKnownPointCount=0;//已知点个数m_pUnknownPoint=NULL;//未知点数组m_iUnknownPointCount=0;//未知点个数m_pDhObs=NULL;//高差观测值数组m_iDhObsCount=0;//高差观测值个数}AdjustLevel::~AdjustLevel(void){if(m_pKnownPoint!=NULL){delete[] m_pKnownPoint;m_pKnownPoint=NULL;}if(m_pUnknownPoint!=NULL){delete[] m_pUnknownPoint;m_pUnknownPoint=NULL;}if(m_pDhObs!=NULL){delete[] m_pDhObs;m_pDhObs=NULL;}}void AdjustLevel::SetKnownPointSize(int size){m_pKnownPoint=new LevelControlPoint[size];//创立动态指针m_iKnownPointCount=size;}void AdjustLevel::SetUnkonwnPointSize(int size){m_pUnknownPoint=new LevelControlPoint[size];m_iUnknownPointCount=size;}void AdjustLevel::SetDhObsSize(int size){m_pDhObs=new CDhObs[size];m_iDhObsCount=size;//高差观测值个数}bool AdjustLevel::LoadObsData(const CString& strFile){CStdioFile sf;if(!sf.Open(strFile,CFile::modeRead)) return false;//创立并打开文献对象CString strLine;bool bEOF=sf.ReadString(strLine);//读取第一行, 即已知点旳数目SetKnownPointSize(_ttoi(strLine));//根据已知点旳数目, 创立已知点数组;int n=0;for(int i=0;i<m_iKnownPointCount;i++)//读取已知点旳点名和高程值{sf.ReadString(strLine);CString *pstrData=SplitString(strLine,',',n);m_pKnownPoint[i].strName=pstrData[0];m_pKnownPoint[i].strID=pstrData[0];m_pKnownPoint[i].H=_tstof(pstrData[1]);m_pKnownPoint[i].flag=1;//已知点不用平差, 故将其旳flag设立为delete[] pstrData;pstrData=NULL;}sf.ReadString(strLine);//读取未知点旳个数SetUnkonwnPointSize(_ttoi(strLine));//根据未知点旳个数创立未知点数组sf.ReadString(strLine);//读取未知点旳点名CString *pstrData=SplitString(strLine,',',n);for(int i=0;i<m_iUnknownPointCount;i++)//将未知点旳点名放入未知点数组{m_pUnknownPoint[i].strName=pstrData[i];m_pUnknownPoint[i].strID=pstrData[i];m_pUnknownPoint[i].H=0;//未知点旳高程值设立为m_pUnknownPoint[i].flag=0;//还没有求得近似高程, 故其flag设立为}if(pstrData!=NULL){delete[] pstrData;pstrData=NULL;}sf.ReadString(strLine);//读取观测值旳个数SetDhObsSize(_ttoi(strLine));//按照观测值旳大小, 创立观测值数组for(int i=0;i<m_iDhObsCount;i++)//分行读取观测值旳数据, 将其存入观测值数组{sf.ReadString(strLine);CString *pstrData=SplitString(strLine,',',n);m_pDhObs[i].cpBackObj=SearchPointUsingID(pstrData[0]);//后视点m_pDhObs[i].cpFrontObj=SearchPointUsingID(pstrData[1]);//前视点m_pDhObs[i].HObsValue=_tstof(pstrData[2]);//高差观测值m_pDhObs[i].Dist=_tstof(pstrData[3]);//距离观测值delete[] pstrData;pstrData=NULL;}sf.Close();return 1;}CString* AdjustLevel::SplitString(CString str, char split, int& iSubStrs) {int iPos = 0; //分割符位置int iNums = 0; //分割符旳总数CString strTemp = str;CString strRight;//先计算子字符串旳数量while (iPos != -1){iPos = strTemp.Find(split);if (iPos == -1){break;}strRight = strTemp.Mid(iPos + 1, str.GetLength());strTemp = strRight;iNums++;}if (iNums == 0) //没有找到分割符{//子字符串数就是字符串自身iSubStrs = 1;return NULL;}//子字符串数组iSubStrs = iNums + 1; //子串旳数量= 分割符数量+ 1CString* pStrSplit;pStrSplit = new CString[iSubStrs];strTemp = str;CString strLeft;for (int i = 0; i < iNums; i++){iPos = strTemp.Find(split);//左子串strLeft = strTemp.Left(iPos);//右子串strRight = strTemp.Mid(iPos + 1, strTemp.GetLength());strTemp = strRight;pStrSplit[i] = strLeft;}pStrSplit[iNums] = strTemp;return pStrSplit;}//LevelControlPoint* AdjustLevel::SearchKnownPointUsingID(CString ID) {for(int i=0;i<m_iKnownPointCount;i++){if(m_pKnownPoint[i].strID==ID){return &m_pKnownPoint[i];}}return NULL;}//LevelControlPoint* AdjustLevel::SearchUnknownPointUsingID(CString ID) {for(int i=0;i<m_iUnknownPointCount;i++){if(m_pUnknownPoint[i].strID==ID){return &m_pUnknownPoint[i];}}return NULL;}LevelControlPoint* AdjustLevel::SearchPointUsingID(CString ID){LevelControlPoint* cp;cp=SearchKnownPointUsingID(ID);if(cp==NULL)cp=SearchUnknownPointUsingID(ID);return cp;}void AdjustLevel::ApproHeignt(void)//用于计算高程近似值旳函数{for(int i=0;i<m_iUnknownPointCount;i++)//计算未知点高程值{if(m_pUnknownPoint[i].flag!=1){//先在未知点作为观测值旳前视点旳状况for(int j=0;j<m_iDhObsCount;j++)//从观测数组里找与未知点有关联旳点{//如果观测值旳前视点是未知点且其后视点已有高程值if((m_pDhObs[j].cpFrontObj->strID==m_pUnknownPoint[i].strID)&& m_pDhObs[j].cpBackObj->flag==1 ){ //前视点=后视点-高差/*m_pUnknownPoint[i].H=m_pDhObs[i].cpBackObj->H -m_pDhObs[i].ObsValue;*/m_pUnknownPoint[i].H=m_pDhObs[j].cpBackObj->H + m_pDhObs[j].HObsValue;m_pUnknownPoint[i].flag=1;break;}}if(m_pUnknownPoint[i].flag!=1)//如果通过上一环节未知点仍没有计算出近似值{for(int j=0;j<m_iDhObsCount;j++)//从观测数组里找与未知点有关联旳点 {//如果观测值旳后视点是未知点且其前视点已有高程值if((m_pDhObs[j].cpBackObj->strID==m_pUnknownPoint[i].strID)&& m_pDhObs[j].cpFrontObj->flag==1 ){ //后视点=前视点+高差m_pUnknownPoint[i].H=m_pDhObs[j].cpFrontObj->H-m_pDhObs[j].HObsValue;/*m_pUnknownPoint[i].H=m_pDhObs[i].cpFrontObj->H+m_pDhObs[i].ObsValue;*/m_pUnknownPoint[i].flag=1;break;}}}}if(i==m_iUnknownPointCount-1)//如果已经计算到最后一种未知点{for(int a=0;a<m_iUnknownPointCount;a++){if(m_pUnknownPoint[i].flag!=1)//只要有一种未知点旳近似高程直没有计算{ //则要重新进行上面旳环节直到所有旳未知点旳近似高程值都计算出i=-1;break;}}}}}CMatrix AdjustLevel::LevleWeight(void){CMatrix p(m_iDhObsCount,m_iDhObsCount);p.Unit();double value;for(int i=0;i<m_iDhObsCount;i++){value=(1.0/m_pDhObs[i].Dist);p(i,i)=value;}return p;}void AdjustLevel::FormErrorEquation(CMatrix &B, CMatrix &L){B.SetSize(m_iDhObsCount,m_iUnknownPointCount);L.SetSize(m_iDhObsCount,1);for(int i=0;i<m_iDhObsCount;i++)//建立B系数阵{LevelControlPoint *tmpBack=NULL,*tmpFront=NULL;tmpBack=SearchPointUsingID(m_pDhObs[i].cpBackObj->strID);tmpFront=SearchPointUsingID(m_pDhObs[i].cpFrontObj->strID);//找到与第i个观测值有关旳未知点tmpBack->strID;for(int j=0;j<m_iUnknownPointCount;j++){if(m_pUnknownPoint[j].strID==tmpBack->strID)//如果是后视点则前面旳系数为-1{ B(i,j)=-1;continue;}if(m_pUnknownPoint[j].strID==tmpFront->strID)//如果是前视点则前面旳系数为{B(i,j)=1;}}}//建立L矩阵CString tmp;for(int i=0;i<m_iDhObsCount;i++){//l=高差观测值-(后视近似值-前视近似值)/*L(i,0)=m_pDhObs[i].ObsValue-(m_pDhObs[i].cpBackObj->H-m_pDhObs[i].cpFrontObj->H);*/ L(i,0)=m_pDhObs[i].HObsValue-(m_pDhObs[i].cpFrontObj->H -m_pDhObs[i].cpBackObj->H);tmp.Format(_T("%.3f"),L(i,0));L(i,0)=_tstof(tmp);L(i,0)=L(i,0)*1000;//将单位化为mm}}void AdjustLevel::EquationCompute(CMatrix &x)//计算法方程{CMatrix P,B,l;P=LevleWeight(); //P为权矩阵FormErrorEquation(B,l);ApproHeignt();CMatrix BT(m_iUnknownPointCount,m_iDhObsCount);BT=~B; //B旳转置矩阵CMatrix NBB(m_iUnknownPointCount,m_iUnknownPointCount);NBB=BT*P*B;CMatrix NBBl=NBB.Inv();x=NBBl*BT*P*l;for(int i=0;i<m_iUnknownPointCount;i++){m_pUnknownPoint[i].H+=x(i,0);//未知点高程值=近似值+改正数}}void AdjustLevel::Accuracy_Assessment(double &r0,CMatrix &Qxx)//精度评估{CMatrix B,l,P,x;P=LevleWeight(); //P为权矩阵FormErrorEquation(B,l);EquationCompute(x);CMatrix v(m_iDhObsCount,1);v=B*x-l;CMatrix vT(1,m_iDhObsCount);vT=~v;CMatrix r/*(1,l)*/;r=vT*P*v;r0=sqrt(r(0,0)/(m_iDhObsCount-m_iUnknownPointCount));//单位权中误差Qxx.SetSize(m_iUnknownPointCount,m_iUnknownPointCount);CMatrix BT(m_iUnknownPointCount,m_iDhObsCount);BT=~B;CMatrix NBB(m_iUnknownPointCount,m_iUnknownPointCount);NBB=BT*P*B;Qxx=NBB.Inv();}void AdjustLevel::CompAdjust(double &r0,CMatrix Qx[]){ApproHeignt();//计算未知点旳近似高程值并且存入数组CMatrix P(m_iDhObsCount,m_iDhObsCount);P=LevleWeight();//p为权矩阵CMatrix B,L;CMatrix x,Qxx;FormErrorEquation(B,L);//构成误差方程, B为系数矩阵, l为常数项EquationCompute(x);//计算法方程Accuracy_Assessment(r0,Qxx);//精度评估for(int i=0;i<m_iUnknownPointCount;i++)//未知点高程中误差{Qx[i]=sqrt(Qxx(i,i))*r0;}}#include"Matrix.h"#include"locale.h"#include"LevelControlPoint.h"#include"AdjustLevel.h"AdjustLevel LevelComput;CString* SplitString(CString str, char split, int& iSubStrs){int iPos = 0; //分割符位置int iNums = 0; //分割符旳总数CString strTemp = str;CString strRight;//先计算子字符串旳数量while (iPos != -1){iPos = strTemp.Find(split);if (iPos == -1){break;}strRight = strTemp.Mid(iPos + 1, str.GetLength());strTemp = strRight;iNums++;}if (iNums == 0) //没有找到分割符{//子字符串数就是字符串自身iSubStrs = 1;return NULL;}//子字符串数组iSubStrs = iNums + 1; //子串旳数量= 分割符数量+ 1CString* pStrSplit;pStrSplit = new CString[iSubStrs];strTemp = str;CString strLeft;for (int i = 0; i < iNums; i++){iPos = strTemp.Find(split);//左子串strLeft = strTemp.Left(iPos);//右子串strRight = strTemp.Mid(iPos + 1, strTemp.GetLength());strTemp = strRight;pStrSplit[i] = strLeft;}pStrSplit[iNums] = strTemp;return pStrSplit;}void CIndircLelveDlg::OnBnClickedOpendatafile(){// TODO: 在此添加控件告知解决程序代码UpdateData(TRUE);CFileDialog dlgFile(TRUE,_T("txt"),NULL,OFN_ALLOWMULTISELECT|OFN_EXPLORER,_T("(文本文献)|*.txt"));//创立文献对话框if(dlgFile.DoModal()==IDCANCEL) return;//如果选择取消按钮则返回CString strFileName=dlgFile.GetPathName();//打开获取文献文献名setlocale(LC_ALL,""); //设立语言环境CStdioFile sf;if(!sf.Open(strFileName, CFile::modeRead)) return;InputContent.Empty();//清空字符串str_openContent中旳内容CString strLine;BOOL bEOF=sf.ReadString(strLine);//读取第一行数据while(bEOF)//开始读取顶点数据{bEOF=sf.ReadString(strLine);if(bEOF)InputContent+=strLine+_T("\r\n");}sf.Close();UpdateData(FALSE);}void CIndircLelveDlg::OnBnClickedSavedata(){// TODO: 在此添加控件告知解决程序代码U pdateData(TRUE);CFileDialog dlgFile(FALSE,_T("txt"),NULL,OFN_EXPLORER,_T("(Level格式)|*.txt"));if(dlgFile.DoModal()==IDCANCEL) return;CString strFileName=dlgFile.GetPathName();setlocale(LC_ALL,"");CStdioFile sf;if(!sf.Open(strFileName, CFile::modeCreate|CFile::modeWrite)) return;sf.WriteString(LevleContent);sf.Close();UpdateData(FALSE);}void CIndircLelveDlg::OnBnClickedComputelevel(){// TODO: 在此添加控件告知解决程序代码UpdateData(TRUE);setlocale(LC_ALL,"");double *Qx=new double[LevelComput.m_iUnknownPointCount];double r0;pAdjust(r0,Qx);LevleContent.Format(_T("平差后高程值:\r\n"));CString Temp;for(int i=0;i<LevelComput.m_iUnknownPointCount;i++){Temp.Empty();Temp.Format(_T("%s,%.4f\r\n"),LevelComput.m_pUnknownPoint[i].strID,LevelComput.m_pUnknownPoint[i].H);LevleContent+=Temp;}Temp.Format(_T("单位权中误差: %.1f mm\r\n"),r0*1000);LevleContent+=Temp;LevleContent+=_T("未知点高程中误差(mm):\r\n");for(int i=0;i< LevelComput.m_iUnknownPointCount;i++){Temp.Empty();Temp.Format(_T("%s,%.1f\r\n"),LevelComput.m_pUnknownPoint[i].strName,Qx[i]*1000);LevleContent+=Temp;}UpdateData(false);}void CIndircLelveDlg::OnBnClickedSavelevleresult(){// TODO: 在此添加控件告知解决程序代码UpdateData(TRUE);CFileDialog dlgFile(FALSE,_T("txt"),NULL,OFN_EXPLORER,_T("(Level格式)|*.txt"));if(dlgFile.DoModal()==IDCANCEL) return;CString strFileName=dlgFile.GetPathName();setlocale(LC_ALL,"");CStdioFile sf;if(!sf.Open(strFileName, CFile::modeCreate|CFile::modeWrite)) return;sf.WriteString(LevleContent);sf.Close();UpdateData(FALSE);}三、实验成果打开文献数据:平差成果:四、实验心得这从实验是我们测绘程序设计旳最后一次实验, 虽然这个学期我们做了好几次有关旳实验, 但是我却发现自己学旳东西也越来越模糊, 感觉诸多内容都不理解。
水准网平差结果#include<iostream>#include<stdlib.h>#include<iomanip>#include<math.h>#define max 50Using namespace std;Class CMatrix{public:CMatrix(){row=0; column=0;}; // 默认构造函数CMatrix(int i, int j){row=i;column=j;} // 构造函数一CMatrix(constCMatrix& m); // 复制构造函数~CMatrix(void){/*cout<<"谢谢使用,矩阵所占空间以释放!"<<endl;*/} // 默认析构函数CMatrix& operator=(constCMatrix& m); // 赋值运算符bool operator==(constCMatrix& m); // 比括较运算符bool operator!=(constCMatrix& m); // 比括较运算符CMatrix operator+(constCMatrix& m); // 加运算符CMatrix operator-(constCMatrix& m); // 减运算符CMatrix& operator+=(constCMatrix& m); // 自加运算符CMatrix& operator-=(constCMatrix& m); // 自减运算符CMatrix operator-();// 取负数CMatrix& operator*(constCMatrix& m); // 乘法运算符void input(); //输入矩阵void outputMatrix(); // 输出该矩阵void setValue(int row, int column, double value) { A[row-1][column-1] = value; }// 设置(i,j)的值double getValue(int row, intcolumn)const { return A[row-1][column-1]; }// 设置行、列的值voidsetRow(constint i) { row = i; }intgetRow() const { return row; }voidsetColunm(constint i) { column = i; }intgetColumn() const { return column; }CMatrix& change(int i, int j);//交换矩阵的行CMatrix& transpose(); // 矩阵转置CMatrix& inverse(); // 矩阵求逆void find(int& f)const;// 判断该矩阵是否可用于迭代求解friend void jocabi(constCMatrix& a) ; //迭代求解void lzys(); //列主元素法求解void solve(); //可逆线性矩阵求解void qxnh(); //曲线拟合private:// 成员变量double A[max][max];int row;// 行int column;// 列};void CMatrix::input() //输入{ cout<<"开始输入矩阵值:"<<endl;int i, j;double z;for(i=0;i<row;i++){ cout<<"请输入第"<<i+1<<"行的值:"<<endl;for(j=0;j<column;j++){ cin>>z;A[i][j]=z;}}cout<<endl;};CMatrix::CMatrix(constCMatrix& m) // 复制构造函数{ int i, j;for(i=0;i<m.row;i++)for(j=0;j<m.column;j++)this->A[i][j]=m.A[i][j];};CMatrix&CMatrix::operator=(constCMatrix& m) // 赋值运算符{inti,j;for(i=0;i<row;i++){for(j=0;j<column;j++)A[i][j]=m.A[i][j];}return *this;};boolCMatrix::operator ==(constCMatrix& m) // 比括较运算符{ inti,j,k;for(i=0;i<m.row;i++){ for(j=0;j<m.column;j++)if(this->A[i][j]=m.A[i][j]) k=1;else k=0;}if(k=1) return true;else return false;};boolCMatrix::operator !=(constCMatrix& m) // 比括较运算符{ inti,j,k;for(i=0;i<m.row;i++){ for(j=0;j<m.column;j++)if(this->A[i][j]=m.A[i][j]) k=1;else k=0;}if(k=0) return true;else return false;};CMatrixCMatrix::operator+(constCMatrix& m)// 加运算符{ inti,j;if((this->row==m.row)&&(this->column==m.column)){ for(i=0;i<m.row;i++)for(j=0;j<m.column;j++)this->A[i][j]+=m.A[i][j];}else { cout<<"此两矩阵不能相加,请检查!"<<endl; }return *this;};CMatrixCMatrix::operator-(constCMatrix& m)// 减运算符{ inti,j;if((this->row==m.row)&&(this->column==m.column)){ for(i=0;i<m.row;i++)for(j=0;j<m.column;j++)this->A[i][j]-=m.A[i][j];}else { cout<<"此两矩阵不能相加,请检查!"<<endl; }return *this;};CMatrix&CMatrix::operator+=(constCMatrix& m) //自加运算符{ inti,j;for(i=0;i<m.row;i++)for(j=0;j<m.column;j++) this->A[i][j]=2*m.A[i][j];return *this;};CMatrix&CMatrix::operator-=(constCMatrix& m) //自减运算符{ inti,j;for(i=0;i<m.row;i++)for(j=0;j<m.column;j++)this->A[i][j]=m.A[i][j]-m.A[i][j];return *this;};voidCMatrix::find(int& f)const{ int i;for(i=0;i<this->row;i++)if(this->A[i][i]!=0) f=1;else f=0;};CMatrixCMatrix::operator-() // 取负数{ inti,j;for(i=0;i<this->row;i++)for(j=0;j<this->column;j++)this->A[i][j]=-this->A[i][j];return *this;};CMatrix&CMatrix::operator*(constCMatrix& m) // 乘法运算符{ inti,j,t;CMatrix n;if(this->column==m.row){for(i=0;i<this->row;i++)for(j=0;j<m.column;j++){ double sum=0.0;for(t=0;t<m.row;t++)sum+=this->A[i][t]*m.A[t][j];n.A[i][j]=sum;}}else {cerr<<"此两矩阵不能相乘,请检查!"<<endl; exit(1);}return n;};void CMatrix::outputMatrix()// 输出该矩阵{ inti,j;for(i=1;i<=row;i++){ for(j=1;j<=column;j++)cout<<A[i-1][j-1]<<" ";cout<<endl;}};CMatrix&CMatrix::transpose()// 矩阵转置{ inti,j;CMatrix m(this->column,this->row);for(i=0;i<this->row;i++)for(j=0;j<this->column;j++){ m.A[j][i]=this->A[i][j];} return m;};void jocabi(constCMatrix& a) //高斯迭代求解{ int f=1;a.find(f);if(f==0) {cerr<<"该矩阵不满足迭代求解条件!"<<endl; exit(1); }else{CMatrixx,w;x.setColunm(1);x.setRow(a.getColumn());w.setColunm(1);w.setRow(a.getColumn());int i;double z;for(i=1;i<=x.row;i++){ cout<<"请输入等式右侧的第"<<i<<"个值:";cin>>z;w.A[i-1][0]=z;}for(i=1;i<=x.row;i++){ cout<<"请输入X"<<i<<"的近似值:";cin>>z;x.setValue(i, 1, z);} i=1;while(i<=20){ int j, k;for(j=1;j<=x.row;j++){ double sum=0.0;for(k=1;k<j;k++){sum=sum-(a.A[j-1][k-1])*(x.A[k-1][0]); }for(k=j+1;k<=x.row;k++){sum=sum-(a.A[j-1][k-1])*(x.A[k-1][0]); }sum+=w.A[j-1][0];x.A[j-1][0]=sum/a.A[j-1][j-1];}i++;}for(i=1;i<=x.row;i++)cout<<"X"<<i<<" = "<<x.A[i-1][0]<<endl;}};double jdz(double a) //绝对值{ if(a>0.0) return a;else return -a;};CMatrix&CMatrix::change(int i, int j)//交换矩阵的行{ int k;double z;for(k=1;k<=this->column;k++){ z=A[i-1][k-1];A[i-1][k-1]=A[j-1][k-1];A[j-1][k-1]=z;}return *this;};void CMatrix::lzys() //列主元素法求解{ CMatrixx,w;x.setColunm(1);x.setRow(getColumn());w.setColunm(1);w.setRow(getColumn());int i;double z;for(i=0;i<row;i++){for(int j=0;j<row; j++)w.A[i][j]=0.0;}for(i=1;i<=x.row;i++)x.setValue(i, 1, 0.0);for(i=1;i<=x.row;i++){ cout<<"请输入等式右侧的第"<<i<<"个值:";cin>>z;w.A[i-1][0]=z;}i=0;while(i<x.row-1){ intj,t,h=i;for(j=i;j<x.row-1;j++){ if(jdz(A[j][i])<jdz(A[j+1][i]))h=j+1; }this->change(i+1,h+1);w.change(i+1,1);for(j=i+1;j<row;j++){ double k;k=A[j][i]/A[i][i];for(t=i;t<column;t++){A[j][t]=A[j][t]-k*A[i][t];}w.A[j][0]=w.A[j][0]-k*w.A[i][0];}i++;}if(this->A[row-1][column-1]==0){cerr<<"此矩阵对应的方程组有无穷解!"<<endl; exit(1);}i=column-1;while(i>0){ int j, t;for(j=i-1;j>=0;j--){ double k;k=A[j][i]/A[i][i];for(t=i;t>j;t--){ A[j][t]=A[j][t]-k*A[i][t]; }w.A[j][0]=w.A[j][0]-k*w.A[i][0];}i--;}int j;for(j=0;j<x.row;j++){x.A[j][0]=w.A[j][0]/this->A[j][j];}for(i=1;i<=x.row;i++)cout<<"X"<<i<<" = "<<x.A[i-1][0]<<endl; };CMatrix&CMatrix::inverse() //矩阵求逆{ if(this->row!=this->column) {cerr<<"该矩阵不符合求逆条件!"<<endl; exit(1);} else{CMatrix w;w.setColunm(this->getRow());w.setRow(getColumn());int i;for(i=0;i<row;i++){for(int j=0;j<row; j++){w.A[i][j]=0.0;}w.A[i][i]=1;}i=0;while(i<column-1){ intj,t,h=i;for(j=i;j<row-1;j++){if(jdz(A[j][i])<jdz(A[j+1][i]))h=j+1;}this->change(i+1,h+1);w.change(i+1,h+1);for(j=i+1;j<row;j++){ double k;k=A[j][i]/A[i][i];for(t=i;t<column;t++){A[j][t]=A[j][t]-k*A[i][t];w.A[j][t]=w.A[j][t]-k*w.A[i][t];}}i++;}if(this->A[row-1][column-1]==0){cerr<<"此矩阵求逆不成功,其所对应的方程组有无穷解!"<<endl; exit(1);} i=column-1;while(i>0){ int j, t;for(j=i-1;j>=0;j--){ double k;k=A[j][i]/A[i][i];for(t=i;t>j;t--){ A[j][t]=A[j][t]-k*A[i][t]; }for(t=column-1;t>=0;t--){w.A[j][t]=w.A[j][t]-k*w.A[i][t];}}i--;}intj,k;for(j=0;j<row;j++){ for(k=0;k<w.column;k++){w.A[j][k]=w.A[j][k]/this->A[j][j];} this->A[j][j]=this->A[j][j]/this->A[j][j];}return w;}}; void CMatrix::solve() //可逆线性矩阵求解{CMatrixx,w,c;x.setColunm(1);x.setRow(getColumn());w.setColunm(1);w.setRow(getColumn());c.setColunm(getColumn());c.setRow(getRow());int i;double z;for(i=1;i<=x.row;i++){ cout<<"请输入等式右侧的第"<<i<<"个值:";cin>>z;w.A[i-1][0]=z;}c.operator=(this->inverse());x.operator=(c.operator *(w));cout<<"求解结果:"<<endl;for(i=1;i<=x.row;i++)cout<<"X"<<i<<" = "<<x.A[i-1][0]<<endl;};void CMatrix::qxnh() //曲线拟合{cout<<"用矩阵曲线拟合:"<<endl;int i, j,k,t;double x, y;cout<<"请输入已知坐标点的个数:";cin>>i;CMatrix a(i,1), g(i,i) , w(i,1),c(i,i),q(i,i),p(i,i);for(j=1;j<=i;j++){ cout<<"请输入第"<<j<<"个已知点坐标(先横坐标后纵坐标):";cin>>x>>y;w.A[j-1][0]=y;g.A[j-1][0]=1.0;for(k=1;k<i;k++){ g.setValue(j,k+1,1.0);for(t=1;t<=k;t++)g.A[j-1][k]*=x;}}c=g.transpose();q=c*g;p=q.inverse();w=c*w;a=p*w;cout<<"Y="<<a.A[0][0];for(j=1;j<i;j++){ cout<<'+'<<'('<<a.A[j][0]<<')';for(k=0;k<j;k++)cout<<"*x";}cout<<endl;cout<<" 1 .求取其它点坐标 0. 退出 "<<endl; while(1){ cout<<"请选择:";cin>>k;switch(k){ case 1:{ double x, y,sum;cout<<"请输入待求点的横坐标(x):";cin>>x;y=a.A[0][0];for(j=1;j<i;j++){ sum=a.A[j][0];for(k=0;k<j;k++){sum*=x;}y+=sum;}cout<<"纵坐标:y="<<y<<endl; break;}case 0:{cerr<<"谢谢使用!"<<endl; exit(1);break;}default: cout<<"选择有误,请检查!"<<endl; break;} }};structCElvDif{double value; // 观测值double weight; // 权重long startPoint; // 起始点编号long endPoint; // 终点编号};//水准点类的设计structCLevelPoint{ // 高程平差值=高程值+高程值改正数long index; // 水准点编号double eleValue; // 高程值double dv; // 高程值改正数(初始化为0)bool isKnown; // 是否为已知点};classCElevationNet{public: // 成员函数CElevationNet(){numElvDif=0;numPoints=0;numKnPoint=0;}; // 构造函数~CElevationNet(){}; // 析构函数void input();void output();voidjsgc();intgetgz(){return numElvDif;} //返回观测值数目intgetzs(){return numPoints;} //返回总点数intgetys(){return numKnPoint;} //返回已知点数intgetws(){return numPoints-numKnPoint;} //返回未知点数double geteleValue(int i){return this->lpVec[i-1].eleValue;} //获得高程值 long getindex(int i){return lpVec[i-1].index;} //返回高程点编号void seteleValue(int i, double value){lpVec[i-1].eleValue+=value;} //修改高程值void setdv(inti,double value){this->lpVec[i-1].dv=value;} //修改改正数double getdv(int i){return lpVec[i-1].dv;} //返回改正数friend void xishu(CMatrix& B, CMatrix&X,CElevationNet A); //求取系数矩阵和未知点高程矩阵friend void quanzhen(CMatrix& Q, CElevationNet A); //求取权阵friend void l_zhen( CMatrix& l ,CMatrix& L, CElevationNet A); //求取观测值L矩阵和l阵private: // 成员变量intnumElvDif; // 高差总数intnumPoints; // 控制网中点的总数目intnumKnPoint; //控制网中已知点的数目CElvDifedVec[max]; // 观测值数组CLevelPointlpVec[max]; // 高程值数组};voidCElevationNet::input(){ inta,b,c,i;doublez,l,g;cout<<"请对已知点和未知点进行编号,注意已知点的编号应小于未知点的编号!"<<endl<<endl; cout<<"请输入控制网中水准点总数和已知点数:";cin>>a>>b;numPoints=a;numKnPoint=b;for(i=0;i<numPoints;i++){ lpVec[i].index=i+1;lpVec[i].eleValue=0.0;lpVec[i].dv=0.0;lpVec[i].isKnown=0;}for(i=0;i<numKnPoint;i++){ cout<<"请输入第"<<i+1<<"个已知点高程值:";cin>>z;lpVec[i].eleValue=z;lpVec[i].isKnown=1;}cout<<"请输入观测值个数:";cin>>c;numElvDif=c;for(i=0;i<numElvDif;i++){ cout<<"请输入第"<<i+1<<"段观测段的高差值(单位米)、长度(单位千米)、起始点编号和终点编号:"<<endl;cin>>g>>l>>a>>b;edVec[i].value=g;edVec[i].weight=l;edVec[i].startPoint=a;edVec[i].endPoint=b;}};voidCElevationNet::output(){int i;for(i=0;i<this->numPoints;i++)cout<<"编号为"<<this->lpVec[i].index<<"的点的高程值为:"<<this->lpVec[i].eleValue<<endl;for(i=0;i<this->numElvDif;i++)cout<<"观测段"<<i+1<<"的平差后的值为:"<<this->edVec[i].value<<endl;};void CElevationNet::jsgc(){ inti,j;for(i=0;i<this->numElvDif;i++){ if((lpVec[edVec[i].startPoint-1].eleValu e!=0.0)&&(lpVec[edVec[i].endPoint-1].eleVal ue==0.0)){lpVec[edVec[i].endPoint-1].eleValue=(l pVec[edVec[i].startPoint-1].eleValue)+(edVec[i].value);}elseif(lpVec[edVec[i].startPoint-1].eleValue==0 .0&&lpVec[edVec[i].endPoint-1].eleValue!=0.0){lpVec[edVec[i].startPoint-1].eleValue= (lpVec[edVec[i].endPoint-1].eleValue)-(edVe c[i].value);}}for(j=numKnPoint;j<this->numPoints;j++){if(this->lpVec[j].eleValue==0.0){for(i=0;i<this->numElvDif;i++){ if(this->edVec[i].startPoint==lpVec[ j].index&&this->lpVec[this->edVec[i].endPoi nt-1].eleValue!=0.0)this->lpVec[j].eleValue=this->lpVec[thi s->edVec[i].endPoint-1].eleValue-this->edVe c[i].value;elseif(this->edVec[i].endPoint==lpVec[j].index& &this->lpVec[this->edVec[i].startPoint-1].e leValue!=0.0){this->lpVec[j].eleValue=this->lpVec[this-> edVec[i].startPoint-1].eleValue+this->edVec [i].value;}}}//cout<<"第"<<this->lpVec[j].index<<"个点的高程近似值:"<<this->lpVec[j].eleValue<<endl;}};voidxishu(CMatrix& B, CMatrix&X,CElevationNet A){ inti,j;for(i=1;i<=B.getRow();i++)for(j=1;j<=B.getColumn();j++){ B.setValue(i,j,0);}for(i=0;i<A.numElvDif;i++){ if(A.lpVec[A.edVec[i].startPoint-1].isKn own==1&&A.lpVec[A.edVec[i].endPoint-1].isKn own==0){B.setValue(i+1,A.edVec[i].endPoint-A.numKn Point,1);}elseif(A.lpVec[A.edVec[i].startPoint-1].isKnown ==0&&A.lpVec[A.edVec[i].endPoint-1].isKnown ==1){ B.setValue(i+1,A.edVec[i].startPoint -A.numKnPoint,-1);}elseif(A.lpVec[A.edVec[i].startPoint-1].isKnown ==0&&A.lpVec[A.edVec[i].endPoint-1].isKnown ==0){ B.setValue(i+1,A.edVec[i].endPoint-A. numKnPoint,1);B.setValue(i+1,A.edVec[i].startPoint-A. numKnPoint,-1);}}for(i=0;i<X.getRow();i++)X.setValue(i+1,1,A.lpVec[A.numKnPoint+i ].eleValue);};void quanzhen(CMatrix& Q, CElevationNet A) {inti,j;double sum=0.0;for(i=0;i<A.numElvDif;i++)sum+=A.edVec[i].weight;sum=sum/A.numElvDif;for(i=1;i<=Q.getRow();i++)for(j=1;j<=Q.getColumn();j++){ Q.setValue(i,j,0);}for(i=1;i<=Q.getRow();i++)Q.setValue(i,i,sum/A.edVec[i-1].weight) ;};void l_zhen( CMatrix& l ,CMatrix& L, CElevationNet A){int i;double m;for(i=0;i<A.numElvDif;i++)L.setValue(i+1,1,A.edVec[i].value);for(i=0;i<l.getRow();i++){m=(A.lpVec[A.edVec[i].startPoint-1].ele Value+A.edVec[i].value-A.lpVec[A.edVec[i].e ndPoint-1].eleValue)*1000;l.setValue(i+1,1,m);}};void main(){CElevationNet A;A.input();A.jsgc();CMatrixB(A.getgz(),A.getws()),Q(A.getgz(),A.getgz( )),X(A.getws(),1),l(A.getgz(),1),b(A.getws( ),A.getgz()),V(A.getgz(),1);CMatrixNBB(A.getws(),A.getws()),x(A.getws(),1) ,N(A.getws(),A.getws()),L(A.getgz(),1),M(A. getws(),A.getgz()),R(A.getws(),A.getgz()),W (A.getws(),A.getgz());CMatrixvz(1,A.getgz()),vp(1,A.getgz()), p(1,1);xishu(B,X,A);quanzhen(Q,A);l_zhen(l,L,A);b.operator=(B.transpose());M.operator=(b.operator *(Q));NBB.operator=(M.operator *(B));N.operator=(NBB.inverse());R.operator=(N.operator *(b));W.operator=(R.operator *(Q));x.operator=(W.operator *(l));inti,j;for(i=A.getys()+1;i<=A.getzs();i++){A.setdv(i,(x.getValue(i-A.getys(),1)/1000));A.seteleValue(i,A.getdv(i));cout<<"平差后编号为"<<A.getindex(i)<<"的点高程值:"<<A.geteleValue(i)<<"米"<<endl;}V.operator=(B.operator *(x));V.operator-(l);for(j=0;j<V.getRow();j++)cout<<"第"<<j+1<<"段观测高差平差值为:"<<(L.getValue(j+1,1)+V.getValue(j+1,1)/100 0)<<"米"<<endl;vz.operator=(V.transpose());vp=(vz.operator *(Q));p=(vp.operator *(V));cout<<"平差后单位权中误差为:"<<"+_"<<sqrt(p.getValue(1,1)/A.getws())<<"毫米"<<endl;}。
水准网间接平差及可视化程序设计
段艳慧;葛于祥;张晓莹;郭伟
【期刊名称】《北京测绘》
【年(卷),期】2022(36)4
【摘要】针对测量平差烦琐的矩阵运算问题,本文利用矩阵实验室(matrix laboratory,MATLAB)平台进行水准网平差、精度评价与可视化展示。
由于间接平差误差方程式建立的规律性很强,而条件平差的条件方程式的规律不够明显,本文根据间接平差的原理进行程序设计并进行实例验证,实现了水准网间接平差的程序化及可视化表达,该程序的设计与可视化界面的设计降低了误差出现的概率,极大提高了水准网平差及精度评价的速度和精度,可应用于水准网间接平差的计算中。
【总页数】5页(P488-492)
【作者】段艳慧;葛于祥;张晓莹;郭伟
【作者单位】中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院;中国矿业大学环境与测绘学院
【正文语种】中文
【中图分类】P207
【相关文献】
1.粗差探测在水准网平差程序设计中的实现
2.基于Matlab的水准网间接平差程序设计
3.浅议同一水准网条件平差与间接平差处理之异同
4.水准网条件平差粗差检测程序设计方法
5.水准网条件平差粗差检测程序设计方法
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水准网间接平差程序设计水准网间接平差是测量水准网中各测站的高程值,通过观测值的处理,进行计算来消除观测误差,得到准确的高程数据。
在进行水准网间接平差程序设计时,需要考虑观测值的处理方法、具体的计算步骤、误差的传递和消除等因素。
下面将详细介绍水准网间接平差程序设计的内容。
首先,在水准网间接平差的程序设计中,需要对观测值进行处理。
观测值的处理包括检查观测数据的精度、合理性及完整性,并进行数据的筛选和滤波处理。
在这一步骤中,需要使用适当的统计方法对观测数据进行筛选,剔除异常值和明显错误的数据,保留符合要求的观测值。
接下来,在进行水准网间接平差计算之前,需要对网络进行拟合,拟合过程即将观测值与已知高程值进行比较,并进行拟合计算得到误差。
网络拟合可以使用最小二乘法进行计算,即通过最小化观测值与已知高程值的差的平方和,来求得最优拟合结果。
然后,进行水准网的平差计算。
平差计算是根据测站之间的观测关系,通过一系列的计算公式,将所有观测值联立起来,并通过方程组进行求解,得到最终的平差结果。
在这个过程中,需要进行传递误差的计算,即通过误差传递公式计算各点高程值的精度,以评估平差结果的可靠性。
最后,在完成水准网间接平差计算之后,需要对平差结果进行检查和评估。
检查结果是否符合工程要求和精度要求,评估平差的可靠性。
如果结果不符合要求,需要重新进行观测值的处理和计算。
在进行水准网间接平差程序设计时,还需要注意以下几点:1.数据的输入与输出:程序需要提供方便的数据输入和输出方式,以便用户输入观测数据,并输出平差结果。
同时,需要考虑数据的存储和传输方式,确保数据的安全和完整性。
2.程序的可扩展性:设计程序时应考虑未来可能的数据规模扩大和功能的增加。
通过模块化设计和灵活的架构,使程序能够方便地扩展和添加新的功能。
3.用户友好性:程序应提供简单易用的操作界面,提供友好的用户交互方式。
用户应能够方便地输入观测数据和设置计算参数,并能够直观地查看和分析计算结果。
地球科学与环境工程学院水准间接平差实验报告书课程名:《误差理论与测量平差基础》学号:姓名:黄黎东指导老师:日期: 2015年12月7日一、任务概述利用MATLAB或者C++编程间接平差程序,通过该程序读取观测数据文件,并计算出平差结果。
二、计算结果截图:图一图二图三图四三、水准网图四、输入的数据格式数据格式为TXT文件,如图所示:TXT文件格式说明:(1)第一行格式第一行分别表示观测个数5个,水准点数4个,未知点3个,已知点1个,所有数据用英文逗号隔开(2)已知点数据格式第二行开始是已知点点号和高程,一行列一个已知点点号和高程,由于该水准网只有一个已知点,所有只能列出一行。
图中表示已知点点号为1,高程为237.483m(3)测站起始点号格式(4)测站终点点号格式(5)高差格式(6)距离格式该部分表示测站的起始点点号该部分表示测站的终点点号该部分表示各测站的高差该部分表示各测站的距离S 五、流程图六、附件代码function SDJianJiePingCha()[FileName,PathName] = uigetfile('*.txt','打开水准观测数据');%打开文件f=csvread( strcat(PathName,FileName));%打开文件并存在矩阵f中point=f(1,2);%获取所有水准点个数n=f(1,1);%获得观测个数nt=f(1,3);%获得必要观测个数ty=f(1,4);%获得已知点个数yXX=zeros(point,1);%初始化XX阵等于0,方便下面把已知点高程和未知点参数估值放到XX阵B=zeros(n,t);%初始化B阵,方便下面求V=Bx-l中的系数阵B;for j=1:yXX(j,1)=f(j+1,2);%把已知点高程放到XX阵中enddata=f((2+y):end,:);%从文件中获取观测数据,并放到data阵中h=data(:,3);%从data中获取观测高差,并放到h阵中P=zeros(n);%初始化权阵Pfor j=1:nP(j,j)=10/data(j,4);%以10km观测值为单位权误差计算权阵Pendfor i=1:n%通过循环求B阵point1=data(i,1);%获取某个测站的起始点号point2=data(i,2);%获取某个测站的终点点号if point1>y&&point2>y%当某测站起始点和终点高程都未知时,求B阵第i行B(i,point1-y)=-1;B(i,point2-y)=1;elseif point1<=y&&point2>y%当起始点高程已知和终点高程未知时,求B阵第i 行B(i,point2-y)=1;XX(point2,1)=XX(point1,1)+h(i,1);%求第i个参数估值elseif point1>y&&point2<=y%当起始点高程未知和终点高程已知时,求B阵第i 行B(i,point1-y)=-1;XX(point1,1)=XX(point2,1)-h(i,1);%求第i个参数估值endendl=zeros(n,1);%初始化小l阵,方便下面求V=Bx-l中的系数阵l;for i=1:n%通过循环求小lpoint1=data(i,1);point2=data(i,2);l(i,1)=-(XX(point2,1)-XX(point1,1)-h(i,1));end%带入间接平差数学模型公式进行计算:r=n-t;%求多余观测数N=B'*P*B;W=B'*P*l;x=N\W;X=XX((y+1):end,1)+x; V=B*x-l;L=h+V;a0=sqrt(V'*P*V/r); Qxx=inv(N);Dxx=a0*a0*inv(N);%输出计算结果:disp('参数改正数:') x=x'disp('参数平差值:') X=X'disp('观测值改正数:') V=V'disp('观测值平差值:') L=L'disp('协方差阵:') Dxxdisp('单位权方差:') a0disp('协因数阵:') QxxBlPNWend。
《测绘程序设计》上机实验报告(Visual C++.Net)班级:测绘0901班学号: 04姓名:代娅琴2012年4月29日实验八平差程序设计基础一、实验目的巩固过程的定义与调用巩固类的创建与使用巩固间接平差模型及平差计算掌握平差程序设计的基本技巧与步骤二、实验内容水准网平差程序设计。
设计一个水准网平差的程序,要求数据从文件中读取,计算部分与界面无关。
1.水准网间接平差模型:2.计算示例:近似高程计算:3.水准网平差计算一般步骤(1)读取观测数据和已知数据;(2)计算未知点高程近似值;(3)列高差观测值误差方程;(4)根据水准路线长度计算高差观测值的权;(5)组成法方程;(6)解法方程,求得未知点高程改正数及平差后高程值;(7)求高差观测值残差及平差后高差观测值;(8)精度评定;(9)输出平差结果。
4.水准网高程近似值计算算法5.输入数据格式示例实验代码:#pragma onceclass LevelControlPoint{public:LevelControlPoint(void);~LevelControlPoint(void);public:CString strName;trName=pstrData[0];m_pKnownPoint[i].strID=pstrData[0];m_pKnownPoint[i].H=_tstof(pstrData[1]);m_pKnownPoint[i].flag=1;trName=pstrData[i];m_pUnknownPoint[i].strID=pstrData[i];m_pUnknownPoint[i].H=0;lag=0;pBackObj=SearchPointUsingID(pstrData[0]);pFrontObj=SearchPointUsingI D(pstrData[1]);ObsValue=_tstof(pstrData[2]);ist=_tstof(pstrData[3]);trID==ID){return &m_pKnownPoint[i];}}return NULL;}trID==ID){return &m_pUnknownPoint[i];}}return NULL;}LevelControlPoint* AdjustLevel::SearchPointUsingID(CString ID){LevelControlPoint* cp;cp=SearchKnownPointUsingID(ID);if(cp==NULL)cp=SearchUnknownPointUsingID(ID);return cp;}void AdjustLevel::ApproHeignt(void)lag!=1){pFrontObj->strID==m_pUnknownPoint[i].strID)&& m_pDhObs[j].cpBackObj->flag==1 ){ =m_pDhObs[i].cpBackObj->H - m_pDhObs[i].ObsValue;*/m_pUnknownPoint[i].H=m_pDhObs[j].cpBackObj->H + m_pDhObs[j].HObsValue;m_pUnknownPoint[i].flag=1;break;}}if(m_pUnknownPoint[i].flag!=1)pBackObj->strID==m_pUnknownPoint[i].strID)&& m_pDhObs[j].cpFrontObj->flag==1 ){ =m_pDhObs[j].cpFrontObj->H-m_pDhObs[j].HObsValue;/* m_pUnknownPoint[i].H=m_pDhObs[i].cpFrontObj->H+m_pDhObs[i].ObsValue;*/ m_pUnknownPoint[i].flag=1;break;}}}}if(i==m_iUnknownPointCount-1)lag!=1)ist);p(i,i)=value;}return p;}void AdjustLevel::FormErrorEquation(CMatrix &B, CMatrix &L){(m_iDhObsCount,m_iUnknownPointCount);(m_iDhObsCount,1);for(int i=0;i<m_iDhObsCount;i++)pBackObj->strID);tmpFront=SearchPointUsingID(m_pDhObs[i].cpFrontObj->strID);trID==tmpBack->strID)trID==tmpFront->strID)bsValue-(m_pDhObs[i].cpBackObj->H-m_pDhObs[i].cpFrontO bj->H);*/L(i,0)=m_pDhObs[i].HObsValue-(m_pDhObs[i].cpFrontObj->H - m_pDhObs[i].cpBackObj->H);(_T("%.3f"),L(i,0));L(i,0)=_tstof(tmp);L(i,0)=L(i,0)*1000;+=x(i,0);xt"));xt"));if()==IDCANCEL) return;CString strFileName=();setlocale(LC_ALL,"");CStdioFile sf;if(!(strFileName, CFile::modeCreate|CFile::modeWrite)) return;(LevleContent);();UpdateData(FALSE);}void CIndircLelveDlg::OnBnClickedComputelevel(){f\r\n"), [i].strID,[i].H);LevleContent+=Temp;}(_T("单位权中误差:%.1f mm\r\n"),r0*1000);LevleContent+=Temp;LevleContent+=_T("未知点高程中误差(mm):\r\n");for(int i=0;i< ;i++){();(_T("%s,%.1f\r\n"),[i].strName,Qx[i]*1000);LevleContent+=Temp;}UpdateData(false);}void CIndircLelveDlg::OnBnClickedSavelevleresult(){xt"));if()==IDCANCEL) return;CString strFileName=();setlocale(LC_ALL,"");CStdioFile sf;if(!(strFileName, CFile::modeCreate|CFile::modeWrite)) return;(LevleContent);();UpdateData(FALSE);}三、实验结果打开文件数据:平差结果:四、实验心得这从实验是我们测绘程序设计的最后一次实验,虽然这个学期我们做了好几次相关的实验,但是我却发现自己学的东西也越来越模糊,感觉很多内容都不理解。
水准网间接平差程序设计(C++)-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN////////////////////////////////////////////////////// visual C++ 编译通过 /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// 参考资料 //// 部分网络资料 //// 宋力杰《测量平差程序设计》 ////姚连壁《基于matlab的控制网平差程序设计》 /////////////////////////////////////////////////////#include<iostream>#include<fstream>#include <>#include<>#include <iomanip>using namespace std;//////////////////////////////////////////////////////////////////////////class class SZWPC{private:int gcz_zs; //高差总数int szd_zs; //总点数int yz_szd_zs; //已知点数double m_pvv; //[pvv]int *qsd_dh; //高差起点号int *zd_dh; //高差终点号char **dm; //点名地址数组double *gcz; //观测值数组double *szd_gc; //高程值数组double *P; //观测值的权double *ATPA,*ATPL; //法方程系数矩阵与自由项double *dX; //高程改正数、平差值double *V; //残差double m_mu; //单位权中误差public:SZWPC();~SZWPC();int ij(int i,int j);//对称矩阵下标计算函数bool inverse(double a[],int n);//对称正定矩阵求逆(仅存下三角元素)(参考他人)void inputdata(char *datafile);//输入原始数据函数int dm_dh(char *name); //点名转点号void ca_H0(); //近似高程计算函数void ca_ATPA(); //法方程组成函数void ca_dX(); //高程平差值计算函数void printresult(char *resultfile); //精度估计与平差值输出函数double ca_V(); //残差计算函数void zxecpc(char *resultfile);//最小二乘平差函数};//////////////////////////////////////////////////////////////////////// 构造函数SZWPC::SZWPC(){gcz_zs=0;szd_zs=0;yz_szd_zs=0;}//////////////////////////////////////////////////////////////////////// 析构函数SZWPC::~SZWPC(){if(gcz_zs>0){delete []qsd_dh;delete []zd_dh;delete []gcz;delete []P;delete []V;}if(szd_zs>0){delete []szd_gc;delete []ATPA;delete []ATPL;delete []dX;for(int i=0; i<szd_zs;i++)if(dm[i]!=NULL)delete[](dm[i]);delete []dm;}}////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // 对称矩阵下标计算函数int SZWPC::ij(int i,int j){return (i>=j) i*(i+1)/2+j :j*(j+1)/2+i;}////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // 对称正定矩阵求逆(仅存下三角元素)(参考他人)bool SZWPC::inverse(double a[],int n){double *a0=new double[n];for(int k=0;k<n;k++){double a00=a[0];if(a00+=={delete []a0;return false;}for(int i=1;i<n;i++){double ai0 = a[i*(i+1)/2];if(i<=n-k-1)a0[i]= -ai0/a00;else a0[i]= ai0/a00;for(int j=1;j<=i;j++){a[(i-1)*i/2+j-1]=a[i*(i+1)/2+j]+ai0*a0[j];}}for(i=1;i<n;i++){a[(n-1)*n/2+i-1]=a0[i];}a[n*(n+1)/2-1]=a00;}delete []a0;return true;}/////////////////////////////////////////////////////////////////////// 原始数据输入函数void SZWPC::inputdata(char *datafile){ifstream infile(datafile,ios::in);if(! infile){cerr<<" Open error!"<<endl;}infile>>gcz_zs>>szd_zs>>yz_szd_zs;int unPnumber=szd_zs-yz_szd_zs;szd_gc=new double [szd_zs];dX=new double [szd_zs];ATPA=new double [szd_zs*(szd_zs+1)/2];ATPL=new double [szd_zs];qsd_dh=new int [gcz_zs];zd_dh=new int [gcz_zs];gcz=new double [gcz_zs];V=new double [gcz_zs];P=new double [gcz_zs];dm=new char* [szd_zs];for(int i=0;i<szd_zs;i++){dm[i] = NULL;// dm_dh函数根据dm[i]是否为NULL确定dm[i]是否为点名地址}char buffer[128]; //临时数组,保存从文件中读到的点名for( i=0;i<=yz_szd_zs-1;i++)// 读取已知高程数据{infile>>buffer;int c=dm_dh(buffer);infile>>szd_gc[i];}for(i=0;i<gcz_zs;i++)// 读取观测数据{infile>>buffer; //读取高程起点名qsd_dh[i]=dm_dh(buffer);infile>>buffer;//读取高程终点zd_dh[i]=dm_dh(buffer);infile>>gcz[i]>>P[i]; //读取高差值与路线长度P[i]=P[i];//线路长转化为观测值的权}();}//////////////////////////////////////////////////////////////////// 点名转点号,返回点名对应的点号int SZWPC::dm_dh(char *name){for(int i=0; i<szd_zs; i++){if(dm[i]!=NULL){if(strcmp(name,dm[i])==0)return i;//将待查点名与已经存入点名数组的点名比较,若存在返回点号}else{int len = strlen(name);//判断点名长度dm[i] = new char[len+1];//为点名申请存储空间strcpy(dm[i], name);//待查点名是一个新的点名,将新点名的地址放到dm数组中return i;//返回点号}}return -1; //dm数组已经存满,且没有待查点名}////////////////////////////////////////////////////////////////////////////高程近似值计算void SZWPC::ca_H0(){for(int i=yz_szd_zs;i<szd_zs;i++)szd_gc[i]=;//为计算机设置辨别未知高程点的标志for(int j=1;;j++){int k=0; //计算出近似高程的点数for(i=0;i<gcz_zs;i++){int k1=qsd_dh[i]; //高差起点号int k2=zd_dh[i]; //高差终点号if(szd_gc[k1]> && szd_gc[k2]<//k1点高程或高程近似值已知,k2点高程或高程近似值未知{szd_gc[k2]=szd_gc[k1]+gcz[i];//计算近似高程k++;}elseif(szd_gc[k1]< && szd_gc[k2]>//k2点高程或高程近似值已知,k1点高程或高程近似值未知{szd_gc[k1]=szd_gc[k2]-gcz[i];//计算近似高程k++;}}if(k==(szd_zs-yz_szd_zs))break;//所有的近似高程计算完成,退出}}//////////////////////////////////////////////////////////////////////////// 组成法方程void SZWPC::ca_ATPA(){//int t=szd_zs;for(int i=0; i<szd_zs*(szd_zs+1)/2; i++) ATPA[i]=;//赋初值for(i=0; i<szd_zs; i++) ATPL[i]=;//赋初值for(int k=0; k<gcz_zs; k++){int i=qsd_dh[k];//获取点号int j=zd_dh[k];//获取点号double Pk=P[k];//获取权值double lk=gcz[k]-(szd_gc[j]-szd_gc[i]);//获得第k个自由项ATPL[i]-=Pk*lk;//获得法方程自由项ATPL[j]+=Pk*lk;ATPA[ij(i,i)]+=Pk;//获得法方程系数矩阵ATPA[ij(j,j)]+=Pk;ATPA[ij(i,j)]-=Pk;}}//////////////////////////////////////////////////////////////////////////// 高程平差值计算void SZWPC::ca_dX(){for(int i=0;i<yz_szd_zs;i++) ATPA[ij(i,i)]=;//处理已知点if(!inverse(ATPA,szd_zs))//矩阵求逆{cerr<<"法方程系数矩阵降秩!"<<endl;//矩阵为奇异矩阵,无法求逆exit(0);//退出程序}for(i=0; i<szd_zs; i++)//计算高程改正数{double xi=;for(int j=0; j<szd_zs; j++){xi+=ATPA[ij(i,j)]*ATPL[j];}dX[i]=xi;szd_gc[i]+=xi;//计算高程平差值}}//////////////////////////////////////////////////////////////////////////// 残差计算double SZWPC::ca_V(){double pvv=;for(int i=0;i<=gcz_zs-1;i++){int k1=qsd_dh[i];int k2=zd_dh[i];V[i]=szd_gc[k2]-szd_gc[k1]-gcz[i];pvv+=V[i]*V[i]*P[i];}return(pvv);}//////////////////////////////////////////////////////////////////////////// 原始数据和平差值输出void SZWPC::printresult(char *resultfile){double pvv=ca_V(); // 残差计算ofstream outfile(resultfile,ios::out);//以输出方式打开文件,若文件不存在,创建文件//输出原始观测数据outfile<<endl<<"观测总数:"<<gcz_zs<<" "<<"总点数:"<<szd_zs;outfile<<" "<<"已知点数:"<<yz_szd_zs<<endl;outfile<<endl<<"===================== 已知高程====================="<<endl;//输出原始观测数据已知点点号、高程for(int i=0;i<=yz_szd_zs-1;i++){outfile<<" "<<dm[i];outfile<<setiosflags(ios::fixed);outfile<<setw(10)<<setprecision(4)<<szd_gc[i]<<endl;}outfile<<endl<<endl<<"===================== 高差观测值====================="<<endl<<endl;//输出原始观测数据高程观测值与路线长outfile<<"起始点名"<<" "<<"终点点名"<<" "<<"高差观测值(m)"<<" "<<"两点间距离(km)"<<endl;for(i=0;i<=gcz_zs-1;i++){outfile<<" "<<dm[qsd_dh[i]]<<setw(9)<<dm[zd_dh[i]];outfile<<setiosflags(ios::fixed);outfile<<setw(16)<<setprecision(4)<<gcz[i];outfile<<setiosflags(ios::fixed);outfile<<setw(16)<<setprecision(4)<<P[i]<<endl;}m_mu=sqrt(pvv/(gcz_zs-(szd_zs-yz_szd_zs)));//计算单位权中误差outfile<<endl<<"===================== 单位权中误差====================="<<endl;//输出单位权中误差outfile<<endl<<"σ0="<<m_mu<<endl;outfile<<endl<<"===================== 高程平差值及其精度====================="<<endl<<endl;//输出高程平差值及其精度outfile<<"点名近似高程改正数高程平差值中误差"<<endl;for( i=0; i<szd_zs; i++){outfile<<setw(2)<<dm[i];double dx=dX[i];double qii=ATPA[ij(i,i)];outfile<<setiosflags(ios::fixed);outfile<<setw(12)<<setprecision(4)<<szd_gc[i]-dx;outfile<<setiosflags(ios::fixed);outfile<<setw(10)<<setprecision(4)<<dx;outfile<<setiosflags(ios::fixed);outfile<<setw(11)<<setprecision(4)<<szd_gc[i];outfile<<setiosflags(ios::fixed);outfile<<setw(10)<<setprecision(4)<<sqrt(qii)*m_mu<<endl;}//输出观测值平差值及其精度outfile<<endl<<endl<<"===================== 观测值平差值及其精度====================="<<endl<<endl;outfile<<"起点终点观测高差v"<<" 高差平差值观测权中误差"<<endl;for(i=0;i<=gcz_zs-1;i++){int k1=qsd_dh[i];int k2=zd_dh[i];double qii=ATPA[ij(k1,k1)];double qjj= ATPA[ij(k2,k2)] ;double qij=ATPA[ij(k1,k2)];double ml=sqrt(qii+*qij)*m_mu;(2);outfile<<dm[k1];(7);outfile<<dm[k2];outfile<<setiosflags(ios::fixed);outfile<<setw(12)<<setprecision(4)<<gcz[i];outfile<<setiosflags(ios::fixed);outfile<<setw(10)<<setprecision(4)<<V[i];outfile<<setiosflags(ios::fixed);outfile<<setw(10)<<setprecision(4)<<gcz[i]+V[i];outfile<<setiosflags(ios::fixed);outfile<<setw(10)<<setprecision(4)<<P[i];outfile<<setiosflags(ios::fixed);outfile<<setw(10)<<setprecision(4)<<ml<<endl;}();}////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // 水准网最小二乘平差void SZWPC::zxecpc(char *resultfile){ca_H0(); //近似高程计算ca_ATPA(); // 组成法方程ca_dX(); // 高程平差值计算}/////////////////////////////////////////////////////////////////////// int main(){char *datafile ="算例\\";//原始数据文件存储地址指针char *resultfile ="算例\\";//平差结果输出地址指针cout<<endl<<endl<<"水准网经典间接平差"<<endl<<endl;cout<<"原数据文件位置:"<<datafile<<endl;cout<<"平差结果文件位置:"<<resultfile<<endl<<endl;SZWPC new_net;//定义新的对象(datafile);//输入原始数据(resultfile);//最小二乘平差计算(resultfile);//输出平差结果return 0;}11。