COSAWIN 科傻软件应用

石家庄铁路职业技术学院,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,科傻软件应用,石家庄铁路职业技术学院,COSA,软件应用,石家庄铁路职业技术学院,一、,概述,二、,平差,三、,工具,四、,坐标转换,科傻系统（,COSA,）是,“,地面测量工程控制与施工测量内外业一体化和数据处理自动化系统,”,的简称，包括,COSAWIN,和,COSA-HC,两个子系统。,COSAWIN,系统具有概算、平差、精度评定及成果输出等功能，另外还有网图显绘、粗差剔除、方差分量估计、贯通误差影响值计算及闭合差计算等实用的功能。,其通用性表现在对控制网的网形、等级和网点编号没有任何限制,可以处理任意结构的水准网和平面网,无须给出冗余的附加信息,一、概述,使用,COSAWIN,最常用的操作就是进行控制网平差处理，包括平面网、高程网平差，粗差探测，方差分量估计，设置与选项以及生成概算用文件等子菜单。,首先介绍平面、高程控制网观测值文件的结构及生成、网平差、设置与选项以及生成观测值概算文件等内容。,COSAWIN,的文件组织,二、 平差,控制网观测文件,在进行平差之前，要先建立控制网观测文件，即平面观测文件（取名规则为,“,网名,.in2,”,）和高程观测文件（取名规则为,“,网名,.in1,”,）。观测文件采用网点数据结构，除包含控制网的所有已知点、未知点和观测值信息外，还隐含了控制网的拓扑信息。,使用系统菜单中,“,文件,”,栏下拉,“,新建,”,子菜单项或单击工具栏左边第一个快捷键建立平面或高程观测文件。亦可通过文本文件直接建立控制网文件。,平面观测文件为标准的,ASC,码文件，可以使用任何文本编辑器建立编辑和修改。其结构如下：,方向中误差,1,，测边固定误差,1,，比例误差,1,，精度号,1,方向中误差,2,，测边固定误差,2,，比例误差,2,，精度号,2,，,，,，,方向中误差,n,，测边固定误差,n,，比例误差,n,，精度号,n,已知点点号，,X,坐标，,Y,坐标,，,，,测站点点号,照准点点号，观测值类型，观测值,，观测值精度,，,，,，,平面观测文件,该文件分为两部分：第一部分为控制网的已知数据，包括先验的方向观测精度，先验测边精度和已知点坐标；第二部分为控制网的测站观测数据，包括方向、边长、方位角观测值。为了文件的简洁和统一，我们将已知边和已知方位角也放到测站观测数据中，它们和相应的观测边和观测方位角有相同的,“,观测值类型,”,，但其精度值赋,“,0,”,，即权为无穷大。,平面观测文件,第一部分的排列顺序为：第一行为方向中误差，测边固定误差，测边比例误差。若为纯测角网，则测边固定误差和比例误差不起作用；若为纯测边网，方向误差也不起作用，这时可输一个默认值,“,1,”,。程序始终将第一行的方向中误差值作为单位权中误差。若只有一种,(,或称为一组,),测角、测边精度，则可不输入精度号。这时，从第二行开始为已知点点号及其坐标值，每一个已知点数据占一行。若有几种测角测边精度，则需按精度分组，组数为测角、测边中最多的精度种类数，每一组占一行，精度号输,1,、,2,、,.,。如两种测角精度，三种测边精度，则应分成三组。,方向中误差单位为秒，测边固定误差单位为毫米，测边比例误差单位为,ppm,。第一行的三个值都必须赋值，对于纯测角网，测边的固定误差和比例误差可输任意两个数值；对于纯测边网，方向中误差赋为,1.0,。已知点点号（或点名，下同）为字符型数据，可以是数字、英文字母（大小写均可）、汉字或它们的组合（测站点，照准点亦然），,X,、,Y,坐标以米为单位。,第二部分的排列顺序为：第一行为测站点点号，从第二行开始为照准点点号，观测值类型，观测值和观测值精度。每一个有观测值的测站在文件中只能出现一次。没有设站的已知点（如附和导线的定向点）和未知点（如前方交会点）在第二部分不必也不能给出任何虚拟测站信息。观测值分三种，分别用一个字符（大小写均可）表示：,L,表示方向，以度分秒为单位。,S,表示边长，以米为单位。,A,表示方位角，以度分秒为单位。观测值精度与第一部分中的精度号相对应，若只有一组观测精度，则可省略；否则在观测值精度一栏中须输入与该观测值对应的精度号。已知边长和已知方位角的精度值一定要输,“,0,”,。在同测站上的方向和边长观测值按顺时针顺序排列，边角同测时，边长观测值最好紧放在方向观测值的后面。,如果边长是单向观测，则只需在一个测站上给出其边长观测值。若是对向观测的边，则按实际观测情况在每一测站上输入相应的边长观测值，程序将自动对往返边长取平均值并作限差检验和超限提示；如果用户已将对向边长取平均值，则可对往返边长均输入其均值，或第一个边长（如往测）输均值，第二个边长输一个负数如,“,-1,”,。对向观测边的精度高于单向观测边的精度，但不增加观测值个数。,上图为某一导线网的网图，其相应的平面观测文件*,.IN2,”,的数据格式,见文本文件,。,高程观测文件,高程观测文件也是标准的,ASC,码文件，它的结构如下：,已知点点号，已知点高程值,，,测段起点，终点，高差，距离，测段测站数，精度号,，,该文件的内容也分为两部分，第一部分为高程控制网的已知数据，即已知高程点点号及其高程值。第二部分为高程控制网的观测数据，它包括测段的起点点号，终点点号，测段高差，测段距离、测段测站数和精度号。,第一部分中每一个已知高程点占一行，已知高程以米为单位，其顺序可以任意排列。第二部分中每一个测段占一行，对于水准测量，两高程点间的水准线路为一测段，测段高差以米为单位，测段距离以公里为单位。对于光电测距三角高程网，测段表示每条光电测距边，测段距离为该边的平距（单位公里）。如果平差时每一测段观测按距离定权，则,“,测段测站数,”,这一项不要输入或输入一个负整数如,-1,。若输了测站测段数，则平差时自动按测段测站数定权。该文件中测段的顺序可以任意排列。当只有一种精度时，精度号可以不输。对于多种精度（多等级）的水准网，第一部分的前面还要增加几行，每行表示一种精度，有三个数据，即水准等级，每公里精度值（单位,mm/km,）,精度号。,图为某一水准网的水准路线图，其相应的高程观测文件,见文件,。,在,COSAWIN,系统中，控制网观测文件的生成有四种方法：,一种是利用通用文本编辑软件人工建立，这适合手工记录野外观测数据的情况；,另一种是在野外利用,COSA,系统的子系统,COSA-HC,自动采集数据，传输到微机，通过,“,工具,”,栏的,“,格式转换,”,功能，全自动化地形成相应的平面和高程观测文件（文件的第,部分需要人工编辑）,第三种方法是人工建立,“,*,.SV,”,文件，调用,“,工具,”,栏中的斜距化平功能，自动生成平面观测文件。,第四种方法是模拟生成平面和高程观测文件。,第一种方法一般需要用户对方向、边长观测值作预处理，如方向改化、倾斜改正、归化投影改正等，文件中的观测值必须和已知点坐标协调一致，对应于某一高程面和坐标系。,COSAWIN,系统处理对象是控制网，每一个控制网都用一个字符串来作为控制网名。与某一控制网相关的所有文件，其文件名约定为以控制网名作为主文件名，用不同的后缀来表示该网的不同类型文件。,如对平面控制网的观测文件，其文件名为,“,网名,.IN2,”,，对高程网观测文件，其文件名为,“,网名,.IN1,”,，对平面网的平差结果文件，其文件名为,“,网名,.OU2,”,，对高程控制网的平差结果文件，其文件名为,“,网名,.OU1,”,。,平面网及高程网的模拟方案文件报表输入输出文件以及坐标转换文件的扩展名。,COSAWIN,系统中文件名的约定规则,用鼠标单击,“,文件,”,， 主菜单中弹出下拉菜单。选择其中的,“,新建,”,，主菜单窗口便会弹出一个文本编辑窗口，可以按照文件格式，输入控制网的起算数据和观测数据。输完各种数据后，存盘关闭文本编辑窗口，即完成了控制网观测文件的建立。,手工建立控制网观测文件,准备好控制网观测文件以后，即可进行平差处理。但在平差前，一般还需要对平差过程中的某些参数进行设置，如平差迭代限值，边长定权公式，精度评定时是使用先验单位权中误差还是后验中误差，是否作网点优化排序，是否作观测值概算，是否设置用边长交会推算网点近似坐标等。设置是通过,COSAWIN,的,“,平差,”,主菜单下的,“,设置,”,来完成。,如果控制网的范围较小，高程变化也较小，且为独立的工程坐标系，已知点的,Y,坐标值较小（如在,10,公里以下），或者平面观测文件中的观测值已经经过了各种归化改正，则可直接进行平差处理。,如果控制网的已知点坐标是国家,54,或,80,坐标系下的坐标，且,Y,坐标值较大（即测区离中央子午线较远），平面观测文件中的边长、方向值也没有经过概算，则需要利用,COSAWIN,的概算功能对方向和边长观测值进行三差改正以及归化和投影改正，然后才能进行平差。,平差过程中若出现迭代次数多且不收敛的情况，或出现其它提示，平差不能继续进行，首先应检查平面观测文件是否有大的错误。若平差结果文件的后验单位权中误差显著偏大（例如是先验单位权中误差的,1.5,倍以上），则应怀疑观测值可能含有粗差。对于观测值粗差，可以查看观测值改正数的大小并调用,“,工具,”,栏中,“,闭合差计算,”,菜单项，检查闭合差是否超限。对于图形结构较好，多余观测数较多的网，还可调用,“,粗差探测,”,功能，探测和剔除粗差。,用鼠标单击,“,平差,”,栏中的,“,高程网,”,， 或单击工具条中的快捷键，主菜单窗口将弹出对话框。在该对话框中选择并打开要进行平差的高程观测值文件，将自动进行高程网平差、精度评定及成果输出等工作。平差结果存于高程平差结果文件,“,网名,.OU1,”,中，并自动打开以供查看。,通过查看和分析后验单位权中误差值以及高差观测值的改正数，可以判断观测值和平差结果的质量；同样也可以调用,“,工具,”,栏中,“,闭合差计算,”,功能菜单，检查各水准环线的闭合差是否超限,高程网平差,当平面观测文件中的方向、边长观测值需要概算时，调用此功能可自动生成概算用文件中的近似坐标部分，若有该网的高差观测值文件，则同时生成近似高程。,自动生成概算所需要文件,“,网名,.XYH,”,后，还须人工编辑该文件，如添加每个网点的近似高程，对于精度要求较高的平面网，还要输入每个测站上的觇标高、大地水准面差距以及垂线偏差的子午分量和卯酉分量等附加量，以便对观测值作三差改正。对于一般网，可不考虑三差改正，不必输后四项，即上述附加量均自动作,“,0,”,处理。,三、工具,COSAWIN,是一套测量控制网通用数据处理软件包，它不仅能完成任意测量控制网常规的平差解算和精度评定等工作，还提供了一些非常有用的辅助功能。如平面、高程网闭合差计算，贯通误差影响值计算，网图显绘，叠置分析，手簿通讯和格式转换等功能。,平面闭合差计算,启动该功能，首先由平面观测文件自动寻找出导线线路（,DX,）和最小独立闭合环线路（多边形,DBX,），生成计算闭合差线路文件,“,网名,.CLI,”,。根据闭合差线路文件，自动计算出导线和多边形的角度闭合差、坐标闭合差和全长闭合差，并进一步根据多边形角度闭合差计算方向观测值精度，对闭合差进行评价和超限提示。计算结果存放于闭合差结果文件,“,网名,.CLO,”,中。,当计算完成后，结果存储在,“,网名,.CLO,”,中，并自动打开以供查看。,高程闭合差计算,根据高程观测文件自动寻找出水准（高程）附合线路和最小独立闭合环线路，存放于闭合差线路文件,“,网名,.GCI,”,中，根据闭合差线路文件，自动计算附合线路和多边形闭合环的高程闭合差并作超限提示，同时根据闭合环的闭合差计算每公里水准（高程）观测值的全中误差，计算结果存放于闭合差结果文件,“,网名,.GCO,”,中。其计算步骤同平面网闭合差计算。,贯通误差影响值计算,该功能主要为隧道施工控制网而设计的，其实质是根据控制网的洞口点和定向点精度、贯通点的位置以及贯通面的方向，在完成网平差之后，直接估算隧道贯通误差影响值。为此首先人工建立一个贯通误差引导文件，该文件也是一个标准的,ASC,文件，命名规则为,“,网名,.GTI,”,，其格式为：,进口点号，进口定向点号，出口点号，出口定向点号，贯通点号，,X,坐标，,Y,坐标，贯通面方位角,四、坐标转换,XYZ-BLH,功能：三维空间直角坐标转换为大地坐标。,输入文件 *,.XYZ,输出文件 *,.BLH,上述两文件名称相同，后缀不同。操作步骤：,编辑生成输入文件 *,.XYZ,，其格式为：,点名,X Y Z,也可采用任何其它文本编辑器生产该文件。各项以空格分隔，,X,、,Y,、,Z,以米为单位。,设置坐标系参数：椭球长轴，椭球扁率分母。,转换结果将保存到*,.BLH,文件中，若已存在同名点文件，则在其尾部追加数据，同时屏幕显示输入文件（*,.XYZ,）和输出文件,(*.BLH),的窗口，供用户查看。,结果文件格式为：,点名,BLH,经纬度,B,、,L,以度分秒（,DDD.MMSS,）为单位，大地高,H,以米为单位。,BLH-XYZ,输入文件 *,. BLH,输出文件 *,. XYZ,上述两文件名称相同，后缀不同。操作步骤：,在进行转换前需编辑生成输入文件 *,.BLH,，其格式为：,点名,BLH,各项以空格分隔，经纬度,B,、,L,以度分秒为单位，大地高,H,以米为单位。,设置坐标系参数：椭球长轴，椭球扁率分母。,执行程序执行转换，若已存在同名点文件，则在其尾部追加数据。,结果文件格式为：,点名,XYZ,BL-XY,将大地经纬度转换成高斯平面坐标，与高斯平面坐标转换为大地作经纬度联合使用，可进行换带计算。其操作与高斯平面坐标转换为大地作经纬度相似。,XY-BL,功能：高斯平面坐标转换为大地作经纬度。,输入文件 *,. XY,输出文件 *,. BL,上述两文件名称相同，后缀不同。操作步骤：,编辑生成输入文件 *,.XY,，其格式为：,点名,XY,各项以空格分隔，,X,、,Y,以米为单位。若,X,、,Y,含有固定的加常数，则需在“参数设置”项输入,X,加常数和,Y,加常数。,设置坐标系参数：椭球长轴，椭球扁率分母，中央子午线（以度分秒为单位,DDD.MMSS,）,转换结果将保存到*,.BL,文件中，若已存在同名点文件，则在其尾部追加数据，同时屏幕显示输入文件（*,.XY,）和输出文件,(*.BL),的窗口，供用户查看。,结果文件*,.BL,格式为：,点名,BL,各项以空格分隔，经纬度,B,、,L,以度分秒（,DDD.MMSS,）为单位。,谢 谢,石家庄铁路职业技术学院,测绘工程系,