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水准网测量平差软件设计的探讨

1引言

当前市场上存在种类较多的平差软件，处理问题的方式普遍采用传统的平差

模型。因此在一般情况下是不能够完全满足用户需求的，特别是在一些特殊的工

程数据处理过程中更能体现出来。现在测绘仪器上的标出精度相比以往有了很大

的提高，如果起算点位因为外界的因素而发生变动或由于起算数据本身的精度不

高，再采用传统的平差模型将会造成平差结果与实际的点位或高程产生较大的扭

曲。再如在一些变形工程中只有通过不同时期的观测数据处理，才能够最终确定

在一段时间内是否存在一定的变形量发生，因而据此评定此工程本身的稳定性和

可靠性。当前的软件设计必须要有效地满足这种需求。测量平差的方法及基准的

选取将会影响各期所测观测值的平差结果，进而影响到位移的分析结果。测量平

差方法最优化选取取决于方法中定义的基准是否和实际的情况相符合。因此，在

监测网进行稳定性分析结果的基础上选择测量平差方法，确定一种相比较有利的

基准，是一项重要环节。

2软件设计原则

2.1平差软件设计的基本要求

测量平差软件设计中，应当满足一定的要求，这样设计出的软件适应性才比

较强。

（1）程序逻辑结构简单，清晰易读，用分层次抽象的办法控制软件开发过

程中的复杂性，利于软件的可理解性和开发过程中的管理；

（2）运算速度要快，占用内存要小，内外存之间的交换不宜过于频繁；

（3）数学模型及计算方法正确、先进，计算结果精度高；

（4）适应性强，逻辑上相对独立的成份，应具有良好的接口定义，便于移

植，充分考虑各种可能形式，尽量满足不同要求与需要；

（5）方便用户，操作简便。数据输入与用户作业方式与习惯相统一，输出

明了、齐全；尽量减少手工处理工作量，操作简便，人机交互性要强；

（6）软件系统不丢失任何重要成份，完全实现系统所需功能的程度；在形

式化开发方法中，按照给出的公理行为，描述行为的充分性；当系统出错开非预

期状态时，系统行为保持正常的能力；

（7）开发时需要对软件过程逐步分解，以便保证软件系统的正确性。

上述要求，既体现在总体设计之中，也贯穿于在设计的每个环节内。同时软

件应该具有一定的安全性，对数据和相关信息等重要资源有保护性。在一定情况

下能够稳定的运行。能够与其它软硬件有良好的兼容。

2.2平差软件计算特点

相对于手工的计算方式，用平差软件计算的主要特点是速度快、精度高、数

据处理自动化，进而把人从重复而又繁重的计算工作中解放出来，去完成其他工

作。从软件设计的角度来观看，软件设计与平差计算是相对独立的。在手工平差

计算时，总是会面对这样或那样需要计算的具体问题，所以它的数据是特定的，

整个计算过程是由人实时控制；在用计算机软件进行计算中，软件设计时的数据

是抽象的，必须时刻考虑到实际计算中问题存在的多样性，以及数据在计算过程

时的自动化，所以在程序设计过程中必须考虑所需处理的问题的普遍性和规律性。

此外，相比较于手工计算，在平差软件计算时，所选择得平差方法依据可以不同。

手工计算时，我们总是希望尽量的降低计算工作量。当必要的观测数t大于多余

的观测数r时，就可以选择条件平差；而当必要观测数t小于多余的观测数r的

时候，我们就可以选间接平差方法，这样选择，就可以降低平差的计算量，但是

平差的精度可能无法保证。在平差软件设计当中，间接平差的使用，对于一般的

控制网，误差方程形式比较统一、规律性比较强，是便于编写设计实现的；而条

件平差，它的误差方程形式就很多样，规律性较差，不适合编写设计。所以，软

件编写主要使用间接平差方法。

3软件功能

以下为软件设计流程图。

3.1数据采集

数据采集功能常用的有两种方式。

（1）用户直接输入数据。用户直接输入数据必须要方便易用，软件数据采

集的界面应展现有关用户输入部分的所有信息，以便用户能够正确地输入数据。

如果用户输入的数据格式与软件设计的不附合或是数据本身存在问题不符合水

准测量的有关规定，则程序应能够及时地提醒用户，并提出适当的见意信息，提

供给用户以便正确地更改输入。

⑵用文本文件形式以标准格式导入。如果水准网中网点的数量众多，观测数

据量很大。再由用户使用数据采集窗口输入是很不方便的而且输入的效率也不高，

这时用户就可以用标准文件格式导入数据。目前各大测绘仪器厂商的软件产品，

数据的导出部分、记录文件都是以文本文件为主