TOPADJ测量控制网平差软件详细使用说明.doc

TOPADJ 测量平差软件用户手册 Copyright Beijing WelTop Data Design Co.Ltd. 2003 1 威远图公司简介威远图公司简介 北京威远图仪器有限责任公司（简称 WELTOP），是一家致力于空间数 据的获取与应用开发、空间信息系统集成、空间信息服务的高新技术企业， 创建于 1997 年 1 月。公司自成立以来，一直本着“真诚、服务、创新、发 展”的企业精神，“以卓越的方式完成每一件事”的原则，集测绘设备销 售、软件开发、信息系统集成、空间信息生产与服务为一体，短短几年时 间里，已发展成为一家集空间地理信息和应用专业软件的研制和开发、空 间地理信息增值服务、大型 GIS 工程承接为一体的全国性知名品牌企业， 业务范围涵盖了整个测绘行业及服务于公众地理信息的所有工作范畴。 2000 年 1 月又分离出北京威远图数据开发有限公司，侧重于软件和系统工 程的开发和研究。现在公司的产品与服务涉及领域包括国土、交通、水利、 海洋、石化、电力、市政、农业、金融、商业、咨询等行业，在测绘行业 中赢得了引人瞩目的一席之地。 公司的主要业务范围包括：测绘/地理信息采集设备、计算机与专业应 用软件系统的开发/销售、以及相关的技术咨询和服务。目前主要产品分为 软、硬件两大类，有公司自己开发研制的 Cito 和 SV 系列测绘成图软件、 TOP 系列测绘软件（平差及通讯等）、水利断面软件、道路测设一体化系统 软件、地下管线测绘及管理软件、建筑物沉降分析软件、掌上测图系统、 数字水准软件、数字矿山测绘系统以及房产测量师软件；另外我公司还承 接 GIS 工程，已经推出并得到成熟应用的 GIS 系统有：房产测绘信息管理 系统、矿产资源管理信息系统、银行营业网点管理系统、通用测绘信息化 管理系统、地下管网信息管理系统等；配套的硬件产品有全站仪、GPS、绘 图仪、扫描仪等。 2002 年，威远图公司入住中关村德胜科技园区，同时获得北京市西城 区政府下属隆达集团风险注资，被北京市认证为高新技术企业以及软件企 业、获得北京市规划委员会颁发的测绘软件及地理信息系统开发的乙级资 质，同年与美国知名企业 Autodesk 公司携手，作为 Autodesk GIS 产品中 国测绘行业总代理，成为测绘行业唯一的一家 ADN 全球开发联盟成员。 2003 年，Cito这个 由 WELTOP 构筑的测绘生产体系开始推向市场, 该体系以地理信息为基础，以图形及数据的采集、生产、交换、分发、共 享、扩展为核心，应用于测绘、数字制图、数据采集与更新、规划、市政、 房产测绘、道路、勘察设计等领域。 TOPADJ 测量平差软件用户手册 Copyright Beijing WelTop Data Design Co.Ltd. 2003 2 作为一家高科技企业，公司始终把尊重知识、重视人才放在第一位， 目前有员工五十余人，高素质、年轻化是我们的主要特点，由教授、博士、 硕士、学士等组成，在不断创业中形成了一个充满活力、勇于开拓的团队。 WELTOP 的成长离不开多年来支持和爱护我们的新、老朋友，现在除在 兰州建立西北办事处以外，还在全国各地设立了将近 20 余家经销商，通过 遍布全国的销售和服务网络，我们衷心地希望能为您提供最及时、最完善、 最佳、最全面的解决方案，努力把公司做成一个完善的系统集成、信息运 营企业。 TOPADJ 测量平差软件用户手册 Copyright Beijing WelTop Data Design Co.Ltd. 2003 3 目目 录录 第一章 概述.8 1.1 安装之前的准备.9 1.1.1 TOPADJ 运行环境.9 1.1.2 TOPADJ 控制网处理过程的支持.9 1.1.3 TOPADJ 的操作特点.10 1.1.4 简单网的一般处理过程.10 1.1.5 安装要求.10 1.2 TOPADJ 新版的特征.10 1.3 使用 TOPADJ 工作台.11 第二章 安装和启动 TOPADJ.13 2.1 基本软硬件要求.13 2.1.1 硬件环境.13 2.1.2 软件环境.13 2.2 系统安装.14 2.2.1 包装内含物.14 2.2.2 硬件安装.14 2.2.3 系统软件支撑安装.14 2.2.4 TOPADJ 的安装.14 2.3 系统卸载.19 2.4 系统启动.21 2.4.1 用开始菜单文件启动.21 2.4.2 用桌面快捷图标启动.21 第三章 TOPADJ 工作台 .22 3.1 在线帮助和总说明.22 TOPADJ 测量平差软件用户手册 Copyright Beijing WelTop Data Design Co.Ltd. 2003 4 3.2 主编辑区操作.22 3.2.1 基本概念.23 3.2.2 基本操作.23 3.3 功能控制区操作.24 第四章 测量数据库及库文件管理.25 4.1 测量数据库.25 4.1.1 数据格式:.25 4.1.2 内容:.25 4.1.3 点坐标和高程属性:.26 4.1.4 观测值的分类和属性:.26 4.1.5.TOPADJ 中数据单位的基本规定:.28 4.2 数据库文件管理.28 4.2.1 文件名管理：.28 4.2.2 数据库存盘.29 第五章 数据库编辑管理.30 5.1 控制网属性.30 5.1.1 控制网属性.30 5.1.2 控制网平差和优化设计.30 5.2 文本编辑.31 5.3 格式设置.32 5.4 联动计算.33 5.5 数据库编辑中的安全措施.34 5.5.1 纠错手段.34 5.5.2 输入控制.34 5.5.3 点名控制.35 5.5.4 数据删除.36 5.5.5 安全措施.36 TOPADJ 测量平差软件用户手册 Copyright Beijing WelTop Data Design Co.Ltd. 2003 5 第六章 控制网概算 .37 6.1 坐标高程概算.37 6.1.1 概算方法.37 6.1.2 建议.38 6.2 观测值反算.39 6.3 归心改正和高斯改化.39 6.3.1 归心改正.39 6.3.2 高斯改化.40 6.3.3 距离归算到任意高程面的改正.40 6.4 大地正反算.40 6.5 闭合差计算方法.40 第七章 控制网平差和优化设计 .42 7.1 中误差和权的确定.42 7.1.1 单位权.42 7.1.2 观测值中误差.43 7.1.3 类观测值的权.43 7.2 平差及不等精度平差应用举例.44 7.3 选择平差.45 7.4 粗差定位和剔除.46 7.4.1 粗差自动剔除方法概述.46 7.4.2 粗差归入函数模型时的粗差检测方法.46 7.4.3 粗差归入随机模型时的粗差定位方法：.47 7.4.4 采用的基本公式和算法.48 7.5 控制网优化设计.50 7.5.1 控制网基本参数计算:.50 7.5.2 设计应用举例.51 7.5.3 可靠性分析.52 TOPADJ 测量平差软件用户手册 Copyright Beijing WelTop Data Design Co.Ltd. 2003 6 7.6 观测值属性类的增加说明.53 7.6.1 直接指定观测值的中误差：.53 7.6.2 为三类设计指定附加观测值:.54 7.7 关于平差和精度估算的几点说明.54 第八章 控制网图形管理.56 8.1 图形区基本概念及操作.56 8.1.1 图形坐标系及比例尺.56 8.1.2 系统区和用户区定义.57 8.2 图形区绘制内容的选择.57 8.2.1 点和点名：.58 8.2.2 观测值：.58 8.2.3 误差椭圆：.58 8.3 成果输出.59 8.3 网图打印.63 8.4 打印机设置.63 第九章 其它功能.65 9.1 查询、总帮助、辅助功能.65 9.2 系统数据流程图.68 第十章 平差算例说明.70 10.1 平面网算例说明.70 10.1.1 三角网算例：t1.obs .70 10.1.2 平面混合网算例：ex41.obs.70 10.1.3 三角导线混合网算例:ex6.obs.71 10.2 高程网算例说明.71 水准网算例：level.obs.71 TOPADJ 测量平差软件用户手册 Copyright Beijing WelTop Data Design Co.Ltd. 2003 7 10.3 其它算例说明.72 10.3.1 归心改正和高斯改化算例：cent.obs.72 10.3.2 不等精度混合平差算例：ex42.obs.72 10.3.3 导线控制网算例：HB.obs.73 第十一章 快速入门算例练习.74 11.1 算例数据说明.74 11.2 数据输入.76 11.3 设置计算方案.80 11.4 平差计算.81 11.5 成果输出.84 附录：常见问题解答 .85 1. TOPADJ 安装应注意些什么? .85 2. 对无定向导线和无定向线形锁如何坐标概算?.85 3. 为什么不进行后方交会计算？.85 4. 如何获得最佳的平差结果？.85 TOPADJ 测量平差软件用户手册 Copyright Beijing WelTop Data Design Co.Ltd. 2003 8 第一章第一章 概述概述 TOPADJ 工程测量控制网平差系统, 是一个适用于各种测量控制网平差 的工具。它与以往的此类平差程序有显著的不同。 TOPADJ 始于 1993 年 8 月的 1.0 版， 在 TOPADJ v2.50 的基础上，结合 测绘行业和计算机技术的新发展，推出了 WINDOWS 版本。 TOPADJ 与最早的 DOS 版数据文件兼容， 保留了原 DOS 中诸优点， 同 时在实用性和易用性上又下了大量的功夫， 且 TOPADJ 与支持各种全站仪 进行等级测量的 保持了程序级的连接， 真正实现了 从数据采集，记簿整理，平差和成果打印的一体化。 TOPADJTOPADJ 具有如下特点具有如下特点: : 1. 适用于任意形式任意规模的平面和高程控制网的概算，平差和设计， 无需编码。 2. 自动求解控制网各种路线闭合差，提供了多种粗差定位和自动剔除 功能。 具有如验后定权法等多种平差方法可选。 3. 具有现代电子表格效能的数据编辑和操作环境，在输入过程中，自 动计算坐标、高程、差值等，并辅以网图动态显示。观测输入可选标准格 式和多种常用网格式，还可自定格式；可选具有内联的文本编辑方式。 4. 提供了与打印机和纸张自适应的网图打印，成果打印，格式和有效 位数等可控易控，并具有打印前的预显功能。 5. 操作上简单易学，图，文，数，控四者融为一体，具有丰富的说明 和联机帮助。具有工作现场保护功能。 6. 互用性强，支持网内多区域数据合并。可直接读入 ERCD 电子测量 记簿的整理数据，可直接读入武测平差系统的数据文件。 TOPADJ 是商品化的测量专业软件，保证合理的后续服务，欢迎用户提 出宝贵的意见和建议。 本手册的主要目的是介绍 TOPADJ 版的使用和操作方法，本章介绍 TOPADJ 的一些特点；第二章描述如何安装系统；第三章介绍工作台的基本 操作。第四、五章主要介绍了数据库的管理与编辑；第六、七章是本手册 的重点部分，也就是平差计算与控制网优化；第八、九章介绍了一些辅助 功能；第十章简单介绍了软件附带的部分算例；第十一章通过一个有代表 性的平差实例一步步引导用户学习 TOPADJ 的基本平差操作过程，以便初学 用户能有一个入门的阶梯。 TOPADJ 测量平差软件用户手册 Copyright Beijing WelTop Data Design Co.Ltd. 2003 9 在你阅读本手册时，通常以楷体字表示说明、注意、和进一步了解。 说明说明: : 解释上文中没有说明的问题 注意注意: : 上文操作中需要注意的事项 进一步了解进一步了解: : 介绍一些深层了解知识 如果要了解进一步的信息，请参看：控制网平差方面的书籍，如： 控制测量学 同济、武测合编 1988,6 测绘出版社 测量平差基础 於宗俦、鲁林成 1978,6 测绘出版社 1.1 安装之前的准备安装之前的准备 .1 TOPADJTOPADJ 运行环境运行环境 TOPADJ 可以在以下环境中运行 Windows 95 Windows 98 Windows NT Windows 2000 Windows XP .2 TOPADJTOPADJ 控制网处理过程的支持控制网处理过程的支持 数据录入，概算，闭合差计算，平差和精度评定是控制网处理的基本 过程: 1). 数据录入: 分文件数据读入和直接键入两种。 凡符合 TOPADJ 文件系统 note_file 的数据均可读入，无需手工键入， 特别是由 ERCD 电子记簿采集的数据与 TOPADJ 完全兼容。 TOPADJ 为手工数据键入提供了一电子表格，以站为基本单元进行操作， 键入过程中 TOPADJ 将自动概算和绘制网图。观测数据的输入有多种方式可 选，对习惯于文本格式输入的用户，TOPADJ 提供了在线的文本编辑窗口。 2). 概算: 完成全网的坐标高程计算，或反算观测值，归心改正，投 影改化等。并能计算控制网的各种路线闭合差，以方便对观测质量的评价 和粗差定位。 TOPADJ 测量平差软件用户手册 Copyright Beijing WelTop Data Design Co.Ltd. 2003 10 3). 平差：首先应定义单位权中误差等基本定权量。对小型网只做简 单的单次平差就可以了，对大型网或复杂的网，TOPADJ 提供了多种平差方 法以满足不同的需要。 4). 精度评定: TOPADJ 对所有点和边进行精度评定，还可对用户指定 的边进行评定。优化设计中提供了分析数据和结果。 5). 成果输出: 根据打印机和纸张的设置，以及所选的字体，TOPADJ 自动设计和调整每页输出的内容和行数等，并提供了模拟预显功能。网图 打印时，TOPADJ 保证网格的精度。 .3 TOPADJTOPADJ 的操作特点的操作特点 TOPADJ 的界面风格与 WINDOWS 完全一致，具有菜单，工具条，状态条 等基本框架要素。主窗口分隔成多个可滚动的视口，命令选择和参数设置 则通过对话框与用户对话，修改后的设置及运行断点自动记忆。 .4 简单网的一般处理过程简单网的一般处理过程 1). 数据输入，可以是键入整理好的观测记录，也可以是从 ERCD 生 成的 MSM 文件。 2). 概算，计算坐标等。闭合差计算，并存储闭合差结果。 3). 平差，在选择平差中设置先验误差，进行单次平差或验后定权法 平差。 4). 打印成果，先建立成果文件，模拟，打印。 .5 安装要求安装要求 在安装 TOPADJ 之前, 首先要确认你得到的软件包是否完整， 请记下 你的软件“注册号”。使用过程中若有问题和版本更新要求，凭软件“注 册号”与威远图公司联系。TOPADJ2.0 版及更高版本属商品化软件，进行了 加密。任何侵权行为所造成的后果自负。 1.2 TOPADJ 新版的特征新版的特征 如果你使用过 TOPADJ 的早期版本，你会发现新版有很多新增加的功能,而 且原来所熟悉的功能也被大大扩充了： 所有弹出式菜单和编辑窗口已全部汉化 可解未知量个，不等精度混合平差、秩亏及拟稳平差 TOPADJ 测量平差软件用户手册 Copyright Beijing WelTop Data Design Co.Ltd. 2003 11 错误提示明确，容错性更强 图形区内容丰富可控性强 图形打印和成果输出内容丰富，用户可直接定义格式修饰文件 1.3 使用使用 TOPADJ 工作台工作台 所有数据处理，从建库、概算、平差一直到成果输出均可在 TOPADJ 提 供的工作台上反复进行直至完成。该工作台提供了丰富而强大的功能，详 见第三章。其概貌如下： 工作台的基本屏幕分成六个部分（如图 1-1）： 图 1-1 菜单和工具条 控制点坐标高程显示编辑区 测站名显示编辑区 测站观测值显示编辑区 控制网网形、精度显示控制区 工作状态提示区 TOPADJ 测量平差软件用户手册 Copyright Beijing WelTop Data Design Co.Ltd. 2003 12 对控制网基本数据的编辑都在三个区中完成，所有控制操作则 在弹出式窗口或菜单中进行。 该工作台提供了先进的用户界面：具有电子表格功能的全屏幕多窗口 编辑系统辅助用户完成数据输入，辅以层次菜单的直接控制系统为用户的 控制式输入提供了方便。 TOPADJ 测量平差软件用户手册 Copyright Beijing WelTop Data Design Co.Ltd. 2003 13 第二章第二章 安装和启动安装和启动 TOPADJ 本章说明如何安装和启动 TOPADJ, 以及提高 TOPADJ 效率的一些建议。 2.1 基本软硬件要求基本软硬件要求 .1 硬件环境硬件环境 处理器 Pentium 100 (以上) 兼容处理器 内存 RAM 32 MB (最小) 64 MB (建议) 硬盘空间 TOPADJ占用的磁盘空间很小，只要有1MB的磁盘空间即可。但如果磁 盘空间太小，会影响Windows运行时的交换数据。 显示 256色800 600 (最小) 64 x 1000色1024 768 (建议) 支持Windows操作系统的显示适配器 定点设备 鼠标 追踪球 其他类型的定点设备 光驱 任意速度的光驱 .2 软件环境软件环境 操作系统 Windows 98 Windows Millennium Edition (ME) Windows XP TOPADJ 测量平差软件用户手册 Copyright Beijing WelTop Data Design Co.Ltd. 2003 14 Windows NT 4.0及 SP 5.0 Windows 2000 2.2 系统安装系统安装 .1 包装内含物包装内含物 1、 软件狗壹个 2、 程序光盘壹张 3、 使用说明书壹本 4、 包装盒壹个 .2 硬件安装硬件安装 a)应在关机情况下，将软件狗插入计算机并口，一定注意不要在开机 情况下带电插拔软件狗，以免损坏并口或软件狗。打印机电缆可以 接在软件狗上。多个软件狗可以串接； b)有时连接了打印机或绘图仪，会出现软件狗失效的现象，这时应将 打印机或绘图仪电源开关打开，以免软件狗供电不足。 .3 系统软件支撑安装系统软件支撑安装 1、 确认软件狗安装正确； 2、 开机，确认有无 Windows 操作系统，若没有安装，请参照 Windows 相关安装手册安装； 3、 安装 TOPADJ。 .4 TOPADJTOPADJ 的安装的安装 1、 为确保 TOPADJ 被正确安装，应将系统中正在运行的所有其它无关 软件关闭。 2、 将 TOPADJ 软件光盘放入光驱驱动器 X：（这里 X 代表盘符），在 TOPADJ 测量平差软件用户手册 Copyright Beijing WelTop Data Design Co.Ltd. 2003 15 Windows 桌面上选中“开始”之“运行”，输入“X: topadj_newsetup.exe”，并回车，如图 2-1 所示；或者在“我的电 脑”中找到 TOPADJ 安装盘中的 Setup.exe 文件，直接双击 Setup.exe。 说明：说明： TOPADJ 有两个安装文件夹 topadj_new 和 topadj_old 图 2-1 3、 显示 TOPADJ 初始化安装画面，请等侯。 图 2-2 弹出如图 2-3 所示安装向导对话框，点取“下一步”。 TOPADJ 测量平差软件用户手册 Copyright Beijing WelTop Data Design Co.Ltd. 2003 16 图 2-3 4、 显示如图 2-4 所示对话框，仔细阅读后点取“是”。 图 2-4 TOPADJ 测量平差软件用户手册 Copyright Beijing WelTop Data Design Co.Ltd. 2003 17 5、 输入相关信息后，单击“下一步”（如图 2-5）。 图 2-5 显示如图 2-6 所示对话框，对话框显示的是默认安装文件夹，若更改安 装路径，请点击“浏览”按钮选择或创建安装文件夹，然后点击“下一步” 。 图 2-6 TOPADJ 测量平差软件用户手册 Copyright Beijing WelTop Data Design Co.Ltd. 2003 18 6、 为安装程序选择程序组，一般默认并单击“下一步”（图 2-7）； 图 2-7 7、 在图 2-8 界面中，单击“下一