CosaLEVEL使用说明书

1、前 言“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”简称科傻系统(COSA),意即用高科技集成的傻瓜式测量数据采集和处理系统。它将测量学基本原理和现代科技相结合，对电子全站仪（TPS）、电子水准仪(ELI)、全球定位系统(GPS)进行控制测量的观测值进行处理,实现各种类型的控制网平差、质量检核、输出报告等功能。科傻系统（COSA）主要包括CODAPS、EREPS、CosaGPS和CosaLEVEL四个子系统。本手册是关于CosaLEVEL的使用说明书。CosaLEVEL是水准测量与沉降观测数据处理系统，它由以下3个主要模块组成：（1) 水准测量数据处理模块。它能对水准网、三角高程网

2、进行平差计算，自动读取徕卡，天宝和拓普康数字水准仪的观测值文件(GSI、DAT，RAW格式)，转换为平差输入数据文件（IN1），具有观测数据概算、粗差探测、闭合差自动搜索和生成word平差报告等功能，并可以在AutoCAD2008下绘制网图。（2）沉降观测数据分析模块。它能对多期沉降观测数据进行汇总管理，建模，自动生成EXCEL格式的沉降报告，在AutoCAD2008下显示沉降量，沉降速率以及沉降建模曲线。（3）常用测量工具模块。它能进行各种坐标变换，可以实现测量工作中经常遇到的不同直角坐标系、直角坐标与大地坐标的相互变换。目录第一章 概述11.1 系统简介11.2 安装及运行11.3 快速入

3、门2第二章 项目管理62.1 项目62.2 文件122.3导入导出13第三章 水准数据处理203.1 生成近似坐标文件203.2 概算213.3 粗差探测223.4 网平差233.5 闭合差计算233.6 网平差报告24第四章 沉降数据分析254.1 沉降数据汇总254.2 沉降建模264.3 沉降报告304.4 沉降曲线314.5 AutoCAD沉降图模块33第五章 坐标转换375.1 XYZ-BLH375.2 BLH->XYZ385.3 XY->BL395.4 BL->XY395.5 XY1->XY2405.6 XY1->XY241附录1 简要操作步骤42附1

4、.1 项目>新建项目42附1.2 导入/导出->导入已知点数据42附1.3 导出Excel手簿43附1.4 编辑导出的Excel手簿43附1.5 导入Excel手簿43附1.6 网平差44附1.7 闭合差计算44附1.8 高程网平差报告44附1.9 沉降数据分析44附2.1 项目文件45附2.2 高程控制网相关文件45附2.3项目无关的文件45附录3 实例文件目录46附3.1 水准数据处理46附3.2 沉降数据分析46第一章 概述1.1 系统简介“水准测量与沉降观测数据处理系统(CosaLEVEL)”是以水准网平差和沉降观测数据处理及变形分析为主要功能的测量软件，以电子水准仪的原始

5、观测数据为主要数据来源，实现了从外业数据采集、质量检核、数据预处理到内业网平差、沉降观测数据分析、生成电子手簿及报表输出的自动化作业流程。CosaLEVEL数据处理模块采用最小二乘严密平差模型，保证了解算结果正确可靠；CosaLEVEL还提供了AutoCAD作沉降图的功能模块，使得沉降图的利用更加方便。程序运行环境为：操作系统:Windows2000/WindowsXP/WindowsVista/Windows7软件环境：MS office 2003, AutoCAD 20081.2 安装及运行 安装运行CosaLEVEL系统盘上的安装程序SETUP.EXE后，按提示操作即可。安装程序自动在程

6、序组增加“CosaLEVEL”程序项。 运行在USB口上插入加密狗后，点击“开始”菜单栏“程序”组项，会出现“CosaLEVEL”程序组，单击该选项，屏幕显示程序主界面，如图1-1所示。简要操作步骤参见附录1。图1-1 系统界面1.3 快速入门 创建项目CosaLEVEL采用项目的方式管理数据。所有与当前项目有关的数据将以特定的文件名称保存在指定的路径下，方便用户管理。因此，做数据处理首先要创建或者打开项目。（1）新建项目：点击菜单项“项目->新建项目”或者点击左侧项目栏的“项目->新建项目”，输入项目名，选择（或者手工输入）项目路径，选择项目类型即可创建一个新项目。（详见）新建项

7、目后系统会自动弹出项目属性对话框，提示修改属性。（2）打开项目：点击菜单项“项目->打开项目”或者点击左侧项目栏的“项目->打开项目”，选择一个项目文件（扩展名为csp），打开即可。（详见）打开项目之后要对项目属性设置，点击菜单项“项目->项目属性”或者点击左侧项目栏的“项目->项目属性”，大部分属性都有缺省值，请认真检查各项设置是否正确，避免影响解算。（详见） 数据文件新建项目后，系统就生成一个空的项目了，下一步就是怎样把数据添加到项目里。系统提供了两种方式：添加和导入。（注：打开文件时，系统不会自动将文件添加到项目。）（1）添加文件：点击菜单项“项目->添加文

8、件”或者点击左侧项目栏的“文件->添加文件”，系统弹出添加文件面板，选择需要添加文件类型，单击添加，即可向项目中添加一个空白文件，文件内容可手工编辑。（2）导入文件：点击菜单项“项目->导入”或者点击左侧项目栏的“导入”，可直接导入已编辑好的数据文件（in1文件），也可以直接导入数字水准仪（徕卡、天宝,拓普康）的原始观测数据,但是导入前建议先导入已知点数据，系统将自动将已知点数据添加到生成的数据文件，若没有先导入已知点坐标，则生成的数据文件中将不包含已知点数据，可手工编辑数据文件，添加已知点信息。（详见2.2） 水准数据处理添加了必要的数据之后就可以进行数据处理。数据处理主要包括3

9、个环节：数据预处理、平差计算、闭合差计算和报表输出。数据预处理包括生成近似坐标、概算、粗差探测。（1）生成近似坐标：该项功能是先不进行概算，而直接进行平差得到一个初步的平差结果，根据该结果生成近似坐标文件（xyh文件）。也可以添加空白的近似坐标文件，通过手工编辑来形成该文件。（2）概算：点击菜单项“数据预处理->概算”或者点击左侧项目栏的“数据预处理->概算”并选择合适的网类型，概算除了需要数据文件，还需要近似坐标文件（xyh文件）。（3）粗差探测：点击菜单项“数据预处理->粗差探测”或者点击左侧项目栏的“数据预处理->粗差探测”并选择合适的网类型，粗差探测完成后系统会

10、弹出粗差探测报告，若数据含有粗差，系统会给出提示。 网平差是CosaLEVEL的主要功能，可以进行高程网的平差计算。点击菜单项“数据处理”或者点击左侧项目栏的“网平差”，平差完毕后系统弹出平差报告，包含平差结果和精度信息。平差需要in1文件，只有数据文件完整，正确，才能得到正确的结果。闭合差计算 点击菜单项“数据处理->闭合差计算”或者点击左侧项目栏的“数据处理->闭合差计算”，系统可以自动搜索闭合环和闭合线路并计算闭合差。根据高差观测值文件自动寻找出水准附合线路和最小独立闭合环线路，存放于闭合差线路文件“项目名.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

11、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“项目名.GCO”中。高程网平差报告 点击菜单项“数据处理->网平差报告”或者点击左侧项目栏的“数据处理->网平差报告”，系统即可调用Word2003自动生成平差成果报告。1.3.4沉降数据分析沉降数据分析分为两部分，一是对多期沉降观测得到的结果进行汇总为后续分析准备好数据，二是建立沉降模型并绘制沉降曲线。点击菜单项“变形监测->沉降数据”，将出现选择沉降观测结果(ou1文件，水准数据处理结果文件)的窗口，将ou1文件中的各点高程提取出来并生成OLH文件。点击“沉降数

12、据分析->沉降建模”则弹出对话框，选择olh文件以及沉降模型，就可以进行模型计算，生成沉降模型文件（DAR文件）,OLH文件和DAR文件都可以用来在CAD下绘制曲线。另外，CosaLEVEL还有一个在AutoCAD中进行各种沉降曲线绘制的动态库模块“DRAWER.DLL”，其使用方法如下：(1) 打开AutoCAD程序。(2) 在命令行输入“netload”命令，在弹出的对话框中浏览选择绘图程序文件“DRAWERCurve.DLL”，该文件缺省安装到主程序目录，如“C:Program FilesCOSACosaLEVEL”文件夹下。(3) 在命令行输入“沉降分析”命令，程序会在CAD上添

13、加一个菜单项”沉降分析”，然后依次点击各个菜单，选择相应的输入文件，就可以绘制沉降曲线和网图了。第二章 项目管理本测量平差系统主要用于高程网的测量数据处理。系统各种计算功能齐全，牵涉到文件众多，为管理方便，采用项目方式组织数据，所有与一个项目相关的数据将被系统组织放入一个项目中。2.1 项目项目管理主要包括新建项目，打开项目，查看和修改项目属性，关闭项目四项。新建项目单击菜单“项目->新建项目”或单击左侧项目栏中的“项目->新建项目”即可。程序将弹出新建项目面板，如图2-1所示。图2-1 新建工程项目名称：输入该测量项目的名称，支持中文输入，但不得与同一目录下的项目重名。项目路径：

14、可直接输入某一存在的路径，系统默认为D:projects目录，也可以单击浏览按钮，可选择任意目录，系统将自动将指定目录设置为默认目录。单击创建时，系统将会在指定的目录下创建和项目同名的文件夹，若指定的目录不存在或者该项目名在指定目录已存在，则提示出错信息为“CosaLEVEL无法在该目录下创建指定项目”，创建项目以后，系统会在项目目录下创建CosaLEVEL项目文件“项目名.csp”，该文档保存了项目的配置信息，建议不要随意修改其内容（包括文件名），避免造成项目损坏。2.1.2打开项目选择项目文件（项目名.csp）文件，将其打开。系统重新初始化项目栏，启用全部可用的菜单。项目栏的工作区中列出所

15、有供用户查看和编辑的文件。若项目文件被损坏，则提示“配置信息已损坏”，打开项目失败。若出现打开项目失败的情况，可将项目中的数据文件导入另一个项目重新解算，不会影响解算结果。若当前已有打开的项目，系统会提示是否关闭当前项目，本系统只允许同时打开一个项目。2.1.3工程属性工程属性栏中列出所有与该项目相关的配置信息。每个工程一个配置信息，所有的设置只对本工程有效。本系统共提供“工程描述”、“坐标系统”、“格式与单位” 、“高程网”共4个属性页(如图2-2至图2-5所示)，请根据工程实际情况进行浏览和修改。工程描述包括项目名称等8项属性，如图2-2所示，其中项目名称是不可编辑的。项目类型可在这里修改

16、。其余各项均为记录性信息，完整的记录该测量过程的详细信息，可按实际情况填写。图2-2 工程描述坐标系统包括椭球名称等10项属性，如图2-3所示。其中椭球名称决定椭球长半径和椭球扁率倒数。系统列出我国常用的四种椭球，即克拉索夫斯基椭球，IAG75椭球，WGS84椭球和CGS2000椭球，用户只需选择椭球名称，系统自动填写椭球长半径和椭球扁率倒数。若遇到特殊椭球，可选择自定义椭球，此时椭球参数缺省值为克拉索夫斯基椭球参数，但椭球长半径和椭球扁率倒数可以手工更改为所需要的椭球。其余参数主要用做投影计算，概算和坐标转换。全部可以手工更改，投影类型主要是坐标转换时使用，做高斯投影（BL->XY）时

17、使用，投影面大地高主要是概算时使用，中央子午线精度主要是坐标转换时使用，原点X坐标常数和原点Y坐标常数是转换到国家统一坐标系时使用，在做各项计算之前，要仔细核查各项坐标系统参数设置是否正确。图2-3 坐标系统格式与单位包括直角坐标单位等12项属性(图2-4)，该属性页仅供显示，可查询各项计算结果的精度信息与当前采用的单位。图2-4 格式与单位高程网包括仪器类型等14项属性(图2-5)。其中仪器类型决定观测限差，系统提供了S0.5,S1,S3,S5,S10等四种常用仪器。高程网等级决定方向验前中误差。系统提供了水准测量国标的四种等级和三角高程（三角高程没有划分等级），选择不同等级时系统自动设置每

18、公里高差中误差，若有特殊要求，可选择自定义等级，此时允许用户手工输入每公里高差中误差。距离定权方式和水准尺长改正数缺省值分别是测站数和0.02mm，若高程网等级设置为三角高程，则系统自动将距离定权方式修改为按距离定权（三角高程没有测站数），将水准尺长改正数设置为0（没有水准尺）。每公里高差中误差主要是直接从仪器导入数据时使用，若导入的数据文件中已经含有该信息，则以文件为准。水准尺长改正数也是直接从仪器导入数据时的缺省值，要从仪器导入数据时应注意在这里做适当的设置。单位权选择方式决定平差计算时使用的确定单位权中误差的方式，系统缺省采用后验单位权，若有特殊要求，请在这里设置。图2-5高程网属性2.

19、1.4关闭项目单击菜单“项目->关闭项目”或单击左侧项目栏中的“项目->关闭项目”即可。系统会自动保存项目属性设置，关闭所有与项目相关的文件，并提示保存，关闭部分与项目相关的功能。关闭项目后可再次新建或打开项目 工作区左侧项目栏中有一工作区标签，该工作区列出了该项目中所有可供查看和编辑的文件名，单击该文件名，系统自动打开该文件，在工作区内单击右键，弹出文件操作菜单，包括添加文件，删除文件，导入等常规文件操作。在这里可以方便的管理项目中的文件。2.2 文件向项目中添加文件有两种方法：添加和导入。添加文件是指给项目添加一个指定类型的空文件，文件内容由用户手工编辑完成。导入是指将现有的数

20、据添加到项目中去。向项目中添加文件，只需单击菜单项“项目->添加文件”或者在项目栏中选择“文件->添加文件”，系统将弹出添加文件面板，选择需要的文件类型，单击“添加“或者双击所需要的文件类型，系统都会向项目中添加一个空文档，添加文件主要用以向项目添加一些需要用户手工编辑的文件，如已知点坐标文件，近似坐标文件，和观测值方案文件。要打开文件，只需单击菜单项“项目->打开文件”或者在项目栏中选择“文件->打开文件”，打开文件的文件仅仅用作浏览或者编辑，系统不会自动将其添加到项目中，若要向项目添加该文件，请选择“导入”。要保存文件，只需单击菜单项“项目->保存文件”或者在

21、项目栏中选择“文件->保存文件”，系统会自动保存当前活动的文档。文件另存为，只需单击菜单项“项目->文件另存为”或者在项目栏中选择“文件->文件另存为”系统弹出“另存为”对话框，系统将当前活动文档保存副本。打印文档：只需单击菜单项“项目->打印”或者在工具栏中选择“打印”即可。打印预览：单击菜单项“项目->打印预览”，系统将切换到打印预览视图打印设置：单击菜单项“项目->打印设置”，系统将弹出打印设置对话框，设置打印参数保存为BMP：若当前活动文档是网图文件（包括变形监测），将当前图像调整到合适的比例尺，只需单击菜单项“项目->保存为BMP”，系统弹出

22、“另存为”对话框，点击确定后系统将当前显示区域保存为图像。若当前活动文档非网图文件，此项功能无效。2.3导入导出将现成的数据添加到项目中称为导入。选择菜单项“项目->导入”或者选择左侧项目栏“导入”均可，系统提供了4种导入方式。 导入已知点网平差之前都要知道一定数量的已知点坐标，用户可将这些已知点坐标编辑成文件，导入到项目中来，系统会自动根据网的类型提示用户导入不同类型的已知点。高程网已知点坐标文件扩展名为KnownH，文件格式如下点名 高程一个已知点一行。文件路径为已知点文件的路径（包含文件名），可以手工输入，也可以点击后面的浏览按钮，选择文件。下面的已知点文件类型将列出可导入的已知点

23、类型，系统根据不同的网类型提示导入不同的已知点类型。注：并不是所有的项目都要导入已知点，如果导入的in1文件中已包含已知点坐标信息，因此不用再次导入。对于直接水准仪导入原始观测数据，请在导入原始数据之前导入已知点，系统在生成数据文件时会自动加入已知点信息。导入原始数据之后再导入已知点文件无效。若导入原始数据前没有导入已知点，系统生成的数据文件中会提示，需要用户手工编辑，向数据文件中加入已知点信息。2.3.2 导入IN1文件对于现有的水准数据文件（IN1文件）想导入本系统进行解算，可采用直接导入IN1文件。选择菜单项“项目->导入->in1文件”或左侧项目栏“导入->in1文件

24、”系统弹出打开文件对话框，选择文件，系统自动导入。导入IN1文件后即可直接平差计算，无需导入已知点文件。IN1数据可手工编辑生成，IN1数据的详细数据格式说明如下：*.in1文件(高程观测值文件)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(见文件的第部分)。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(见文件的第部分)。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

25、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。水准等级,精度号，每公里精度值（单位mm/km）。in1文件示例B113-1 , 25.7919G110

26、 , 32.3598 G110 , G109 , 0.3384 , 0.505 G110 , G110-1 , -0.2848 , 0.126 G110-1 , G110 , 0.2902 , 0.126 G110-1 , G110-2 , -1.3658 , 0.146 G110-2 , G110-1 , 1.3692 , 0.146 G110-2 , G110-3 , -2.0589 , 0.189 G110-3 , G110-2 , 2.0620 , 0.189 G110-3 , G110-4 , -0.6754 , 0.242 2.3.3导入水准仪数据选择菜单项“项目->导入-&

27、gt;水准仪数据”或左侧项目栏“导入->水准仪数据”系统弹出导入水准仪数据面板。图2-6 导入水准仪数据操作方式和导入全站仪数据类似，系统支持两种水准仪格式，即“徕卡GSI格式数据”和“天宝DAT格式数据”。在“导入水准仪数据”界面的右上角有一个复选框“输出中间点”，改选框的作用是输出测段中间点（非测段起点、终点）的信息到in1文件并参与平差。若选中该项功能，系统默认为：中间点只要有点名就输出。若只想输出个别中间点信息，请使用“导入Excel手簿”功能（参见）.2.3.4导入Excel手簿该项功能主要是为了方便用户检查点名，修改错误，并将修改后的Excel文件导入生成in1文件。如用户想

28、输出某些中间点信息，只需在Excel电子手簿中将其点名去掉即可。如图所示，将红色的中间点去掉，保留需要输出的中间点点名，保存Excel文件，再将修改后的电子手簿文件导入即可生成需要的in1文件。图2-7 修改电子手簿2.3.5 导出电子水准仪数据到Excel电子手簿该功能是将电子水准仪原始数据导出到Excel文件中生成电子观测手簿(图2-11)，并对每一站进行限差检查及高差计算，对每一测段统计测段长度和高差。同一文件中不同测段存放在同一Excel文件中的不同sheet中，按顺序依次命名为“第1段(测段起点测段终点)”、“第2段(测段起点测段终点)”。对于超限数据用红色标示。限差参数可通过项目属

29、性中对仪器类型或观测等级来设置。若结果行出现“#”情况，请将行宽放大即可。导出的Excel文件存放在源文件同一路径下，命名为“原文件名.xls”，文件如图2-8所示。2.3.6 导出BMP文件对于沉降曲线图，可导出BMP格式的图形，方便用户在其他图形编辑器中编辑。可点击菜单“项目->导出图形文件->导出BMP文件”，系统将弹出对话框，引导用户确定保存文件夹和文件名。图2-8 水准仪数据第三章 水准数据处理“数据处理”菜单项下包括：生成近似坐标文件、概算、粗差探测、平差计算、闭合差计算和网平差报告6项子菜单。本章主要介绍数据处理功能模块的内容。3.1 生成近似坐标文件当平面观测值文件

30、中的方向、边长观测值需要概算以及高差观测值需要概算时，调用此功能可生成概算用文件中的近似坐标及近似高程。ou1文件中含有近似高程，ou2文件中含有近似坐标，由ou1、ou2文件生成概算用文件。图3-1 生成概算用文件生成概算所需要文件“网名.XYH”后，还须人工编辑该文件。概算文件是一个标准ASCII格式文件，其结构如下：网点点名，X，Y，H， 该文件中每一网点的概算信息占一行，其中X、Y、H为该点的近似三维坐标； 实例（参见“概算算例网.XYH”文件）：1 3730958.6100 264342.5910 535.7 2 3714636.8876 276866.0832 203.9 4 37

31、00347.1407 266213.9081 376.0 5 3709621.8715 258215.6696 182.0 6 3721646.7827 254621.4564 166.2 3 3718773.3604 266467.5123 179.6 注意：这里的坐标是指高斯平面直角坐标，其中的坐标原点的加常数应该与项目属性中的参数一致。3.2 概算概算将进行水准标尺每米长度误差的改正数计算(水准网)和正常水准面不平行的改正数计算。进行概算时，需要对参数进行正确设置，如需对水准标尺每米长度误差的改正数进行设置。具体设置在项目属性中进行设置与更改。概算需要提供近似坐标文件和原始的IN1文件。

32、近似坐标文件可以采用3.1所述的工具自动生成，也可以手工编辑。可以在侧边栏的工作区上单击右键->添加空白文件->概算需要的近似坐标文件。也可以选择菜单栏 项目->添加文件->概算所需的近似坐标文件.系统会自动添加一个空白的近似坐标文件。手工编辑需要的近似坐标，保存。近似坐标不需要非常准，在地形图上量取的坐标即可满足精度要求。近似坐标可以是平面坐标xy+高程h，也可以是大地坐标BL+高程h，如果选择的平面坐标，注意要在项目属性中设置坐标系统的相关信息。准备好了原始观测数据IN1和近似坐标文件xyh后，点击菜单项”概算”即可进行概算，概算结果文件为”工程名_red.in1”

33、,平差计算的时候系统会自动监测，如果进行了概算，则采用概算后的文件平差，如果没有概算，则采用概算前文件平差. 3.3 粗差探测3.3.1 高程网粗差探测当网平差结果的后验单位权中误差较先验单位权中误差显著偏大（如5-10倍）时，若不存在输入文件错误、近似高程推算错误（若存在这类错误，则网的平差结果文件和后验单位权中误差将出现明显出错显示）和已知点高程有问题，应考虑观测值中可能存在粗差。粗差探测的具体操作如下：在建立的项目下，选择菜单栏：数据处理>粗差探测。对*.IN1文件进行处理，处理完毕，并生成高程网数据粗差探测报告文件后缀re1。图3-2 高程网粗差探测根据粗差结果报告，需要人工手动

34、修改相应的IN1数据文件，测段存在往返测，注意查看数据出现在往测还是返测，对于原始数据需要反复进行处理才可以剔除全部粗差。注意：由于粗差剔除计算工作量较大，比平差花的时间要多一些；粗差探测限值为默认值采用的广为应用的经验值：3.3。3.4 网平差网平差对于同一数据都有两类观测值文件：一是概算前的文件命名为*_raw.IN1；二是概算后的文件命名为*red_.IN1。在数据处理过程中，如果两个文件同时存在时，默认处理概算后的数据文件（*red_.IN1）。在网平差之前，需要检查或修改项目属性设置，如定权方式，水准尺该正常数等。定权方式根据观测值文件内容进行选择，如果文件中记录测站信息，就选用测站

35、数定权，若没有测站信息，则选用距离定权，系统默认的为测站数定权 高程平差处理过程如下：点击“数据处理>网平差”，如图3-3所示。高程平差处理完毕，屏幕显示平差结果。图3-3 网平差3.5 闭合差计算根据高程观测值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“项目名.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“项目名.GCO”中。闭合差计算处理过程： 点击菜单项“数据处理->闭合差计算”或者点击左侧项目栏的“数据处理-

36、>闭合差计算”，系统可以自动搜索闭合环和闭合线路并计算闭合差。本系统仅支持高程网类型。3.6 网平差报告点击菜单项“数据处理->网平差报告”或者点击左侧项目栏的“数据处理->网平差报告”，系统即可调用Word2003自动生成平差成果报告。第四章 沉降数据分析系统提供了沉降数据分析功能，该功能与项目无关，用户只需提供沉降数据文件(OLH文件)，系统自动拟合趋势线，并计算变形量（相对于趋势线的偏差）。4.1 沉降数据汇总 利用平差文件进行数据汇总该功能主要是根据多期平差结果自动生成沉降监测用数据格式（OLH）。首先对多期平差结果文件（ou1）按时间排序，自动提取ou1文件中的平差

37、结果，并进行点名匹配，生成OLH文件。 OLH文件格式OLH文件包含文件头部分和数据部分，具体格式为：文件头部分：点名，属性，观测时间1，观测时间2 数据部分：点1，H，观测值1，观测值2 注意：观测期数和观测值要对应，各个字段之间采用逗号分开，日期的长度为12个字符，如2009年9月1日应编辑为2009-09-01，避免日期转换时出错。对于沉降观测数据，全部为H（代表高程），下面给出一个三个点三期的观测数据文件示例：点名，属性， 2008-06-01，2008-07-12，2008-08-13点1，H，217.6690，218.3010，219.0360 点2，H， 210.8910，211

38、.7290，209.3720 点3，H，207.6760，208.3880，211.02104.2 沉降建模 沉降建模方法对于整理好的OLH文件，可以对沉降数据进行建模，只需点击菜单“沉降数据分析->沉降曲线”，就会弹出如下对话框：图4-1 沉降建模提示对话框在文件路径处点击文件夹按钮选择需要建模的OLH文件，然后选择沉降模型，目前提供四种沉降模型：线性回归模型，逻辑斯蒂模型，双曲线模型，自回归模型。线性回归模型是一个线性模型，通过一元回归的方法建立沉降量与时间之间的线性关系，如果沉降速率持续平稳，建议使用该模型。逻辑斯蒂模型是一种指数模型，曲线形式大致如下图所示，适用于变形规律符合平稳

39、-沉降-平稳的沉降过程。图4-2 逻辑斯蒂曲线示意图双曲线模型是采用双曲线来拟合沉降过程，适合于先急速沉降后趋于平稳的沉降过程。自回归模型(AR)是一种非线性模型，他是利用过去几期的数据来预测下一期的观测值，适用于波动性比较明显的沉降过程。采用自回归建模时需要输入建模的阶数。阶数是指你希望下一期观测值与前几期观测值之间建立回归关系，阶数要小于观测期数，否则无法进行建模。建模的输出文件是DAR文件，DAR文件的格式说明如下： 建模文件DAR格式说明扩展名：DAR (Data Analysis Result)文件格式及含义：文件包括两部分：文件头及数据部分文件头格式：点名，属性，日期列表每条日期记

40、录占10个字符宽度，如2010年4月30 日，应记作：2010-04-30，日期记录之间用逗号分隔，日期记录应在一行之内列出，插入换行符等其他字符。数据部分格式：数据部分由若干条数据记录组成，每条数据记录占3行数据记录格式如下：点名，属性，观测值列表*，点名，模型代码，检验结果，pvv（残差）参数个数，参数列表点名，属性，模型值列表各个数据项之间采用逗号分隔，*为标志符，点名为观测点点号，模型代码表示做数据分析采用的模型名称，采用三个大写字符表示，详情参见附表1检验结果表示做假设检验是否通过，采用一个大写字符表示，Y标志通过,N表示拒绝，E表示无须检验，参数个数表示做数据分析时使用模型的参数的

41、个数，不同的模型参数个数会有所不同。参数列表表示采用模型分析建模得到的各个模型系数。点名表示观测点点名，与上一行点名一致，属性表示数据来源，采用一个大写字符表示，详情参见附表2， 观测值列表按照文件头的各期观测时间，一次列出对应的结果。示例数据点名,属性, 2008-06-01, 2008-07-12, 2008-08-13, 2008-09-16, 2008-10-26B001,O,0.313,0.663,0.851,0.849,0.854*,B001,RGS,Y,0.230,2,0.462,0.224B001,h,0.313,0.663,0.851,0.849,0.854附表1 模型代码表

42、RGS回归分析（Regression）EXP指数模型(exponent )HPB双曲线模型(hyperbola)ARM滑动自回归(ARMA)附表2 属性代码表R回归分析结果E指数模型结果H双曲线模型结果A滑动自回归模型结果O观测结果(Observation)附3：模型以参数位置说明回归模型：格式：*,点号,RGS,Y,pvv,a,b模型：y=a+b*x说明：Y检验结果，说明检验是否通过。你不用管它,x天数开始为0天，依次递推逻辑斯蒂模型：格式：*,点号, EXP,Y,pvv,a,b,c模型：y=1/(a+b*cx)说明：（x为观测的次数，第一次为1，依次递推）双曲线模型：格式：*,点

43、号, HPB,Y,pvv,a,b,c模型：y=x/（a+b*x）+c说明：天数开始为0天，依次递推自回归模型：格式：*,点号, ARM,E,pvv,a1,a2,a2an模型：Ym=a1ym-1+a2ym-2+a3ym-3+anym-n说明：m为阶数4.3 沉降报告点击菜单“沉降数据分析->沉降报告”或者点击左侧项目栏的对应图标，然后选择相应的OLH文件，系统就会自动生成一个EXCEL格式的沉降报告，沉降报告包含本次沉降量，累计沉降量，最大沉降点等信息，格式见图4-3图4-3 沉降报告格式4.4 沉降曲线 只需点击菜单“沉降数据分析->沉降曲线”或者点击左侧项目栏的对应图标，系统弹出

44、一个文件对话框，选择一个沉降观测数据文件（OLH文件），该文件可手工编辑生成。4.4.1图形解释上图为系统绘制的沉降观测图，绿色的曲线为拟合的趋势线，红色的曲线为内插生成的观测变形曲线，柱状图表示实际观测值，鼠标移动到柱状图上时，该柱状图自动变为黄色，并以绿色显示观测值与趋势线的偏差同时显示数据name表示观测期时间，VAL表示实际观测值，diff表示观测值与趋势线的精确偏差值。柱状图为蓝色时表示偏差在限差之内，红色表示警告，该次观测值与趋势线的偏差超过了限差。趋势线采用多项式拟合，例如，对于6阶多项式，数学模型为：X=B0+B1x+B2x2+B3x3+B4x4+B5x5+B6x6对N期监测数

45、据，列N个观测方程，进行最小二乘平差计算求得一组最佳系数B0B6，即得到趋势线。 4.4.2 图形浏览沉降观测可能有多期，多个点，多期数据，在同一幅图上无法同时显示，但可以显示多个点的趋势线，系统提供了浏览工具（图4-2），可显示指定的数据。图4-2 图形工具图4-2的图形工具有8个按钮，其功能分别叙述如下：（1） 显示前一期数据：当前视图向右滚一条记录（2） 显示下一期数据：当前视图向左滚一条记录（3） 显示上一点数据：显示上一个监测点的同期观测数据（4） 显示下一点数据：显示下一个监测点的同期观测数据（5） 清除趋势线：多个点比较时可保留趋势线用做分析，点击此工具可清除趋势线。图4-3 属

46、性设置（6） 显示X方向数据：（7） 显示Y方向数据：（8） 显示Z方向数据：对于三维变形监测的观测数据，标记为“X Y Z”的三个按钮可选择当前显示哪个方向的数据。系统根据读入的数据自动判断是否含有该类型数据，若是沉降监测数据，按钮6和按钮7将被禁用。对于二维的变形监测数据按钮8将被禁用。4.4.3 属性设置在图形空白处双击，系统将弹出属性设置对话框，如上图所示，可设置时间间隔，限差，以及是否保存趋势线，时间间隔是指时间轴上的单位间隔表示的时间，单位是天，限差是指偏差大于多少显示红色警告，保留趋势线是指浏览多个点时，系统可保留各个点的趋势线，用做对比，不用时可清除趋势线。4.5 AutoCA

47、D沉降图模块该模块运行环境为AUTOCAD2008 ,可以根据OLH,DAR文件生成沉降量图，沉降速率图等。操作说明1. 打开AutoCAD，在命令窗口输入“netload”，出现一个文件选择框，选择加载DrawerCurve.dll文件，DrawerCurve.dll文件在COSALEVEL的安装目录中2. 在命令行输入“沉降分析”， AutoCAD的菜单栏的最后会出现自定义菜单“沉降分析”，点击“沉降分析”菜单出现下拉菜单，下拉菜单中会出现“沉降量模型图”，“各点统计信息”，“沉降量速率模型图”，“沉降量图”，“沉降荷载图”，“沉降速率图”，“高程图”，如图4-4所示图4-4 沉降分析自定

48、义菜单沉降量模型图”：点击“沉降量模型图”打开DAR文件，AutoCAD绘图区会出现沉降量模型图，表示观测数据点，表示由观测数据计算的模型参数模拟出的模型值。同时，如果模型不是选择回归分析则绘图区出现一条折线（观测数据连线），另一条是一条光滑曲线（模型曲线），否则只出现一条折线。图4-5 沉降量模型图（2）“各点统计信息”： 点击“各点统计信息”打开DAR文件，AutoCAD绘图区会出现一个表格，表格中显示个点点名，模型类型，检验结果，pvv，参数个数，如果模型不是选择不是回归分析，表格中还会显示模型的各个参数值。图4-6 各点统计信息图（3）“沉降量速率模型图”：点击“沉降量速率模型图”打开

49、DAR文件，AutoCAD绘图区会出现时间速率图图4-7 沉降速率模型图（4）“沉降量图”：点击“沉降量图”打开OLH文件，AutoCAD绘图区会出现沉降量图，其中，表示观测数据点，时间沉降量折线。图4-8 沉降量图（5）“沉降荷载图”：点击“沉降荷载图”打开txt文件，沉降荷载图的输入文件格式与OLH一致，第一行为每一期对应的时间，每一期对应一个荷载观测值，单位为(吨)，绘制的沉降荷载图如图4-9所示图4-9 沉降荷载图（6）“沉降速率图”：点击“沉降速率图”打开OLH文件，AutoCAD绘图区会出现时间速率图。其中，表示观测数据点，时间沉降速率折线。沉降速率图与沉降速率模型图内容一致，只是

50、原始数据不同，沉降速率图只需要读入建模钱的olh就可以绘制了。(7)水准线路图点击水准线路图后，输入水准点的近似坐标文件(*.xyh)文件和水准网平差输入文件(*.in1)文件后即可绘制网图。网图标记了每条水准线路往返测的距离，高差，方便对水准网有一个直观的了解.第五章 坐标转换系统提供了坐标转换工具，下面将逐一介绍。系统提供六种坐标转换工具(如图5-1所示)，要做坐标转换只需点击菜单栏“工具->坐标转换”或者选择左侧项目栏的“坐标转换”再选择合适的转换类型即可，系统弹出文件对话框，点击打开后，系统会自动转换完成，并显示转换结果。图5-1坐标转换工具注：坐标转换本身与项目无关，即可在没有

51、项目的情况下完成，但是坐标转换往往牵涉到一些坐标系统的参数设置，因此，建议在打开工程的情况下进行坐标转换。5.1 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：(1) 在进行转换前先编辑生成输入文件 *.XYZ，其格式为：点名XYZ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。(2) 在项目打开的情况下，在“项目属性->坐标系统”中设置坐标系参数：椭球长轴，椭球扁率分母。(3) 在选择“工具->坐标转换->XYZ-BLH”子项进行转换，此时屏幕出现打开文件窗口，

52、选取输入文件（*.XYZ）(4) 转换结果将保存到*.BLH文件中，若已存在同名点文件，则覆盖已有数据（下同）。(5) 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。5.2 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：(1) 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。(2) 在项目打开的情况下，在“项目属性->坐标系统”中设置坐标系参数：椭球长轴，椭球扁率分母。(3) 执行程序自动转换，并生成输

53、出文件。(4) 输出文件格式为：点名XYZ5.3 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：(1) 在进行转换前，先编辑生成输入文件 *.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。(2) 在项目打开的情况下，在“项目属性->坐标系统”中设置坐标系参数：椭球长轴，椭球扁率分母，中央子午线（以度分秒为单位DDD.MMSS）(3) 在选择“工具->坐标转换->XYZ-BLH”子项进行转换，此时屏幕出现打

54、开文件窗口，选取输入文件（*.XY_I）(4) 转换结果将保存到*.BL_O文件中。(5) 输出文件*.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。5.4 BL->XY将大地经纬度转换成高斯平面坐标，其操作与7.3相似，与7.3联合使用，可进行换带计算。附：换带计算操作过程（间接法）：首先，编辑好高斯平面坐标文件 *.xy,在项目打开的情况下，在“项目属性->坐标系统”中设置坐标系参数：椭球长轴，椭球扁率分母，中央子午线1（当前高斯平面坐标系的中央子午线经度）选择“工具->坐标转换->XY-BL”子项进行转换,得到大地坐标，回到“项目属性->坐标系统”中设置中央子午线为目标坐标系的中央子午线经度，再选择“工具->坐标转换-> BL -XY”子项进行转换，即得到换带后的高斯平面坐标。5.5 XY1->XY2功能：二维直角坐标变换输入文件 *. XYXY输出文件 *. XYXY操作步骤：（1） 编辑生成输入文件（*.XYXY），格式为（参见“二维转换.xyxy”）：点名X旧Y旧X新X新公共点 ········ ···&#