水准网间接平差程序设计C++.docx
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水准网间接平差程序设计C++.docx
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水准网间接平差程序设计C++
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//visualC++6.0编译通过//
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//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》//
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#include
#include
#include
#include
#include
usingnamespacestd;
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////class
classSZWPC
{
private:
intgcz_zs;//高差总数
intszd_zs;//总点数
intyz_szd_zs;//已知点数
doublem_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
doublem_mu;//单位权中误差
public:
SZWPC();
~SZWPC();
intij(inti,intj);//对称矩阵下标计算函数
boolinverse(doublea[],intn);//对称正定矩阵求逆(仅存下三角元素)(参考他人)
voidinputdata(char*datafile);//输入原始数据函数
intdm_dh(char*name);//点名转点号
voidca_H0();//近似高程计算函数
voidca_ATPA();//法方程组成函数
voidca_dX();//高程平差值计算函数
voidprintresult(char*resultfile);//精度估计与平差值输出函数
doubleca_V();//残差计算函数
voidzxecpc(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(inti=0;i if(dm[i]! =NULL)delete[](dm[i]); delete[]dm; } } ////////////////////////////////////////////////////////////////////////// //对称矩阵下标计算函数 intSZWPC: : ij(inti,intj) { 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) boolSZWPC: : inverse(doublea[],intn) { double*a0=newdouble[n]; for(intk=0;k { doublea00=a[0]; if(a00+1.0==1.0) { delete[]a0; returnfalse; } for(inti=1;i { doubleai0=a[i*(i+1)/2]; if(i<=n-k-1)a0[i]=-ai0/a00; elsea0[i]=ai0/a00; for(intj=1;j<=i;j++) { a[(i-1)*i/2+j-1]=a[i*(i+1)/2+j]+ai0*a0[j]; } } for(i=1;i { a[(n-1)*n/2+i-1]=a0[i]; } a[n*(n+1)/2-1]=1.0/a00; } delete[]a0; returntrue; } ///////////////////////////////////////////////////////////////////////原始数据输入函数 voidSZWPC: : inputdata(char*datafile) { ifstreaminfile(datafile,ios: : in); if(! infile) { cerr<<"Openerror! "< } infile>>gcz_zs>>szd_zs>>yz_szd_zs; intunPnumber=szd_zs-yz_szd_zs; szd_gc=newdouble[szd_zs]; dX=newdouble[szd_zs]; ATPA=newdouble[szd_zs*(szd_zs+1)/2]; ATPL=newdouble[szd_zs]; qsd_dh=newint[gcz_zs]; zd_dh=newint[gcz_zs]; gcz=newdouble[gcz_zs]; V=newdouble[gcz_zs]; P=newdouble[gcz_zs]; dm=newchar*[szd_zs]; for(inti=0;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 } charbuffer[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; intc=dm_dh(buffer); infile>>szd_gc[i]; } for(i=0;i { 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]=1.0/P[i];//线路长转化为观测值的权 } infile.close(); } ////////////////////////////////////////////////////////////////////点名转点号,返回点名对应的点号 intSZWPC: : dm_dh(char*name) { for(inti=0;i { if(dm[i]! =NULL) { if(strcmp(name,dm[i])==0)returni;//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 { intlen=strlen(name);//判断点名长度 dm[i]=newchar[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 returni;//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 voidSZWPC: : ca_H0() { for(inti=yz_szd_zs;i for(intj=1;;j++) { intk=0;//计算出近似高程的点数 for(i=0;i { intk1=qsd_dh[i];//高差起点号 intk2=zd_dh[i];//高差终点号 if(szd_gc[k1]>-10000.0&&szd_gc[k2]<-10000.0)//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++; } else if(szd_gc[k1]<-10000.0&&szd_gc[k2]>-10000.0)//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 voidSZWPC: : ca_ATPA() { //intt=szd_zs; for(inti=0;i for(i=0;i for(intk=0;k { inti=qsd_dh[k];//获取点号 intj=zd_dh[k];//获取点号 doublePk=P[k];//获取权值 doublelk=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 voidSZWPC: : ca_dX() { for(inti=0;i if(! inverse(ATPA,szd_zs))//矩阵求逆 { cerr<<"法方程系数矩阵降秩! "< exit(0);//退出程序 } for(i=0;i { doublexi=0.0; for(intj=0;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 doubleSZWPC: : ca_V() { doublepvv=0.0; for(inti=0;i<=gcz_zs-1;i++) { intk1=qsd_dh[i]; intk2=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 voidSZWPC: : printresult(char*resultfile) { doublepvv=ca_V();//残差计算 ofstreamoutfile(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< "< "< outfile<<""<<"已知点数: "< outfile< for(inti=0;i<=yz_szd_zs-1;i++) { outfile<<""< outfile< : fixed); outfile< } outfile< outfile<<"起始点名"<<""<<"终点点名"<<""<<"高差观测值(m)"<<""<<"两点间距离(km)"< for(i=0;i<=gcz_zs-1;i++) { outfile<<""< outfile< : fixed); outfile< outfile< : fixed); outfile< } m_mu=sqrt(pvv/(gcz_zs-(szd_zs-yz_szd_zs)));//计算单位权中误差 outfile< outfile< outfile< outfile<<"点名近似高程改正数高程平差值中误差"< for(i=0;i { outfile< (2)< doubledx=dX[i]; doubleqii=ATPA[ij(i,i)]; outfile< : fixed); outfile< outfile< : fixed); outfile< outfile< : fixed); outfile< outfile< : fixed); outfile< } //输出观测值平差值及其精度 outfile< outfile<<"起点终点观测高差v"<<"高差平差值观测权中误差"< for(i=0;i<=gcz_zs-1;i++) { intk1=qsd_dh[i]; intk2=zd_dh[i]; doubleqii=ATPA[ij(k1,k1)]; doubleqjj=ATPA[ij(k2,k2)]; doubleqij=ATPA[ij(k1,k2)]; doubleml=sqrt(qii+qjj-2.0*qij)*m_mu; outfile.width (2); outfile< outfile.width(7); outfile< outfile< : fixed); outfile< outfile< : fixed); outfile< outfile< : fixed); outfile< outfile< : fixed); outfile< outfile< : fixed); outfile< } outfile.close(); } ////////////////////////////////////////////////////////////////////////// //水准网最小二乘平差 voidSZWPC: : 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 } /////////////////////////////////////////////////////////////////////// intmain() { char*datafile="算例\\Data.txt";//原始数据文件存储地址指针 char*resultfile="算例\\Result.txt";//平差结果输出地址指针 cout< cout<<"原数据文件位置: "< cout<<"平差结果文件位置: "< SZWPCnew_net;//定义新的对象 new_net.inputdata(datafile);//输入原始数据 new_net.zxecpc(resultfile);//最小二乘平差计算 new_net.printresult(resultfile);//输出平差结果 return0; }
- 配套讲稿:
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- 特殊限制:
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- 关 键 词:
- 水准 间接 程序设计 C+