《工程测量学》实习报告隧道贯通误差计算
2011 年 4 月24 日
1 基本要求------------------------------------------------------------------------------------- 3
2 实习目的-------------------------------------------------------------------------------------
3 3平面网的模拟计算与分析（COSA）---------------------------------------- 3
4 控制网的优化设计-------------------------------------------------------------- 4
5 总结--------------------------------------------------------------------------------- 5
1实习任务
分别采用COSA系列软件和自研发软件进行平面网平差和贯通误差计算，熟悉COSA软件的使用并与自研发软件对比。
2 实习目标
1) 对比进出口点与不同定向组合的横、纵向贯通误差，分析导致贯通误差最小的组合及其意义
2) 分别用两个软件进行平差和贯通误差计算，对比所得结果，分别分析其相对中误差，最弱点及最
弱边精度，隧道贯通误差估算结果的差异。
3 平面网平差与隧道贯通误差计算（COSA）
3．1观测方案文件：
人工生成简化的观测方案文件“网名.FA2”(只含一组精度)，单击“生成初始观测方案文件”菜单项。
平面网观测方案文件结构:
第1行(观测精度指标部分)：
方向中误差，边长固定误差（mm），比例误差（ppm）
第2行到第K行(控制点坐标部分):
点名，点类型(0-已知点，1-未知点),Ｘ坐标，Ｙ坐标
…，……，……，……
第K+1行(已知方位角部分,有已知方位角值时才有此行):
测站点，照准点，Ａ，方位角值
从第K+2行起(观测方案部分)：
测站点点号
L(代表方向)：照准点点号1,....., 照准点点号n（按顺时针方向排序）
S(代表边长): 照准点点号1,....., 照准点点号n（按顺时针方向排序）
观测值方案文件示例(网名.FA2)
0.7,1,1
J,0,398.9779,377.7966
J1,1,410.7532,490.5660
J2,1,287.2544,386.3646
J3,1,343.9037,290.1835
C,1,1507.0854,400.0228
C1,1,1490.7444,490.5660
C2,1,1559.4496,376.2656
C3,1,1464.0045,296.1208
J,J1,A,84.0388
J
L:J1，J3，C,C3
S:J1，J3，C,C3
J1
L:J,J2，J3，C1
S:J,J2，J3，C1
J2
L:J1，J3，C1
S:J1，J3，C1
J3
L:J,J1，J2，C2，C3
S:J,J1，J2，C2，C3
C
L:C1，C2，C3，J
S:C1，C2，C3，J
C1
L:C,C2，C3，J1，J2
S:C,C2，C3，J1，J2
C2
L:C,C1，C3，J3
S:C,C1，C3，J3
C3,
L:C,C1，C2，J,J3
S:C,C1，C2，J,J3
3．2生成正态标准随机数
单击“生成正态标准随机数”，将弹出一对话框，要求您输入生成随机数的相关参数，第一个参数用于控制生成不相同的随机数序列，其取值可取1-10的任意整数。
第二个参数即“随机数个数”只能选200，400或500三个值，即最多可生成500个服从（0,1）分布的正态随机数。
系统对所生成的随机数按组进行检验，检验通过就存放在RANDOM.DAT文件中.该文件中的随机数用于网的优化设计，籍此可生成不同精度下的模拟观测值。
3．3 模拟计算
可由人工生成简化的观测方案文件自动生成平面网初始观测方案文件“网名.OB2”；再单击“生成初始观测值文件”菜单项，可自动生成平面网初始观测值文件“网名.IN2”。
由“网名.IN2”文件,可在“平差”栏作平面网平差计算与分析。
3．4 平差结果分析
打开“网名.ou2”文件查看平差结果，可同时生成控制网图“网名.map”对照分析。
该文件列出了近似坐标值、方向平差结果、距离平差结果（在平差结果中，RI一项即为多余观测分量）、平差坐标及其精度、最弱点及其精度、网点间边长、方位角及其相对精度、最弱边及其精度、单位权中误差和改正数带权平方和、VVQ控制网总体信息。
3．5 贯通误差影响值计算
使用“工具”中“贯通误差影响值计算”一项，进行隧道贯通误差估算：
导入GTI文件：J,J1,C,C1,9,892.0697,388.8905,90
J,J1,C,C2,9,892.0697,388.8905,90
J,J1,C,C3,9,892.0697,388.8905,90
J,J2,C,C1,9,892.0697,388.8905,90
J,J2,C,C2,9,892.0697,388.8905,90
J,J2,C,C3,9,892.0697,388.8905,90
J,J2,C,C1,9,892.0697,388.8905,90
J,J2,C,C2,9,892.0697,388.8905,90
J,J2,C,C3,9,892.0697,388.8905,90
其中：
//J进口点点号，J1进口点定向方向，C出口点点号，C1出口点定向方向
//9,贯通点点号，892.0697,388.8905贯通点坐标x，y，90为贯通点方位角
4平面网平差与隧道贯通误差计算（自研发软件）
4．1数据文件准备：
自研发软件中原始数据的格式与COSA略有不同，其已知数据与观测数据需分别导入。
4．2 隧道贯通误差计算：
进入“控制网优化设计”中的“隧道贯通误差计算”，分别导入已知数据和观测数据。
进行平差，得到平差结果文件：
点击网图可生成图形：
导入引导文件GTI，进行贯通误差估算，可得到估算结果：
5 对比和分析
将两个软件得到的平差结果和贯通误差估算结果进行对比
5．1平面网平差：
对比两软件平差结果，两软件平差结果所给最弱点及最弱边一致，最弱点均为C2，其MX值在COSA的平差结果中较自研发软件更小。
5．2隧道贯通误差计算：
对比两软件贯通误差的估算结果，其中mq为横向贯通误差，ml为纵向贯通误差。
各进出口点的不同定向组合的横、纵向贯通在两各软件的计算结果中几乎一致，相差不大。
6 总结
本次上机实习让我们熟悉了COSA软件，也对师兄师姐自行研发的软件有了进一步了解。
COSA软件是为大众熟悉和经常使用的软件，针对这次课程设计，COSA软件使用起来很简便，更让人容易上手，因为菜单等的设置比研发的软件更为让人接受，不过研发的软件页面也很简洁，已知数据和观测数据的分别导入方便了其分别的查询，看起来也更简洁，网图的显示等方便使用。
通过两个软件分别进行了平面网的平差及隧道贯通误差的估算，并进行结果比对和分析，有以下结论：
1)进口点定向方向为J1，出口点定向方向为C3时，横、纵向贯通误差最小，即
此组合的隧道贯通精度最高，最能保证隧道的正确贯通。
2)贯通误差的变化规律：进口点定向方向不变时，出口点定向方向为C3时贯通
误差最小，为C1时略大，为C2时最大，而进口点定向方向为J2的所有组合的贯通误差均比为J1时的大。