MeasureFit

MeasureFit 是一个大地测量数据处理库，包括数据预处理，数据平差等功能。

特性

• 模型有很强的鲁棒性，可以同时输入多种观测，或约束条件。
• Python 语言实现，具有强大而灵活的io能力，成果渲染能力。
• 提供了一种多站极坐标融合成前方交会的高效，便捷算法。
• 没有使用任何数据结构，面向对象概念，全部基于python基础数据类型实现。

（暂无概略坐标计算功能，因为光电测量已经普及，多数情况下是有概略坐标的）

功能模块

平差模块

测量数据平差是大地测量中的核心任务之一，MeasureFit 提供了一个通用，鲁棒的平差模型：

• 支持多种观测：水准观测，夹角观测，方向观测，距离观测，并支持多种观测的任意组合。
• 精度分析：能够输出平差坐标，及精度分析，给出点位精度，以及各个观测量的平差精度。
• 成果输出：能够输出json成果，txt报表，绘制图形。
• 支持条件约束：支持含有已知高程，夹角，方向，距离的条件平差。
• 支持序贯求解：支持观测量逐一纳入，采用卡尔曼滤波方式求解。

数据预处理

数据预处理是确保测量数据质量的关键步骤，MeasureFit 提供了以下功能来进行数据预处理：

• 加乘常数，气象改正：可以对观测数据进行加乘常数改正，气象ppm改正。
• 球气差改正：斜距转换高差平距的时候，可以进行球气差改正。
• 平距投影高程改正：可以将平距投影到给定水准面上，做投影改正。

可能存在的问题

平差模块本人理解比较透彻，也做过严格的测试，问题不大。但数据预处理，气象改正，球气差改正，只是网上随便找的公式，不保证绝对正确，欢迎专业人士指正，或者贡献代码

文档及示例

API文档

• 数据结构说明：详细描述了数据结构的设计和使用方法。
• 函数列表：列出了多数可用的函数及其功能说明。
• 功能说明：对每个函数的功能进行了详细的解释和示例。

经典算例

• 侧边：侧边测量案例及其平差处理。
• 测角：测角测量案例及其平差处理。
• 侧向：侧向测量案例及其平差处理。
• 约束平差：约束条件下的平差案例。

特色算例

• 后方交汇：后方交汇测量的高效实现。
• 前方交汇：前方交汇测量的高效实现。
• 极坐标：极坐标测量的高效实现。
• 极坐标融合：极坐标融合测量的高效实现。

数据预处理

• 加乘常数改正：加乘常数改正的原理及实现。
• 气象ppm改正：气象ppm改正的原理及实现。
• 球气差改正：球气差改正的原理及实现。
• 高程面投影：高程面投影的原理及实现。

全站仪观测的精度推导，及多站点位融合

在采用极坐标计算出目标点坐标的同时，进行坐标点的精度推导。进而根据点位及其精度，可以将多个极坐标成果融合成前方交汇成果。

使用方法及原理请参阅：算例演示，理论推导

• 求解简单，高效，不需要构建平差矩阵
• 每一组极坐标单独解算的成果都是有意义的，此方法可以根据各个站的结果随时合并，使用中更灵活。

算例演示

带有距离，方向约束的测角网平差演示，武汉大学，误差理论于测量平差基础（第三版） 176页 例8-2

import measurefit as mfit

points = [
    ('A', 2794005.704, 19433831.155, 0, True),
    ('B', 2802234.190, 19437826.220, 0, True),
    ('C', 2804773.909, 19432985.959, 0, False),
    ('D', 2805958.639, 19426570.796, 0, False),
    ('E', 2799571.971, 19430754.937, 0, False),
    ('F', 2798372.250, 19423925.543, 0, False),
    ('G', 2793886.720, 19428172.793, 0, False)
]

measures = [
    ('ang', 'B', 'A', 'E', 54.492957, None),
    ('ang', 'E', 'B', 'A', 43.281822, None),
    ('ang', 'B', 'E', 'A', 81.421162, None),
    ('ang', 'E', 'B', 'C', 48.190060, None),
    ('ang', 'B', 'C', 'E', 85.313721, None),
    ('ang', 'C', 'E', 'B', 46.092035, None),
    ('ang', 'D', 'C', 'E', 77.145904, None),
    ('ang', 'C', 'D', 'E', 46.182193, None),
    ('ang', 'C', 'E', 'D', 56.263883, None),
    ('ang', 'E', 'D', 'F', 52.271149, None),
    ('ang', 'D', 'F', 'E', 60.484761, None),
    ('ang', 'D', 'E', 'F', 66.435930, None),
    ('ang', 'E', 'F', 'G', 56.313621, None),
    ('ang', 'F', 'G', 'E', 67.514911, None),
    ('ang', 'G', 'E', 'F', 55.363570, None),
    ('ang', 'E', 'G', 'A', 64.220649, None),
    ('ang', 'G', 'A', 'E', 62.163629, None),
    ('ang', 'A', 'E', 'G', 53.211420, None),
    # sta 给0代表约束，求解器会使用拉格朗日乘数进行约束求解
    ('dir', 'B', 'E', 249.221017, 0),
    ('dist', 'D', 'C', 6523.643, 0)
]

pts, info, sta = mfit.solve(points, mfit.dms2rs(measures), maxiter=3, accu=0.1, db=3, dk=1, lw=1)
print(mfit.report(pts, info, sta, fmt='txt'))

点位信息及精度

name	x	y	h	type	dxx	dxy	dyy	dhh
A	2794005.7040	19433831.1550	0.0000	True	nan	nan	nan	nan
B	2802234.1900	19437826.2200	0.0000	True	nan	nan	nan	nan
C	2804773.9090	19432985.9625	0.0000	False	228.7628	-35.5405	803.2532	nan
D	2805958.6406	19426570.7985	0.0000	False	865.9464	614.1075	1021.4715	nan
E	2799571.9725	19430754.9399	0.0000	False	42.2697	112.2752	298.2211	nan
F	2798372.2518	19423925.5449	0.0000	False	1084.6409	126.6167	995.1667	nan
G	2793886.7210	19428172.7942	0.0000	False	553.7872	47.2277	504.4942	nan

角度观测及精度

measure	from_to	mea(°)	value(°)	dl(″)
angle	A-E-G	0.9312	53.3541	0.5447
angle	B-A-E	0.9569	54.8247	0.3507
angle	B-C-E	1.4927	85.5273	0.5777
angle	B-E-A	1.4260	81.7031	0.3507
angle	C-D-E	0.8082	46.3064	0.3116
angle	C-E-B	0.8056	46.1558	0.5150
angle	C-E-D	0.9851	56.4440	0.2767
angle	D-C-E	1.3483	77.2496	0.5787
angle	D-E-F	1.1647	66.7332	0.5503
angle	D-F-E	1.0614	60.8136	0.4285
angle	E-B-A	0.7587	43.4722	0.0000
angle	E-B-C	0.8433	48.3168	0.4607
angle	E-D-F	0.9155	52.4531	0.4459
angle	E-F-G	0.9866	56.5265	0.5113
angle	E-G-A	1.1234	64.3686	0.5473
angle	F-G-E	1.1844	67.8638	0.5044
angle	G-A-E	1.0869	62.2773	0.4951
angle	G-E-F	0.9706	55.6098	0.5506

方向观测及精度

measure	from	to	mea(°)	value(°)	dl(″)
direction	B	E	249.3695	249.3695	0.0000

边长观测及精度

measure	from	to	mea(m)	value(m)	dl(mm)
distance	D	C	6523.6430	6523.6430	0.0000

后验单位中误差

后验单位中误差: 1.2033

技术交流

QQ 群：238200023，可以当作技术交流和MeasureFit客服群。讨论MeasureFit或其他任何测绘数据处理的问题。也欢迎大家把项目推荐给测量数据分析人员，以及开设平差课程的学生。