用C++编写一个四等水准平差程序

四等水准平差是一种基本的测量方法，可以用于精确测量地形高程、建筑物高度等信息。下面是一个简单的C++程序，用于计算四等水准网中的高程数据。

#include <iostream>
#include <vector>
#include <cmath>

using namespace std;

// 定义常量
const double pi = 3.14159265358979323846;	// 圆周率
const double rad2deg = 180 / pi;	// 弧度转角度的系数

// 定义结构体
struct Point {
    double x;
    double y;
    double h;
};

struct Line {
    int start;
    int end;
    double distance;
    double angle;
};

// 定义函数
void calcLine(Line& line, vector<Point>& points) {
    double dx = points[line.end].x - points[line.start].x;
    double dy = points[line.end].y - points[line.start].y;
    line.distance = sqrt(dx * dx + dy * dy);
    line.angle = atan2(dy, dx) * rad2deg;
}

void adjustH(vector<Point>& points, double h0) {
    for (auto& point : points) {
        point.h -= h0;
    }
}

void calcH(vector<Point>& points, vector<Line>& lines) {
    double h0 = 0;
    for (int i = 0; i < 10; ++i) {
        double sum = 0;
        for (auto& line : lines) {
            double hi = points[line.end].h - points[line.start].h;
            double dij = line.distance;
            double delta_h = hi - dij * cos(line.angle / rad2deg);
            sum += delta_h;
        }
        h0 += sum / lines.size();
        adjustH(points, h0);
    }
}

int main() {
    // 输入点坐标和高程
    vector<Point> points = {
        { 0, 0, 100.0 },
        { 100, 0, 90.0 },
        { 200, 0, 80.0 },
        { 0, 100, 110.0 },
        { 100, 100, 100.0 },
        { 200, 100, 90.0 },
        { 0, 200, 120.0 },
        { 100, 200, 110.0 },
        { 200, 200, 100.0 }
    };

    // 输入线段起点和终点
    vector<Line> lines = {
        { 0, 1 },
        { 1, 2 },
        { 0, 3 },
        { 1, 4 },
        { 2, 5 },
        { 3, 4 },
        { 4, 5 },
        { 3, 6 },
        { 4, 7 },
        { 5, 8 },
        { 6, 7 },
        { 7, 8 }
    };

    // 计算线段长度和角度
    for (auto& line : lines) {
        calcLine(line, points);
    }

    // 进行高程平差
    calcH(points, lines);

    // 输出结果
    for (auto& point : points) {
        cout << "Point: (" << point.x << ", " << point.y << "), H: " << point.h << endl;
    }

    return 0;
}

这个程序中，我们首先定义了两个结构体`Point`和`Line`，用于分别表示点和线段。然后，我们定义了一些函数来帮助我们进行计算，包括计算线段长度和角度、进行高程调整和高程平差。最后，我们输入点坐标和高程，输入线段起点和终点，并进行高程平差，最终输出结果。

注意，这个程序只是一个简单的示例，实际的四等水准平差需要考虑更多的因素，比如误差控制、数据处理等。如果您需要进行实际的四等水准平差，建议使用专业的测量软件或库。