测量平差课程设计.docx

1、测量平差课程设计 内部编号：（YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128）测量平差课程设计课程设计报告设计题目：“误差理论与测量平差基础”课程设计专 业：测绘工程班级学号：xxx姓 名：xx指导教师：xx起屹日期：2016年1月11日2016年1月15日测绘科学与技术学院1.概述（1）课程设计名称、目的和要求。（2）工程和作业区概况、平面控制网布设情况和已有资料的利用情况。（3）课程设计完成情况。2.平差方案的技术设计（1）平差原理。（2）技术要求。（3）平差模型的选择和探讨。（4）计算方案的确定及依据。（5）计算方法和程序设计。3.平差计算的过程和质量评价（1）

2、平差方案执行情况。（2）计算过程说明。（3）计算过程出现的问题、处理方法和效果。（4）控制网测量数据的质量评价。4.课程设计成果及体会（1）平差成果。（2）课程设计效果、经验、体会、设想和建议。（3）上交成果和资料的主要内容、形式和清单。1概述（1）课程设计名称、目的和要求。名称：南京工业大学校园数字化测图平面控制网的平差计算目的：通过本次课程设计加深对“误差理论与测量平差基础”基本知识的理解，增强应用测量平差原理对测量数据进行处理的能力，学会对实际工程的有关资料进行计算分析和设计的方法，提高独立分析问题、解决问题的能力。 要求：认真复习“误差理论与测量平差基础”中的有关知识，收集测区已有的各

3、种资料，了解工程概况，查阅相关平差资料，分析比较各种平差模型，写出你所选用的平差方案的理由。 各种数据的计算应运用Excel和MATLAB 完成，计算过程要写入报告中，并尽可能利用Excel表格或编写MATLAB 函数完成各重复计算，Excel表格或编写的MATLAB 函数要写入报告中。（2）工程和作业区概况、平面控制网布设情况和已有资料的利用情况。南京工业大学校园数字化测图项目按城市测量规范（CJJ/T8-2011）布设一个一级导线网作为首级平面控制网。该项目位于南京工业大学江浦校区，南门紧邻浦珠南路，后面临沿山公路，总地势为丘陵地形，高差变化复杂，数目茂密，所以对于导线的布设会造成一定的难

4、度。1.导线网图1、已知点成果表点 名坐 标(m)XYABCD2、角度和边长观测值编号角度观测值 编号边长观测值S(m)1 73 10 5612 74 52 4023142 02 3534161 32 2745129 28 3056 76 07 2567115 56 4678103 07 2689119 06 18910 90 47 071011195 55 251112160 54 101213 74 16 581314127 54 371415220 57 491516213 43 051617149 31 091718 82 55 351819159 31 521920 73 11 17

5、21173 13 5022261 59 3023233 39 1624 87 03 50已有资料利用情况已有闭合导线简易平差计算表，已知全站仪测距标称精度为=2mm+2ppmD ，各个角度测量精度相等，中误差均为5。 （3）课程设计完成情况。完成了该项目平差任务，得到了平差坐标成果，点位误差以及误差与误差椭圆元素E，F，整理得到成果表。2.平差方案的技术设计（1）平差原理。高斯最小二乘法原理，即=min，该原理为经典平差理论提供了支撑。（2）技术要求。平均边长300 m，测角中误差 ，测距中误差 ，导线全长相对闭合差，最弱点的点位中误差不得大于5 cm。（3）平差模型的选择和探讨。导线网数据处

6、理手工计算量比较大，经典平差理论有条件平差，间接平差，附有参数的条件平差以及附有限制条件的间接平差这四种，对于导线网，边角较多，数据处理量较大，我们习惯上采用间接平差，因为间接平差中可以假设各未知点的坐标为参数，通过平差计算可以算出=即为未知点的协因数阵，而协因数阵的对角线元素代表各点的协因数，在精度估算方面比较方便，而且边角网间接平差模型比较整齐，只需要列出各个角度和边长的改正数方程即可容易的得到系数阵B。首先根据支导线计算各点的近似坐标，对于各条支导线的公共点可以取平均值，在这里我利用的公共点是P4和P10。坐标方位角为近似坐标计算边jk方位角改正数如下：设：测边的误差方程（4）计算方法和

7、程序设计。1、选取t个独立参数由于共有观测值43个，包括24个角度观测和19个边长观测，未知点个数为14个，所以n=43,t=14*2=282、列误差方程,定权公式为 设单位中误差 因为， 所以3、组成法方程4、解算法方程，求出参数，计算参数平差值， 5、计算，由协因数计算点位误差及误差椭圆元素。3.平差计算的过程和质量评价（1）平差方案执行情况。下图是误差方程系数B,l和观测权P的部分值（2）计算过程说明。计算出来误差方程的系数阵B，l,P后，可以利用MATLAB进行平差计算，首先在MATLAB中新建变量B,l,pp,如图：权阵法方程系数阵NBB=B*P*B,W=B*P*l协因数阵QX=in

8、v(NBB)x=inv(NBB)*WV=B*x-l单位权中误差为q0=sqrt(V*P*V/15)（3）计算过程出现的问题、处理方法和效果。1.坐标方位角计算情况比较多，如果要分情况讨论则显得复杂，而且在Excel中难以实现，所以我仔细分析了坐标方位角的四种情况，得出了下面实用算式：2推算各边的方位角会遇到小于0和大于360的情况已知直线AB的坐标方位角为AB，B点处的转折角为，则直线BC的坐标方位角BC为：3.在计算点位精度时遇到的最大问题就是数据量比较大，要不停的移动表格位置，一不小心就会选错数据，这造成了一定的麻烦，我尝试着在MATLAB中语句对协因数阵就行处理提取每个点的协因数时，并进

9、行精度计算。代码如下：k=1for i=1:2:28 C(k,1)=Q(i,i) % 矩阵C为每个点的协因素【Qx,Qy,Qxy】 C(k,2)=Q(i+1,i+1) C(k,3)=Q(i,i+1) k=k+1endq0= %单位权中误差 for i=1:14 Qp(i)=q0*sqrt(C(i,1)+C(i,2) K(i)=sqrt( (C(i,1)-C(i,2)2+4*C(i,3)2) Qe(i)= (C(i,1)+C(i,2)+K(i)/2 Qf(i)= (C(i,1)+C(i,2)-K(i)/2 e(i)=q0*sqrt(Qe(i) f(i)=q0*sqrt(Qf(i) end QE=

10、Qe,QF=Qf,E=e,F=f ,QP=Qp（5）控制网测量数据的质量评价。点号点位中误差P1P2P3P4P5P6P7P8P9P10P11P12P13P14单位权中误差为 ，由各点的点位中误差值最弱点为P13，点位精度为，符合精度要求。4.课程设计成果及体会（1）平差成果。点号平差坐标XYP1P2P3P4P5P6P7P8P9P10P11P12P13P14（2）课程设计效果、经验、体会、设想和建议。经验体会：四天的平差课程设计结束了，在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识，也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，是我

11、们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程。通过这次误差理论与测量平差的课程设计，我又对整本书有了一个更深的理解。也获得了很多很多的知识，把在平时学习理论课中遇到的很多问题和盲点都搞清楚了，使我不像从前那样畏惧那些庞大的数据了。经过这次课程设计，我对测量平差有了深刻的认识，学到了课堂上学不到的知识。巩固了课堂教学内容，加深了对测量平差基本理论的理解和具体的实际操作。学习是为了应用！这次实习真正做到了理论与实际相结合！我感到很有意义。并且在这次课程设计的学习中，我才发现Excel在计算上应用的方便性，并且将Excel和MATLAB结合起来，可以方便正确地解决测量中的一般计算问题。尽管在这次课程设

12、计中遇到了很多困难，但我却得到了不少收获，并培养了自己正确应用公式、综合分析和解决问题的能力，同时也为今后步入社会打下了一础。另外，我们还要学会综合利用自身所学的知识，并将它们联系起来帮助自己有地解决实际中的问题。设想和建议：由于利用Excel求未知点的近似坐标以及列误差方程时，所以所有的值都要自己去判断，从而进行运算，这些过程基本上占用了大部分课程设计的时间，这过程虽然让我们对于误差方程的组成更加熟悉了，但是还没从根本是提高计算效率，而我们还缺乏编程能力，所以并没有利用MATLAB中的编程语言进行运算，我认为以后的课程设计应该在编程方便投入更多尽力，提高同学们的计算和编程水平。这便要求我们在原有的解题思路中加入C语言或者C+程序，并让它来帮助我们解决循环运算的问题。（3）上交成果和资料的主要内容、形式和清单。计算表格一份（电子版）计算式（电子版）3.测量平差课程设计报告（电子版和纸质）