測繪程序設計實驗指導書

1、測繪程序設計上機實驗指導書華北科技學院測繪工程系2014年1月實驗一：線性方程組解算一、實驗目的與要求初步掌握線性方程組的算法；初步掌握線線性方程組在計算機上實現(xiàn)方法。二、實驗安排實驗共需用2學時。實驗每個小組1人，用VB等語言在計算機上完成程序代碼的編寫，并調試通過，然后用算例印證程序的正確性。三、實驗步驟及要點在課余時間，提前準備線性方程組解算程序代碼；上機時寫入代碼，并調試運行；用算例進行印證。四、實驗指導具體算法參見講義。利用高斯消去法，根據(jù)算法，寫出程序代碼。五、思考題如何利用其他解法完成計算機數(shù)據(jù)處理。實驗二：矩陣解算與角度運算一、實驗目的與要求初步掌握矩陣的加減乘除及矩陣的轉置、

2、求逆等基本運算在計算機上的實現(xiàn)方法；掌握度分秒轉換在計算機上實現(xiàn)的方法。二、實驗安排本實驗需要2學時。實驗每個小組1人，用VB語言在計算機上完成程序代碼的編寫，并調試通過，然后用算例印證程序的正確性。三、實驗步驟及要點1在課下寫出程序代碼，重點是 矩陣求逆和度分秒轉換；2上課時在計算機上寫入程序代碼，調試運行，通過后用算例進行測試。四、實驗指導1.矩陣解法參見教材，下面給出測試數(shù)據(jù)。 2. 角度互化問題在計算機數(shù)據(jù)處理中經常遇到，計算機要求三角函數(shù)中的角度必須是弧度制，這樣引用計算機中的三角函數(shù)進行計算時，結果才是正確的，反過來，求出的角度值也是一弧度為單位的，所以還需把弧度轉換為度分秒的形式

3、。 算例：32°29'30''= 弧度 ，0.3212= 度 分 秒五、思考題在什么情況下需要使用度分秒轉化；在什么情況下利用矩陣解算程序。實驗三：高斯投影正反算及換帶計算一、實驗目的和要求初步掌握控制測量數(shù)據(jù)處理過程中的數(shù)據(jù)結構類型；初步學會控制測量常用軟件設計方法、過程、程序代碼編寫方法及程序調試過程。二、實驗安排本實驗需要4學時。實驗每個小組1人，用VB語言在計算機上完成程序代碼的編寫，并調試通過，然后用實際算例印證程序的正確性。三、實驗步驟及要點課余時間完成預先布置的控制測量數(shù)據(jù)處理問題，完成程序代碼的紙上編寫和設計工作；（上級題目可以根據(jù)自己的情況，

4、任意選做一個即可）在計算機上寫入程序代碼，進行調試； 用預先準備好的算例進行印證，要求每人至少準備2組典型算例，并打印測試結果，附在實驗報告中。四、實驗指導1高斯投影坐標換帶程序設計指導1）坐標正算公式如下：（見大地測量學基礎專業(yè)課本）2）坐標反算公式2、坐標鄰帶及換帶計算1）首先利用x,y轉換到B，2)計算其中央子午線，計算鄰帶中央子午線3）再由B，換算到x，y五、思考題1思考如何編寫高程控制網嚴密平差程序。2如何編寫高程測量概算程序。實驗四：曲線放樣程序設計一、實驗目的和要求初步掌握工程測量中常用軟件設計方法和技巧。二、實驗安排本實驗需要4學時。實驗每個小組1人，用VB語言在計算機上完成程

5、序代碼的編寫，并調試通過，然后用實際算例印證程序的正確性。三、實驗步驟及要點課余時間完成預先布置的控制測量數(shù)據(jù)處理問題，完成程序代碼的紙上編寫和設計工作；在計算機上寫入程序代碼，進行調試；用預先準備好的算例進行印證，要求每人至少準備12組典型算例，并打印測試結果，附在實驗報告中。四、實驗指導、曲線放樣程序設計（也可以利用工程測量課本的例題驗證）算例：圓曲線，中線交點JD1的里程樁為 k1500，其偏角右60°00，圓曲線設計半徑R60m加密樁間距=10m 。主要計算公式：主點定位元素的計算公式：×=34.6410= 62.8318m=R(sec)=9.2820m q=2T-

6、L=6.4502m 主點里程參數(shù)計算公式： ZY =JD -T=K1+465.359 YZ =ZY +L=K1+528.1908 QZ =YZ =K1+496.7749 檢核 K1+496.7749+D/2=K1+500 偏角法計算公式 = =2Rsin要求：1）、利用VB語言自動實現(xiàn)主點要素計算2）、通過程序設計，實現(xiàn)圓曲線的細部點測設計算，計算偏角及距離3）、盡量可以將測設元素保存在文檔中。五、思考題如果編寫變形觀測程序時，請思考數(shù)據(jù)處理與圖形繪制為一體的程序設計實現(xiàn)方法。實驗五：GPS衛(wèi)星位置計算程序設計一、實驗目的和要求初步掌握GPS數(shù)據(jù)處理軟件中的數(shù)據(jù)結構格式；初步掌握GPS平差軟件

7、的編寫方法和思路；實現(xiàn)GPS 衛(wèi)星位置計算程序設計二、實驗安排本實驗需要2學時。實驗每個小組1人，用VB語言在計算機上完成程序代碼的編寫，并調試通過，然后用實際算例印證程序的正確性。三、實驗步驟及要點課余時間完成預先布置的控制測量數(shù)據(jù)處理問題，完成程序代碼的紙上編寫和設計工作；在計算機上寫入程序代碼，進行調試；用預先準備好的算例進行印證，要求每人至少準備12組典型算例，并打印測試結果，附在實驗報告中。四、實驗指導各種GPS數(shù)據(jù)格式參見教材；計算步驟如下：1）.平均角速度 (mean angular speed)：Dn由廣播星歷獲得, GM=3.986005e+142）.規(guī)化時刻(normal

8、time)：t0已知（由廣播星歷獲得），t為GPS周秒3）.平近點角(mean anomaly)： M0已知（由廣播星歷獲得）4）.偏近點角(eccentric anomaly)：迭代求解：初始值取E=M，以弧度為單位5）.真近點角(true anomaly)：6）.升交距角(argument of ascending node)：w近地點角距(argument of perigee)7）. 軌道向徑（Orbital radius）：8）. 擾動改正（Perturbed correction）： 升交角距（Argument of ascending node） 軌道向徑（Orbital rad

9、ius） 軌道頃角（Orbital inclination） 是升交角距 (the argument of ascending node)9）. 改正后升交角距、軌道向徑、軌道傾角改正后升交角距（Corrected argument of ascending nod）改正后的軌道向徑（Corrected orbital radius)改正后的軌道傾角（Corrected orbital inclination） 10）.衛(wèi)星在升交點軌道直角坐標系中的坐標：如下圖所示 11. 升交點經度（Longitude of ascending node）：如下圖所示12. 在地固坐標系中的衛(wèi)星位置（Exp

10、ressed in spheric coordinate system）3算例可以利用教材GPS衛(wèi)星定位原理及應用）五、思考題如何編寫實用的GPS后處理軟件。如何從GPS星歷數(shù)據(jù)文件中提取數(shù)據(jù)。實驗六：Excel在測繪工程中的應用一、實驗目的和要求初步了解電子表格在測繪中的應用方法。二、實驗安排本實驗需要2學時。實驗每個小組1人，用Excel在計算機上繪制電子表格，利用此表格實現(xiàn)測量外業(yè)記錄和數(shù)據(jù)處理，然后用實際算例印證其可行性。三、實驗步驟及要求1.用VBA完成前方交會自定義函數(shù)；用Excel繪制電子表格，寫入數(shù)據(jù)，用函數(shù)完成計算，輸出計算結果，打印成果表。2.準備一個算例，如導線測量內業(yè)計

11、算，表7-11 鋼尺量距圖根附合導線坐標計算表點號°觀測角(°)角度改正數(shù)改正后的角(°)坐標方位角(°)距離(m)x(m)y(m)x(m)y(m)x(m)y(m)B237.99167A991099.01670.0016799.018333157.01000225.853-207.91488.212-207.86988.1662507.6931215.63211674536167.76000.00167167.761667144.77167139.032-113.57080.199-113.54280.1712299.8241303.7982123112

12、4123.19000.00167123.19166787.96333172.5716.133172.4626.168172.4272186.2821383.96931892036189.34330.00167189.34500097.30833100.074-12.73099.261-12.71099.2412192.4501556.39641795918179.98830.00167179.99000097.29833102.485-13.0193101.6547-12.999101.6342179.7401655.637C1292724129.45670.00167129.45833346

13、.756672166.7411757.271D46.756672166.7411757.271和888.755000.010759.3067740.015-341.100541.788-340.952541.639輔助計算46.74667-340.952541.639 -0.1480.149-0.010000.210-361471/3521<1/2000注：加粗數(shù)據(jù)為觀測值，加粗及有下劃線的數(shù)據(jù)為已知數(shù)據(jù)，加粗斜體數(shù)據(jù)為檢核數(shù)據(jù)，其余數(shù)據(jù)為公式計算結果。或準備一個經緯儀導線計算算例，閉合或附合導線均可，數(shù)據(jù)自備。四、實驗指導前方交會算例、利用VBA書寫自定義函數(shù)，實現(xiàn)下列算例的前方交會。

14、弧度正切Xa659.232Ya355.537 a691131.207tana2.630328724Xb406.593Yb654.051ß5942391.042tanß1.712037939Xa-Xb252.639Ya-Yb-298.514tana.tanß4.503222566tana.tanß4.342366663Xa.tana1733.9969Ya.tana935.1792Xb.tanß696.1026Yb.tanß1119.7601(Yb-Ya).tana.tanß1344.275(Xa-Xb).tana.tan

15、23;1137.6896Xp869.198Yp735.228五、思考題更為復雜的計算問題如何用Excel實現(xiàn)。實驗七：Matlab在測繪工程中的應用一、實驗目的和要求初步掌握用Mat lab進行數(shù)據(jù)處理的方法和過程；初步掌握Mat lab軟件設計方法。二、實驗安排本實驗需要24學時。實驗每個小組1人，用Mat lab在計算機上實現(xiàn)各種測量數(shù)據(jù)處理問題，學會開發(fā)簡單的測繪程序。三、實驗步驟及要點準備算例；用Matlab在計算機上實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理；開發(fā)簡單的測繪程序，調試運行，用實例印證。4.用Math lab完成實驗一中的方程組結算工作。四、實驗指導MATLAB的主要線性代數(shù)運算 實現(xiàn)下列數(shù)據(jù)擬合生

16、成三維圖：3075279.946 549271.599 574.773 3075150.754 549139.377 595.410 3075070.705 549055.602 610.618 3074887.835 548917.800 610.983 3074801.102 548880.364 607.822 3074754.051 548832.471 605.039 3074692.878 548780.212 602.844 3074690.912 548831.712 603.376 3074684.805 548829.275 603.366 3074689.631 5488

17、35.979 603.326 3074696.181 548832.341 603.353 3074691.918 548826.179 603.409 3074486.296 548809.029 609.365 3074588.997 548687.160 600.680 3074067.406 548505.089 607.992 3073885.686 548587.906 606.496 3074830.908 548979.484 615.260 3074457.838 548776.570 607.620 3074360.858 548718.493 607.899 307414

18、6.854 548563.536 607.178 3074036.300 548590.674 610.096 3073900.435 549244.547 631.647 3073836.378 549166.776 625.977 3073762.715 549156.903 627.644 3074001.565 549169.620 635.232 3073865.836 549100.296 621.255 3073798.584 549041.929 614.642 3074983.730 549008.795 612.325 3074056.613 549033.430 642.

19、428 3073957.872 549035.190 622.750 3073897.019 549018.483 615.824 3073791.562 548884.468 621.010 3074066.964 548972.607 643.930 3073942.813 548928.575 630.607 3073876.484 548881.885 618.173 3073752.933 548797.413 631.880 3074116.459 548947.873 648.041 3074002.874 548848.641 641.536 3073956.043 54876

20、4.928 643.738 3073848.451 548696.940 612.527 3074454.483 549010.639 627.084 3074350.131 548931.000 631.587 3074183.453 548837.318 634.586 3074099.948 548737.487 636.098 3074028.880 548711.013 655.200 3073939.505 548645.890 624.071 3073872.268 548588.706 606.181 3074455.760 548936.859 611.542 3074254

21、.368 548761.333 620.431 3074207.345 548727.351 620.628 3074029.821 548626.142 633.022 3074839.730 549123.030 632.035 3074671.529 548980.752 631.089 3074592.151 548916.165 623.454 3074231.503 548648.211 610.788 3074179.302 548517.185 610.418 3075195.722 549258.294 583.571 3074945.682 549049.367 621.612 3074852.771 549009.695 622.351 3074746.172 548941.346 621.982 3074718.715 548910.068 612.770 3074500.311 548701.989 608.797 3074614.315 548712.895 599.087 3074247.465 548572.141 610.298 3074143.417 548807.114 633.895 3074615.600 548757.192 601.55