誤差理論與測量平差課程設(shè)計

1、課程設(shè)計報告設(shè)計題目：專 業(yè)：班級學(xué)號：姓 名：指導(dǎo)教師： “誤差理論與測量平差基礎(chǔ)”課程設(shè)計 測繪工程 起屹日期： 20XX年X月XX日20XX年XX月XX日南京工業(yè)大學(xué)測繪科學(xué)與技術(shù)學(xué)院1.概述.（1）課程設(shè)計名稱、目的和要求。（2）工程和作業(yè)區(qū)概況、平面控制網(wǎng)布設(shè)情況和已有資料的利用情況。（3）課程設(shè)計完成情況。2.平差方案的技術(shù)設(shè)計.（1）平差原理。（2）技術(shù)要求。（3）平差模型的選擇和探討。（4）計算方案的確定及依據(jù)。（5）計算方法和程序設(shè)計。3.平差計算的過程和質(zhì)量評價.（1）平差方案執(zhí)行情況。（2）計算過程說明。（3）計算過程出現(xiàn)的問題、處理方法和效果。（4）控制網(wǎng)測量數(shù)據(jù)的質(zhì)量

2、評價。4.課程設(shè)計成果及體會.一、 概述：（1） 課程設(shè)計名稱、南京工業(yè)大學(xué)校園數(shù)字化測圖項目平面控制網(wǎng)的平差計算。（2） 課程設(shè)計目的誤差理論與測量平差是一門理論與實踐并重的課程。該課程設(shè)計是測量數(shù)據(jù)處理理論學(xué)習(xí)的一個重要的實踐環(huán)節(jié)，它是在學(xué)生學(xué)習(xí)了專業(yè)基礎(chǔ)課“誤差理論與測量平差基礎(chǔ)”課程后進行的一門實踐課。其目的是增強我對誤差理論與測量平差基礎(chǔ)理論的理解，牢固掌握測量平差的基本原理和基本公式，熟悉測量數(shù)據(jù)處理的基本技能和計算方法，靈活準確的應(yīng)用于解決各類數(shù)據(jù)處理的實際問題，并能用所學(xué)的計算機理論知識，編制簡單的計算程序。誤差理論與測量平差課程設(shè)計是測量平差和計算機程序設(shè)計等課程的綜合實踐與

3、應(yīng)用，同時也為我們今后步入工作崗位打下了一定基礎(chǔ)。（3） 課程設(shè)計要求。這次課程設(shè)計我們在誤差理論與測量平差課程中所學(xué)的數(shù)學(xué)模型和計算方法，手工解算具有一定規(guī)模的平面控制網(wǎng)或高程控制網(wǎng)，再用計算機（平差軟件）進行檢核計算，最后編寫課程設(shè)計報告。（4） 工程和作業(yè)區(qū)概況、平面控制網(wǎng)布設(shè)情況和已有資料的利用情況。南京工業(yè)大學(xué)校園數(shù)字化測圖項目按城市測量規(guī)范（CJJ/T8-2011）布設(shè)一個一級導(dǎo)線網(wǎng)作為首級平面控制網(wǎng)，主要技術(shù)要求為：平均邊長300 m，測角中誤差±5”，測距中誤差15mm，導(dǎo)線全長相對閉合差1/14000,最弱點的點位中誤差不得大于5 cm。南京工業(yè)大學(xué)地形比較復(fù)雜，地

4、形路段坡度較大，人流量與車流量也很大，對整個地形的測量工作都有很大的影響。為此我們依據(jù)已有的控制點設(shè)計了新的控制網(wǎng)，利用已知點A、B、C、D布設(shè)了新的3條附合導(dǎo)線，完成了對整個校區(qū)地形的測量。并且利用所學(xué)習(xí)的平差理論對其進行了平差，確定了待測點的坐標。（5） 課程設(shè)計完成情況。利用所學(xué)習(xí)的平差原理與測量學(xué)的基本內(nèi)容，在為期有一周的時間內(nèi)完成了南京工業(yè)大學(xué)校區(qū)的地形測量，對待測點的坐標進行計算。并對其精度進行了評定，符合項目的要求。二、 平差方案的技術(shù)設(shè)計（1） 平差原理。平面控制網(wǎng)平差處理及精度評定平差模型：間接平差平差值方程：觀測值平差值：未知參數(shù)平差值：誤差方程： =BX+dL=L+VL=

5、X0+xX-lV=Bxl=L-(BX0+d)=L-L0常數(shù)項：平差準則：邊角網(wǎng)的條件平差過程：觀測值平差值方程、誤差方程、法方程測值；利用自編計算程序解算基礎(chǔ)方程，求出觀測值的平差值、待定點的坐標平差值；評定觀測值平差值的精度和坐標平差值的精度。 進行平差模型正確性的假設(shè)檢驗。計算最弱點誤差橢圓參數(shù)，繪制點位誤差橢圓，圖解求該點至已知點的邊長平差值中誤差、方位角平差值中誤差。 計算相對誤差橢圓參數(shù)，繪相對誤差橢圓并圖解求最弱邊邊長相對中誤差、最弱邊方位角中誤差。（2） 技術(shù)要求。1. 理解平差理論。2. 會利用平差理論計算相關(guān)問題。3. 會利用excel或其他程序?qū)ζ溥M行編程計算。4. 熟練運

6、用excel和matlab。5. 平均邊長300 m，測角中誤差±5”，測距中誤差15mm，導(dǎo)線全長相對閉合差1/14000,最弱點的點位中誤差不得大于5 cm。（3） 平差模型的選擇和探討。測量平差中常用的函數(shù)模型包括：條件平差模型、附有參數(shù)VTPV min的條件平差模型、間接平差模型、附有限制條件的間接平差模型。其中：條件平差問題：就是利用觀測值之間存在的數(shù)學(xué)關(guān)系列出條件方程，再加入最小二乘原理進行約束，求出各觀測值的平差值及觀測值函數(shù)的估值，并評定出這些估值的精度。 間接平差問題：在一個多余觀測值的平差問題中，通過選定t個參數(shù)的函數(shù)，建立函數(shù)模型，再利用最小二乘原理，求出參數(shù)的

7、最佳估值及消除觀測間的不符值。并進行精度評定。（4） 計算方案的確定及依據(jù)。計算方案：最終我選擇間接平差。利用間接平差原理，可以直接以帶定點的坐標為參數(shù)，編寫程序比較容易，對工程的要求有很好的保證。間接平差方法中的誤差方程，形式統(tǒng)一，規(guī)律性較強，便于計算機的程序設(shè)計與運算；所選參數(shù)是平差后所需要的最后成果。依據(jù)：間接平差原理。（5） 計算方法和程序設(shè)計。計算方法：利用excel對觀測數(shù)據(jù)進行分析，處理，計算平差是所需要的B,P,l等；然后在將計算好的B,P,l等數(shù)據(jù)錄入MATLAB中進行相關(guān)的平差計算。得到QXX、NBB等，為計算精度評定做好相關(guān)數(shù)據(jù)準備。程序設(shè)計：在excel中，所用到的程序

8、有方位角的計算，角度值的轉(zhuǎn)換，矩陣的轉(zhuǎn)換，等等。方位角計算運用ATAN（）函數(shù)，角度值計算利用單元格格式進行轉(zhuǎn)換，矩陣轉(zhuǎn)換運用excel進行轉(zhuǎn)換。三、 平差計算的過程和質(zhì)量評價（1） 平差方案執(zhí)行情況。間接平差運用熟練；對該項目的成果進行了計算，成果符合要求。（2） 計算過程說明。1. 利用給定的原始數(shù)據(jù)和測量數(shù)據(jù)，對導(dǎo)線網(wǎng)進行相應(yīng)的計算，計算待定點的粗略坐標。2. 對平差所需的系數(shù)進行計算，計算出a,b, X°(jk), Y°(jk)等等，計算出反算角度值L°計算出反算邊長S°,l等等，并且依據(jù)這些數(shù)據(jù)列出系數(shù)表。3. 然后計算矩陣B,l,P等，4.

9、將計算的矩陣B,l,P導(dǎo)入MATLAB中計算相關(guān)的數(shù)據(jù)。5. 然后根據(jù)計算的數(shù)據(jù)進行精度計算和誤差橢圓相關(guān)系數(shù)的計算。（3） 計算過程出現(xiàn)的問題、處理方法和效果。1. 方位角的計算顯示為負值時不能正確顯示；解決辦法：重新對其進行程序編輯加上IF(DEGREES(ATAN(I38-E38)/G38)<0,180,0)。2. Excel中角度輸入時不能顯示為73°1056； 解決辦法：將其格式設(shè)置為h"°"mm""ss""。3. 將一個行矩陣轉(zhuǎn)換為對角矩陣；解決辦法：假設(shè)是7個數(shù)據(jù),形成7行的列向量,則在B2中輸

10、入公式:=$A1:$A7*(ROW(1:7)=COLUMN(A:G),然后從B2拉倒H7即可。 4. Excel數(shù)據(jù)導(dǎo)入MATLAB；解決辦法：將excel數(shù)據(jù)另存為文本格式，加入【】：再將其復(fù)制粘貼到MATLAB中。（4） 控制網(wǎng)測量數(shù)據(jù)的質(zhì)量評價。計算后得到：單位權(quán)中誤差0=4.3275 <5符合要求。 點位坐標為：四、 課程設(shè)計成果及體會 （1）平差成果。南京工業(yè)大學(xué)校園數(shù)字化測圖工程平面控制網(wǎng)平差成果表（2）課程設(shè)計效果、經(jīng)驗、體會、設(shè)想和建議。這次課程設(shè)計對我來說意義很大，通過此次課程設(shè)計，使我更加扎實的掌握了有關(guān)平差計算方面的知識，在設(shè)計過程中雖然遇到了一些問題，但經(jīng)過一次又

11、一次的思考，一遍又一遍的檢查終于找出了原因所在，也暴露出了前期我在這方面的知識欠缺和經(jīng)驗不足。實踐出真知，通過親自動手制作，使我們掌握的知識不再是紙上談兵。同時，對整本書有了一個更為深的理解。為期一周的課程設(shè)計雖很繁瑣，卻加深了自己對理論知識的進一步理解，能夠應(yīng)用測量平差原理對測量數(shù)據(jù)進行處理、計算和分析也令人欣喜，理論與實際的統(tǒng)一，感性與理性的結(jié)合，讓自己也初步體會到學(xué)有所用的自豪感。通過這次課程設(shè)計增強了團隊之間的協(xié)同合作，培養(yǎng)了處理問題時的恒心、耐心和細心。另外，面對困難時的信心、勇氣與毅力也更為堅實。在這次實習(xí)過程中也遇到了許多問題，在水準網(wǎng)觀測精度設(shè)計任務(wù)中，再算求矩陣逆的時候，有很

12、多行和列，這就需要我們用到matlab軟件來計算，但我發(fā)現(xiàn)很多同學(xué)都不會用這個軟件，我感覺這一塊是我們需要學(xué)習(xí)的。更注意的是要看準起始點和終止點，不要把方向弄反了。這次實習(xí)使我深刻的認識到學(xué)習(xí)測量平差的重要性。作為一個大三的大學(xué)生即將要走上社會的，所以每一次的實習(xí)我們都要認真的完成，因為在以后工作中，沒有人來幫助你，都是你自己來完成的，所以在學(xué)校我們要多學(xué)，多問，多掌握專業(yè)知識。作為一名測繪人，我們更要學(xué)會不怕吃苦，不怕累的精神?？吹阶约阂恢艿膶嵙?xí)成果，我的心里就有種說不出來的感受，一周的實踐，其中的開心，失望，苦惱等等都嘗過，但是這些都不重要，重要的是我完成了我的課程設(shè)計，看到它我的求知欲又上升一個臺階。這就是我這幾天的學(xué)習(xí)和體會，珍惜我們的每一次實習(xí)。 對于這次課程設(shè)計起初我們還是遇到了很多問題，開始時看到那張平面控制網(wǎng)時，都無從下手，都不知道到底該分成幾條附和導(dǎo)線更簡單，更合理。之后通過查閱資料