誤差理論與測(cè)量平差基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)

1、誤差理論與測(cè)量平差基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)適用專業(yè)：測(cè)繪工程學(xué) 分 數(shù)：1學(xué) 時(shí) 數(shù)：1周一、課程設(shè)計(jì)的性質(zhì)、目的和任務(wù)  誤差理論與測(cè)量平差是一門(mén)理論與實(shí)踐并重的課程，其課程設(shè)計(jì)是測(cè)量數(shù)據(jù)處理理論學(xué)習(xí)的一個(gè)重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)，它是完成測(cè)量學(xué)、空間大地測(cè)量學(xué)、誤差理論與測(cè)量平差基礎(chǔ)等測(cè)繪專業(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)后進(jìn)行的一門(mén)實(shí)踐課程，其目的是增強(qiáng)學(xué)生對(duì)誤差理論與測(cè)量平差基礎(chǔ)理論的理解，牢固掌握測(cè)量平差的基本原理和基本公式，熟悉測(cè)量數(shù)據(jù)處理的基本技能和計(jì)算方法，靈活準(zhǔn)確地將其應(yīng)用于解決各類數(shù)據(jù)處理的實(shí)際問(wèn)題，并能用所學(xué)的計(jì)算機(jī)理論知識(shí)，編制簡(jiǎn)單的計(jì)算程序。培養(yǎng)學(xué)生解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題的能力和對(duì)所學(xué)測(cè)繪專業(yè)基本

2、知識(shí)的綜合應(yīng)用能力。二、課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和要求    手工解算一個(gè)具有一定規(guī)模的高程控制網(wǎng)和平面控制網(wǎng)，并用計(jì)算機(jī)進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)，相互檢核，編寫(xiě)課程設(shè)計(jì)報(bào)告。算例一：高程控制網(wǎng)（水準(zhǔn)網(wǎng)）平差原理與實(shí)現(xiàn)1、如下圖1所示的水準(zhǔn)網(wǎng)，A和B是已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)，并設(shè)這些點(diǎn)已知高程無(wú)誤差。圖中C、D和E點(diǎn)是待定點(diǎn)。A、B點(diǎn)的高程、觀測(cè)高差和相應(yīng)的水準(zhǔn)路線長(zhǎng)度如下表1。圖1表1路線號(hào)觀測(cè)高差（m）水準(zhǔn)路線長(zhǎng)度(km)已知點(diǎn)高程（m）11.3591.2=5.01622.0091.7=6.01630.3632.341.0122.750.6572.460.2381.47-0.5952

3、.62、誤差理論與測(cè)量平差基礎(chǔ)習(xí)題集第59頁(yè)習(xí)題 3、誤差理論與測(cè)量平差基礎(chǔ)習(xí)題集第60頁(yè)習(xí)題 要求：1）按間接平差手工計(jì)算（1）各待定點(diǎn)的高程平差值及其中誤差；（2）各觀測(cè)高差平差值及其中誤差。2）基于Matlab編程實(shí)現(xiàn)該高程控制網(wǎng)平差過(guò)程，包括誤差方程、法方程的組成與解算。得出平差后的高差平差值及各待定點(diǎn)的高程平差值；評(píng)定各待定點(diǎn)高程平差值的精度。給出程序設(shè)計(jì)思路、流程圖、程序代碼和計(jì)算結(jié)果。3）將手工計(jì)算結(jié)果與計(jì)算機(jī)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，相互檢核驗(yàn)證計(jì)算是否正確。算例二：導(dǎo)線網(wǎng)平差原理與實(shí)現(xiàn)1、教材99頁(yè)例題4-2（導(dǎo)線網(wǎng)（邊角同測(cè)網(wǎng)）間接平差示例）如下圖2所示，A、B、C為已知點(diǎn)，P1、

4、P2是待定點(diǎn)。同精度觀測(cè)了六個(gè)角度L1、L2、L6，測(cè)角中誤差為±2.5，測(cè)量了四條邊長(zhǎng)S7、S8、S9、S10，觀測(cè)結(jié)果及其中誤差見(jiàn)下表2。起算數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。試按間接平差法求待定點(diǎn)P1及P2的坐標(biāo)平差值。圖2表2角度邊長(zhǎng)編號(hào)觀測(cè)值（°）編號(hào)觀測(cè)值（°）編號(hào)觀測(cè)值s（m）中誤差(cm)123444 05 44.893 10 43.142 43 27.2201 48 51.256201 57 34.0168 01 45.2789102185.0701522.8531500.0171009.021±3.3±2.3±2.2±1.5表

5、3點(diǎn)名x(m)Y(m)S(m)坐標(biāo)方位角（°）ABCD3143.2374609.3614157.1973822.9115260.3345025.6968853.2549795.7261484.7811000.000350 54 27.0109 31 44.92、誤差理論與測(cè)量平差基礎(chǔ)習(xí)題集第65頁(yè)習(xí)題7.8.58 3、誤差理論與測(cè)量平差基礎(chǔ)習(xí)題集第66頁(yè)習(xí)題7.8.60 要求：1）基于Matlab編程實(shí)現(xiàn)該導(dǎo)線網(wǎng)間接平差過(guò)程，包括誤差方程、法方程的組成與解算。得出平差后各角度觀測(cè)值和邊長(zhǎng)觀測(cè)值的平差值及各待定點(diǎn)的坐標(biāo)平差值；評(píng)定各待定點(diǎn)坐標(biāo)平差值的精度。給出程序設(shè)計(jì)思路、流程圖、程序

6、代碼和計(jì)算結(jié)果。2）將書(shū)上計(jì)算結(jié)果與計(jì)算機(jī)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，檢核驗(yàn)證程序編寫(xiě)是否正確。算例三：GPS網(wǎng)平差原理與實(shí)現(xiàn)1、如下圖3所示為一簡(jiǎn)單GPS網(wǎng)，用兩臺(tái)GPS接收機(jī)觀測(cè)，測(cè)得5條基線向量，每一條基線向量中三個(gè)坐標(biāo)差觀測(cè)值相關(guān)，由于只用兩臺(tái)GPS接收機(jī)觀測(cè)，所以各觀測(cè)基線向量互相獨(dú)立。觀測(cè)基線向量信息見(jiàn)表4。假定1號(hào)點(diǎn)為起算點(diǎn)坐標(biāo)信息表5圖3 GPS三維基線向量網(wǎng)表4編號(hào)起點(diǎn)終點(diǎn)XYZ基線方差陣1LC02LC01-1218.561-1039.2271737.7202LC03LC021405.531-178.1571171.3803LC04LC0383.497714.153-1029.1994

7、LC04LC01270.457-503.2081879.9235LC04LC021489.013536.030142.218表5點(diǎn)號(hào)XYZLC01-1974638.73404590014.81903953144.92352、如下圖4所示為一簡(jiǎn)單GPS網(wǎng)，其中有1個(gè)已知坐標(biāo)點(diǎn)和7個(gè)待定坐標(biāo)點(diǎn)，用兩臺(tái)GPS接收機(jī)觀測(cè)，測(cè)得16條基線向量，每一條基線向量中三個(gè)坐標(biāo)差觀測(cè)值相關(guān)，由于只用兩臺(tái)GPS接收機(jī)觀測(cè)，所以各觀測(cè)基線向量互相獨(dú)立。觀測(cè)基線向量信息見(jiàn)表6。1號(hào)點(diǎn)為起算點(diǎn)坐標(biāo)信息表7。圖4 GPS三維基線向量網(wǎng)表6 編號(hào)起點(diǎn)終點(diǎn)XYZ基線方差陣1N007N001-119.888516.6920-83

8、8.27302N006N001415.567590.1690-484.37303N008N007596.363391.2610-32.86504N007N006-535.457-73.4720-353.89905N007N002384.089-50.6680390.19806N006N005-650.326-135.0610-362.49207N005N0011065.894725.2290-121.88308N002N001-503.977567.3630-1228.4719N003N0021137.077983.7240405.979010N005N004-183.291-458.9740

9、478.218011N008N00660.904317.7860-386.761012N008N005-589.424182.7260-749.252013N008N002980.451340.5890357.337014N008N004-772.714-276.2480-271.035015N003N008156.627643.1340-763.319016N004N003616.087-366.88601034.353表7點(diǎn)號(hào)XYZ63004650074.34503312175.05403、要求：1）基于Matlab編程實(shí)現(xiàn)該GPS網(wǎng)間接平差過(guò)程，包括誤差方程、法

10、方程的組成與解算。得出平差后各基線向量觀測(cè)值的平差值及各待定點(diǎn)的坐標(biāo)平差值；評(píng)定各待定點(diǎn)坐標(biāo)平差值的精度。給出程序設(shè)計(jì)思路、流程圖、程序代碼和計(jì)算結(jié)果。2）將書(shū)上計(jì)算結(jié)果與計(jì)算機(jī)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，檢核驗(yàn)證程序編寫(xiě)是否正確。算例四：空間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，見(jiàn)論文三維坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的兩種方法及其比較研究，有兩種實(shí)現(xiàn)方式。三、紀(jì)律和注意事項(xiàng) （1）嚴(yán)格遵守課程設(shè)計(jì)紀(jì)律，一切行動(dòng)聽(tīng)指揮。不遲到，不早退。不允許無(wú)故曠課；（2）在機(jī)房上機(jī)時(shí)，嚴(yán)格遵守有關(guān)規(guī)章制度，不允許在課程設(shè)計(jì)規(guī)定時(shí)間內(nèi)做一切與課程設(shè)計(jì)無(wú)關(guān)的事情，如打游戲、看電影等：（3）嚴(yán)格遵守課程設(shè)計(jì)期間的學(xué)習(xí)安排，按時(shí)完成老師布置的各項(xiàng)課程設(shè)計(jì)任務(wù)。四、課程設(shè)計(jì)

11、的進(jìn)度安排    第一天：熟悉Matlab的基本使用和矩陣運(yùn)算功能     第二天：復(fù)習(xí)常見(jiàn)高程控制網(wǎng)和平面控制網(wǎng)平差方法，手工解算課程設(shè)計(jì)中的控制網(wǎng)平差示例。    第三、四天：基于Matlab編程實(shí)現(xiàn)各控制網(wǎng)的平差過(guò)程，得出正確的計(jì)算結(jié)果。    第五天：編寫(xiě)報(bào)告。五、組織和分工測(cè)繪14-1、2、3，班內(nèi)自由組合，4-6人一組進(jìn)行課程設(shè)計(jì)。最多每2人一個(gè)算例。 六、課程設(shè)計(jì)的考核    1、出勤情況：要求全勤，不允許無(wú)故曠課。2、測(cè)

12、量平差程序的編制和數(shù)據(jù)處理情況：高程控制網(wǎng)或平面控制網(wǎng)計(jì)算內(nèi)容完整、計(jì)算結(jié)果正確。程序設(shè)計(jì)合理、運(yùn)行正確。3、課程設(shè)計(jì)報(bào)告：課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)各項(xiàng)要填寫(xiě)完整，內(nèi)容充實(shí)，字?jǐn)?shù)在2000字以上。包括（1）目錄；（2）本次課程設(shè)計(jì)的性質(zhì)、目的和任務(wù)；（3）組織和分工情況；（4）課程設(shè)計(jì)的重點(diǎn)及內(nèi)容；（5）課程設(shè)計(jì)中所用平差方法原理和手工計(jì)算結(jié)果等；（6）設(shè)計(jì)思路、程序流程圖、源代碼及說(shuō)明；（7）程序運(yùn)行結(jié)果及相互檢核；（8）心得體會(huì)。4、課程設(shè)計(jì)結(jié)束后，指導(dǎo)老師根據(jù)學(xué)生在課程設(shè)計(jì)中的表現(xiàn)、完成實(shí)際任務(wù)的數(shù)量和質(zhì)量，基本技能的熟練程度，獨(dú)立工作能力的大小，課程設(shè)計(jì)報(bào)告的質(zhì)量等五項(xiàng)內(nèi)容，對(duì)學(xué)生的課程設(shè)計(jì)成績(jī)進(jìn)行考評(píng)。分優(yōu)秀、良好、中等、合格和不合格五個(gè)考核等級(jí)。具體為：（1）學(xué)生考勤，占總成績(jī)的10%；（2）學(xué)生在課程設(shè)計(jì)中的表現(xiàn)，占總成績(jī)的10%；（3）程序調(diào)試并成功運(yùn)行占總成績(jī)的30%；（4）課程設(shè)計(jì)報(bào)告占總成績(jī)的50%。七、參考資料1、宋力杰. 測(cè)量平差程序設(shè)計(jì)M.第1版.北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2009.012、張書(shū)畢. 測(cè)量平差M.第1版.徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2008.083、武