誤差理論與測量平差課程設(shè)計

課程設(shè)計報告“誤差理論與測量平差基礎(chǔ)”課程設(shè)計測繪工程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)量評價。4.課程設(shè)計成果及體會...........................................概述：課程設(shè)計名稱、南京工業(yè)大學(xué)校園數(shù)字化測圖項(xiàng)目平面控制網(wǎng)的平差計算。課程設(shè)計目的誤差理論與測量平差是一門理論與實(shí)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(shí)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(jìn)行的一門實(shí)踐課。其目的是增強(qiáng)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(zhǔn)確的應(yīng)用于解決各類數(shù)據(jù)處理的實(shí)際問題，并能用所學(xué)的計算機(jī)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(jī)程序設(shè)計等課程的綜合實(shí)踐與應(yīng)用，同時也為我們今后步入工作崗位打下了一定基礎(chǔ)。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(jī)（平差軟件）進(jìn)行檢核計算，最后編寫課程設(shè)計報告。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(xiàng)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(diǎn)的點(diǎn)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(diǎn)設(shè)計了新的控制網(wǎng)，利用已知點(diǎn)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(jìn)行了平差，確定了待測點(diǎn)的坐標(biāo)。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(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行計算。并對其精度進(jìn)行了評定，符合項(xiàng)目的要求。平差方案的技術(shù)設(shè)計平差原理。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：常數(shù)項(xiàng)：平差準(zhǔn)則：邊角網(wǎng)的條件平差過程：

①觀測值平差值方程、誤差方程、法方程測值；②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(diǎn)的坐標(biāo)平差值；

③評定觀測值平差值的精度和坐標(biāo)平差值的精度。④進(jìn)行平差模型正確性的假設(shè)檢驗(yàn)。

⑤計算最弱點(diǎn)誤差橢圓參數(shù)，繪制點(diǎn)位誤差橢圓，圖解求該點(diǎn)至已知點(diǎn)的邊長平差值中誤差、方位角平差值中誤差。

⑥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。技術(shù)要求。理解平差理論。會利用平差理論計算相關(guān)問題。會利用excel或其他程序?qū)ζ溥M(jìn)行編程計算。熟練運(yùn)用excel和matlab。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(diǎn)的點(diǎn)位中誤差不得大于5

cm。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)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(jìn)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)的最佳估值及消除觀測間的不符值。并進(jìn)行精度評定。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(diǎn)的坐標(biāo)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(qiáng)，便于計算機(jī)的程序設(shè)計與運(yùn)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。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(jìn)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(jìn)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(zhǔn)備。程序設(shè)計：在excel中，所用到的程序有方位角的計算，角度值的轉(zhuǎn)換，矩陣的轉(zhuǎn)換，等等。方位角計算運(yùn)用ATAN（）函數(shù)，角度值計算利用單元格格式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，矩陣轉(zhuǎn)換運(yùn)用excel進(jìn)行轉(zhuǎn)換。平差計算的過程和質(zhì)量評價平差方案執(zhí)行情況。間接平差運(yùn)用熟練；對該項(xiàng)目的成果進(jìn)行了計算，成果符合要求。計算過程說明。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(jìn)行相應(yīng)的計算，計算待定點(diǎn)的粗略坐標(biāo)。對平差所需的系數(shù)進(jìn)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。然后計算矩陣B,l,P等，將計算的矩陣B,l,P導(dǎo)入MATLAB中計算相關(guān)的數(shù)據(jù)。然后根據(jù)計算的數(shù)據(jù)進(jìn)行精度計算和誤差橢圓相關(guān)系數(shù)的計算。計算過程出現(xiàn)的問題、處理方法和效果。方位角的計算顯示為負(fù)值時不能正確顯示；解決辦法：重新對其進(jìn)行程序編輯加上IF(DEGREES(ATAN((I38-E38)/G38))<0,180,0)。Excel中角度輸入時不能顯示為73°10′56″；解決辦法：將其格式設(shè)置為[h]"°"mm"′"ss"″"。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中輸入公式:=$A1:$A7*(ROW(1:7)=COLUMN(A:G)),然后從B2拉倒H7即可。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。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σ0=4.3275<5符合要求。點(diǎn)位坐標(biāo)為：最終點(diǎn)位坐標(biāo)值坐標(biāo)中誤差點(diǎn)位編號X坐標(biāo)Y坐標(biāo)P13801.9978442629.6983274.4376P23553.2581412559.4747395.0044P33215.1585232573.6203375.3886P43024.7888962835.2830014.3199P52867.9162832557.3467883.6671P63752.4738453006.0076483.5990P73528.9689872863.6819534.8475P83266.6874132953.7860155.0080P93488.5476583243.3980945.1745P103110.2716973296.1788425.1911P112851.3198473014.8159644.2780P122601.2966282912.8369873.6752P132825.3814903520.8602126.0449P142552.9802613252.9951645.3787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)平差成果表點(diǎn)名坐標(biāo)（m）點(diǎn)位中誤差mm點(diǎn)位誤差橢圓元素XYMEFψE(度)1ψE(度)2P13801.9978442629.6983274.43763.813182.26986140°29′22″320°29′22″P23553.2581412559.4747395.00444.403013.06530124°00′42″304°00′42″P33215.1585232573.6203375.38864.164123.42004114°17′39″294°17′39″P43024.7888962835.2830014.31993.636732.33151111°03′34″291°03′34″P52867.9162832557.3467883.66713.040432.0502487°05′51″267°05′51″P63752.4738453006.0076483.59902.963162.0426580°42′58″260°42′58″P73528.9689872863.6819534.84753.905452.87149111°09′20″291°09′20″P83266.6874132953.7860155.00804.210682.71115109°13′42″289°13′42″P93488.5476583243.3980945.17454.128523.1194271°36′49″251°36′49″P103110.2716973296.1788425.19114.057053.23843119°18′21″299°18′21″P112851.3198473014.8159644.27803.245262.78733119°26′54″299°26′54″P122601.2966282912.8369873.67522.934502.21268172°52′01″352°52′01″P132825.3814903520.8602126.04493.699302.2090895°13′54″275°13′54″P142552.9802613252.9951645.37874.353963.1581211°36′07″191°36′07″（2）課程設(shè)計效果、經(jīng)驗(yàn)、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(shí)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(yàn)不足。實(shí)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(jìn)一步理解，能夠應(yīng)用測量平差原理對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、計算和分析也令人欣喜，理論與實(shí)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(qiáng)了團(tuán)隊(duì)之間的協(xié)同合作，培養(yǎng)了處理問題時的恒心、耐心和細(xì)心。另外，面對困難時的信心、勇氣與毅力也更為堅(jiān)實(shí)。

在這次實(shí)習(xí)過程中也遇到了許多問題，在水準(zhǔn)網(wǎng)觀測精度設(shè)計任務(wù)中，再算求矩陣逆的時候，有很多行和列，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(zhǔn)起始點(diǎn)和終止點(diǎn)，不要把方向弄反了。

這次實(shí)習(xí)使我深刻的認(rèn)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(shí)習(xí)我們都要認(rèn)真的完成，因?yàn)樵谝院蠊ぷ髦?，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。看到自己一周的實(shí)習(xí)成果，我的心里就有種說不出來的感受，一周的實(shí)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(shí)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，詢問同學(xué)之后，就知道該怎么做了。說明雖然課本上學(xué)了平差的內(nèi)容，但平時理論并沒有付諸于實(shí)踐，所以建議學(xué)院和老師們多提供這種實(shí)踐的機(jī)會，畢竟，只有多加實(shí)踐才能更熟練的學(xué)好平差課，這就是我這次課程設(shè)計的總結(jié)。

（3）上交成果和資料的主要內(nèi)容、形式和清單。計算excel表格；MATLAB計算數(shù)據(jù)文件；課程設(shè)計報告；成果表。南京工業(yè)大學(xué)校園數(shù)字化測圖工程平面控制網(wǎng)略圖基于C8051F單片機(jī)直流電動機(jī)反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計與研究基于單片機(jī)的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機(jī)MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機(jī)的通用控制模塊的研究基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機(jī)控制的二級倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強(qiáng)型51系列單片機(jī)的TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的蓄電池自動監(jiān)測系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機(jī)的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機(jī)的交流伺服電機(jī)運(yùn)動控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機(jī)的泵管內(nèi)壁硬度測試儀的研制基于單片機(jī)的自動找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機(jī)的液壓動力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機(jī)實(shí)現(xiàn)一種基于單片機(jī)的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機(jī)的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機(jī)的噴油泵試驗(yàn)臺控制器的研制基于單片機(jī)的軟起動器的研究和設(shè)計基于單片機(jī)控制的高速快走絲電火花線切割機(jī)床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機(jī)的機(jī)電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機(jī)的智能手機(jī)充電器基于單片機(jī)的實(shí)時內(nèi)核設(shè)計及其應(yīng)用研究基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計與研究基于單片機(jī)的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機(jī)的液體點(diǎn)滴速度自動檢測儀的研制基于單片機(jī)系統(tǒng)的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機(jī)的電能采集終端的設(shè)計和應(yīng)用基于單片機(jī)的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機(jī)單片機(jī)控制系統(tǒng)的研制基于單片機(jī)的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機(jī)的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機(jī)的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機(jī)控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機(jī)的多生理信號檢測儀基于單片機(jī)的電機(jī)運(yùn)動控制系統(tǒng)設(shè)計Pico專用單片機(jī)核的可測性設(shè)計研究基于MCS-51單片機(jī)的熱量計基于雙單片機(jī)的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機(jī)構(gòu)建機(jī)器人的實(shí)踐研究基于單片機(jī)的輪軌力檢測基于單片機(jī)的GPS定位儀的研究與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機(jī)系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機(jī)的時控和計數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機(jī)和CPLD的粗光柵位移測量系統(tǒng)研究單片機(jī)控制的后備式方波UPS提升高職學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用能力的探究基于單片機(jī)控制的自動低頻減載裝置研究基于單片機(jī)控制的水下焊接電源的研究基于單片機(jī)的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機(jī)的氚表面污染測量儀的研制基于單片機(jī)的紅外測油儀的研究96系列單片機(jī)仿真器研究與設(shè)計基于單片機(jī)的單晶金剛石刀具刃磨設(shè)備的數(shù)控改造基于單片機(jī)的溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)基于MSP430單片機(jī)的電梯門機(jī)控制器的研制基于單片機(jī)的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機(jī)的CAN/USB協(xié)議轉(zhuǎn)換器基于單片機(jī)和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測技術(shù)研究基于單片機(jī)的膛壁溫度報警系統(tǒng)設(shè)計基于AVR單片機(jī)的低壓無功補(bǔ)償控制器的設(shè)計基于單片機(jī)船舶電力推進(jìn)電機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)基于單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)的振動信號的采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的大容量數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的應(yīng)用研究基于單片機(jī)的疊圖機(jī)研究與教學(xué)方法實(shí)踐基于單片機(jī)嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)的研究及實(shí)現(xiàn)基于AT89S52單片機(jī)的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的多道脈沖幅度分析儀研究機(jī)器人旋轉(zhuǎn)電弧傳感角焊縫跟蹤單片機(jī)控制系統(tǒng)基于單片機(jī)的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用研究基于單片機(jī)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信研究與應(yīng)用基于PIC16F877單片機(jī)的莫爾斯碼自動譯碼系統(tǒng)設(shè)計與研究基于單片機(jī)的模糊控制器在工業(yè)電阻爐上的應(yīng)用研究基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究與開發(fā)基于Cygnal單片機(jī)的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機(jī)的一體化智能差示掃描量熱儀系統(tǒng)研究基于TCP/IP協(xié)議的單片機(jī)與Internet互聯(lián)的研究與實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速液壓電梯單片機(jī)控制器的研究基于單片機(jī)γ-免疫計數(shù)器自動換樣功能的研究與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的倒立擺控制系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)單片機(jī)嵌入式以太網(wǎng)防盜報警系統(tǒng)基于51單片機(jī)的嵌入式Internet系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)單片機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)在擠壓機(jī)上的應(yīng)用MSP430單片機(jī)在智能水表系統(tǒng)上的研究與應(yīng)用基于單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)中TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用單片機(jī)在高樓恒壓供水系統(tǒng)中的應(yīng)用基于ATmega16單片機(jī)的流量控制器的開發(fā)基于MSP430單片機(jī)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)及智能網(wǎng)絡(luò)水表的設(shè)計基于MSP430單片機(jī)具有數(shù)據(jù)存儲與回放功能的嵌入式電子血壓計的設(shè)計基于單片機(jī)的氨分解率檢測系統(tǒng)的研究與開發(fā)鍋爐的單片機(jī)控制系統(tǒng)基于單片機(jī)控制的電磁振動式播種控制系統(tǒng)的設(shè)計H