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：“誤差理論與測量平差基礎(chǔ)”課程設(shè)計專 業(yè)：測繪工程班級學(xué)號：姓 名：指導(dǎo)教師：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)量評價。4

2、.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(zhǔn)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應(yīng)用，同

3、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300m，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5cm。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

4、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(biāo)。（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(biāo)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：常數(shù)項：平差準(zhǔn)則：邊角網(wǎng)的條件平差過程：觀測值平差

5、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(biāo)平差值；評定觀測值平差值的精度和坐標(biāo)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. 熟練運用excel和matlab。5. 平均邊長300m，測角中誤差5”，測距中誤差15mm，導(dǎo)線全長相對閉合差1

6、/14000,最弱點的點位中誤差不得大于5cm。（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)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

7、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，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(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)

8、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(biāo)。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. 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(fù)值

9、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731056；解決辦法：將其格式設(shè)置為hmmss。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

10、合要求。點位坐標(biāo)為：最終點位坐標(biāo)值坐標(biāo)中誤差點位編號X坐標(biāo)Y坐標(biāo)P13801.9978442629.698327 4.4376 P23553.258141 2559.474739 5.0044 P33215.158523 2573.620337 5.3886 P43024.788896 2835.283001 4.3199 P52867.916283 2557.346788 3.6671 P63752.473845 3006.007648 3.5990 P73528.968987 2863.681953 4.8475 P83266.687413 2953.786015 5.0080 P9348

11、8.547658 3243.398094 5.1745 P103110.271697 3296.178842 5.1911 P112851.319847 3014.815964 4.2780 P122601.296628 2912.836987 3.6752 P132825.381490 3520.860212 6.0449 P142552.980261 3252.995164 5.3787 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)平差成果表點名坐標(biāo)（m）點位中誤差 mm點位誤差橢圓元素XYMEFE(度)1E(度)2P13801.9978442629.6

12、98327 4.4376 3.81318 2.26986 14029223202922P23553.258141 2559.474739 5.0044 4.40301 3.06530 12400423040042P33215.158523 2573.620337 5.3886 4.16412 3.42004 11417392941739P43024.788896 2835.283001 4.3199 3.63673 2.33151 11103342910334P52867.916283 2557.346788 3.6671 3.04043 2.05024 8705512670551P63752

13、.473845 3006.007648 3.5990 2.96316 2.04265 8042582604258P73528.968987 2863.681953 4.8475 3.90545 2.87149 11109202910920P83266.687413 2953.786015 5.0080 4.21068 2.71115 10913422891342P93488.547658 3243.398094 5.1745 4.12852 3.11942 7136492513649P103110.271697 3296.178842 5.1911 4.05705 3.23843 119182

14、12991821P112851.319847 3014.815964 4.2780 3.24526 2.78733 11926542992654P122601.296628 2912.836987 3.6752 2.93450 2.21268 17252013525201P132825.381490 3520.860212 6.0449 3.69930 2.20908 9513542751354P142552.980261 3252.995164 5.3787 4.35396 3.15812 1136071913607（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

15、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(xì)心。另外，面對困難時的信心、勇氣

16、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(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)起始點和終止點，不要把方向弄反了。這次實習(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，所以每一次的實習(xí)我們都要認(rèn)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。看到自己一周的實習(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