誤差理論與測(cè)量平差課程設(shè)計(jì)

1、課程設(shè)計(jì)報(bào)告設(shè)計(jì)題目：專 業(yè)：班級(jí)學(xué)號(hào)：姓 名：指導(dǎo)教師： “誤差理論與測(cè)量平差基礎(chǔ)”課程設(shè)計(jì) 測(cè)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(cè)繪科學(xué)與技術(shù)學(xué)院1.概述.（1）課程設(shè)計(jì)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(jì)完成情況。2.平差方案的技術(shù)設(shè)計(jì).（1）平差原理。（2）技術(shù)要求。（3）平差模型的選擇和探討。（4）計(jì)算方案的確定及依據(jù)。（5）計(jì)算方法和程序設(shè)計(jì)。3.平差計(jì)算的過程和質(zhì)量評(píng)價(jià).（1）平差方案執(zhí)行情況。（2）計(jì)算過程說(shuō)明。（3）計(jì)算過程出現(xiàn)的問題、處理方法和效果。（4）控制網(wǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)的質(zhì)量

2、評(píng)價(jià)。4.課程設(shè)計(jì)成果及體會(huì).一、 概述：（1） 課程設(shè)計(jì)名稱、南京工業(yè)大學(xué)校園數(shù)字化測(cè)圖項(xiàng)目平面控制網(wǎng)的平差計(jì)算。（2） 課程設(shè)計(jì)目的誤差理論與測(cè)量平差是一門理論與實(shí)踐并重的課程。該課程設(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)，它是在學(xué)生學(xué)習(xí)了專業(yè)基礎(chǔ)課“誤差理論與測(cè)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(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(jì)算機(jī)理論知識(shí)，編制簡(jiǎn)單的計(jì)算程序。誤差理論與測(cè)量平差課程設(shè)計(jì)是測(cè)量平差和計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)等課程的綜合實(shí)踐與

3、應(yīng)用，同時(shí)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(jì)要求。這次課程設(shè)計(jì)我們?cè)谡`差理論與測(cè)量平差課程中所學(xué)的數(shù)學(xué)模型和計(jì)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(jì)算機(jī)（平差軟件）進(jìn)行檢核計(jì)算，最后編寫課程設(shè)計(jì)報(bào)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(cè)圖項(xiàng)目按城市測(cè)量規(guī)范（CJJ/T8-2011）布設(shè)一個(gè)一級(jí)導(dǎo)線網(wǎng)作為首級(jí)平面控制網(wǎng)，主要技術(shù)要求為：平均邊長(zhǎng)300 m，測(cè)角中誤差±5”，測(cè)距中誤差15mm，導(dǎo)線全長(zhǎng)相對(duì)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

4、形路段坡度較大，人流量與車流量也很大，對(duì)整個(gè)地形的測(cè)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(jì)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(duì)整個(gè)校區(qū)地形的測(cè)量。并且利用所學(xué)習(xí)的平差理論對(duì)其進(jìn)行了平差，確定了待測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)。（5） 課程設(shè)計(jì)完成情況。利用所學(xué)習(xí)的平差原理與測(cè)量學(xué)的基本內(nèi)容，在為期有一周的時(shí)間內(nèi)完成了南京工業(yè)大學(xué)校區(qū)的地形測(cè)量，對(duì)待測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行計(jì)算。并對(duì)其精度進(jìn)行了評(píng)定，符合項(xiàng)目的要求。二、 平差方案的技術(shù)設(shè)計(jì)（1） 平差原理。平面控制網(wǎng)平差處理及精度評(píng)定平差模型：間接平差平差值方程：觀測(cè)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(xiàng)：平差準(zhǔn)則：邊角網(wǎng)的條件平差過程：觀測(cè)值平差值方程、誤差方程、法方程測(cè)值；利用自編計(jì)算程序解算基礎(chǔ)方程，求出觀測(cè)值的平差值、待定點(diǎn)的坐標(biāo)平差值；評(píng)定觀測(cè)值平差值的精度和坐標(biāo)平差值的精度。 進(jìn)行平差模型正確性的假設(shè)檢驗(yàn)。計(jì)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(zhǎng)平差值中誤差、方位角平差值中誤差。 計(jì)算相對(duì)誤差橢圓參數(shù)，繪相對(duì)誤差橢圓并圖解求最弱邊邊長(zhǎng)相對(duì)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(huì)利用平差理論計(jì)算相關(guān)問題。3. 會(huì)利用excel或其他程序?qū)ζ溥M(jìn)行編程計(jì)算。4. 熟練運(yùn)

6、用excel和matlab。5. 平均邊長(zhǎng)300 m，測(cè)角中誤差±5”，測(cè)距中誤差15mm，導(dǎo)線全長(zhǎng)相對(duì)閉合差1/14000,最弱點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差不得大于5 cm。（3） 平差模型的選擇和探討。測(cè)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(cè)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(cè)值的平差值及觀測(cè)值函數(shù)的估值，并評(píng)定出這些估值的精度。 間接平差問題：在一個(gè)多余觀測(cè)值的平差問題中，通過選定t個(gè)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(cè)間的不符值。并進(jìn)行精度評(píng)定。（4） 計(jì)算方案的確定及依據(jù)。計(jì)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(duì)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(jì)算機(jī)的程序設(shè)計(jì)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。（5） 計(jì)算方法和程序設(shè)計(jì)。計(jì)算方法：利用excel對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，處理，計(jì)算平差是所需要的B,P,l等；然后在將計(jì)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(jì)算。得到QXX、NBB等，為計(jì)算精度評(píng)定做好相關(guān)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。程序設(shè)計(jì)：在excel中，所用到的程序

8、有方位角的計(jì)算，角度值的轉(zhuǎn)換，矩陣的轉(zhuǎn)換，等等。方位角計(jì)算運(yùn)用ATAN（）函數(shù)，角度值計(jì)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。三、 平差計(jì)算的過程和質(zhì)量評(píng)價(jià)（1） 平差方案執(zhí)行情況。間接平差運(yùn)用熟練；對(duì)該項(xiàng)目的成果進(jìn)行了計(jì)算，成果符合要求。（2） 計(jì)算過程說(shuō)明。1. 利用給定的原始數(shù)據(jù)和測(cè)量數(shù)據(jù)，對(duì)導(dǎo)線網(wǎng)進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算，計(jì)算待定點(diǎn)的粗略坐標(biāo)。2. 對(duì)平差所需的系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算出a,b, X°(jk), Y°(jk)等等，計(jì)算出反算角度值L°計(jì)算出反算邊長(zhǎng)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(jì)算矩陣B,l,P等，4.

9、將計(jì)算的矩陣B,l,P導(dǎo)入MATLAB中計(jì)算相關(guān)的數(shù)據(jù)。5. 然后根據(jù)計(jì)算的數(shù)據(jù)進(jìn)行精度計(jì)算和誤差橢圓相關(guān)系數(shù)的計(jì)算。（3） 計(jì)算過程出現(xiàn)的問題、處理方法和效果。1. 方位角的計(jì)算顯示為負(fù)值時(shí)不能正確顯示；解決辦法：重新對(duì)其進(jìn)行程序編輯加上IF(DEGREES(ATAN(I38-E38)/G38)<0,180,0)。2. Excel中角度輸入時(shí)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(gè)行矩陣轉(zhuǎn)換為對(duì)角矩陣；解決辦法：假設(shè)是7個(gè)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(cè)量數(shù)據(jù)的質(zhì)量評(píng)價(jià)。計(jì)算后得到：?jiǎn)挝粰?quán)中誤差0=4.3275 <5符合要求。 點(diǎn)位坐標(biāo)為：四、 課程設(shè)計(jì)成果及體會(huì) （1）平差成果。南京工業(yè)大學(xué)校園數(shù)字化測(cè)圖工程平面控制網(wǎng)平差成果表（2）課程設(shè)計(jì)效果、經(jīng)驗(yàn)、體會(huì)、設(shè)想和建議。這次課程設(shè)計(jì)對(duì)我來(lái)說(shuō)意義很大，通過此次課程設(shè)計(jì)，使我更加扎實(shí)的掌握了有關(guān)平差計(jì)算方面的知識(shí)，在設(shè)計(jì)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(shí)欠缺和經(jīng)驗(yàn)不足。實(shí)踐出真知，通過親自動(dòng)手制作，使我們掌握的知識(shí)不再是紙上談兵。同時(shí)，對(duì)整本書有了一個(gè)更為深的理解。為期一周的課程設(shè)計(jì)雖很繁瑣，卻加深了自己對(duì)理論知識(shí)的進(jìn)一步理解，能夠應(yīng)用測(cè)量平差原理對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、計(jì)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(huì)到學(xué)有所用的自豪感。通過這次課程設(shè)計(jì)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(shí)的恒心、耐心和細(xì)心。另外，面對(duì)困難時(shí)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(cè)精度設(shè)計(jì)任務(wù)中，再算求矩陣逆的時(shí)候，有很

12、多行和列，這就需要我們用到matlab軟件來(lái)計(jì)算，但我發(fā)現(xiàn)很多同學(xué)都不會(huì)用這個(gè)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(shí)到學(xué)習(xí)測(cè)量平差的重要性。作為一個(gè)大三的大學(xué)生即將要走上社會(huì)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(lái)幫助你，都是你自己來(lái)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(shí)。作為一名測(cè)繪人，我們更要學(xué)會(huì)不怕吃苦，不怕累的精神?？吹阶约阂恢艿膶?shí)習(xí)成果，我的心里就有種說(shuō)不出來(lái)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(jì)，看到它我的求知欲又上升一個(gè)臺(tái)階。這就是我這幾天的學(xué)習(xí)和體會(huì)，珍惜我們的每一次實(shí)習(xí)。 對(duì)于這次課程設(shè)計(jì)起初我們還是遇到了很多問題，開始時(shí)看到那張平面控制網(wǎng)時(shí)，都無(wú)從下手，都不知道到底該分成幾條附和導(dǎo)線更簡(jiǎn)單，更合理。之后通過查閱資料