测量平差程序设计
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一、学习本课程的意义
4、学习本课程,可以达到深入理解误 差与测量数据处理理论,培养逻辑思 维能力的目的。并通过本课程安排的 实践环节,掌握数值计算程序设计的 基本技能,能为进一步深入学习奠定 基础。
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二、教学内容和方法、要求
(一)、教学内容
➢ 1、控制网数据结构设计的概念与 方法
➢ 2、观测数据的录入与判读、存储 方法
序设计语言,掌握导线控制网平差、 高程控制网平差、最小二乘平面坐标 转换、最小二乘拟合等常用测量计算 程序的设计方法与技能
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(二)、教学方法、要求
要求: ➢ 2、通过学习本课程,深化对测量误差
理论与方法的理解,使逻辑思维能力 得到高强度的锻炼
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(三)、程序设计的主要环节和难点 1、控制网数据结构设计: ➢ 由于控制网的网型是不可预设的,所以平
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(三)、程序设计的主要环节和难点
3、近似坐标推算: ➢ 测量平差采用的最小二乘准则是建立在线
性代数基础上的,所以为了将条件方程 (误差方程)线性化,首先要推算待定点 计算坐标。如前所述,由于控制网形不可 预设,所以设计一种能适合各种网形结构 的近似坐标推算的算法,也是平差程序设 计的难点之一。
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(三)、程序设计的主要环节和难点
4、误差方程建立、法方程组成和解算: 相对于前几个问题,这一部分程序的实现,
需要较高的设计技巧,但其算法已经较为 成熟,有公开的资料可供借鉴。对比而言, 如果说前3个问题的解决,需要创造性地找 出算法,而这一问题,困难则在于如何灵 活将给定的算法程序化。
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(三)、程序设计的主要环节和难点
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测量平差程序设计
一、学习本课程的意义 ➢ 1、测量平差计算工作极其复杂、繁琐,
在计算机广泛应用之前一直是控制测量 工作的一个难题。 ➢ 2、在计算机应用于测量领域后,测量平 差工作已经变得非常轻松快捷,计算机 一瞬间便可完成过去要数月甚至数年才 能完成的计算工作。
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一、学习本课程的意义
3、目前观测仪器正朝着光电一体化和 自动化方向迅猛发展,对测绘人员仪 器操作技能要求已经越来越低,而对 其数据处理能力的要求则越来越高, 因此,目前数据处理的能力成为了衡 量测绘专业人员业务水平的主要标志。
5、精度评定和成果输出: 对于间接平差,法方程系数阵的逆阵
就是待定参数的协因数阵,所以前者 归结于三角阵存储的法方程系数阵求 逆问题,这一部分运用的设计技巧难 度很大,而后者技巧上没有什么难度, 但是实现较为繁琐。
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三、平差程序的数据结构设计
1、什么叫做平差程序的数据结构
测量观测数据之间存在固定的关系,例 如方向值、观测边都只有与测站点、照 准点联系起来才有意义,所以确定了关 系的观测值就是“控制网”的数据结构。
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(三)、程序设计的主要环节和难点
2、数据的判读、存储方法设计: ➢ 控制网的形状是复杂而多样的,平差程序
要解决观测值是由什么点照准什么点的? 控制点点名与点号如何对应等一系列问题。 这些问题处理的方法是否简便易行、安全 可靠,都有赖于观测数据的判读和分类存 储设计,所以这也是平差程序设计的难点教学方法: ➢ 结合一个任意导线控制网程序设计的
实例,循序渐进的讲授测量数值计算 程序设计的方法和技能。在授课过程 中,适度复习测量平差的基本理论与 方法,使平差理论掌握不太好的同学, 也能理解本课程授课内容。
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(二)、教学方法、要求
要求: ➢ 1、学习本课程后,能熟练运用VB程
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三、平差程序的数据结构设计
(3)、满足充分必要条件与否与程序 的关系:不满足充分条件,控制网中 的待定元素将不能全部算出,从而程 序不能成功运行;若不满足必要条件, 可能程序能成功运行,解算正确,但 是由于多而复杂的数据录入,使程序 的方便性、可读性受到影响,用户会 感到使用不便、难于维护,影响程序 的质量。
对于一个复杂的通用平差程序设计,首要 的问题就是确定数据结构。程序的实用性、 可靠性都很大程度上取决于数据结构是否 合理。数据结构也直接决定着算法,数据 结构一变,程序就随之改变,所以数据结 构设计是一个非常重要的问题,以至于有 人提出;算法+数据结构=程序。
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三、平差程序的数据结构设计
3、平差程序的数据结构应满足的 条件
差程序必须能适应各种可能的网型。要实 现这一要求,设计能使计算机能够识别控 制网网型的观测数据格式,是程序设计的 首要问题。
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(三)、程序设计的主要环节和难点
➢ 数据组织的优劣直接决定了计算程序 的实用性、可靠性,并很大程度上决 定了程序的复杂程度。因此这项工作 是非常关键的一个环节,也是设计工 作的一个难点。
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三、平差程序的数据结构设计
尽管对于观测结束的控制网而言,观测之 间的关系是确定的,但是不同的平差程序, 反映这些关系的方法不相同,所以说控制 网的已知数据、观测数据、以及描述它们 之间联系的组织编排方法设计,就称为 “测量平差程序”的数据结构设计。
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三、平差程序的数据结构设计
2、控制网数据结构在平差程序设计 中的作用
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(一)、教学内容
➢ 3、近似坐标的推算方法 ➢ 4、以方向值为观测值,按间接平
差模型组成误差方程的方法
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(一)、教学内容 ➢ 5、对称线性方程组的上三角存储
方法 ➢ 6、高斯约化法解算线性对称方程
组的算法
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(一)、教学内容
➢ 7、上三角存储下的法方程系数阵 求逆方法
➢ 8、精度评定算法 ➢ 9、成果输出设计
(1)、充分条件:应包含足够的 数据,即:必要的起算数据,大于 必要观测数的独立观测值,这一点 主要通过合理的布网和观测来解决, 与程序设计关系不大。
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三、平差程序的数据结构设计
(2)、必要条件:数据结构只含 构网必须的数据,无冗余数据。注 意这里所谓冗余数据是指描述网型 的关系数据冗余,而不是多余观测 数。