測量平差程序設(shè)計1教學(xué)課件

1、測量平差程序設(shè)計一、學(xué)習(xí)本課程的意義1、測量平差計算工作極其復(fù)雜、繁瑣,在計算機廣泛應(yīng)用之前一直是控制測量工作的一個難題。2、在計算機應(yīng)用于測量領(lǐng)域后，測量平差工作已經(jīng)變得非常輕松快捷，計算機一瞬間便可完成過去要數(shù)月甚至數(shù)年才能完成的計算工作。一、學(xué)習(xí)本課程的意義3、目前觀測儀器正朝著光電一體化和自動化方向迅猛發(fā)展，對測繪人員儀器操作技能要求已經(jīng)越來越低，而對其數(shù)據(jù)處理能力的要求則越來越高，因此，目前數(shù)據(jù)處理的能力成為了衡量測繪專業(yè)人員業(yè)務(wù)水平的主要標志。一、學(xué)習(xí)本課程的意義4、學(xué)習(xí)本課程，可以達到深入理解誤差與測量數(shù)據(jù)處理理論，培養(yǎng)邏輯思維能力的目的。并通過本課程安排的實踐環(huán)節(jié)，掌握數(shù)值計算

2、程序設(shè)計的基本技能，能為進一步深入學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。二、教學(xué)內(nèi)容和方法、要求（一）、教學(xué)內(nèi)容1、控制網(wǎng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計的概念與方法2、觀測數(shù)據(jù)的錄入與判讀、存儲方法（一）、教學(xué)內(nèi)容3、近似坐標的推算方法4、以方向值為觀測值，按間接平差模型組成誤差方程的方法（一）、教學(xué)內(nèi)容5、對稱線性方程組的上三角存儲方法6、高斯約化法解算線性對稱方程組的算法（一）、教學(xué)內(nèi)容7、上三角存儲下的法方程系數(shù)陣求逆方法8、精度評定算法9、成果輸出設(shè)計（二）、教學(xué)方法、要求教學(xué)方法：結(jié)合一個任意導(dǎo)線控制網(wǎng)程序設(shè)計的實例，循序漸進的講授測量數(shù)值計算程序設(shè)計的方法和技能。在授課過程中，適度復(fù)習(xí)測量平差的基本理論與方法，使平差理論掌

3、握不太好的同學(xué)，也能理解本課程授課內(nèi)容。（二）、教學(xué)方法、要求要求：1、學(xué)習(xí)本課程后，能熟練運用VB程序設(shè)計語言，掌握導(dǎo)線控制網(wǎng)平差、高程控制網(wǎng)平差、最小二乘平面坐標轉(zhuǎn)換、最小二乘擬合等常用測量計算程序的設(shè)計方法與技能（二）、教學(xué)方法、要求要求：2、通過學(xué)習(xí)本課程，深化對測量誤差理論與方法的理解，使邏輯思維能力得到高強度的鍛煉（三）、程序設(shè)計的主要環(huán)節(jié)和難點1、控制網(wǎng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計：由于控制網(wǎng)的網(wǎng)型是不可預(yù)設(shè)的，所以平差程序必須能適應(yīng)各種可能的網(wǎng)型。要實現(xiàn)這一要求，設(shè)計能使計算機能夠識別控制網(wǎng)網(wǎng)型的觀測數(shù)據(jù)格式，是程序設(shè)計的首要問題。（三）、程序設(shè)計的主要環(huán)節(jié)和難點數(shù)據(jù)組織的優(yōu)劣直接決定了計算程

4、序的實用性、可靠性，并很大程度上決定了程序的復(fù)雜程度。因此這項工作是非常關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)，也是設(shè)計工作的一個難點。（三）、程序設(shè)計的主要環(huán)節(jié)和難點2、數(shù)據(jù)的判讀、存儲方法設(shè)計：控制網(wǎng)的形狀是復(fù)雜而多樣的，平差程序要解決觀測值是由什么點照準什么點的？控制點點名與點號如何對應(yīng)等一系列問題。這些問題處理的方法是否簡便易行、安全可靠，都有賴于觀測數(shù)據(jù)的判讀和分類存儲設(shè)計，所以這也是平差程序設(shè)計的難點之一。（三）、程序設(shè)計的主要環(huán)節(jié)和難點3、近似坐標推算：測量平差采用的最小二乘準則是建立在線性代數(shù)基礎(chǔ)上的，所以為了將條件方程（誤差方程）線性化，首先要推算待定點計算坐標。如前所述，由于控制網(wǎng)形不可預(yù)設(shè)，所以

5、設(shè)計一種能適合各種網(wǎng)形結(jié)構(gòu)的近似坐標推算的算法，也是平差程序設(shè)計的難點之一。（三）、程序設(shè)計的主要環(huán)節(jié)和難點4、誤差方程建立、法方程組成和解算：相對于前幾個問題，這一部分程序的實現(xiàn)，需要較高的設(shè)計技巧，但其算法已經(jīng)較為成熟，有公開的資料可供借鑒。對比而言，如果說前3個問題的解決，需要創(chuàng)造性地找出算法，而這一問題，困難則在于如何靈活將給定的算法程序化。（三）、程序設(shè)計的主要環(huán)節(jié)和難點5、精度評定和成果輸出：對于間接平差，法方程系數(shù)陣的逆陣就是待定參數(shù)的協(xié)因數(shù)陣，所以前者歸結(jié)于三角陣存儲的法方程系數(shù)陣求逆問題，這一部分運用的設(shè)計技巧難度很大，而后者技巧上沒有什么難度，但是實現(xiàn)較為繁瑣。三、平差程序

6、的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計1、什么叫做平差程序的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)測量觀測數(shù)據(jù)之間存在固定的關(guān)系，例如方向值、觀測邊都只有與測站點、照準點聯(lián)系起來才有意義，所以確定了關(guān)系的觀測值就是“控制網(wǎng)”的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。三、平差程序的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計盡管對于觀測結(jié)束的控制網(wǎng)而言，觀測之間的關(guān)系是確定的，但是不同的平差程序，反映這些關(guān)系的方法不相同，所以說控制網(wǎng)的已知數(shù)據(jù)、觀測數(shù)據(jù)、以及描述它們之間聯(lián)系的組織編排方法設(shè)計，就稱為“測量平差程序”的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計。 三、平差程序的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計2、控制網(wǎng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在平差程序設(shè)計中的作用對于一個復(fù)雜的通用平差程序設(shè)計，首要的問題就是確定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。程序的實用性、可靠性都很大程度上取決于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是否合理。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)也直接決定著算法，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一變，程序就隨之改變，所以數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計是一個非常重要的問題，以至于有人提出；算法數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)程序。三、平差程序的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計3、平差程序的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足的條件（1）、充分條件：應(yīng)包含足夠的數(shù)據(jù)，即：必要的起算數(shù)據(jù)，大于必要觀測數(shù)的獨立觀測值，這一點主要通過合理的布網(wǎng)和觀測來解決，與程序設(shè)計關(guān)系不大。三、平差程序的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計（2）、必要條件：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)只含構(gòu)網(wǎng)必須的數(shù)據(jù)，無冗余數(shù)據(jù)。注意這里所謂冗余數(shù)據(jù)是指描述網(wǎng)型的關(guān)系數(shù)據(jù)冗余，而不是多余觀測數(shù)。三、平差程序的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計（3）、滿足充分必要條件與否與程序的關(guān)系：不滿足充