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：“誤差理論與測(cè)量平差基礎(chǔ)”課程設(shè)計(jì)專 業(yè)：測(cè)繪工程班級(jí)學(xué)號(hào)：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(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(guò)程和質(zhì)量評(píng)價(jià).（1）平差方案執(zhí)行情況。（2）計(jì)算過(guò)程說(shuō)明。（3）計(jì)算過(guò)程出現(xiàn)的問(wèn)題、處理方法和效果。（4）控制網(wǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)的質(zhì)量評(píng)價(jià)。4

2、.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(wèn)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)踐與應(yīng)用，同

3、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

4、比較復(fù)雜，地形路段坡度較大，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：常

5、數(shù)項(xiàng)：平差準(zhǔn)則：邊角網(wǎng)的條件平差過(guò)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(wèn)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)用excel

6、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)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(wèn)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(wèn)題：在一個(gè)多余觀測(cè)值的平差問(wèn)題中，通過(guò)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)的最佳估值及

7、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，所用到的程序有方位角的

8、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(guò)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(guò)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. 將計(jì)算的矩

9、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(guò)程出現(xiàn)的問(wèn)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中輸入公式:=$

10、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：最終點(diǎn)位坐標(biāo)值坐標(biāo)中誤差點(diǎn)位編號(hào)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 2835.28300

11、1 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 P93488.547658 3243.398094 5.1745 P103110.271697 3296.178842 5.1911 P112851.319847 3014.815964 4.2780 P122601.296628 2912.836987 3.6752 P132825.381490 3520.8602

12、12 6.0449 P142552.980261 3252.995164 5.3787 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)平差成果表點(diǎn)名坐標(biāo)（m）點(diǎn)位中誤差 mm點(diǎn)位誤差橢圓元素XYMEFE(度)1E(度)2P13801.9978442629.698327 4.4376 3.81318 2.26986 140°2922320°2922P23553.258141 2559.474739 5.0044 4.40301 3.06530 124°0042304°0042P33215.158523 2573.62033

13、7 5.3886 4.16412 3.42004 114°1739294°1739P43024.788896 2835.283001 4.3199 3.63673 2.33151 111°0334291°0334P52867.916283 2557.346788 3.6671 3.04043 2.05024 87°0551267°0551P63752.473845 3006.007648 3.5990 2.96316 2.04265 80°4258260°4258P73528.968987 2863.681953

14、4.8475 3.90545 2.87149 111°0920291°0920P83266.687413 2953.786015 5.0080 4.21068 2.71115 109°1342289°1342P93488.547658 3243.398094 5.1745 4.12852 3.11942 71°3649251°3649P103110.271697 3296.178842 5.1911 4.05705 3.23843 119°1821299°1821P112851.319847 3014.815964

15、 4.2780 3.24526 2.78733 119°2654299°2654P122601.296628 2912.836987 3.6752 2.93450 2.21268 172°5201352°5201P132825.381490 3520.860212 6.0449 3.69930 2.20908 95°1354275°1354P142552.980261 3252.995164 5.3787 4.35396 3.15812 11°3607191°3607（2）課程設(shè)計(jì)效果、經(jīng)驗(yàn)、體會(huì)、設(shè)想和建議。這次

16、課程設(shè)計(jì)對(duì)我來(lái)說(shuō)意義很大，通過(guò)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(guò)程中雖然遇到了一些問(wèn)題，但經(jīng)過(guò)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(shí)欠缺和經(jīng)驗(yàn)不足。實(shí)踐出真知，通過(guò)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(guò)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(wèn)題時(shí)的恒心、

17、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(guò)程中也遇到了許多問(wèn)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(jué)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(méi)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(wèn)，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(guò)，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)。