《測繪程序設(shè)計》8來自07測繪3魏志剛課件

測繪程序設(shè)計——控制網(wǎng)程序設(shè)計共8學(xué)時上機實驗4學(xué)時§4-3平面控制網(wǎng)平差程序設(shè)計

控制網(wǎng)的平差方法基本上分為兩類：條件平差法和間接平差法。在手工計算時，主要考慮的是選擇哪種法方程使得階數(shù)較少，又便于解算的方法，因此平差方法的選擇依控制網(wǎng)的具體情況而定。然而對于電算來說，主要考慮的是程序編制的難易度和通用性。于是用條件平差方法編制通用程序就必須顧及所有可能的條件式，而要做到這一點，即使只要求程序適合于測角網(wǎng)，程序編起來也是相當(dāng)困難。但是對于間接平差來說，情況就完全不同了。因為無論任何一個平面控制網(wǎng)，通常只包含兩類觀測值，即：方向觀測值和邊長觀測值，間接平差的基本公式

設(shè)：觀測值為L，其權(quán)為P，相應(yīng)的改正數(shù)為V，必要觀測值的個數(shù)為t，選定未知數(shù)X，則有誤差方程：V=BX+L法方程：BTPBX+BTPL=0法方程的解：X=-(BTPB)-1BTPL單位權(quán)中誤差：一、誤差方程式的列立間接平差以未知數(shù)(待定點的坐標(biāo))為平差對象，一個觀測值對應(yīng)著一個誤差方程式，誤差方程式包括兩類，一類為方向觀測值誤差方程式，另一類為邊長觀測值誤差方程式。對于某i測站其誤差方程式為其和方程式為(當(dāng)Mij<＝時)(當(dāng)Mij>時)2）近似定向角的計算定向角的近似值可任選，一般采用下列方法計算。(1)以零方向的方位角為定向角近似值，式中j為本測站的零方向。(2)以一個測站上各方向的近似定向角的平均值作為測站的近似定向角Mij為從i到j(luò)的觀測值3）方向系數(shù)aij、bij的計算當(dāng)改正數(shù)以厘米為單位，以米為單位時4）常數(shù)項Lij的計算5)方向誤差方程式的列立：以點的編號為序，從各測站的零方向開始，依次列出各方向觀測值的誤差方程式，并且列出一個誤差方程式后直接組成法方程，即誤差方程式不予存貯。用mi表示第i測站在DD[IODUO]數(shù)組中方向觀測值的起始地址，用ni表示終了地址，用dv表示誤差方程式的常數(shù)項，用p表示觀測值的權(quán)。程序如下：6)法方程式的組成2．邊長觀測值誤差方程式1）邊長觀測值誤差方程式的一般形式或其中，Sij0由近似坐標(biāo)計算而得，Sij為實測邊長。2）邊長觀測值誤差方程式的列立以觀測邊長在DL[IOS]數(shù)組中的存放順序，逐個列出邊長觀測值的誤差方程式，并組成法方程式。用dv表示誤差方程式的常數(shù)項，P表示觀測值的權(quán)。程序如下：二、方位角條件與邊長條件的列立1．方位角條件2．邊長條件3．條件式的列立平面控制網(wǎng)按坐標(biāo)間接平差中，當(dāng)存在條件式時未知數(shù)之間是不獨立的。解決的方法一般有以下兩種。(1)利用未知數(shù)之間的條件式，消去相關(guān)未知數(shù)，按一般的間接平差法解算。(2)列出未知數(shù)之間的條件式，按附有條件的間接平差法解算。由于消去未知數(shù)的方法不便于程序化，因此一般采用附有條件的間接平差來解算。其中a、b系數(shù)的計算與誤差方程式中的計算完全一樣，而且條件式不需要法化，直接附在法方程后即可。三、法方程式的組成與解算1．法方程式的組成2．法方程式的解算高斯消去法

下圖中A為已知水準(zhǔn)點，其高程HA＝237.483m，為了確定B、C、D點高程，共觀測了5個高差，高差觀測值及相應(yīng)水準(zhǔn)路線的路線長度為

試按間接平差法求B、C、D點高程的平差值。

實例：

§4-4高程控制網(wǎng)平差程序設(shè)計

這里主要介紹以測段的高差為平差元素、待定點的高程為未知數(shù)的間接平差法的解算過程。一、高程控制網(wǎng)間接平差的步驟及總框圖

1．高程控制網(wǎng)間接平差計算步驟(1)計算待定點的近似高程X＝(x1，x2．．．)T(2)列出誤差方程(3)組成法方程(4)解算法方程，求得dX＝(dx1，dx2．．．)T(5)求得平差后的高程X＝X十dX(6)如果dX中的絕對值最大的一個小于給定的值，則平差結(jié)束，否則由新的近似值再一次平差，即重復(fù)第(2)、(3)、(4)、(5)步。(7)精度評定。2．高程控制網(wǎng)間接平差流程圖

高程控制網(wǎng)間接平差是以測段高差為平差元素。一般為三角高程網(wǎng)和水準(zhǔn)高程網(wǎng)的平差計算。要能夠評定網(wǎng)中任意點高程和任意兩點間高差的精度。主要包括以下三個主模塊。(1)數(shù)據(jù)輸入模塊(2)平差計算模塊(3)精度評定及成果輸出模塊3．?dāng)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

(1)網(wǎng)形的編號

為了編程方便，首先約定各高程點編號由小到大按自然數(shù)的順序編碼，不可重復(fù)也不可缺少。已知點優(yōu)先于待定點，靠近已知點的待定點編號要盡量小。

(2)簡變約定(WORD為無符號整型)WORDIKP：已知點點數(shù)WORDIUP：未知點點數(shù)WORDIQ：總點數(shù)。IQ：IKP+IUPWORDIGL：已知概略高程點數(shù)WORDIOH：高差觀測個數(shù)WORDIZ：未知數(shù)總個數(shù)。IZ＝2*IUPWORDUD：評定精度的個數(shù)DoubleEM：驗前單位權(quán)中誤差(mm)試按間接平差法求B、C、D點高程的平差值。

實例：

下圖中A為已知水準(zhǔn)點，其高程HA＝237.483m，為了確定B、C、D點高程，共觀測了5個高差，高差觀測值及相應(yīng)水準(zhǔn)路線的路線長度為

例4—2如圖所示的水準(zhǔn)高程控制網(wǎng)，已知點2個，未知點3個，總點數(shù)5，已知概略高程點數(shù)0，高差觀測值個數(shù)7，評定精度的個數(shù)3。網(wǎng)形編號如圖4—2所示。各測段高差及距離測段名高差觀測值（m）測段距離（KM）黑土街寺莊路1.3591.1黑土街北大街2.0091.7關(guān)帝廟寺莊路0.3632.3關(guān)帝廟北大街1.0122.7寺莊路北大街0.6572.4寺莊路城南路0.2381.4城南路關(guān)帝廟-0.5952.6精度評定元素序號精度評定元素1寺莊路-北大街2寺莊路3北大街

列出一個誤差方程式后立即法化，并且要對i和j是否為已知點作處理。每一個誤差方程最多只能有三個法方程式的系數(shù)和二個常數(shù)項，其組成分別為：paa、pab、(或pba)、pbb、pal、pbl，將其分別累加于RM[]敷組和RW[]敷組的相應(yīng)單元，當(dāng)所有的誤差方程式都法化后組成最終的法方程系數(shù)和其對應(yīng)的常數(shù)項．誤差方程式的常數(shù)項以毫米為單位。3．程序字符串ADJC用于控制定權(quán)方式，如果ADJC：“水準(zhǔn)網(wǎng)”，則用定權(quán)元素的倒數(shù)定權(quán)；否則用定權(quán)元素倒數(shù)的平方定權(quán)?！?-5坐標(biāo)換帶與新舊坐標(biāo)轉(zhuǎn)換程序設(shè)計一、高斯投影坐標(biāo)換帶高斯投影坐標(biāo)換帶計算常用的兩種方法是，查表和使用高斯投影正、反算公式間接進行換帶計算。后一種方法其實質(zhì)是把橢球面上的大地坐標(biāo)作為過渡坐標(biāo)。首先把I投影帶內(nèi)的平面坐標(biāo)(x，y)1，利用高斯投影反算公式換算成橢球面上的大地坐標(biāo)(B，L)，進而得到（l為經(jīng)差)；然后再由此大地坐標(biāo)(B，L)，利用投影正算公式換算成相鄰帶Ⅱ的平面坐標(biāo)(x，y)Ⅱ，下面是高斯投影坐標(biāo)換帶計算常用的數(shù)學(xué)模型。1.高斯投影正算公式2.高斯投影反算公式利用高斯投影正、反算公式間接進行換帶計算，精度可靠，通用性強，它不僅適用于6°→6°帶，3°→3°帶以及6°→3°帶互相之間的鄰帶坐標(biāo)換帶，而且也適用于任意帶之間的坐標(biāo)換帶。高斯投影坐標(biāo)變換計算器輸入?yún)^(qū)輸出區(qū)

緯度BX=經(jīng)度LY=坐標(biāo)正算0000輸入?yún)^(qū)輸出區(qū)X=緯度B=Y=經(jīng)度L=坐標(biāo)反算0000二、新舊坐標(biāo)換算舊坐標(biāo)系指先前建立和計算了的控制點坐標(biāo)系，而新坐標(biāo)系指后來建立或重新計算的控制點坐標(biāo)系，這就必然存在著坐標(biāo)系的換算問題。換算方法不外乎有兩種——嚴(yán)密方法和近似方法。所謂嚴(yán)密方法，就是將舊網(wǎng)的全部觀測資料，重新歸算到新坐標(biāo)系中，重新平差并算出各點的新坐標(biāo)值。而近似方法是在舊網(wǎng)原始觀測資料不足或其它工程急需的情況下，常采用的一種方法。采用近似方法對新舊坐標(biāo)換算，必須有足夠的新舊網(wǎng)重合點，根據(jù)重合點的差值，按一定的規(guī)律修正舊網(wǎng)的各點坐標(biāo)值，使舊網(wǎng)與新網(wǎng)達到最佳吻合。下面是常見幾種方法的數(shù)學(xué)模型。

1．簡單變換方法(赫爾默特法)這種變換法的實質(zhì)是使舊網(wǎng)坐標(biāo)系平移、旋轉(zhuǎn)和進行尺度因子改正。其敷學(xué)模型如下2．正形變換法式中，p0，pl，p2，p3，q0，q1，q2，q3，分別為坐標(biāo)交換參數(shù)的最或是值。式中，a，b為坐標(biāo)平移值；α為坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)角，k為尺度因子。實驗三：控制測量常用程序設(shè)計一、實驗?zāi)康呐c要求⒈初步掌握控制測量數(shù)據(jù)處理過程中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類型；⒉初步學(xué)會控制測量常用軟件設(shè)計方法、過程、程序代碼編寫方法及程序調(diào)試過程。二、實驗安排⒈本實驗需要4學(xué)時。⒉實驗每個小組1人，用C語言在計算機上完成程序代碼