MATLAB語言上機(jī)實(shí)習(xí)報(bào)告

本文格式為Word版，下載可任意編輯——MATLAB語言上機(jī)實(shí)習(xí)報(bào)告

課程名稱：測繪程序設(shè)計(jì)課程性質(zhì)：必修

測繪程序設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)報(bào)告

學(xué)院：測繪工程學(xué)院班級(jí)：實(shí)習(xí)地點(diǎn)：

1220501

核工樓410

班級(jí)組號(hào)：學(xué)生姓名：

趙建新

學(xué)生學(xué)號(hào)：202320230163指導(dǎo)教師：王建強(qiáng)

日期：年月日

目錄

試驗(yàn)1matlab軟件練習(xí)2試驗(yàn)2matlab解算方程5試驗(yàn)3matlab繪圖8試驗(yàn)4角度弧度互換12試驗(yàn)5坐標(biāo)正反算15試驗(yàn)6水準(zhǔn)網(wǎng)計(jì)算17試驗(yàn)7導(dǎo)線網(wǎng)計(jì)算20試驗(yàn)8坐標(biāo)轉(zhuǎn)換23試驗(yàn)心得26

1

試驗(yàn)1matlab軟件練習(xí)

試驗(yàn)考核序號(hào)1234總評(píng)

考核內(nèi)容課堂表現(xiàn)程序評(píng)價(jià)試驗(yàn)效果總結(jié)評(píng)價(jià)考核等級(jí)備注點(diǎn)名、試驗(yàn)可讀性、移植性等精度、可靠性等認(rèn)識(shí)深度等[試驗(yàn)項(xiàng)目]：

MATLAB軟件練習(xí)。

[試驗(yàn)?zāi)康腯：

熟悉對(duì)MATLAB的操作。

[試驗(yàn)儀器設(shè)備]：

計(jì)算機(jī)及MATLABR2023a程序設(shè)計(jì)語言。

[試驗(yàn)原理]：

Matlab主要應(yīng)用于數(shù)學(xué)計(jì)算、系統(tǒng)建模與仿真、數(shù)學(xué)分析與可視化、科學(xué)與工程制圖和用戶界面設(shè)計(jì)等。Matlab是一個(gè)交互式開發(fā)系統(tǒng)，其基本數(shù)據(jù)要素是矩陣。它的語法規(guī)則簡單，用解釋方式工作，編寫程序和運(yùn)行同步，鍵入程序馬上得出結(jié)果，人機(jī)交互更加簡單和智能化。

[試驗(yàn)內(nèi)容]：

開啟matlab，將鼠標(biāo)放至菜單欄和工具欄圖標(biāo)上，了解其功能特點(diǎn)以及單擊某個(gè)圖標(biāo)，熟悉它的界面、操作。例如：（1）命令窗口：是進(jìn)行matlab操作最主要的窗口，可以把命令窗口看成“草稿本〞。在命令窗口輸入matlab的命令和數(shù)據(jù)后按回車鍵，馬上執(zhí)行運(yùn)算并現(xiàn)實(shí)結(jié)果。語句形式為：>>變量=表達(dá)式。（2）歷史命令窗口：位于界面的左下側(cè)，用來記錄并顯示已經(jīng)運(yùn)行過的命令、函數(shù)及

2

表達(dá)式。在默認(rèn)設(shè)置下，該窗口會(huì)顯示自安裝一來所有使用過的命令的歷史記錄，并標(biāo)明每次啟動(dòng)軟件的時(shí)間。（3）當(dāng)前目錄瀏覽窗口：界面的左上側(cè)，用來設(shè)置當(dāng)前目錄，并顯示當(dāng)前目錄下的M-文件、Mat文件、Mdl文件等文件信息，窗口中包括文件類型、文件大小、最終修改時(shí)間和文件的說明信息等。

[試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及處理]：（1）運(yùn)行matlab，界面是一個(gè)高度集成的工作界面，主要由菜單欄、工具欄、當(dāng)前工作目錄窗口、工作空間管理窗口、歷史命令窗口和命令窗口等組成，如下圖所示：

（2）建立“M-文件〞（“M-文件編輯/調(diào)試窗口集合了代碼編輯和程序調(diào)試的功能，兵可以分析程序的運(yùn)行效率）

3

[試驗(yàn)結(jié)論]：

Matlab是一款很好的應(yīng)用于數(shù)學(xué)計(jì)算、系統(tǒng)建模與仿真、數(shù)學(xué)分析與可視化、科學(xué)與工程制圖和用戶界面設(shè)計(jì)等軟件。

[試驗(yàn)本卷須知]：

認(rèn)真操作熟悉軟件界面的功能。

4

試驗(yàn)2matlab解算方程

試驗(yàn)考核序號(hào)1234總評(píng)

考核內(nèi)容課堂表現(xiàn)程序評(píng)價(jià)試驗(yàn)效果總結(jié)評(píng)價(jià)考核等級(jí)備注點(diǎn)名、試驗(yàn)可讀性、移植性等精度、可靠性等認(rèn)識(shí)深度等[試驗(yàn)項(xiàng)目]：

方程組的解算

[試驗(yàn)?zāi)康腯：

matlab解各類方程組都是可以的，方法也有多種。要求把握以下兩種方法：1、采用求逆（左除）運(yùn)算解方程組；2、采用solve函數(shù)解高次方程組。

[試驗(yàn)儀器設(shè)備]：

計(jì)算機(jī)及MATLABR2023a程序設(shè)計(jì)語言。

[試驗(yàn)原理]：

1、求逆的方法：x=inv(A)*b左除的方法：x=A\\b；

2、solve函數(shù)：solve(s1,s2,?,sn,v1,v2,?,vn)，即求表達(dá)式s1,s2,?,sn。

[試驗(yàn)內(nèi)容]：

例如

1、求解一下方程組：x1+2x2=8和2x1+3x2=13；程序如下：

>>A=[1,2;2,3];b=[8;13];>>x=inv(A)*b；

5

或者>>x=A\\b；

2、使用solve函數(shù)求解以下方程組：x^2+x*y+y=3和x^2-4*x+3=0；程序如下：

>>[x,y]=solve('x^2+x*y+y=3','x^2-4*x+3=0')或

>>[x,y]=solve('x^2+x*y+y=3','x^2-4*x+3=0','x','y')

[試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及處理]：

1、求解得

>>A=[1,2;2,3];b=[8;13];x=inv(A)*bx=23>>x=A\\bx=

2.00003.00002、求解得：

>>[x,y]=solve('x^2+x*y+y=3','x^2-4*x+3=0','x','y')x=

13y=1

-3/2

6

[試驗(yàn)結(jié)論]：

應(yīng)用MATLAB軟件求解方程組十分便利，并且效率高。

[試驗(yàn)本卷須知]：

合理選擇使用函數(shù)并正確書寫。

7

試驗(yàn)3matlab繪圖

試驗(yàn)考核序號(hào)1234總評(píng)考核內(nèi)容課堂表現(xiàn)程序評(píng)價(jià)試驗(yàn)效果總結(jié)評(píng)價(jià)考核等級(jí)備注點(diǎn)名、試驗(yàn)可讀性、移植性等精度、可靠性等認(rèn)識(shí)深度等[試驗(yàn)項(xiàng)目]：

MATLAB繪圖。

[試驗(yàn)?zāi)康腯：

利用MATLAB繪制二維、三維圖形。

[試驗(yàn)儀器設(shè)備]：

計(jì)算機(jī)及MATLABR2023a程序設(shè)計(jì)語言。

[試驗(yàn)原理]：

1、MATLAB中提供了plot、loglog、semilogx、semilogy、polar、poltyy6個(gè)十分實(shí)用的基本二維繪圖函數(shù)。下面以介紹使用plot函數(shù)來繪圖為例。2、就像二維繪圖一樣，MATLAB中還提供了好多三維繪圖函數(shù)，一些三維繪圖函數(shù)的函數(shù)名只是在二維繪圖函數(shù)的函數(shù)名后加了一個(gè)3，調(diào)用方法也很類似。下面以介紹“調(diào)用plot3函數(shù)繪制三維螺旋線〞為例。

[試驗(yàn)內(nèi)容]：

1、二維圖形繪制例如畫一個(gè)正弦函數(shù)在

內(nèi)的圖像，程序如下：

x=0:0.25:2*pi;%產(chǎn)生一個(gè)從0到2pi，步長為0.25的向量y=sin(x);%計(jì)算x中各點(diǎn)處的正弦函數(shù)值plot(x,y)%繪制正弦函數(shù)

8

xlabel('X');%為X軸加標(biāo)簽ylabel('Y');%為Y軸加標(biāo)簽2、三維圖形繪制x=[0:0.1:2*pi];y=[0:0.1:2*pi];z=sin(y')*cos(x);mesh(x,y,z);title('三維圖');xlabel('X軸');ylabel('Y軸');zlabel('z軸');

[試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及處理]：

根據(jù)試驗(yàn)內(nèi)容編寫的程序我們可以繪制出以下二維和三維圖形，如圖1和圖2所示：

9

圖1二維正弦函數(shù)圖

10

圖2三維模型圖

[試驗(yàn)結(jié)論]：

通過使用函數(shù)可以很簡單地繪制出我們所需要的圖形，對(duì)數(shù)據(jù)的變化形式很簡單把握。

[試驗(yàn)本卷須知]：

要選用正確的函數(shù)去繪制二維或者三維的圖形，并且要去把握各種函數(shù)的調(diào)用方法和格式。

11

試驗(yàn)4角度弧度互換

試驗(yàn)考核序號(hào)1234總評(píng)考核內(nèi)容課堂表現(xiàn)程序評(píng)價(jià)試驗(yàn)效果總結(jié)評(píng)價(jià)考核等級(jí)備注點(diǎn)名、試驗(yàn)可讀性、移植性等精度、可靠性等認(rèn)識(shí)深度等[試驗(yàn)項(xiàng)目]：

角度弧度互換

[試驗(yàn)?zāi)康腯：

熟悉運(yùn)用MATLAB軟件解算方程

[試驗(yàn)儀器設(shè)備]：

計(jì)算機(jī)及MATLABR2023a程序設(shè)計(jì)語言。

[試驗(yàn)原理]：

一、n元一次方程求解1、例如：

對(duì)二元一次方程組2x+4y=10的求解，用矩陣形式求解，過程如下：2x-y=0

24x10

=

先寫成系數(shù)矩陣的形式2-1y0

根據(jù)矩陣的運(yùn)算求解x、y。假使是三元一次的，原理都一樣，只是矩陣的形式不同。

12

二、n元屢屢方程組求解

對(duì)二元二次方程組x^2+x*y+4y=10的求解，用常規(guī)數(shù)學(xué)方法求解，過程如下：

x^2-4x+6=3

采用代入消元法求解。而MATLAB中借用代碼slove來解算。

[試驗(yàn)內(nèi)容]：一、n元一次方程求解

1、新建一個(gè)“M-文件〞，命名為“zhaojianxin1.m〞，雙擊開啟；2、令A(yù)=24B=10

2-10輸入完后，寫入以下程序代碼。其程序代碼為：R_A=rank(A);C=A\\B

在命令窗口中運(yùn)行這個(gè)文件，即：>>zhaojianxin1回車，得到以下結(jié)果：C=

12

第一行為x的解，其次行為y的解。

二、n元屢屢方程組求解

1、新建一個(gè)“M-文件〞，命名為“zhaojianxin2.m〞，雙擊開啟；2、寫入代碼：[x,y]=solve('x^2+x*y+4*y=10','x^2-4*x+6=3')3、在命令窗口中運(yùn)行這個(gè)文件，即：

13

>>zhaojianxin2回車，得到以下結(jié)果：x=31y=1/79/5

說明該方程組有四個(gè)實(shí)根。

[試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及處理]：

方程組2x+4y=102x-y=0x^2+x*y+4y=10x^2-4x+6=3主要代碼（求解方案）首先將方程組寫成矩陣形式，再加上代碼：R_A=rank(A);C=A\\B，運(yùn)行該程序文件。和n元一次不同，直接寫代碼：[x,y]=solve('x^2+x*y+4*y=10','x^2-4*x+6=3')，然后在命令窗口運(yùn)行程序文件。

[試驗(yàn)結(jié)論]：

MATLAB軟件在進(jìn)行方程組的求解時(shí)，能夠快速并確鑿的算出答案，提高了工作效率。

[試驗(yàn)本卷須知]：

不同形式的方程組按不同的方法進(jìn)行編寫、解算。

14

試驗(yàn)5坐標(biāo)正反算

試驗(yàn)考核序號(hào)1234總評(píng)考核內(nèi)容課堂表現(xiàn)程序評(píng)價(jià)試驗(yàn)效果總結(jié)評(píng)價(jià)考核等級(jí)備注點(diǎn)名、試驗(yàn)可讀性、移植性等精度、可靠性等認(rèn)識(shí)深度等[試驗(yàn)項(xiàng)目]：

坐標(biāo)正反算

[試驗(yàn)?zāi)康腯：

能夠熟練的運(yùn)用坐標(biāo)正反算計(jì)算程序解決一些實(shí)際問題。

[試驗(yàn)儀器設(shè)備]：

計(jì)算機(jī)及MATLABR2023a程序設(shè)計(jì)語言。

[試驗(yàn)原理]：

1、坐標(biāo)正算即已知A點(diǎn)坐標(biāo)

，求B點(diǎn)坐標(biāo)

,A點(diǎn)至B點(diǎn)水平距離

以及坐標(biāo)方位角

的過程。計(jì)算公式如下：

2、坐標(biāo)反算即已知了兩個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)，沒有起算邊的坐標(biāo)方位角，需要通過坐標(biāo)反算得出坐標(biāo)方位角。設(shè)A、B兩已知點(diǎn)的坐標(biāo)分別為直線AB的坐標(biāo)方位角

和水平距離

為：

和

，則

15

[試驗(yàn)內(nèi)容]:

1、設(shè)點(diǎn)A（100，100），

=60，S=1000m,求B點(diǎn)坐標(biāo)。

。

2、設(shè)點(diǎn)A(100,100),B(80,120)，求S以及

[試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及處理]：

設(shè)計(jì)程序以及結(jié)果如下

1、>>Xa=100;Ya=100;S=1000;as=60;Xb=Xa+S*cos(pi*as/180)Yb=Ya+S*sin(pi*as/180)Xb=600.0000Yb=966.0254

2、>>Xa=100;Ya=100;Xb=80;Yb=120;Yab=Yb-Ya;Xab=Xb-Xa;

qsfwj=atan(abs(Yab)/abs(Xab))*180/piS=sqrt(Yab^2+Xab^2)S=28.2843qsfwj=45

[試驗(yàn)結(jié)論]：

使用MATLAB軟件解算坐標(biāo)正反算工作問題，大大提高了效率。

[試驗(yàn)本卷須知]：

在反算方位角中，由于反三角函數(shù)計(jì)算的結(jié)果有多值性所以在計(jì)算坐標(biāo)方位角之前，要先計(jì)算象限角。

16

試驗(yàn)6水準(zhǔn)網(wǎng)計(jì)算

試驗(yàn)考核序號(hào)1234總評(píng)考核內(nèi)容課堂表現(xiàn)程序評(píng)價(jià)試驗(yàn)效果總結(jié)評(píng)價(jià)考核等級(jí)備注點(diǎn)名、試驗(yàn)可讀性、移植性等精度、可靠性等認(rèn)識(shí)深度等[試驗(yàn)項(xiàng)目]：

水準(zhǔn)網(wǎng)計(jì)算。

[試驗(yàn)?zāi)康腯：

實(shí)踐并熟悉利用MATLAB軟件解決測繪中水準(zhǔn)網(wǎng)計(jì)算問題。

[試驗(yàn)儀器設(shè)備]：

計(jì)算機(jī)及MATLABR2023a程序設(shè)計(jì)語言。

[試驗(yàn)原理]：

分為條件平差和間接平差；本質(zhì)是利用最小二乘法，求得最正確估計(jì)值。

AV+W=0V=BX+L

條件平差NK+W=0間接平差NX+B’PL=0

W=AP-1A’N=B‘PB

[試驗(yàn)內(nèi)容]：

建立新文件，開啟，具體代碼如下：D=[674.3842.1587.4732.3];h=[12.3642.324-3.683-11.003]';

A=[1111];%輸入已知數(shù)據(jù)，也可以采用調(diào)用方式調(diào)用數(shù)據(jù)W=sum(h);

17

P=diag(1./D);%閉合差求解Q=inv(P);Naa=A*Q*A';

K=-inv(Naa)*W;%求解法方程V=Q*A'*K;

ha=h+V;%高差改正

H1=100;H2=H1+ha(1,1);H3=H2+ha(2,1);H4=H3+ha(3,1);H=[H1H2H3

H4]%每個(gè)點(diǎn)高程%*****************精度評(píng)定****************f=[1111]';

OO=(V'*P*V)^0.5;%求單位權(quán)中誤差QFF=f'*Q*f-f'*Q*A'*inv(Naa)*A*Q*f;DFF=OO^2*QFF

[試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及處理]：

根據(jù)以上假設(shè)的數(shù)據(jù)，在命令窗口中運(yùn)行該代碼，運(yùn)行結(jié)果如下：H=

1001236/1113189/115

31525/284該結(jié)果為H1、H2、H3、H4的平差結(jié)果DFF=

0精度評(píng)定

[試驗(yàn)結(jié)論]：

18

在測量工作中，經(jīng)常會(huì)碰見水準(zhǔn)網(wǎng)測量、平差計(jì)算，用人工去計(jì)算的話，會(huì)花費(fèi)大量的時(shí)間而且精度和確鑿度難以把握確定，然而借助MATLAB軟件可以很好地解決這一實(shí)際工作問題。

[試驗(yàn)本卷須知]：

正確合理的選用條件平差或是間接平差去解決水準(zhǔn)網(wǎng)測量中平差計(jì)算問題。

19

試驗(yàn)7導(dǎo)線網(wǎng)計(jì)算

試驗(yàn)考核序號(hào)1234總評(píng)考核內(nèi)容課堂表現(xiàn)程序評(píng)價(jià)試驗(yàn)效果總結(jié)評(píng)價(jià)考核等級(jí)備注點(diǎn)名、試驗(yàn)可讀性、移植性等精度、可靠性等認(rèn)識(shí)深度等[試驗(yàn)項(xiàng)目]：

導(dǎo)線網(wǎng)計(jì)算

[試驗(yàn)?zāi)康腯：

熟練地使用matlab程序語言去解決測繪工作中導(dǎo)線網(wǎng)計(jì)算問題。

[試驗(yàn)儀器設(shè)備]：

計(jì)算機(jī)及MATLABR2023a程序設(shè)計(jì)語言。

[試驗(yàn)原理]：

支導(dǎo)線是從一個(gè)已知控制點(diǎn)出發(fā)，既不附合于另一個(gè)已知控制點(diǎn)，也不閉合于原來的起始控制點(diǎn)。并且支導(dǎo)線一般只限于地形測量中的圖根導(dǎo)線中采用。例如：

[試驗(yàn)內(nèi)容]：

給出已知點(diǎn)的數(shù)據(jù)，（坐標(biāo)、方位角）和各觀測值輸入到zdxw.txt文檔中，如圖：

20

[試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及處理]：

試驗(yàn)代碼如下

Loadzdxw.txt;%讀取文件SD=zdxw;

[row,col]=size(SD);%判斷維數(shù)nd=row-1;%計(jì)算待定點(diǎn)個(gè)數(shù)

%*****************************************%******反算方位角*******************dx=SD(1,3)-