误差理论与测量平差实习报告

《误差理论与测量平差》课程设计实习报告学院：土木工程学院专业：测绘工程14学号：20140456052姓名：杨福权一．实习概况1.1实习名称：《误差理论与测量平差》课程设计1.2实习目的：此次实习是对这个学期学习成果的检验。要求用《误差理论与测量平差》课程中和VB课程中所学的理论知识来解决实际的问题。通过本次课程设计对测量平差的两大基本任务有更好的理解，一是处理一系列带有观测误差的观测值求出最或然值；二是对测量成果进行精度评定。通过所学的VB语言编制简单的高程（水准网）的间接平差计算程序，进一步掌握间接平差和随机模型的建立。1.3实习要求1.通过所学的VB语言进行简单的水准网间接平差软件编制；2.通过EXCEL程序设计，编写平面控制网（边角网、测边网、测角网）平差程序；3.手工或程序实现控制边角网的严密平差及精度评定。二．水准网平差程序设计1.这个实习要求利用所学过的任何一种编程语言，编写高程网间接平差的平差程序，并以文件格式存储平差结果。这个过程相对学习当中练习的小软件来说是要复杂很多的，而且里面需要使用的控件以及好多方法在VB课程中并没有学习过，这是一个比较困难的实习。2.该程序的第一步就是输入文本类型的已知数据。由于该方法vb课程里面没有学习过，想了很久也没有办法，最后从网上找到了使用commonDialog控件可以打开外部菜单的方法，解决了输入数据的问题。第二步，观测数据信息的提取，通过判断语句将输入的已知数据进行分类，并将其赋值给相应的数组，用于后面的计算。第三步，间接平差是一个需要大量矩阵运算的过程，接下来必不可少的一个步骤就是对所有需要运用的矩阵算法过程或者函数进行编写，包括矩阵的加减乘、线性方程的求解、矩阵转置、逆矩阵以及高斯约化过程的编辑。第四步是根据间接平差的计算过程进行未知点近似高程的计算、误差方程的求解和未知参数以及观测值改正数的求解。3.程序界面的设计是开始编程的第二个步骤。界面需要可以输入数据和计算结果以及保存数据的按钮、可以显示结果的文本框，因此通过菜单编辑器来制作一个简洁明了的菜单比使用众多的按钮控件方便的多，通过菜单编辑器编辑了文件计算等两个主菜单，以及打开数据保存数据退出高程计算误差方程平差计算的等6个子菜单，另外在添加一个文本框来显示结果。整个程序的界面便设计完成了。4.程序设计完成，接下来就是对每一个控件进行代码编辑以实现它相应的功能。这是整个过程最繁琐和最困难的过程，但是也是最有用的一个部分。编程是不容许出现一点错误的，所以在进行该部分实习的时候，经历N多次的修改和检查，最后得到了一个可以运行的程序。这就是一个写出来运行，错误，检查修改，运行检查修改的过程。三．EXCEL程序设计1.要求用excel开发语言VBA编写平面控制网（边角网、测边网、测角网）平差程序，测试数据自选。由于以前并没有涉及过这方面的知识，在开始的时候完全不知道该怎么着手去做，虽然说和VB是一样的，但是在实际操作起来的时候还是遇到各种问题，第一天，对VBA的探索并没有成功，所以后面只可以用EXCEL自带的函数计算，在刚开始的时候也是不知道该怎么做，在摸索了一天之后才有了方向。2.自选题目，我选了课本上测角网的题目进行计算，边学习边计算。角度观测值角号观测值角号观测值1106°50′42.2″428°26′05″230°52′44″5127°48′41.2″342°16′39.1″623°45′16.2″起算数据点名坐标（m）坐标方位角边长（m）XYB13737.3710501.92A8986.685705.03225°16′38.1″6751.24C6642.2714711.75104°35′24.3″9306.84通过以上已知数据和观测数据算出待定点D的近似坐标，再有已知点坐标和待定点近似坐标算出相关坐标方位角（用于计算误差方程的常数项），根据坐标方位角改正数系数的公式（ρ*△X(或者△Y)/((S）^2)）算出坐标方位角改正数系数，根据测角网误差方程和观测网型推导出误差方程的系数，常数项等于观测值减去其近似值（近似值等于两条边的坐标方位角近似值之差）,求解出误差方程。根据误差方程系数和公式（N=Bt*B*P和L=BtPL）可以求出法方程,利用法方程系数矩阵逆矩阵乘以常数项就可以解除坐标方程改正数，可以进一步根据坐标改正数和误差防长求出观测值改正数。期间易错点角度和数值的单位关系转换，误差方程中的常数项是以秒为单位的，但是需要当作数值计算。到这里便完成了测角网的平差。4.详细计算过程以及结果见于另一文本文档。四．平面控制网的严密平差及精度评定（手工计算）1.实习要求程序设计实现，但是和第二个实验一样，由于相关知识的缺乏，只能通过手工计算来实现边角网的平差，以及精度评定。在学习的过程中这一部分算是比较难的一部分，所以学习的不算太好，做起这部分来用了不少的时间，也修改了很多遍，在这个过程中对EXCEL表格的使用也学会了不少。2.边角网就是测边和测角的综合，易错点是边角之间单位的转换。已知数据点坐标/m至点边长/m坐标方位角XYA3143,.2375260.334B1484.781350°54′27″B4609.3615205.696C3048.6500°52′06″C7657.6615071.897DD4157.1978853.254E109°31′44.9″观测数据角边编号观测值编号观测值编号观测值/m中误差/cm144°5′44.8″674°22′55.1″102185.0703.3293°10′43.1″7127°25′56.1″111522.8532.3342°43′27.2″8201°57′34″123082.6214.6476°51′40.7″9168°01′45.2″131500.0172.2528°45′20.9″141009.0211.53.该实验和实验2的不同就是多了测边，过程计算全部是一样的，同样是先求待定点坐标，求近似坐标方位角，再计算出坐标改正数系数，根据误差方程和简略网型算出误差方程系数和常数项，再推算出法方程，进而推算出法方程逆矩阵，最后求解待定点坐标改正数，然后求出观测角和个观测边改正数。最后根据法方程的逆矩阵求出未知数的权倒数，然后根据高斯约化法求出的协因数除以（观测数减去待未知数）再开根，求出单位权中误差，最后求出待定点点位中误差。最后再求出观测值的中误差进行精度评定。五．实习总结此次实习为期三天，但是实际完成时间却远多于此。首先是水准网间接平差程序的编制，使用了差不多半个月的时间，才勉强完成。编制这个程序需要会的VB知识远多于我们在课上学到的知识，我从第八周开始思考怎写这个程序，那时候不知道这个程序的难度有多大，后面因为还没有学习完VB便停了下来，最后的发现学完了还是不会。后面不得已从网上找了一个参考，才发现有好多内容我们是没有学习过的，然后又花了很多时间去学习里面的新内容，最后模模糊糊的学得差不多了才勉强把它写了出来，结果又反复的修改才得到最终可以运行的程序。在此过程中，第一次真正的体会了一个程序员的感受，写出一个程序真心不容易，而且也真正体会到了VB编程语言的好处，学号了它可以自己编制许多有用的小软件来方便我们的工作。也体会到了编制出一个软件的成就感。第二个实习是用EXCEL完成的，本身对它的使用就不多，再加上学的又不好，完成它也是花了两天的时间。这个实习完全是一个探索与发现的过程。基本是用到的都不会，不会的一个一个慢慢学，再慢慢熟悉，但是现在来看，其实就是一个对EXCEL的练习过程，因为在做这个实验的时候学会了好多EXCEL的使用方法，也对平差过程有了一个清晰的思路，以后再使用的时候可以更加的熟练，也算是又学会了一个技能。但是在对精度评定的过程还是很生疏，需要花更多的时间来练习和学习。总的来说，这次实习就是在学习平差的过程学习VB和EXCEL的过程，勉强完成了所有试验，但是反映出了很多的问题，对电脑的使用不够熟练，测绘工程是一个对电脑使用要求比较高的专业，而我基本就是一个电脑白痴，以后的学习之路还很长。完成了该过程，还有最重要的一点是感觉特别充实，看着自己完成的一项项成果，特别有成就感，也避免了整天的在宿舍浪费时间。养成了多做事少玩耍的习惯，这对以后的学习和工作都是一次好的经历。