(武汉大学)2016-2017工程控制网数据处理软件设计-函授测验作业

姓名：函授站：年级：专业：测验作业一：1、简述控制测量观测值粗差探测的基本方法。答：控制测量观测值粗差探测的原理：将标准化残差作为统计量，以标准化残差的大小判断观测值是否存在粗差，然后将标准化残差超限的观测值剔除后重新平差。由于最小二乘平差的牵连作用，一个观测值含有粗差会使多个观测值的标准化残差超出限差，实际计算中并不是将所有超限的观测值都作为含粗差的观测值剔除，而是将绝对值最大且超出限差的观测值剔除，然后重新平差，在进行数据探测，直到所有的标准化残差均不超限为止。最后用没有粗差的观测值平差作为最终的平差结果。控制测量观测值粗差探测的平差公式与算法：以间接平差为例说明数据探测法的具体算法。设误差方程为lxBV按间接平差原理可以得到参数x的最小二乘解为TTBPBBx1)(将lxBV代入ijΔZΔYΔXjjiiijΔZΔYΔXlllmmmmΔXΔYΔZΔXΔZΔYΔYΔZΔXdHdLdBJdHdLdBJVVV4321000式中，可求得最小二乘残差0VV的权逆阵为TiTVBPB)B(BQQ1VQ的对角线元素nvvvqqq,,,21是观测值残差nvvv,,21的权倒数。当观测值独立时，TiTiivBPBBBpqi1)(1其中，ip1是观测值iL的权倒数，iA是A的第i行，TiTiBPBBB1)(可用权倒数计算函数完成。观测值残差iV的方差为iivvq202标准化残差为2~iviivv当观测值没有粗差时，~iv是服从标准正态分布的随机变量。当~iv大于给定的限值时即认定观测值iL存在粗差。2、简述边角控制网进行方差分量估计的必要的性。答：1）、估计公式：现设在L中包含有两类相互独立的观测值111nL和122nL，它们的权阵分别为111nnP和222nnP，并且12P=0，根据间接平差原理，可知误差方程分别为：222111LXBVLXBV且有下列关系式：2121212100,,,PPPBBBVVVLLL2122211121222111WWLPBLPBPLBWNNBPBBPBPBBNTTTTTT通过公式推导两类观测值按间接平差时的赫尔默特估算公式为：121222WS式中TTTTVPVVPVWNNtrNNtrnNNNNtrNNNNtrNNtrNNtrnS222111202022121221112111211111,2221其解为WS1同理。可得m类观测值的赫尔默特估计公式：11mmmmWS其解为WS12）、方差分量估计的计算步骤（1）、将观测值按等级或按不同观测来源分类，并进行验前权估计，即确定各类观测值的权的初值1P，2P，…，mP；（2）、进行第一次平差，求得iiTiVPV；（3）、按赫尔默特公式进行第一次方差分量估计，求得各类观测值单位权方差的第一次估计值201，再依下列定权：20icPi式中c为任一常数，一般是选20i中的某一个值；（4）、反复进行第二项和第三项，即进行：平差—方差分量估计—定权后再平差，直至201=202=…=20m为此，或通过必要的检验认为各类单位权方差之比等于1为止。3、根据教材中的高斯投影正反算程序代码编写高斯投影换带计算点的程序。答：高斯投影平面直角坐标换带计算程序：相邻两带的高斯平面直角坐标换算（由第一带（西带或东带）的XY换算为第二带（东带或西带）的XY）A=（54，80）？输入54或80（54为北京坐标系，80为西安坐标系）JX=(1,2,3)?输入正反换带三项信息（1为正算，2为反算，3为换带计算），选择3X(0)m？输入该点坐标X值、D=(60,30,0)？输入6或3时，Y带有带号和500公里常数，输入0时Y值去掉带号和500公里自然数L(1)□□□？输入该点所在中央子午线（旧带值）Y(0)□□□?输入该点去掉带号和500公里常数的自然数Y值B(0)□□□=计算该点大地坐标纬度B值，度分秒L(0)□□□=计算该点大地坐标经度L值，度分秒L(i)□□□?输入该点要换算的所在中央子午线（新带值）X(i)m=计算该点新带的X值D=(60,30,0)？输入该点新带60或30时，Y带有带号和500公里常数，输入0时Y值去掉带号和500公里自然数Y(i)m=计算该点新带的Y值（D输入0时Y去掉了带号和自然数值；D输入6或3时Y值带有带号和500公里常数）G(i)m=计算该点在新带的中央子午线收敛角值，度分秒姓名：函授站：年级：专业：测验作业二：1、分析说明设计GPS控制网数据处理软件的主要功能模块。答：GPS控制网数据处理软件的主要功能模块：1）、文件管理模块主要功能是新建GPS数据处理文件，也可以原有文件并对文件进行编辑和保存等操作。2）、项目属性模块可以建立参考椭球，输入投影椭球参数、投影参数、观测精度、控制网精度等级等相关数据。3）、数据转换及导入从GPS接收机下载观测数据，并将观测数据导入程序，准备进行下一步基线解算。一些处理软件自带数据转换模块，可将其它数据文件格式转换为该软件数据文件格式，再导入观测数据。4）、基线解算模块导入观测数据后，按照对应时段输入相应接收机的天线高及测点名称，进行基线解算参数设置，其中包括：选择结算基线，卫星高度截止角，采集历元间隔，参考卫星，方差比，观测时段长，合格解选择等，基线解算完成后可显示基线边、同步环、异步环相对精度。结算成果合格可以进行下一步平差解算，若成果不合格通过调整基线解算参数，删减观测数据，删减不合格基线等方法，再次重新结算不合格基线直至解算合格。5）、平差解算模块该模块功能主要是进行三维自由网平差，二维约束平差，高程拟合平差，且显示出平差成果及各项平差精度。6）、成果报告模块平差成果报告内容，输出文件格式均可在该模块中进行编辑，预览和打印。2、简述GPS控制网数据处理中的基线向量的格式转换。答：GPS控制网数据处理中的基线向量的格式转换：采用了两种以上软件解算得到网中的基线向量时，首先查看不同软件的基线向量的方差之比是否存在系统性偏差，若其比值为1：m1：m2，则进行匹配处理，对第1种软件的基线输入1作为基线方差因子，生成CosaGPS的基线输入文件（工程名.GPS3dVector），将其名称改为V1.GPS3dVector，对第2种软件的基线输入m1作为基线方差因子，生成CosaGPS的基线输入文件（工程名.GPS3dVector），将其名称改为V2.GPS3dVector，对第3种软件的基线输入m2作为基线方差因子，生成CosaGPS的基线输入文件（工程名.GPS3dVector），将其名称改为V3.GPS3dVector，最后将V1、V2、V3三个文件合并在一起并命名为工程名.GPS3dVector，再进行后续平差处理。3、答：编写计算重复基线差的子程序。答：计算GPS重复基线差的子程序：Viodmain(){FILE*InputData；FILE*OutputData；charInputDataFile[200],OutputDataFile[200]；CArraydouble,doubleX；CStringArrayFromPointName；CStringArrayToPointName；charTemp1[80],Temp2[80]；doubleDX[100],DY[1000],DZ[100],DS[100]；inti,j,k；doubledDX,dDY,dDZ,dDs；FromPointName.SetSize(10)；ToPointName.SetSize(10)；strcpy(InputDataFile,”F://重复基线差.txt”)；strcpy(InputDataFile,”F://重复基线差结果.txt”)；InputData=fopen(InputDataFail,”rt”)；OutputData=fopen(InputDataFail,”wt”)；for(i=0；i2；i++){fscanf(InputData,”%s%s%1f%1f%1f%1f\n”,Temp1,Temp2,&DX[i],&DY[i],&DZ[i],&DS[i])；FromPointName[i]=Temp1；ToPointName[i]=Temp2；}for(i=0；i2；i++)for(j=i+1；j2；j++){if(FromPointName[j]==ToPointName[i]&&ToPointName[j]==FromPointName[i]){dDX=DX[i]+DX[j]；dDY=DY[i]+DY[j]；dDZ=DZ[i]+DZ[j]；dDS=DS[i]+DS[j]；CString2Char(FromPointName[i],Temp1)；CString2Char(ToPointName[i],Temp2)；fprintf(OutputData,”%s%s%12.31f%12.31f%12.31f%12.31f%12.31f%12.31f%12.31f%12.31f%12.31f%12.31f%12.31f%12.31f\n”,Temp1,Temp2,DX[i],DX[j],dDX,DY[i],DY[j],dDY,DZ[i],DZ[j],dDZ,DS[i],DS[j],dDS,)；break；}if(FromPointName[j]==FromPointName[i]&&ToPointName[j]==ToPointName[i]){dDX=DX[i]-DX[j]；dDY=DY[i]-DY[j]；dDZ=DZ[i]-DZ[j]；dDS=DS[i]-DS[j]；CString2Char(FromPointName[i],Temp1)；CString2Char(ToPointName[i],Temp2)；fprintf(OutputData,”%s%s%12.31f%12.31f%12.31f%12.31f%12.31f%12.31f%12.31f%12.31f%12.31f%12.31f%12.31f%12.31f\n”,Temp1,Temp2,DX[i],DX[j],dDX,DY[i],DY[j],dDY,DZ[i],DZ[j],dDZ,DS[i],DS[j],dDS,)；break；}}fclose(InputData)；fclose(OutputData)；}