测量平差课程设计

河南城建学院测绘工程学院《测量平差课程设计》报告设计名称：测量平差课程设计学生学号：0614121学生班级：0614122学生姓名：专业：测绘工程指导教师：李军杰梁玉保卫柳艳时间：2014.12.22—2014.12.262014年12月25日目录目录................................................................................................................................21、课程设计的目的....................................................................................................32、课程设计题目内容描述和要求............................................................................32、1基本要求......................................................................................................32、2具体设计项目内容及要求..........................................................................32、2、1高程控制网严密平差及精度评定................................................32、2、2平面控制网（导线网）严密平差及精度评定............................43、课程设计报告内容................................................................................................43、1高程控制网严密平差及精度评定..............................................................43、1、1水准网的条件平差........................................................................53、1、2水准网间接平差............................................................................83、2平面控制网（导线网）严密平差及精度评定........................................124.程序验证.................................................................................................................194.1部分代码.......................................................................................................194.2结果图片.......................................................................................................225.总结.........................................................................................................................241、课程设计的目的《误差理论与测量平差基础》是一门理论与实践并重的课程，《误差理论与测量平差基础》课程设计是测量数据处理理论学习的一个重要实践环节，是在学生学习了专业基础理论课《误差理论与测量平差基础》课程后进行的一门实践课程，其目的是增强学生对测量平差基础理论的理解以及基本平差方法的应用；明确一个完整的平差系统所包含的内容体系，从而对能够系统、全面地对一实际平差问题进行平差计算；通过课程设计，要求学生牢固掌握主要测量平差的基本原理，熟悉测量数据处理的基本原理方法，灵活准确地应用于解决工程实际问题，并能用所学的计算机基础知识，编制简单的计算程序。2、课程设计题目内容描述和要求2、1基本要求测量平差课程设计要求每一个学生必须遵守课程设计的具体项目的要求，独立完成设计内容，并上交设计报告。在学习知识、培养能力的过程中，树立严谨、求实、勤奋、进取的良好学风。课程设计前学生应认真复习教材有关内容和《误差理论与测量平差基础》课程设计指导书，务必弄清基本概念和本次课程设计的目的、要求及应注意的事项，以保证保质保量的按时完成设计任务。2、2具体设计项目内容及要求2、2、1高程控制网严密平差及精度评定总体思路：现有等级水准网的全部观测数据及网型、起算数据。要求对该水准网，分别用条件、间接两种方法进行严密平差，并进行平差模型的正确性检验。水准网的条件平差：①列条件平差值方程、改正数条件方程、法方程；②利用自编计算程序解算基础方程，求出观测值的平差值、待定点的高程平差值；③评定观测值平差值的精度和高程平差值的精度。④进行平差模型正确性的假设检验。水准网的间接平差：①列观测值平差值方程、误差方程、法方程；②利用自编计算程序解算基础方程，求出观测值的平差值、待定点的高程平差值；③评定观测值平差值的精度和高程平差值的精度。④进行平差模型正确性的假设检验。2、2、2平面控制网（导线网）严密平差及精度评定总体思路：现有等级导线网的全部观测数据及网型、起算数据。要求对该导线网，分别用条件、间接两种方法进行严密平差，并进行平差模型的正确性检验。边角网的间接平差：①列观测值平差值方程、误差方程、法方程；②利用自编计算程序解算基础方程，求出观测值的平差值、待定点的坐标平差值；③评定观测值平差值的精度和坐标平差值的精度。④进行平差模型正确性的假设检验。⑤计算最弱点误差椭圆参数，绘制点位误差椭圆，图解求该点至已知点的边长平差值中误差、方位角平差值中误差。⑥计算相对误差椭圆参数，绘相对误差椭圆并图解求最弱边边长相对中误差、最弱边方位角中误差。3、课程设计报告内容3、1高程控制网严密平差及精度评定高程控制网：如图所示水准网，A、B两点为高程已知，各观测高差及路线长度如表2。高程控制网示意图1高程控制网已知和观测数据表2高差观测值(m)对应线路长度(km)已知点高程（m）h1=1.359h2=2.009h3=0.363h4=-0.640h5=0.657h6=1.000h7=1.6501122112H1=35.000H2=36.000要求：按条件以及间接平差法分别求：待定点高程平差值；待定点高程中误差；p2和p3点之间平差后高差值的中误差；平差模型正确性检验（四等水准测量每公里高差观测中误差为±5毫米）。3、1、1水准网的条件平差由题意可知：n=7，t=4，r=n-t=3.观测方程为1251312346567ˆˆˆ0ˆˆ0ˆˆˆ0ˆˆˆ0hhhhhHHhhhhhh线性化得条件方程1251334656770403070vvvvvvvvvvv其中系数矩阵A=1100100101000000110100000111，常数项矩阵W=7437令1km的观测高差为单位权观测，即1iips，又1iiiiQSp。即771122112Q且法方程为0aaNKW，其中111100100110010021010000101000020011010001101010000111000011112TTaaNAQA3101132002511014由此可得法方程1234310171320400251310147kkkk解算法方程，K1aaNW由矩阵运算程序可得12342.777,2.346,0.138,1.023kkkk计算改正数TVQAK，由矩阵运算程序可得0.432.784.420.283.81.162.05TV计算平差值ˆihhv，得ˆ1.3592.0120.3590.6400.6530.9991.652Th又123111224ˆˆˆˆˆˆ,,PPPHHhHHhHHh，可得123ˆˆˆ36.359,37.012,35.360PPPHHH精度评定11121232447ˆˆˆˆHhHhHhh，其中1000000010000000010000000001Tf，又1()aaTTQfQfAQfNAQf由矩阵运算程序可得0.4270.2250.2680.0440.2250.5390.2480.2920.2680.2480.6960.4480.0440.2920.4480.740Q又2035.567ˆˆ8.89=3.04TVPVr0即得1112223334440000ˆˆ=1.9ˆˆ=2.2ˆ=2.5ˆˆ=2.6QQQQ平差模型的正确性检验原假设和备选假设为200ˆ()25HE：210ˆ()25HE：又2035.567ˆˆ8.89=3.04TVPVr0即计算统计量268.23==2.725（4）以自由度f=4，=0.05查得2的分布表：2211220.484=11.1，可见，2（4）在221122（，）内，该平差模型正确，平差结果可用。3、1、2水准网间接平差选取1P、2P、3P三点的高程1ˆX、2ˆX、3ˆX为参数，由题意知可列出七个平差值方程1111222133124432552166137723ˆˆˆˆˆˆˆˆˆˆhvXHhvXHhvXHhvXHhvXXhvXXhvXX且011102120324XHhXHhXHh代入可得误差方程11223143512613723ˆˆˆ4ˆˆˆ7ˆˆ1ˆˆ1vxvxvxvxvxxvxxvxx可得系数矩阵100001001004,0010110710110111BL组成法方程取2km的观测高差为单位权观测，即2iiicPSS有权阵2211221P，其中,TTBBNBPBWBPL由矩阵运算程序可得722251214BBN,8153W由ˆ0BBNxW可得法方程123ˆ7228ˆ251150ˆ2143xxx解算法方程1ˆBBxNW由矩阵运算程序可得0.43ˆ2.780.27x计算改正数0.432.784.43ˆ0.273.791.162.05vBxl计算平差值ˆih