测量平差程序设计

,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,一、学习本课程的意义,3,、目前观测仪器正朝着光电一体化和自动化方向迅猛发展，对测绘人员仪器操作技能要求已经越来越低，而对其数据处理能力的要求则越来越高，因此，目前数据处理的能力成为了衡量测绘专业人员业务水平的主要标志。,一、学习本课程的意义,4,、学习本课程，可以达到深入理解误差与测量数据处理理论，培养逻辑思维能力的目的。并通过本课程安排的实践环节，掌握数值计算程序设计的基本技能，能为进一步深入学习奠定基础。,二、教学内容和方法、要求,（一）、教学内容,1,、控制网数据结构设计的概念与方法,2,、观测数据的录入与判读、存储方法,（一）、教学内容,3,、近似坐标的推算方法,4,、以方向值为观测值，按间接平差模型组成误差方程的方法,（一）、教学内容,5,、对称线性方程组的上三角存储方法,6,、高斯约化法解算线性对称方程组的算法,（一）、教学内容,7,、上三角存储下的法方程系数阵求逆方法,8,、精度评定算法,9,、成果输出设计,（二）、教学方法、要求,教学方法：,结合一个任意导线控制网程序设计的实例，循序渐进的讲授测量数值计算程序设计的方法和技能。在授课过程中，适度复习测量平差的基本理论与方法，使平差理论掌握不太好的同学，也能理解本课程授课内容。,（二）、教学方法、要求,要求：,1,、学习本课程后，能熟练运用,VB,程序设计语言，掌握导线控制网平差、高程控制网平差、最小二乘平面坐标转换、最小二乘拟合等常用测量计算程序的设计方法与技能,（二）、教学方法、要求,要求：,2,、通过学习本课程，深化对测量误差理论与方法的理解，使逻辑思维能力得到高强度的锻炼,（三）、程序设计的主要环节和难点,1,、,控制网数据结构设计,：,由于控制网的网型是不可预设的，所以平差程序必须能适应各种可能的网型。要实现这一要求，设计能使计算机能够识别控制网网型的观测数据格式，是程序设计的首要问题。,（三）、程序设计的主要环节和难点,数据组织的优劣直接决定了计算程序的实用性、可靠性，并很大程度上决定了程序的复杂程度。因此这项工作是非常关键的一个环节，也是设计工作的一个难点。,（三）、程序设计的主要环节和难点,2,、数据的判读、存储方法设计：,控制网的形状是复杂而多样的，平差程序要解决观测值是由什么点照准什么点的？控制点点名与点号如何对应等一系列问题。这些问题处理的方法是否简便易行、安全可靠，都有赖于观测数据的判读和分类存储设计，所以这也是平差程序设计的难点之一。,（三）、程序设计的主要环节和难点,3,、近似坐标推算：,测量平差采用的最小二乘准则是建立在线性代数基础上的，所以为了将条件方程（误差方程）线性化，首先要推算待定点计算坐标。如前所述，由于控制网形不可预设，所以设计一种能适合各种网形结构的近似坐标推算的算法，也是平差程序设计的难点之一。,（三）、程序设计的主要环节和难点,4,、误差方程建立、法方程组成和解算：,相对于前几个问题，这一部分程序的实现，需要较高的设计技巧，但其算法已经较为成熟，有公开的资料可供借鉴。对比而言，如果说前,3,个问题的解决，需要创造性地找出算法，而这一问题，困难则在于如何灵活将给定的算法程序化。,（三）、程序设计的主要环节和难点,5,、精度评定和成果输出：,对于间接平差，法方程系数阵的逆阵就是待定参数的协因数阵，所以前者归结于三角阵存储的法方程系数阵求逆问题，这一部分运用的设计技巧难度很大，而后者技巧上没有什么难度，但是实现较为繁琐。,三、平差程序的数据结构设计,1,、什么叫做平差程序的数据结构,测量观测数据之间存在固定的关系，例如方向值、观测边都只有与测站点、照准点联系起来才有意义，所以确定了关系的观测值就是,“,控制网,”,的数据结构。,三、平差程序的数据结构设计,尽管对于观测结束的控制网而言，观测之间的关系是确定的，但是不同的平差程序，反映这些关系的方法不相同，所以说控制网的已知数据、观测数据、以及描述它们之间联系的组织编排方法设计，就称为,“,测量平差程序,”,的数据结构设计。,三、平差程序的数据结构设计,2,、,控制网数据结构在平差程序设计中的作用,对于一个复杂的通用平差程序设计，首要的问题就是确定数据结构。程序的实用性、可靠性都很大程度上取决于数据结构是否合理。数据结构也直接决定着算法，数据结构一变，程序就随之改变，所以数据结构设计是一个非常重要的问题，以至于有人提出；算法数据结构程序。,三、平差程序的数据结构设计,3,、平差程序的数据结构应满足的条件,（,1,）、充分条件：应包含足够的数据，即：必要的起算数据，大于必要观测数的独立观测值，这一点主要通过合理的布网和观测来解决，与程序设计关系不大。,三、平差程序的数据结构设计,（,2,）、必要条件：数据结构只含构网必须的数据，无冗余数据。注意这里所谓冗余数据是指描述网型的关系数据冗余，而不是多余观测数,。,三、平差程序的数据结构设计,（,3,）、满足充分必要条件与否与程序的关系：不满足充分条件，控制网中的待定元素将不能全部算出，从而程序不能成功运行；若不满足必要条件，可能程序能成功运行，解算正确，但是由于多而复杂的数据录入，使程序的方便性、可读性受到影响，用户会感到使用不便、难于维护，影响程序的质量。,