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文档简介
1、河南城建学院测绘与城市空间信息系课程设计报告设计名称 误差理论与测量平差 学生学号 061410229 学生班级 0614102 学生姓名 马振廷 专 业 测绘工程 指导教师 梁玉保 时 间 2012.12.24 至2012.12.282012年 月 日目录1.课程设计的目的22.课程设计题目内容描述和要求32.1设计的任务32.2基本要求32.3具体设计项目内容及要求:32.3.1高程控制网严密平差及精度评定32.3.2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水准网的条件平差53.1.1列条件平差值方程、改正数条件方程和平差值函数式53.1.2确定观测值权及列法方
2、程63.1.3计算p1、p2和p3点平差高程73.1.4计算单位权中误差73.1.5评定待定点高程中误差和p2、p3点之间平差后高差值h的中误差73.1.6平差模型正确性检验83.2水准网的间接平差83.2.1列出观测值平差值方程、误差方程、平差值函数式83.2.2确定观测值权及列法方程93.2.3计算改正数和观测值平差值103.2.4精度评定103.2.5平差模型正确性检验113.3平面控制网间接平差133.3.1计算待定点近似坐标133.3.2计算各边坐标方位角改正数系数133.3.3确定角和边的权143.3.4计算角度和边长误差方程系数和常数项143.3.5法方程的组成和解算153.3.
3、6平差值计算153.3.6精度评定163.3.7计算最弱边边长中误差和边长相对中误差163.3.8计算待定点误差椭圆参数和相对误差椭圆参数173.3.9绘制误差椭圆和相对误差椭圆并图解193.3.10平差模型检验204.程序验证:205.总结211.课程设计的目的测量平差是一门理论与实践并重的课程,测量平差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,牢固掌握测量平差的基本原理和公式,熟悉测量数据处理的基本原理和方法,灵活准确地应用于解决各类数据处理的实际问题,并能用所学的
4、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设计的任务(1)该课的课程设计安排在理论学习结束之后进行的,主要是平面控制网和高程控制网严密平差,时间为一周。(2)通过课程设计,培养学生运用本课程基本理论知识和技能,分析和解决本课程范围内的实际工程问题的能力,加深对课程理论的理解与应用。(3)在指导老师的指导下,要求每个学生独立完成本课程设计的全部内容。2.2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测
5、量平差课程设计指导书,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。2.3具体设计项目内容及要求:2.3.1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。一、水准网的条件平差:列条件平差值方程、改正数条件方程、法方程;求出观测值的平差值、待定点的高程平差值;评定观测值平差值的精度和高程平差值的精度;进行平差模型正确性的假设检验。二、水准网的间接平差:列观测值平差值方程、误差方程、法方程;利用自编计算程序解算基础方程,求出观测值的平
6、差值、待定点的高程平差值;评定观测值平差值的精度和高程平差值的精度。进行平差模型正确性的假设检验。2.3.2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:观测值平差值方程、误差方程、法方程;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;评定观测值平差值的精度和坐标平差值的精度。进行平差模型正确性的假设检验。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。计算相对误差椭圆参数
7、,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。已知数据 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:(1) 待定点高程平差值;(2) 待定点高程中误差;(3) p2和p3点之间平差后高差值的中误差;(4) 平差模型正确性检验(四等水准测量每公
8、里高差观测中误差为±5毫米)。3.1水准网的条件平差3.1.1列条件平差值方程、改正数条件方程和平差值函数式 本题有7个观测值、3个待定点,所以有条件方程个数r=n-t=4个。(1)、4个条件方程为:(2)、4个改正数方程为: 单位为mm3.1.2确定观测值权及列法方程(1)、定权令c=1,即以1km观测高差为单位权观测,于是、因各观测高差不相关,故协因数阵为对角阵。即(2)、列法方程由条件方程知系数阵为:由此组成法方程为:解法方程得: 计算改正数计算平差值,并代入平差值条件式检核经检验满足所有条件方程。3.1.3计算、和点平差高程3.1.4计算单位权中误差即该水准网一公里观测高差的
9、中误差为2.98mm。3.1.5评定待定点高程中误差和、点之间平差后高差值的中误差由误差传播率得误差传播函数式:则系数阵为:由 得 由以上所求可得:3.1.6平差模型正确性检验由题得设 则计算统计量以f=4,查表得,在区间(0.484,11.143)之内,该平差模型正确,平差成果可用。3.2水准网的间接平差3.2.1列出观测值平差值方程、误差方程、平差值函数式设、点高程平差值为、和,相应的近似值取为 (1)、观测值平差值方程为:(2)、误差方程为: 3.2.2确定观测值权及列法方程(1)、以1km水准测量的观测高差为单位权观测值,各观测值相互独立,则权阵为对角阵。定权公式为:,得权阵为:(2)
10、、由此组成法方程:解得3.2.3计算改正数和观测值平差值(1)、由(2)、由3.2.4精度评定(1)、单位权中误差即该水准网一公里观测高差的中误差为2.98mm。(2)、待定点高程中误差为:(3)、计算、点之间平差后高差值的中误差由 所以 则,所以3.2.5平差模型正确性检验由题得设 则计算统计量以f=4,查表得,在区间(0.484,11.143)之内,该平差模型正确,平差成果可用。平面控制网: AEL10L11L14L13L12L5L1L3L7L6CL4L2P1BDP2L8L9上图为一边角网,A、B、C、D、E为已知点,P1 P2为待定点,同精度观测了9个角度,L1 L2,测角中误差为2.5
11、;观测了5条边长,L10 L14,观测结果及中误差列于表中,按间接平差法对该控制网进行平差。要求结算: 待定点坐标平差值,点位中误差; 最弱边边长中误差,边长相对中误差; 待定点误差椭圆参数、相对误差椭圆参数、绘出误差椭圆及相对误差椭圆、图解求出P1 P2点点位中误差、边长相对中误差(与计算比较)、最弱边方位角中误差。 对平差模型进行正确性检验; 用软件对该控制网进行平差,与手工结算结果比较。已知数据 表3点坐标/m至点边长/m坐标方位角XYA3143.2375260.334B1484.781350 54 27.0B4609.3615025.696C3048.6500 52 06.0C7657
12、.6615071.897DD4157.1978853.254E109 31 44.9角边编号观测值L°编号观测值L°编号观测值/m中误差/cm144 05 44.8674 22 55.1102185.0703.3293 10 43.17127 25 56.1111522.8532.3342 43 27.28201 57 34.0123082.6214.6476 51 40.79168 01 45.2131500.0172.2528 45 20.9141009.0211.5观测数据表43.3平面控制网间接平差3.3.1计算待定点近似坐标点名(L)观测值坐标方位角观测边长 近似
13、坐标° ° S(m)XY B0 52 6 C28 45 20.93082.6217657.6615071.897 P1152 6 45.14933.0316513.752(4933.051)(6513.747)B170 54 27A44 05 44.82185.073143.2375260.334P135 0 11.84933.076513.741(4933.051)(6513.747)E289 31 44.9D168 01 45.21009.0214157.1978853.254P2301 29 59.74684.4087992.9213.3.2计算各边坐标方位角改正数系
14、数表方向近似边长a=b=-CP1-0.88390.46773082.6010.03130.0591AP10.81910.57362185.0580.0541-0.0773DP20.5225-0.85261009.021-0.1743-0.1068边方向近似边长a=B=BP1323.691488.0511522.8500.1324-0.0288P1P2-0.16580.98621499.6260.13560.02283.3.3确定角和边的权3.3.4计算角度和边长误差方程系数和常数项表编号L1-0.05410.077300-1.520.1324-0.028800-3.63-0.0783-0.04
15、85000.24-0.13240.0288006.45-0.03130.059100-0.360.1011-0.087900-9.470.16690.0819-0.1356-0.02289.88-0.1356-0.02280.39990.12965.4900-0.1743-0.10680100.81910.57360012110.21260.977100312-0.88390.46770020130.1658-0.9862-0.16580.98629114000.5225-0.852603.3.5法方程的组成和解算法方程如下由可得3.3.6平差值计算(1)、坐标平差值(2)、观测值的平差值边长
16、改正值的单位是mm 边长平差值的单位是m3.3.6精度评定(1)、单位权中误差,即测角中误差为(2)、待定点点位中误差为由中取得参数的权倒数,按 计算得 3.3.7计算最弱边边长中误差和边长相对中误差(1)、最弱边边长中误差的计算: 跟据误差传递的原理可知,边长L13为最弱边。 边L13的长度函数式为: 线性化可得:=33.8718=31.3695(mm)(2)、边长相对中误差的计算由公式:边长相对中误差= 3.3.8计算待定点误差椭圆参数和相对误差椭圆参数(1)、待定点误差椭圆参数计算由公式 得、误差椭圆参数和相对误差椭圆参数为 相对参数 3.3.9绘制误差椭圆和相对误差椭圆并图解图解得点点
17、位中误差、边长相对中误差、最弱边方位角中误差如下:经图解可得:mm mm mm计算结果图解结果30.7mm30.706mm31.3mm31.82mm31.369mm31.329mm3.3.10平差模型检验由题得设 则计算统计量以,查表得,在区间(3.247,20.483)之内,该平差模型正确,平差成果不可用。4.程序验证:用软件对该控制网进行平差,与手工结算结果比较5.总结实习总结通过本次误差理论与测量平差基础的课程设计实习,我收获了很多很多,例如,平时学习理论课中遇到的许多问题和误点都得到了正确的理解,比如条件、间接平差方程的列法及建立求解等,同时也获得了一次处理庞大数据的经验,这对我走上工作岗位之后可以说是一笔巨大的财富。在实习之中,我每天都要处理大量的数据,有时候头都要像要炸了一样,特别是在数据出错的时候,那绝对是对一个人能力和毅力的考验。但付出和回报都是成正比的,现在,我对测量平差有了深刻的认识,学到了许多课堂上学不到的知识,加深了对测量平差基本理论的理解和具体的实际操作。还培养了我理论联系实际的能力、独立工作的能力、综合分析问题和解决问题的能力、组织协调和交际能力。所学的知识不再仅仅局限于理论上的计算,而是测量的一次全面的综合实践过程。这次实习使我深刻认识到了学习测量平差的重要性。作为一个大学生最终是要走上社会的,我们要重视培养分析问题和解决问题的
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