测量平差程序设计1教学课件

1、测量平差程序设计一、学习本课程的意义1、测量平差计算工作极其复杂、繁琐,在计算机广泛应用之前一直是控制测量工作的一个难题。2、在计算机应用于测量领域后，测量平差工作已经变得非常轻松快捷，计算机一瞬间便可完成过去要数月甚至数年才能完成的计算工作。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

2、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

3、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

4、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

5、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

6、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