测绘程序设计课程实习报告2013

测绘程序设计课程实习报告

一、实习目的

巩固之前所学的c++类定义、文件操作等各方面知识，掌握矩阵计算的基本算法，熟悉并熟练运用平差模型，掌握测量平差的基本原理和公式，并处理测量观测数据。

二、实习内容

该课程的实习主要为c语言及c++编程基础，矩阵操作算法，条件平差，间接平差，以及在水准网平差中的应用。

三、实习过程

（一）实习1（文件的基本操作以及角度、弧度的转化）

1.准备

C++文件操作函数包含于头文件<fstream><ofstream><ifstream>，一般情况下使用<fstream>即可。在计算过程中需要文件输出格式控制，函数包含于

<iomainip>。c++的流操作函数包含于<iostream>，相应的流函数在命名空间“std”。

角度转弧度的过程中，首先判断正负，对符号进行不同情况的处理。将度数的分，秒位分别除以60、3600，然后把得到的结果与度位绝对值相加，判断符号。

弧度转角度的过程中，同样判断正负，取小数位乘以60取整数得到相应角度的分，再取剩余的小数乘以60即得到相应角度的秒。

2.代码

#include <iostream>

#include <math.h>

#include <fstream>

#include <string>

using namespace std;

const double pi = 3.14159;

int main()

{

fstream file("a.txt");//定义文件操作对象

string aa;

file>>aa;

cout<<aa<<endl;//输出文件中的内容

int a =1;//定义重复输入使用的变量

while(a)//限制循环，重复输入

{

float a1,a2,a3;

cout<<endl;

double deg;

cout<<"输入度"<<endl;

cin>>a1;

cout<<"输入分"<<endl;

cin>>a2;

cout<<"输入秒"<<endl;

cin>>a3;

cout<<"角度为 "<<a1<<"° "<<a2<<"′ "<<a3<<"″

"<<endl;

if(a1 >=0)//判断输入度数的正负

deg = a1 + a2/60+ a3/3600;

else

deg = a1 - a2/60- a3/3600;

double radian;

radian = deg/180*pi;

cout<<"转换得弧度为 "<<radian<<endl;

cout<<endl;

cout<<"输入弧度： "<<endl;

cin>>radian;

bool tm =0;

deg = radian*180/pi;

if(deg<0)

{

tm =1;

deg =-deg;

}

a1 =int(deg);

a2 =int((deg-a1)*60);

a3 =((deg-a1-a2/60)*3600);

if(tm ==1)

{

a1 =-a1;

tm = 0;

}

cout<<"转换后角度为 "<<a1<<"° "<<a2<<"′ "<<a3<<"″"<<endl;

}

return0;

}

3.运行结果

输入度

20

输入分

55

输入秒

32

角度为 20° 55′ 32″

转换得弧度为 0.36522

输入弧度：

3.14

转化后角度为 179° 54′ 32.0387″

Press any key to continue

4.出现的问题

角度转换过程中需要考虑角度的正负号问题，角度转化可以添加是否超过59的判断。

（二）实习2（概率计算）

1.准备

在误差检验、粗差探测等平差计算中经常需要计算某些特定分布函数的反函数值，为满足计算需要，使用CProbability类对相关计算进行封装。

2.代码及运行结果与书上相同。

（三）实习3（矩阵基本运算）

1.准备

矩阵的运算有加法、减法、乘法、转置、求逆，封装在一个类中。为了方便之后的计算与使用，类中还添加了从文件中读入矩阵、输出矩阵，向控制台输入输出矩阵的函数。

代入运算的矩阵均用动态的一维数组表示。先定义double 型指针，在确

定矩阵大小后动态申请空间，row 行col 列的矩阵定义为：double *mat =

new double[row*col]; 第i 行j 列的元素为mat[i*col+j]。

矩阵的加法、减法只需遍历两个矩阵的每个元素，相加之后放到结果矩

阵中（如有必要先判断相加的两矩阵行数与列数是否相等）。

乘法计算中设相成的两个矩阵mat1、mat2的行列分别为row1、

col,col 、col2，则所求结果矩阵第i 行j 列的元素

kj k ik ij mat mat 21mat col

0⨯=∑= 用三个循环即可计算矩阵中所有的元素。

矩阵转置将结果矩阵中的i 行j 列元素赋值为需要计算的矩阵中的j 行

i 列个元素即可。

矩阵求逆，由于平差计算中需要求逆的矩阵一般为实对称正定矩阵，为

了提高大型矩阵的计算效率，可以使用对实对称正定矩阵求逆的方法。

设C 为n 阶对称正定矩阵，y 、x 为n 维向量，其关系式为：

y=C ·x （3-1）

确定了n R 上的一个映像，如能写出逆关系：

x=B ·y （3-2）

则B 为C 的逆阵，即B=1C -

现将式（3-1）写成

1111122y C x C x =++⋅⋅⋅ ......

2211222y C x C x =++⋅⋅⋅ ...... （3-3）

.......

1122n n n y C x C x =++⋅⋅⋅ ......

因C 对称正定，必有11C ≠0,用11C 除式（3-3）第一个方程的两端，解出

1x ，把1x 和1y 的位置交换，并将1x 代入其他各式得

()()111111122x C y C x =++⋅⋅⋅ ......

()()112211222y C y C x =++⋅⋅⋅ ...... （3-4）