测量平差课程设计报告

一、需求分析：

总体描述：

控制网平差程序对野外控制网观测数据进行平差数据处理，其目的就是根据最小二乘原理，消除网中的各种几何矛盾，求出全网各待定元素（未知点的平面坐标或三维坐标）

功能需求：

1.优化设计：根据控制网的观测精度与网形，全面评定网的精度

2.数据输入：外部数据倒入

3.概算：自动完成近似坐标的推算。

4.平差计算：对观测数据进行精密平差计算，得到平差后的点位坐标，方向观测值，边长观测值等，精度评定。

5.成果输出：控制网图形输出，平差结果报表及其输出，绘制误差椭圆。

二、系统设计

系统设计是课程设计的提纲与指导，它主要分为四大模块：1.数据输入模块；2.数据预处理模块；3.平差计算模块；4.成果输出模块。后面两个星期的实习基本上按照系统设计执行

模块一：数据输入模块

数据文件设计：

ControlNetName, name1

Surveyor, Name2

Recorder, Name3

Date, ##-##-##

FixPointNum, Number1

UnknownPointNum, Number2

AngleObsNum, Number3

DistanceObsNum, Number4

AllObsNum, Number5

AngleRmsError, m1

DistRmsError, m2

WeightedError, m

END Header

主体数据

观测数据：

测站点号，照准点号，方向观测值

测站点号，照准点号，距离观测值

模块二：数据预处理模块

坐标概算：

j为测站，i为照准点，k为与测站j相邻的已知点

则有：Tji=Tij+A

Xi=Xj+Sji*cos（Tji）

Yi=Yi+ Sji*sin（Tji）

Tij=arctan（（Yj-Yi）/(Xj-Xi)）

每遇到未知的照准点皆重复以上四部。

模块三：平差计算模块

1. 列出误差方程及条件式

间接平差模型：

误差方程： 角度观测值的误差方程：

其中：

边长观测值的误差方程：

由近似坐标计算而得 为实测边长

2. 定权

已知测角精度为 δ1，边长的观测精度为δ2， 令方向观测值的权 P=1， 则边长观测值的权 P=δ*δ/S

（计算权阵时要注意与B 及L 系数阵的单位要统一）

3. 组成法方程

4. 解算法方程，

求得dX=[dx1 dy1 dx2 dy2 …] 5. 平差后的坐标值计算X=X+dX 。 6.精度评定，计算误差椭圆参数等

ij S ij S L BX V +=ij j ij j ij i ij i ij ij l Y T X T Y T X T V +++--=δδδδ0

sin cos sin cos ij

ij ij S S l -=000

''0

''cos ,sin ij

ij

ij ij

ij

ij D

T b D

T a ρρ-

==ij

ij i ij L T Z l -+-=0

0)

(

0000

i

j

i j ij X X

Y Y arctg T --=ij j ij j ij i ij i ij i ij l Y b X a Y b X a Z V +--++-=δδδδδ0

=+PL B PBX B T

T PL

B PB B X T

T

1

)(--=

中误差：

未知数的协因数阵

待定点点位误差

误差椭圆元素计算：

长半径方位角：

长半径 ： 短半径：

平差程序编写时的关键是系数阵B,L 及权阵P 的编写 B 及L 的设计流程：

B 是26行11列（18行方向观测人+8行距离观测） 11列的未知数为：

X3,Y3,X4,Y4,X5,Y5,Z1,Z2,Z3,Z4,Z5(Zi 为定向角误差) L 为26行1列 P 为26行26列

模块四：成果输出模块

控制网图形，误差椭圆，概算结果，评查报告（包括精度统计（平

面点位误差表），方向观测及距离观测成果表，控制点成果表等。）

三、进度安排及实施：

7月18日—7月19日：理清程序设计大概思路，完成系统设计及进度安排 7月20日：复习原来的程序代码（文件的读写，角度类，矩阵类等）

X

PL B PL L PV V T

T T T )(+=t

n PV V m T

-±

=01

)(-=PB B Q T x yy

y xx x Q m m Q m m 00,±=±=2

2

y

x k m m m m +±=yy

xx xy Q Q Q arctg

Q -=221)

90(,0

00++=+=Q tg Q Q m E tgQ Q Q m E xy xx xy xx

7月21日：完成模块一

7月22日：完成模块二

7月23日—7月24日：完成模块三

7月25日：完成模块四

7月26日—7月27日：程序调试及完善

7月28日：课程设计报告的编写

实习过程中基本按照进度安排来完成，其中程序调试及完善花费的时间比较长，差不多用了三天时间，知道7月28日上午才完成

四、程序代码

文件一：平差的主程序：TraverseNet.cpp

#include"StdAfx.h"

#include"TraverseNet.h"

#include"math.h"

#include

TraverseNet::TraverseNet(void)

{

m_FixPoint=NULL;

m_FixpNum=0;

m_UnknownPoint=NULL;

m_UnknownpNum=0;

m_AObsData=NULL;

m_AObsDataNum=0;

m_DObsData=NULL;

m_DObsDataNum=0;

m_AllpNum=0;

}

TraverseNet::~TraverseNet(void)

{

//释放动态数组内存

if(m_FixPoint!=NULL)

{

delete[] m_FixPoint;

m_FixPoint=NULL;

}