《测量平差基础》实验指导书教学内容.doc

Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。测量平差基础实验指导书-江西理工大学测量平差基础课程实验指导书主审人：主撰人：马大喜、肖海平前言测量平差基础是测绘类专业的重要专业基础课，是一门理论性很强，也是一门实践性很强的课程，测量平差的公式复杂、计算量大，因此，在学习平差方法之后，必须让学生上机实验，应用计算机来解决平差计算的实际问题，利用上机实验课和课外上机，使学生较全面掌握测量平差的基本方法的软件应用，能够应用实用程序解决生产实际问题。目录第一部分绪论第二部分基本实验指导试验一水准网条件平差实验二三角网条件平差实验三水准网间接平差实验四三角网间接平差实验五附有参数的条件平差实验六附有限制条件的间接平差实验七控制网平差第一部分绪论本实验指导书是根据测量平差基础课程实验教学大纲编写，适用于测绘工程专业。一、本课程实验的作用与任务通过课程的实验使学生进一步理解平差方法的原理，提高平差计算的实际水平，使学生能更好地掌握信息处理的基本工具计算机及相应软件的应用，激发学生自编测量平差软件的主动性和创新性，要求通过实验教学使学生熟练掌握水准网、三角网的条件平差和间接平差的软件应用，增强学生解决实际平差计算问题的能力。二、本课程实验的基础知识具备条件平差、间接平差原理和方法的知识，能熟练掌握计算机的操作使用，初步掌握编制计算机程序的基本知识，熟悉测量学和控制测量的基本知识。三、本课程实验教学项目及要求序号实验项目名称学时实验类别实验要求实验类型每组人数主要设备名称目的和要求 1水准网条件平差 22 必修 11微机及配套软件了解和掌握水准网条件平差 2三角网条件平差 22 必修 11微机及配套软件 了解和掌握三角网条件平差3水准网间接平差 22必修  11 微机及配套软件了解和掌握水准网间接平差4三角网间接平差22必修11微机及配套软件了解和掌握三角网间接平差5附有参数的条件平差22选修11微机及配套软件了解附有参数的条件平差程序原理、应用方法6附有限制条件的间接平差22选修11微机及配套软件了解附有限制条件的间接平差程序原理、应用方法7控制网平差4 2选修2 2微机及配套软件 了解和掌握网平差程序原理、应用方法、解算算例第二部分基本实验指导实验一水准网的条件平差一、实验目的通过实例水准网条件平差计算、理解水准网条件平差原理，掌握其应用方法，能应用软件平差计算一个实际水准网。二、实验原理正确运行条件平差程序：输入矩阵元素法方程组成法方程解算改正数计算平差值计算精度计算。三、主要仪器及耗材计算机和相应平差软件、及打印纸四、实验内容和步骤对于给定的水准网列出条件方程并完成相应的条件平差计算，正确安装程序。步骤：（1）确定条件方程式个数，并列出条件方程式，观测值权阵；（2）输入条件方程系数矩阵、闭合差矩阵、观测值矩阵，观测值权阵的元素；（3）根据计算的平差值进行检核。五、实验主注意事项1.要求每位学生在计算机房独立进行，自觉遵守机房的管理制度；2.计算软件在指导老师指导下从服务器下载；3.每位同学计算实验结束后，完成一份实验报告（具体要求见后面大纲，计算结果打印）。六、思考题1.如何检查输入矩阵元素的正确性？2.对计算程序有何建议，能否用你熟悉的编程知识进行数据输入、输出的程序设计。3.如何利用计算机自动生成条件方程？实验二(测角)三角网的条件平差一、实验目的通过实例三角网的条件平差计算、理解三角网条件平差原理，掌握其应用方法，能应用平差计算软件计算一个实际的(测角)水准网。二、实验原理正确运行条件平差程序：输入矩阵元素法方程组成法方程解算改正数计算平差值计算精度计算。三、主要仪器及耗材计算机和相应平差软件及打印纸四、实验内容和步骤根据给定的（测角）三角网列出条件方程并完成相应的条件平差计算，正确安装程序。步骤：（1）确定条件方程式个数，并列出方程式，观测值权阵；（2）输入条件方程系数矩阵、闭合差矩阵，观测值矩阵，观测值权阵的元素；（3）根据计算的平差值进行检核。五、实验主注意事项1.要求每位学生在计算机房独立进行，自觉遵守机房的管理制度；2.计算软件在指导老师指导下从服务器下载；3.每位同学计算实验结束后，完成一份实验报告（具体要求见后面大纲，计算结果打印）。六、思考题1.三角网的观测值权如何确定？2.能否用计算机程序来完成权函数式的系数计算？实验三水准网的间接平差一、实验目的通过实例水准网间接平差计算，理解水准网间接平差原理，掌握其应用方法，能应用平差软件计算一个实际水准网。二、实验原理输入矩阵元素组成法方程法方程解算未知数平差值计算精度计算。三、主要仪器及耗材计算机和相应平差软件及打印纸。四、实验内容和步骤根据给定的水准网列出误差方程式并完成相应的间接平差计算。步骤：（1）确定未知数及其个数，列出误差方程，确定观测值权阵，权函数式；（2）输入误差系数阵、自由项矩阵、观测值权阵和未知数近似值阵的元素；（3）根据观测值的平差值进行验证。五、实验注意事项1.要求每位学生在计算机房独立进行，自觉遵守机房的管理制度；2.计算软件在指导老师指导下从服务器下载；3.每位同学计算实验结束后，完成一份实验报告（具体要求见后面大纲，计算结果打印）；4、误差方程的自由项计算要仔细，不能有误。六、思考题1.试比较与水准网条件平差的不同。2.如果选择高差观测值平差为未知数，有什么要注意的？3.如何用程序自动生成误差方程？实验四三角网的间接平差一、实验目的通过(测角)三角网的间接平差计算，理解三角网的间接平差原理，掌握其应用方法，能运用平差计算软件计算一个实际三角网。二、实验原理输入矩阵元素组成法方程法方程解算未知数平差值计算精度计算。三、主要仪器及耗材计算机和相应平差软件及打印纸。四、实验内容和步骤根据给定的三角网(测角)列出误差方程式并完成相应的间接平差计算。步骤：（1）确定未知数及其个数，观测值权阵，列出误差方程和权函数式；（2）输入误差方程系数阵、自由项矩阵、观测值权阵和未知数近似值阵的元素；（3）根据观测值的平差值进行验证。五、实验注意事项1.要求每位学生在计算机房独立进行，自觉遵守机房的管理制度；2.计算软件在指导老师指导下从服务器下载；3.每位同学计算实验结束后，完成一份实验报告（具体要求见后面大纲，计算结果打印）；4、未知数的近似值选择要保证线性化的要求。六、思考题1.试比较与三角网条件平差的不同。2.如何自动生成误差方程，如何组织观测数据？实验五三角网附有参数的条件平差一、实验目的通过三角网附有参数的条件平差，加深对三角网的附有参数条件平差原理的理解，掌握其应用方法，能运用平差计算软件计算一个实际三角网。二、实验原理正确运行条件平差程序：输入矩阵元素法方程组成法方程解算改正数计算平差值计算精度计算。三、主要仪器及耗材计算机和相应平差软件及打印纸。四、实验内容和步骤根据给定的三角网列出附有参数的条件方程并完成相应的间接平差计算。步骤：（1）确定条件方程式个数，选定未知数并列出其条件方程，确定观测值权阵；（2）输入条件方程的系数阵A、B、闭合差权阵的元素；（3）用平差值和重新列出平差值方程进行检核。五、实验注意事项1.要求每位学生在计算机房独立进行，自觉遵守机房的管理制度；2.计算软件在指导老师指导下从服务器下载；3.每位同学计算实验结束后，完成一份实验报告（具体要求见后面大纲，计算结果打印）；4、未知数之间要独立及近似值选择合适。六、思考题1.附有参数的条件平差中未知数选择要注意什么？2.和条件平差值相比较，附有参数的条件平差法有何有点？实验六三角网附有限制条件的间接平差一、实验目的通过测角三角网附有限制条件的间接平差计算，加深附有限制条件的间接平差原理的理解，掌握其应用方法，能运用平差计算软件计算一个实际三角网。二、实验原理正确运行条件平差程序：输入元素法方程组成法方程解算改正数计算平差值计算精度计算。三、主要仪器及耗材计算机和相应平差软件及打印纸。四、实验内容和步骤根据给定的三角网列出误差方程和限制条件并完成相应的附条件的间接平差计算。步骤：（1）确定未知数及其个数，限制条件个数，列出误差方程、限制条件方程和权函数式，确定观测值权阵；（2）输入误差方程，限制条件方程的系数阵B、C，自由项l和闭合差及权阵的元素；（3）用平差值和重新列出平差值方程进行检核。五、实验注意事项1.要求每位学生在计算机房独立进行，自觉遵守机房的管理制度；2.计算软件在指导老师指导下从服务器下载；3.每位同学计算实验结束后，完成一份实验报告（具体要求见后面大纲，计算结果打印）。六、思考题1.附有限制条件的间接平差，对参数的选取有何限制？2.附有限制条件的间接平差中的限制条件方程与条件平差中的条件方程有何异同？实验七控制网平差一、实验目的通过控制网的平差计算，使学生深化平面控制网平差程序原理的理解，掌握其应用方法，能运用平差计算软件计算一个工程控制网。二、实验原理数据输入，待定点坐标计算方向、边长观测值的归心和改化，各类条件检验列出误差方程及条件方程，组成法方程解算法方程，求得坐标改正数精度评定、输出三、主要仪器及耗材计算机和相应Xmap系统中的平差软件及打印纸。四、实验内容和步骤根据给定的工程控制网，完成平差计算。步骤：（1）数据准备；（2）原始数据的输入；（3）平面控制网的解算；（4）平面控制网网图打印。五、实验注意事项1.要求每位学生在计算机房独立进行，自觉遵守机房的管理制度；2.计算软件在指导老师指导下从服务器下载；3.每位同学计算实验结束后，完成一份实验报告（具体要求见后面大纲，计算结果打印）；4.本实验是一个综合性实验，涉及的知识点多、面广，要多做些预习和内容准备。六、思考题1.Xmap系统的平差功能有何特点？2.Xmap系统的平差功能有哪些？编写实验报告大纲编写实验报告是整个实验过程的一个重要环节，也是培养科学作风的重要途径，每做完一次实验，都要认真书写实验报告，万不可把它视为一种不必要的负担，更不能敷衍了事，通过写实验报告，还可以训练和提高自己的写作能力。针对测量平差基础课程的实验特点，建议在书写实验报告时应包括如下内容：1、 实验目的实验作为教学的一个重要环节，其目的在于更深入地理解和掌握课程教学中的有关基本概念，应用基本技术解决实际问题，从而进一步提高分析问题和解决问题的能力。同时，当做一个实验的时候，必须明确实验的目的，以保证达到课程所指定的基本要求。在写实验报告时，要进一步确认是否达到了预期的目的。2、 实验内容由于平差原理和方法贯穿于测绘工程专业各专业课程中，涉及内容广，应用范围大，因此根据实验教学大纲安排了多个实验项目，可以选择其中的几个或全部。在实验报告中，实验内容是指本次试验中实际完成的内容，在每一个实验项目中，一般都提出了一些具体要求，其中有些具体要求是为了达到实验目的而提出的。因此，在实验内容中，不仅要写清楚具体的实验题目，还应包括具体要求。在实验报告中应尽量给出较详细的算法说明和流程图，并对其中的主要符号与变量作相应的说明。3、 运行结果程序运行结果一般是输出语句所输出的结果，对于不同的数据输出，其输出的结果是不同的，因此，在输出结果之前一般还应说明输入的数据，以便对输出结果进行分析和比较。4、 实验小结这是实验报告中最重要的一项，也是容易忽视的一项。实验过程中大量工作是使用平差软件，会遇到许多实际问题，每解决一个问题就能积累一点经验。因此，要善于对实验的总结，体会主要是指通过本次实验是否达到了实验目的，有哪些基本概念得到了澄清，对软件完善有什么建议等。参考文献1测量平差学科组.误差理论与测量平差基础.武汉：武汉大学出版社，2005年2测量平差学科组.误差理论与测量平差基础习题集.武汉：武汉大学出版社，2005年3张后苏等.误差理论与测量平差基础.长沙.中南工业大学，1996年4葛永慧等著.测绘编程基础.北京.测绘出版社.2002年5姚连壁等编著.基于MATLAB的控制网平差程序设计上海.同济大学出版社.2006年-