当前课程知识点:误差理论与测量平差 > 第四章 间接平差 > §4.2 误差方程 > 边角网间接平差算例
本讲内容是间接平差边角同侧网
算例
我们先看一下我们这样的一个
边角同侧往图中所示ABCD是
我们四个已知点
P1P2点是我们的待定点
好
已知数据
也就是我们的起算数据见表1
他们有我们的ABCD4个点的
XY坐标
当然了有了XY坐标坐标方位角
也是知道的
我们算出来TAB等于350度
54分270秒
算出来我们的坐标方位角T
cd等于109度31分44
度九秒
然后我们进行了观测
同经度的观测了六个角度
从L1到L6
观测了四个边长
S7S8S9S10
好
我们希望能够算出一些值来算出
什么值
算出P1和P2点的坐标平差值
这次我们要用间接平差的算法来
求得这样的坐标值
所以之前我们要回顾一下曾经
学过的用间接平差求评差值的
计算步骤
我们第一步需要根据我们面临的
平差问题
比如说刚才这样的边角同测网
选择T个独立未知量做参数
并计算其近似值进行定权
有了这样的先期准备
我们第二步就要列出误差方程
第三步
我们需要根据我们列出的误差
方程中的系数B和自由项L
还有我们已经定的权阵来组成
我们的法方程
当然了这样的法方程它的个数
必然是我们的T个
也就是T个参数这样的个数
第四部组好法方程
我们来解法方程
第五步
我们根据我们算出来的参数值
进一步算出改正数
从而求得观测量的平差值
把它总结为简单的这样五步
设参数列误差
方程组法方程解法方程求观测值
平差值
好
来看我们具体的例子
求解的过程
这样的边角同测网
我们说它有几个未知数
两个未知数
我们需要求这两个未知数的四个
XYFY坐标值
因此我们说必要观测值个数就是
T我们取代定点的坐标平差值为
参数
计算其未知参数的近似值
如下注意我们标了X1加了个零
表示它的近似值
怎么算的呢
用我们曾经学过的一门课数测里
的支导线的方法进行计算
比如说我们这个例子中就是按照
ABP1和CD P2这两条
支导线
分别算出X1Y1X2Y2的
近似值
有了近似值
我们进一步可以算出什么呢
可以算出近似坐标方位角和近似
边长
且记这里的近似坐标
方位角和近似边长
都是根据我们已算出来的近似
坐标进行反算出来的
这是我们需要注意的一点
好
我们算完了第四步下一步是不是
该定权了呢
是的
我们在这个算例中测
另我们的测角中误差为单位权中
误差
c个马零方等于C个马β方
这样的话
我们所有的同经度的观测的角度
值的全就是一边长用我们权的
公式来计算
好
表中我们给出了七八九十边的中
误差值
我们带到我们psi等于c个马
β方除以C个码i方
里面去
我们就可以算出我们每条边的
权值
因为它一共有多少个观测值
想一下
六个角度加上四个边长
是不是有十个观测值
因此我们的权阵就是一个10×
10的权阵
当然了
因为他们是独立观测值
我们说它就是一个对角线矩阵
好
定完全我们进入我们关键的一步
我们说在条件平差里
列条件方程是最关键的一步
那么在间接平差中说列误差
方程是非常关键的一步
我们误差方程式V等于B小X平
差值减去L那么这里面我们在组
法方程的时候需要哪些值呢
毫无疑问
B系数正需要还有什么
L我们自由项是需要的
在解之前我们想一下
我们学过的
如果列误差方程之前
是不是需要把我们的所有的观测
值的平差值表达为参数的函数
如果是非线性的对它进行线性化
得到我们这样的误差方程
好
回顾一下我们已经学过的一些
知识
边长改正数误差方程
我们用了两小节学习了
这个方程是如何得来的
还有我们什么呢
观测角度的误差方程同样用了两
节课的时间来学习它
大家还记得吗
如果不记得的话
我们要强调一下
这里面我们参数的系数中含有
一些数值
必须根据我们前面已经学过的
一些近似值来组成
什么近似值坐标
增量近似值边长近似值和坐标
方位角近似值
它们在哪里
我们注意看一下我们屏幕上什么
加了绿点的位置
这个是边长的
这个是我们角度的
我们需要的这些近似值是不是在
第一步计算的时候已经准备好了
好
这里给大家提一个问题
我们的B矩阵
式多少为的呢
思考一下
有十个观测值设的参数是四个
我们的B矩阵是10×4为的
这样一个矩阵
我们在计算的时候怎样能够便捷
又直观的看到就是我们下面要
解决的问题
我们以下分成两个部分
一个是角度的系数
一个是边长的
这两个来先从角度的开始
好
我们看一下我们角度的
首先把我们角度的改正数方程
写成什么
坐标
方位角
改正数的方程
好
这里面我们取一个例子来看一下
比如说我们的V4
它等于TP1P2减去
德尔塔TP1PB我们再纵观
一下这样的12345 6个误差
方程
他们跟几个方向相关
是不是只跟四个方向相关
这四个方向当然就是我们边长
所在的S7到S9
s10这样的四个方向值
因此我们想象一下
以前回顾了我们是不是学过什么
呢
坐标方位角改正数如我们
屏幕所示
我们当时分析了这个方程有两个
特点
一个同名参数前面的系数
符号相反
数值相同
第二个特点
我们说同一条边的正反坐标方位
角
它的方程是一样的
因此上我们说到它六个角涉及了
四个方向
如此我们打出了一个什么
表坐标方位角改正数计算表
这样的一个表格
这个表格中我们有一些列项给
大家说一下
第一列是方向值
第二到三列分别是我们近似值
德尔塔Y德尔塔X和S的近似值
那么我们最后的四列就是我们
坐标方位角改正数的误差
方程里的参数前的系数
好
我们来拿一个系数来看一下
比如说小X1平差值
我们在屏幕上加红点的值
它是怎么计算出来的
方向
AP1我们AP1对应的位置
应该是德尔塔TGK里的G还是
K当然我们按照顺序
对
也就是说A对应的是G因为A是
什么
是我们的已知点
所以说XGYG已知点
我们前面讲了特点是什么呢
为零
它是已知点
我们认为是没有误差的
好
我们这里的P1就对应K了
好
我们在屏幕上给大家拿框出来的
这个值
我们怎么得到负的0.542
那就容易起来了
我们看我们这张表的需要的哪些
值德尔塔YGK0等于多少
1789788米
是不是
那么SGK的近似值477乘10
的四次方
我们再乘上我们的ρ秒加符号
就得到我们0.542了
这一个行中我们X2Y2平差值
改正数它就是为零
因为在误差方程中不涉及到这个
坐标值
好
会了这一个
我们说到我们在间接评查中有
一个特别好的地方
就是所有的误差方程规律性非常
的强
我们只要会计算一个坐标方位角
改正数方程的系数
那么其他的就是类似的相同的
同样我们可以得到方向BP1的
和其他两个方向的
有了这四个方向的坐标
方位角改正数的系数
我们下一步就可以组什么组我们
观测角度的了
好
同样我们也对我们观测角度的也
写成一张表
我们出现了表6
表6的名称
我们来读一下
我们表6的名称是角度和误差
方程组成及全表
好的
这张表是最重要的
一旦我们把这张表组成了我们
整个的最核心的问题
间接平差怎样列
误差方程就OK了
当然了
首先还是看我们角度是怎么组成
的
我们来看一个角
看哪个角
我们看为四角
好不好好
我们看我们的类似的角怎么来
组成
好
这个角度的改正数涉及了两
个方位角的改正数
P1P2P1和B我们去哪里找
当然是从我们刚才已经计算好了
的坐标方位角改正数计算表里去
拿到
我们来把它对应一下
我们找到了我们BP1P1P2
这两个方向的坐标
方位角改正数系数
一共涉及到这样的八个数
当然我们零也要算在内的
是不是
好
那角度四怎么来计算
两个值是不是做相差P1P2
方向减去P1B方向
所以我们用下面的这一行减去
上面的这一行
一点356减去1323
当然就相当于1356+2
323
好
我们看第一个数值等于2679
当然了其他的依次类推
非常简单的减法
同样的
我们可以把这张表中其他的六个
角度值都计算出来
好
到这里
我们关键的一步就完成了
我们看这张表中底下还空了四行
我们的右边还有两列
没有天我们先来处理我们底下的
这四行
就是关于边长的
好
观测边长的误差方程
这个是我们边长的改正数
武昌方面看起来是不是比方位角
的要简单一些
这里我们就不再详细诉说了
跟刚才的过程类似
我们把我们的边长误差方程系数
计算表罗列出来
我们怎么来组合
我们把我们边长误差方程的系数
这样的四行四列挪到我们表6
里面去
到目前我们的系数正B就算完成
了
还记得我们前面强调的系数正B
它等于9×4的这样的一个方阵
还记得我们前面说的我们的系数阵
B等于10乘以4这样的一个
方阵
直到目前为止
我们系数阵B就算完成了
还有什么
还有我们的自由项L和权阵P
我们来看一下自由项L观测角度
误差方程的自由相和观测边长的
改正数误差方程的自由向
我们说在间接平差里自由项就
等于什么呢
左减右左指的是观测值
右指的是观测值
或者我们观测值评差值的近似值
好
我们通过左减右大家方便记的
这种方式
以及我们前面已经算出来的近似
值
我们算出βi近似值这一项和
SGK0这一项
我们用我们的观测值βiSi
减去它
我们就得到了我们自由向的这一
列
权阵我们刚才是不是完成了
把它照写过来就OK了
好
我们关键的一步完成了
这步完成了之后
我们说就可以组法方程了
我们的法方程系数是BT PB
乘以小X的平
差值减去BTPL等于0
在这个法方程中涉及的B涉及的
P还有自由像L我们都在我们表
6中显示出来了
我们当然就可以组成了我们的法
方程了
这里我们就直接罗列出来了
下面同学的计算肯定要运用一些
工具
比如说excel
Matlab等等这样的工具
来协助大家计算这样的一个为数
比较大的矩阵相乘
以及我们要解法方程的时候需要
求的
逆是不是矩阵的逆
好
我们怎么办
第四步
我们解法方程求出来我们的参数
之来
好
我们求出来我们参数值参数的
改正数值等于小X1的平差值
等于24负的34
01和23
单位是什么呢
当然了
我们前面说过我们这个例子中
我们用的ρ
刚才大家还有印象吗
206265
好
我们这里的单位比如说小X1的
平差值就等于24厘米
好的
解出了我们的参数评差值的改正
数
当然我们就可以算出来我们的
参数值
用其近似值加我们算出来的参数
改正数就得到了我们坐标平差值
这个就说明我们P1点和P2点
的坐标平差值就算出来了
比如说T1点的X坐标就是
4933049
依次往下推
第四步结束了
我们来看我们的第五步
第五步我们要根据我们的误差
方程算出来我们观测值的改正数
V也是矩阵相乘
我们就直接写出来了
V改正数V改正数里面单位都是
什么角度是秒
边长是厘米
前六个是角度
第一个就是负0.3秒
那么后四个是边长
最后一个就是说负1.9厘米
明白不 好
那么有了我们这样的改正数
我们看一下我们的观测数据
用观测值加上改正数
我们就会得到我们评差值
我们列在了表7观测值评差值
计算表里了
大家来看一下
12345
我们说用五步的方法来完成了
这个算例
第一步设参数
第二步组误差方程
第三步解法方程
第四步我们算出我们参数平差值
的改正数
进而求出参数的值来
第五步
我们由误差方程算改正数v
当然我们最终得到了观测值的平
差值
这个就是我们间接平差用什么
用于边角同策网的一个算例
好
在这个算例中大家完成了这样的
几步
我们再来回顾一下谁或者是哪张
表最重要
我们说表6最重要
组成了这张表
我们基本上百分之六七十的工作
整个就完成了
学习了这样的一个间接平差边角
同测网的算例之后
我们试问一下大家
如果这样的一个算例
我们用条件平差法
大家怎么样来获知P1点和P2点
的坐标平差值
我们来做一个讨论
大家可以考虑分成两个组来讨论
一下
这样的一个边角同测网的是利用
哪一种方法来计算
更方便更容易
还有哪种计算方法更适宜于
计算机去解决
好
我们这节课就讲到这里
谢谢
-§1.1 测量误差及其分类
--内容提要
--测量误差
-作业--§1.1 测量误差及其分类
-§1.2 偶然误差的概率特性
--内容提要
-作业--§1.2 偶然误差的概率特性
-§1.3 精度及其衡量指标
--内容提要
--衡量精度的指标
-作业--§1.3 精度及其衡量指标
-§1.4 协方差传播律
--内容提要
--协方差与相关
-作业--§1.4 协方差传播律
-实验1 Excel中的矩阵运算
--教案~实验一
-§1.5 权与常用的定权方法
--内容提要
--权与单位权
--讨论1-权的意义
-作业--§1.5 权与常用的定权方法
-§1.6 协因数及其传播律
--内容提要
--协因数阵
--协因数传播律
-作业--§1.6 协因数及其传播律
-实验2 MATLAB的矩阵运算
--教案~实验二
-§1.7 由真误差计算中误差及应用
--内容提要
-作业--§1.7 由真误差计算中误差及应用
-§1.8 系统误差的传播
--内容提要
--系统误差的传播
-作业--§1.8 系统误差的传播
-§2.1 测量平差概述
--内容提要
--测量平差概述
-作业--§2.1 测量平差概述
-§2.2 测量平差的数学模型
--内容提要
--条件平差函数模型
--间接平差函数模型
-作业--§2.2 测量平差的数学模型
-§2.3 函数模型的线性化
--内容提要
-作业--§2.3 函数模型的线性化
-§2.4 最小二乘原理及其应用
--内容提要
--最小二乘原理
-作业--§2.4 最小二乘原理及其应用
-§3.1 条件平差原理
--内容提要
--平差值求取原理
--水准网算例
-作业--§3.1 条件平差原理
-§3.2 条件方程
--内容提要
--水准网条件方程
--测边网条件方程
-作业-§3.2 条件方程
-§3.3 导线网条件平差计算
--内容提要
--导线条件平差实例
-作业--§3.3 导线网条件平差计算
-§3.4 精度评定
--内容提要
-作业--§3.4 精度评定
-§3.5 附有参数的条件平差
--内容提要
-作业--§3.5 附有参数的条件平差
-§3.6 条件平差估值的统计性质
--内容提要
-作业--§3.6 条件平差估值的统计性质
-§4.1 间接平差原理
--内容提要
--间接平差计算步骤
-作业--§4.1 间接平差原理
-§4.2 误差方程
--内容提要
--参数选取
--测角网误差方程
--测边网误差方程
-作业--§4.2 误差方程
-§4.3 精度评定
--内容提要
-作业--§4.3 精度评定
-§4.4 附有限制条件的间接平差
--内容提要
-作业--§4.4 附有限制条件的间接平差
-§4.5 间接平差估值的统计性质
--内容提要
-作业--§4.5 间接平差估值的统计性质
-实验3 科傻平差软件简介
--教案~实验3
-§5.1 概述
--内容提要
--点位真误差
--点位方差
--教案~5.1概述
-作业--§5.1 概述
-§5.2 点位误差
--内容提要
--点位中误差的计算
-作业--§5.2 点位误差
-§5.3 误差曲线
--内容提要
--误差曲线
-作业--§5.3 误差曲线
-§5.4 误差椭圆
--内容提要
--误差椭圆
--误差椭圆实例
-作业--§5.4 误差椭圆
-§5.5 相对误差椭圆
--内容提要
--相对误差椭圆
-§6.1 概述
--内容提要
--讨论-两类错误
-作业--§6.1 概述
-§6.2 常用的参数假设检验方法
--内容提要
--u检验方法
--t检验法
--χ2检验法
--F检验法
-作业--§6.2 常用的参数假设检验方法
-§6.3 误差分布的假设检验
--内容提要
-作业--§6.3 误差分布的假设检验
-§6.4 平差参数的显著性检验
--内容提要
-作业--§6.4 平差参数的显著性检验
-§6.5 后验方差的检验
--内容提要
-作业--§6.5 后验方差的检验
-§7.1 序贯平差
--内容提要
--序贯平差原理
--序贯平差精度评定
--序贯平差实例
-作业--§7.1 序贯平差
-§7.2 秩亏自由网平差
--内容提要
--秩亏自由网概述
-作业--§7.2 秩亏自由网平差
-§7.3 附加系统参数的平差
--内容提要
-作业--§7.3 附加系统参数的平差
-§7.4 方差分量估计
--内容提要
-作业--§7.4 方差分量估计