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1、 国内图书分类号 P258 密级 公开 国际图书分类号 西西 南南 交交 通通 大大 学学 研研 究究 生生 学学 位位 论论 文文 工程控制网平差的定权方法 研究及其软件研制 年 级 2010 级 姓 名 龚 率 申请学位级别 工学硕士 专 业 大地测量学与测量工程 指 导 教 师 刘成龙 教授 二零一三年五月 Classified Index P258 U D C Southwest Jiaotong University Master Degree Thesis STUDY ON WEIGHTING METHOD AND SOFTWARE DEVELOPMENT OF THE ADJUS
2、TMENT FOR ENGINEERING CONTROL NETWORK Grade 2010 Candidate Gong Shuai Academic Degree Applied for Master Speciality Geodesy and Surveying Engineering Supervisor Prof Liu Chenglong May 2013 西南交通大学西南交通大学 学位论文版权使用授权书学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留 使用学位论文的规定 同意学校保留并 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版 允许论文被查阅和借阅 本人授 权
3、西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索 可以采用 影印 缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文 本学位论文属于 1 保密 在 年解密后适用本授权书 2 不保密 使用本授权书 请在以上方框内打 学位论文作者签名 指导老师签名 日期 2013 年 月 日 日期 2013 年 月 日 西南交通大学硕士学位论文主要工作 贡献 声明 本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下 1 从条件平差的数学模型入手 探讨定权误差对观测量改正数及其协因数阵的 影响规律 从理论上证明合理定权方法对平差计算的重要性 2 对常见工程控制网的传统定权方法进行了系统分析 明确了各定权方法的理 论依据和
4、实用范围 同时 根据权阵的结构 提出了相应的加速算法 以满 足对大型控制网平差计算的要求 3 在水准网平差中 提出根据往返测高差较差计算每测站高差中数的偶然中误 差的计算公式 同时还提出对高差观测值按地形起伏划分的分类标准 并以 此研究水准网定权的新方法 4 在边角网和三维网平差中 根据水平方向 天顶距多测回观测数据的差异和 往返测距离的较差探寻各类观测值的实测精度 并提出更能反映控制网实际 状况的实测精度定权法和变初权的赫尔默特方差分量估计法 5 根据常见工程控制网平差的原理 结合传统定权方法和本文所提出的定权新 方法 研制 工程控制网平差软件 使之能满足对任意水准网 常规边角网 和三维网
5、任意工程 GPS 网的多种定权方案的平差计算要求 同时 还具有 数据质量检核 方差一致性检验和控制网图形显绘等功能 本人郑重声明 所呈交的学位论文 是在导师指导下独立进行研究工作所得的成 果 除文中已经注明引用的内容外 本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰 写过的研究成果 对本文的研究做出贡献的个人和集体 均已在文中作了明确说明 本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担 学位论文作者签名 日期 2013 年 月 日 西南交通大学硕士研究生学位论文 第 I 页 摘 要 一切工程建设的顺利推进必须以准确的控制测量成果为基础 控制测量技术贯穿 着工程建设的始末 而现代工程的复杂
6、性 精密性和高标准性又给控制测量的平差计 算提出了更高的要求 权决定了平差系统的随机模型 进而会对整个平差结果产生重 要影响 而传统的定权方法不能正确反映控制网的实际精度 可能无法得到满意的平 差成果 甚至会对工程质量造成不利影响 为了更贴切的反映控制网的实际状况 为 工程建设提供更准确 更可靠的数据 必须合理选择或改进现有的定权方法 或根据 观测量的实测精度科学探索新的定权方法 为此 本文的主要研究内容分为以下几方 面 首先 从权的定义 权的分类 定权的前提 定权误差对平差的影响 传统定权 方法和随机模型的方差一致性检验等方面系统阐述工程控制网平差的定权理论与方法 明确合理定权对平差计算的重
7、要性 其次 在水准网平差中 针对传统定权方法未较好顾及地形起伏对高差观测误差 的影响规律 提出基于往返测高差较差的水准网分类定权新方法 在边角网和三维网 平差中 针对传统定权方法不能体现观测值的实测精度的不足 本文从水平方向 天 顶距多测回数据的差异以及距离的往返测较差出发 探寻基于观测值实测精度的定权 新方法 然后 采用不同的定权方法对常见工程控制网的实测数据进行平差计算 通过分 析各种平差方法的解算原理和平差结果 得知本文所提出的关于水准网 边角网和三 维网的定权新方法更能反映控制网的实际情况 更易通过方差一致性检验 此外 本 文还对比了两种 GPS 网二维平差定权方案的计算结果 指出在一
8、般工程中 方案一 既能得到满意的坐标平差结果 又能较准确的评定精度 最后 根据常见工程控制网的平差理论 顾及传统定权方法和本文所提出定权新 方法 在 Visual Studio 2008 平台下采用 C 语言开发出工程控制网平差软件 简称 ECNAS ECNAS 能满足对任意水准网 常规边角网和三维网 任意工程 GPS 网的 多种定权方案的平差计算要求 同时 还具有数据质量检核 方差一致性检验和控制 网图形显绘等功能 关键词 工程控制网 偶然误差 权 平差 实测精度 软件研制 西南交通大学硕士研究生学位论文 第 II 页 Abstract The smooth pushing of every
9、 construction must be based on accurate control survey which are continued from the beginning to the end of the construction With the complexity accuracy and high standard of modern engineering the requirements for adjustment of control survey are also becoming higher and higher Weighting of observa
10、tions determines the stochastic model of adjustment system and then greatly affects the whole adjustment system but traditional weighting method can t correctly reflect the actual precision of the control network it may not be able to get a satisfactory adjustment results and even does some adverse
11、effects to the engineering quality To reflect the actual situation of the control network more appropriate to provide more exact and reliable data for the construction it should reasonably choose or improve the existing methods of weighting or research a new one scientifically based on the actual pr
12、ecision of observations So The thesis mainly contains the following Firstly starting from the definition of weighting the classification of weighting the premise of weighting the influence to adjustment caused by weighting error the traditional method of weighting and the test for uniform variance o
13、f stochastic model and so on this paper will systematically discusse the theory and method of weighting for adjustment of engineering control network which shows importance of reasonable weighting to the adjustment calculation Secondly in the adjustment of leveling network aimed at the influence of
14、traditional weighting methods which do not concern much about the observation error of height caused by the terrain this paper proposed a new method of weighting for leveling network based on the difference of the elevation difference in back and forth measurements in the adjustment of side angular
15、network and three dimensional network it pointed at the shortage of actual observational precision which cannot be showed in traditional methods of weighting and started from the differences of multi observation data in horizontal direction and zenith angle the thesis researched a new method of weig
16、hting based on the actual precision of observation Then the thesis respectively processed the observations data of common engineering control network in different weighting ways According to analyzing the adjustment principles of different methods and making sorting comparison to the results these new methods of weighting mentioned in this paper have a better reflect to the actual situation of control network a easier way to pass the test for uniform variance Besides it also made a 西南交通大学硕士研究生学位
