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1、毕 业 设 计论文题目：基于Matlab的导线网坐标计算English Title： Traverse Network Coordinate CalculationBased On Matlab学生姓名：闫晓天申请学位门类：工学学士学号：09351122专业：测绘工程系别：测绘工程系指导老师：刘波职称：讲师二零一三年六月摘要导线计算是在所有测量工作中经常遇见的问题之一，同时导线计算的方法也 有很多种，本文主要是利用简单易懂的Matlab对附合导线、闭合导线和支导线进 行相应的平差计算。文章首先介绍了附合导线、闭合导线、支导线基本概念和计 算方法，其次利用Matlab计算机编程语言对三种导线的计
2、算进行编程实现；最后 通过实例验证，本文利用Mat lab编写的程序正确，通过输入边长和角度，能够快 速的得到各控制点的准确坐标。关键词：Mat lab；导线计算；精度评价；计算机编程ABSTRACTTraverse calculated in all measurements often met one of the problems,Also there are many kinds of traverse the way.This article mainly is to use simple Matlab to connecting traverse closed traverse s
3、pur traverse to the corresponding adjustment calculation The article first introduces the connecting traverse closed traverse spur traverse is basic concept and calculation method.Secondly using Matlab computer programming language was realized by programming calculation of three traverse.At last,th
4、rough example validation, In this paper, using the Matlab program, right through the input variable length and Angle, able to quickly get the accurate coordinates of each control point.Key words： Matlab; Traverse Calculated ; Precision Evaluation; ComputerProgramming目 录1. 绪论11.1导线坐标计算常用的方法比较11.2基于Ma
5、t lab的导线计算背景22. 导线类型及特点32. 1导线的布设32.1.1导线的布设形式32. 2导线的观测42. 2. 1转折角的观测42. 2.2导线边长观测52. 2. 3三联脚架法导线观测52.3导线测量的近似平差计算62. 3.1附合导线的计算62. 3.2闭合导线的计算72. 3.3支导线的计算83. 基于Mat lab的导线计算程序设计103. 1计算程序概述103. 1. 1计算程序特点103. 1.2计算程序的基本要求103.1.3计算程序的设计步骤103. 1.4坐标计算处理过程113.2附合导线计算程序113.3闭合导线计算程序123.4支导线计算程序134. 三种导
6、线计算实例144.1附合导线算例144.2闭合导线算例184.3支导线算例21结论25致谢25参考文献27附录128附录230附录332分钟时间。目前市场上，可以买到大型严密平差计算程序，但对于许多中小型日常 的测量计算，还需要技术人员自己去开发；例如：碎部测量、支导线测量、面积 计算、解析交会等。1.2基于Mat lab的导线计算背景本文依据Matlab对三种导线计算进行编程设计，主要因为该语言相对简单 和直接，它主要有如下特点：（1）编程效率高Matlab是一种面向科学与工程计算的高级语言，允许使用数学形式的语言 编写程序，且比VB和C等语言更加接近我们书写计算公式的思维方式，用Matla
7、b 编写程序犹如在演算纸上排列出公式与求解问题。因此，Matlab语言也可通俗 地称为演算纸式科学算法语言。由于它编写简单，所以编程效率高，易学易懂。（2）用户使用方便Matlab语言是一种解释执行的语言，它灵活、方便，其调试程序手段丰富， 调试速度快，需要学习时间少。人们用任何一种语言编写程序一般都要经过四个 步骤：编辑、编译、链接，以及执行和调试。各个步骤之间是顺序关系，编程的 过程就是在它们之间做瀑布型的循环。Matlab语言与其他语言相比，较好的解 决了上述问题，把编辑、编译、链接和执行融为一体。它能在同一画面上进行灵 活操作，快速排除输入程序中的书写错误、语法错误以至语义错误，从而加
8、快了 用户编写、修改和调试程序的速度，可以说在编程和调试过程中它是一种比VB 还要简单的语言。具体的说，Mat lab运行时，如直接在命令行输入Mat lab语句 （命令），包括调M文件的语句，每输入一条语句，就立即对其进行处理，完成 编译、链接和运行的全过程。又如，将Mat lab源程序编辑为M文件，由于Mat lab 磁盘文件也是M文件，所以编辑后的源文件就可以直接运行，而不需要进行编译 和链接。在运行M文件时，如果有错，计算机屏幕上会给出详细的出错信息，用 户经修改后再执行，直到正确为止。所以可以说，MATLAB语言不仅是一种语言, 广义上讲是一种该语言的开发系统，即语言调试系统。（3）
9、扩充能力强，交互性好高版本的的Matlab语言有丰富的库函数，在进行复杂的数序运算时可以直 接调用，而且Matlab的库函数同用户文件在形成上一样，所以用户文件也可作 为Matlab的库函数来调用。因而，用户可以根据自己的需要方便地建立和扩充 新的库函数，以便提高Matlab的使用效率和扩充它的功能。2.导线类型及特点2.1导线的布设2.1.1导线的布设形式导线可被布设为单一导线和导线网。两条以上导线的汇聚点，称为导线的结 点。单一导线与导线网的区别，在于导线网具有结点，而单一导线则不具有结点。按照不同情况和要求，单一导线可被布设为附和导线、闭合导线和支导线。 导线网可被布设为自由导线网和附合
10、导线网。（1）附合导线如下图1所示，导线起始于一个已知控制点而终止于另一个已知控制点。已 知控制点上可以有一条或几条定向边与之相连接，也可以没有定向与之相连接。图1附合导线（2）闭合导线如图2所示，由一个已知控制点出发，最终又回到这一点，形成一个闭合的 多边形。在闭合导线的已知控制点上至少应该有一条定向边与之相连接。由于闭 合导线是一种可靠性极斧的控制网图形，在实际测量工作中应避免单独使用。图2闭合导线(3) 支导线如图3所示，从一个已知控制点出发，既不附合于另一个已知控制点，也不 闭合于原来的起始控制点。由于支导线缺乏检核条件，故一般只限于地形测量中 的图根导线中采用。图3支导线2. 2导线
11、的观测导线的观测包括转折角的观测和导线边的观测以及导线点高程的观测。2.2. 1转折角的观测转折角的观测一般采用测回法进行。当导线点上应观测的方向数多于2个 时，应采用方向观测法进行。各测回间应按规定进行水平度盘配置。各等级导线 测量水平角观测的技术要求见表1：表1各等级导线测量水平角观测的技术要求测回数等级导线长度(km)平均边长(km)测角中误差()测距中误差(nun)DJ1DJ2DJ6方位角闭合差()导线全长相对闭合差三等1531.518812一3 Jn1/60000四等101.62.51846一5 JnWl/40000-等3.60.3515一2410 7n1/14000二等2.40.2
12、815一1316 7n1/10000三等1.50.121215一1224 JnWl/6000在进行国家等级导线转折角观测时，应以奇数测回和偶数测回分别观测导线 前进方向的左角和右角；左角和右角分别取中数后，再计算圆周角闭合差, 值对于三、四等导线应分别不超过3.5和土5.0。在进行一、二级和三级导线转折角观测时，一般应观测导线前进方向的左角。 对于闭合导线，若按逆时针方向进行观测，则观测的导线角既是闭合多边形的内 角，又是导线前进方向的左角。对于支导线，应分别观测导线前进方向的左角和 右角，以增加检核条件。当观测短边之间的转折角时，测站偏心和目标偏心对转折角的影响将十分明 显。因此，应对所用仪
13、器、觇牌和光学对中器进行严格检校，并且要特仔细进行 对中和精确照准。2. 2. 2导线边长观测导线边长可采用电磁波测距仪测量，也可采用全站仪在测取导线角的同时测 取导线边的边长。导线边长应对向观测，以增加检核条件。电磁波测距仪测量的 通常是斜距，还需观测竖直角，用以将倾斜距离改变为水平距离，必要时还应将 其归算到椭球面上和高斯平面上。2.2.3三联脚架法导线观测三联脚架法通常使用三个既能安置全站仪又能安置带有觇牌的基座和脚架， 基座应有通用的光学对中器。如图4所示，将全站仪安置在测站i的基座中，带 有觇牌的反射棱镜安置在后视点i-1和前视点i+1的基座中，进行导线测量。迁 站时，导线点i和i+
14、1的脚架和基座不动，只取下全站仪和带有觇牌的反射棱镜, 在导线点i+1上安置全站仪，在导线点i的基座上安置带有觇牌的反射棱镜，并 将导线点i-1上的脚架迁至导线点i+2处并予以安置，这样直到测完整条导线为 止。在观测者精心安置仪器的情况下，三联脚架法可以减弱仪器和目标对中误差 对测角和测距的影响，从而提高导线的观测精度，减少了坐标传递误斧。图4三联脚架法导线观测在城市或工业区进行导线测量时，可在夜间进行作业，以避免白天作业时行 人、车辆的干扰，夜间作业，空气稳定、仪器振动小，并可避免太阳暴晒，从而 可提高观测成果的精度。2.3导线测量的近似平差计算导线测量的目的是获得各导线点的平面直角坐标计算
15、的起始数据是已知点 坐标、已知坐标方位角，观测数据为观测角值和观测边长。通常情况下，导线平 差应进行严密平差，但对于二级及其以下等级的图根导线允许对以单一导线、单 结点导线网采用近似平差方法进行计算。导线近似平差的基本思路是将角度误差 和边长误差分别进行平差计算，先进行角度闭合差的分配，在此基础在进行坐标 闭合差的分配，通过调整坐标闭合差，以达到角度的剩余误差和边长误差的目的。在进行导线测量平差计算之前，首先要按照规范要求对外业观测成果进行检 查和验算，确保观测成果无误并符合限差要求，然后对边长进行加常数改正、乘 常数改正、气象改正和倾斜改正(改正方法见数字测图原理与方法第五章), 对角度和边长进行归心改正(有偏心观测吋)，以取消系统误斧的影响。2.3.1附合导线的计算如下图5为附合导线，其坐标平斧计算步骤如下:(1) 方位角计算Y7D _ V4/ab =
