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1、毕业设计 摘要基于MATLAB的水准网和测边网平差程序设计摘 要 MATLAB是目前在研究机构广泛应用的一种数值计算及图形工具软件，它的特点是语法结构简明、数值计算高效、图形功能完备，特别适合非专业编程员完成数值计算、科学试验处理等任务。以往的测量数据处理方法需要编制特定的处理矩阵运算程序，而且程度复杂，难度大。本文介绍一种基于MATLAB的水准网和测边网的程序设计方法，与其它算法语言相比，具有编程简单，运算速度快的特点。文中分别阐述了水准网和测边网程序的理论基础、实现步骤和运行结果。通过实例的分析，总结出利用MATLAB对测量数据处理有很大的应用价值，它缩短了编程的时间，提高工作效率。 关键
2、词：MATLAB； 水准网； 测边网； 程序设计 ABSTRACTMATLAB is one species of numerical-values calculation and graphic tools software which is widely used to apply at research institutions at present. The particularities are: concise grammar-structure、highly efficient in numerical values calculating、complete function o
3、f graphs、especially it is adapted to evildoing professional programmer to accomplish the tasks that are numerical-values calculating and scientific experiments treating. The ancient methods of measured data-processing need establishing special proceedings of treating matrices operation, moreover, it
4、 is complex and greatly difficult.This article introduces one programming method dealing with leveling and measuring edge network based on MATLAB. Compared with other algorithm language, it has particularities which are simply programming and quickly operating. The article separately expatiate the t
5、heories basics、realizing steps and running results at leveling and measuring edge network. With the analysis of examples, it has prodigious application value in measured data-processing by use of MATLAB. Moreover, it shortens programming time and improves working effectiveness. Key words：MATLAB；leve
6、ling network；measuring edge network；programming 30毕业设计 目录目 录绪论41. MATLAB软件简介52MATLAB 在测量平差中的应用62.1测量平差原理的概述62.2平差程序总体方案73. 水准网平差程序.83.1程序的功能83.2水准模型网的间接平差83.2.1 “权”值的确定83.2.2 水准路线的平差计算93.2.3 精度评定113.3 水准网间接平差程序信息设计113.4水准网程序与使用说明123.4.1 水准网程序流程图123.4.2水准网程序的使用123.5 案例134. 测边网平差程序设计164.1 数学模型154.1.1
7、误差方程和法方程的组成154.1.2边长观测的权154.1.3 解算法方程164.1.4精度评定194.2测边网平差信息设计204.2.1 主要的技术要求2143利用MATLAB的绘图语句绘制网图214.4 测边网程序和使用说明224.5程序代码说明：234.6 程序的使用算例25结 论29致 谢30参考文献31附录一32附录二36附录三46东华理工大学毕业设计 绪论绪论作为一名测量技术人员，如果不掌握一门PC机编程语言与便携计算工具，要想提高测量工作的效率几乎寸步难行。测量需求的多样性与复杂性，造就了测量计算鲜明的个性化特点，这就是在商业测量计算软件高度发达的今天，掌握一种实用的程序语言进行
8、编程计算仍有广泛的市场需求的重要原因。当今较流行的计算机程序语言基本上都是基于Windows的，例如Turbo Pascal,Visual Basic,Visual C,Borland C+等，这些程序语言的优势是基于对象及可利用Windows丰富的系统资源，应用它们可以开发出界面非常丰富和友好的应用程序，其劣势主要有以下几点：1.Windows程序都非常庞大，学习并熟练掌握它们并非易事。2.虽然市场上已有的多种专用的测量平差软件都是采用C语言开发的，但这些软件价格都比较贵，而且都带有加密狗，一次只能供一个用户使用。出于商业目的，开发商不会公开程序源代码，这为修改程序功能以适应用户的特殊需求带
9、来了不便。3.在测量生产中，经常需要根据工程的实际情况进行一些个性化的数值计算工作，这些数值计算工作无固定模式，这就需要求测量技术人员最好能熟练掌握一种适用于数值计算的程序语言，以便提高测量计算的效率。4.C语言的数值计算语句不够丰富，例如，在测量平差计算中，经常需要进行的矩阵运算，尤其是解法方程的矩阵求逆不能直接使用语句实现，而必须应用计算机算法编程实现。如果不是基于商业软件开发，只为满足实际测量工作计算需要，则C语言的劣势就变成了MATLAB语言的优势。东华理大学毕业设计 MATLAB软件简介1. MATLAB软件简介MATLAB是从Matrix(矩阵)和Laboratory(实验室)各取
10、前3个字母组成的,意思是矩阵实验室,是美国MathWorks公司于20世纪80年代中期推出的一种交互式、面向对象的科技应用软件,是一个为科学和工程计算而专门设计的高级交互式软件包。MATLAB 集成了图示与精确的数值计算,是一个可以完成各种计算和数据可视化的强有力工具,其优秀的数值计算能力和卓越的数据可视化能力使其很快在数学软件中脱颖而出,成为以矩阵运算为主要工作方式的线性代数、概率论和数理统计、自动控制、数字信号处理、动态系统仿真等领域教学和科研工作者的有力武器。随着该软件自身的发展及市场的需求,其功能日趋完善,其最高版本7.0版已经推出,随着版本的不断升级,它的数值计算及符号计算功能得到了
11、进一步完善。MATLAB是以矩阵作为数据操作的基本单位,矩阵的生成、运算、转置、求逆等非常简单。在MATLAB环境中,不需要对创建的变量对象给出类型说明和维数,所有的变量都作为双精度数来分配内存空间,MATLAB将自动地为每一个变量分配内存。MATLAB语言起源于矩阵运算,并已经发展成为一种高度集成的计算机语言,它提供了强大的科学运算、灵活的程序设计流程、高质量的图形可视化与界面设计、便捷的与其他程序和语言接口的功能。MATLAB系统主要包含5 部分的内容:MATLAB 工作环境、Mablab 数学函数库、MATLAB语言体系、句柄图形、MATLAB应用程序接口(API)。MATLAB系统主要
12、功能包括:数值计算功能、符号计算功能、数据分析和可视化、文字处理功能、SIMULINK动态仿真功能。同时,MATLAB又是开放的,除了内部函数之外,所有的MATLAB 主包文件和各工具包文件都是可读可改的源文件,用户可以作为参考掌握其用法,并可对其修改以适应自己的需要,也可加入自己编写的文件构成新的工具包。例如,随着GPS 的广泛应用,Orion Dynamics and Con2t rol Corporation、Constell Inc. GPSSoft LLC、NavsysCorporation等多家公司都相应开发出了适于GPS数据处理的MATLAB 工具箱。MATLAB是一个集数值计算
13、、图形管理、程序开发于一体的功能十分强大的系统。将MATLAB应用于测量数据的处理是一件非常有意义的工作。Mo2hamed等曾成功地在MATLAB系统中利用白滤波技术研究动态解算GPS载波相位信号的模糊度问题。因为测量数据的处理特别是测量平差主要应用矩阵运算,而MATLAB又特别易于做矩阵运算,因此,研究开发基于MATLAB的测量平差方法具有极好的应用价值。东华理大学毕业设计 MATLAB在测量平差中的应用2MATLAB 在测量平差中的应用测量平差数据处理主要是基于矩阵的运算,常用的矩阵运算主要是矩阵的生成、转置、求逆和矩阵求广义逆等。在MATLAB环境中,不需要对创建的变量对象给出类型说明和
14、维数,所有的变量都作为MATLAB中的M文件的语法与其他的高级语言类似,是一种程序化的编程语言,同时也是一种解释性的编程语言,即逐行解释运行程序,使程序容易调试,计算更为简捷,而且对于平差原理理解和掌握变得更容易。另外,MATLAB语言与数学语言比较接近,更容易掌握和理解。2.1测量平差原理的概述 测量平差的函数模型有条件方程和观测方程。以条件方程为函数的模型的最小二乘平差称为条件平差；在条件方程中，根据需要如果还设有一定数量的未知数，则称为附有参数的条件平差；以观测方程为函数模型的最小二乘平差称为间接平差；如果观测方程中的某些参数不独立，则这些不独立参数必然存在一些条件，称这种平差模型为附有条件的间接平差。本文的两个程序都采用间接平差模型。对于一个实际平差问题,根据所选参数的个数、选什么量为参数以及参数之间是否函数独立,经过仔细推敲可以发现附有条件的间接平差模型本身就是各种经典平差模型的概括模型,其余的经典平差模型,如条件平差模型、间接平差模型、附有未知数的条件平差模型和附有限制条件的条件平差模型都是它的特例。间接平差的公式汇集：间接平差模型为 （21）系数矩阵B满秩，
