工程测量报告--工程控制网的优化设计

《工程测量学》实习报告工程控制网的优化设计

2011 年 4 月24 日

1 基本要求------------------------------------------------------------------------------------- 3

2 实习目的-------------------------------------------------------------------------------------

3 3平面网的模拟计算与分析（COSA）---------------------------------------- 3

4 控制网的优化设计-------------------------------------------------------------- 4

5 总结--------------------------------------------------------------------------------- 5

1 基本要求

名称：工程控制网的优化设计

采用软件：COSA系列软件的CODAPS（测量控制网数据处理通用软件包），自研发软件。

2 实习目的

掌握工程测量控制网模拟法优化设计计算的基本理论和方法，学习对典型工程控制网的计算机辅助模拟计算设计和结果分析，通过加扰动和删“肥网”观测量等方法进行工程控制网优化设计，并比对优化结果。

分别使用两种软件进行上述过程，对比两软件的差别。

3平面网的模拟计算与分析（COSA）

3．1观测方案文件：

人工生成简化的观测方案文件“网名.FA2”(只含一组精度)，单击“生成初始观测方案文件”菜单项。

平面网观测方案文件结构:

第1行(观测精度指标部分)：

方向中误差，边长固定误差（mm），比例误差（ppm）

第2行到第K行(控制点坐标部分):

点名，点类型(0-已知点，1-未知点),Ｘ坐标，Ｙ坐标

…，……，……，……

第K+1行(已知方位角部分,有已知方位角值时才有此行):

测站点，照准点，Ａ，方位角值

从第K+2行起(观测方案部分)：

测站点点号

L(代表方向)：照准点点号1,....., 照准点点号n（按顺时针方向排序）

S(代表边长): 照准点点号1,....., 照准点点号n（按顺时针方向排序）

观测值方案文件示例(网名.FA2)

1.7,2,2 /

H,0,2000.000,3000.000

A,1,3183.917,3000.000

B,1,2588.415,3814.643

C,1,1467.472,3840.727

D,1,487.716,3347.045

E,1,918.248,2369.768

F,1,1775.682,1811.933

H

L:A,B,C,D,E,F

S:A,B,C,D,E,F

A

L:B,C,D,H,E,F

S:B,C,D,H,E,F

B

L:C,D,E,H,F,A

S:C,D,E,H,F,A

C

L:D,E,F,H,A,B

S:D,E,F,H,A,B

D

L:E,F,H,A,B,C

S:E,F,H,A,B,C

E

L:F,A,H,B,C,D

S:F,A,H,B,C,D

F

L:A,B,H,C,D,E

S:A,B,H,C,D,E

3．2生成正态标准随机数

单击“生成正态标准随机数”，将弹出一对话框，要求您输入生成随机数的相关参数，第一个参数用于控制生成不相同的随机数序列，其取值可取1-10的任意整数。第二个参数即“随机数个数”只能选200，400或500三个值，即最多可生成500个服从（0,1）分布的正态随机数。系统对所生成的随机数按组进行检验，检验通过就存放在RANDOM.DAT文件中.该文件中的随机数用于网的优化设计，籍此可生成不同精度下的模拟观测值。

3．3 模拟计算

可由人工生成简化的观测方案文件自动生成平面网初始观测方案文件“网名.OB2”；再单击“生成初始观测值文件”菜单项，可自动生成平面网初始观测值文件“网名.IN2”。由“网名.IN2”文件,可在“平差”栏作平面网平差计算与分析。

3．4 平差结果分析

打开“网名.ou2”文件查看平差结果，可同时生成控制网图“网名.map”对照分析。该文件列出了近似坐标值、方向平差结果、距离平差结果（在平差结果中，RI一项即为多余观测分量）、平差坐标及其精度、最弱点及其精度、网点间边长、方位角及其相对精度、最弱边及其精度、单位权中误差和改正数带权平方和、VVQ控制网总体信息。

4 控制网的优化设计

4．1加扰动分析：

对于观测方案文件中的观测值随机添加微量的扰动值后，再进行上述3.3~3.4过程，对比分析加扰动前后平差结果，对比选择更优的设计。

4．2 “肥网”变瘦：

如上述3.4过程中，分析平差结果，根据平均多余观测分量的初始值，给定一个较小一些的平均多余观测分量设计值，找出多余观测分量最大或大于该值的观测，剔除掉，再进行3.1~3.4过程，对平差结果进行分析，比较初始方案与优化方案的坐标差，可在此基础上继续剔除多余观测，寻找最优的设计。

5 总结

本次上机实习让我们熟悉了COSA软件，也对师兄师姐自行研发的软件有了进一步了解。COSA软件是为大众熟悉和经常使用的软件，针对这次课程设计，COSA软件使用起来很简便，更让人容易上手，因为菜单等的设置比研发的软件更为让人接受，不过研发的软件页面也很简洁，并且在删除的多余观测信息分析方面比COSA更人性化更便利。

上机使我对软件的使用更为熟悉，而报告则巩固了对于“工程控制网优化设计”的学习和了解。