基于MATLAB的导线网平差软件设计及误差椭圆的绘制

基于MATLAB的导线网平差软件 设计及误差椭圆的绘制翟敏，陶秋香(山东科技大学测绘科学与工程学院，山东青岛266590)摘要:导线网观测数据平差是一项繁重的工作，其平差过程涉及矩阵计算，由于算法复杂，较难利用传统编程语言进行程序实现和绘制误差椭圆。本文在MATLAB平台下，利用其强大的计算和可视化分析功能，基于间接平差原理，完成了间接平差软件设计，实现了导线网平差，以及导线网网形和误差椭圆的绘制，并通过实例进行了验证分析。关键词:导线网;MATLAB;间接平差;误差椭圆中图分类号:P207+．1文献标识码:B文章编号:1672－5867(2014)04－0098－03AdjustmentSoftwareDesignandErrorEllipseDrawingBasedonMATLABTraverseNetworkZHAIMin，TAOQiu－xiang(CollegeofGeomatics，ShandongUniversityofScienceandTechnology，Qingdao266590，China)Abstract:Traversenetworkobservationdataadjustmentisatoughtaskduetothecomplexalgorithmofmatrixcalculation，andthere-foreitisdifficulttousetraditionalprogramminglanguagetorealizetheprogramanddrawtheerrorellipse．BasedonMATLABplat-form，thepaperusesitsstrongcapacityofcomputationandvisualizationanalysisfunctiontoachievetheparameteradjustmentsoftwaredesignaccordingtotheparameteradjustmentprincipleandthetraversenetworkadjustmentandshape，anddrawingoferrorellipsearerealizedandverified．Keywords:traversenetwork;MATLAB;parameteradjustment;errorellipse0引言在计算机技术和空间技术的支持下，测绘学科得到了快速发展，观测数据和估计量的类型更加多样化，而测量平差作为测量观测数据处理的基础，其应用也越发重要［1］。MATLAB软件具有强大的数值计算、符号运算、数 据分析和可视化、文字图像处理等功能，MATLAB提供的M语言不仅方便编程，同时还具有强大的绘图和图形显示等功能［1－2］。将MATLAB应用于测量平差计算，会给平差模型建立、数据解算和图形显示带来极大的方便。石丽梅等［3］利用C++语言，编程实现导线网的近似坐标计算;高平和等［4］提出编程绘制倾斜任意角度的误差椭圆设计思路，并据此推导出数学模型;王永等［5］利用Excel生成误差椭圆;李建章［6］基于MATLAB开发了导线网平差程序。本文在上述研究成果的基础上，利用间接平差实现导线网平差的程序设计，以及绘制导线网网形与误差椭圆，并最终将程序整合成为软件，帮助完成数值计算和数据处理等任务。通过实例进行验证分析，最终证明该软件切实可行，可有效降低测量计算人员的工作量。1导线网测量平差程序设计1．1程序总体设计导线网间接平差的整体设计思路为:1)先读入观测值数据，包括角度观测值数据和边长观测值数据;2)对已知点及未知点进行编号，分别给角度和边长观测值赋点号，形成角度观测值矩阵和边长观测值矩阵;收稿日期:2013－10－08基金项目:山东科技大学科研创新团队支持计划(2011KYTD103)资助作者简介:翟敏(1991－)，女，山东泰安人，测绘工程专业硕士研究生，主要研究方向为测量平差与数据处理。第4期翟敏等:基于MATLAB的导线网平差软件设计及误差椭圆的绘制993)计算点的近似坐标，形成近似坐标矩阵;4)定权并组建误差方程式，按照间接平差原理进行平差;5)输出平差结果，包括坐标平差值、未知点点位误差及误差椭圆参数、角度改正数及平差值、边长改正数及平 差值。程序总体设计流程图如图1所示。图1程序设计流程图Fig．1Programdesignflowchart1．2导线网数据格式的组织导线网由导线点、导线边和角度三部分要素构成，其中导线边包括起点和终点，导线角度包括测站点、左站点和右站点。为使程序能够对任意形状的导线均能进行平差处理，首先需要设计数据格式来存储相关的数据文件，包括起算数据、角度观测值数据和边长观测值数据。其 中边长观测值和角度观测值中均包含着