测绘程序设计实验指导书B13.docx

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测绘程序设计实验指导书B13

实验一：

线性方程组解算

一、实验目的与要求

⒈初步掌握线性方程组的算法；

⒉初步掌握线线性方程组在计算机上实现方法。

二、实验安排

⒈实验共需用2学时。

⒉实验每个小组1人，用VB等语言在计算机上完成程序代码的编写，并调试通过，然后用算例印证程序的正确性。

三、实验步骤及要点

⒈在课余时间，提前准备线性方程组解算程序代码；

⒉上机时写入代码，并调试运行；

⒊用算例进行印证。

四、实验指导

利用高斯选主元消去法，根据算法，写出程序代码。

五、思考题

⒈如何利用其他解法完成计算机数据处理。

实验二：

矩阵解算与角度运算

一、实验目的与要求

⒈初步掌握矩阵的加减乘除及矩阵的转置、求逆等基本运算在计算机上的实现方法；

⒉掌握度分秒转换在计算机上实现的方法。

二、实验安排

⒈本实验需要2学时。

⒉实验每个小组1人，用VB语言在计算机上完成程序代码的编写，并调试通过，然后用算例印证程序的正确性。

三、实验步骤及要点

1．在课下写出程序代码，重点是矩阵求逆和度分秒转换；

2．上课时在计算机上写入程序代码，调试运行，通过后用算例进行测试。

四、实验指导

1.矩阵解法参见教材，下面给出测试数据。

2.角度互化问题在计算机数据处理中经常遇到，计算机要求三角函数中的角度必须是弧度制，这样引用计算机中的三角函数进行计算时，结果才是正确的，反过来，求出的角度值也是一弧度为单位的，所以还需把弧度转换为度分秒的形式。

算例：

32°29'30''=弧度，0.3212=度分秒

五、思考题

⒈在什么情况下需要使用度分秒转化；

⒉在什么情况下利用矩阵解算程序。

实验三：

高斯投影正反算及换带计算

一、实验目的和要求

⒈初步掌握坐标系统的转换方法；

⒉初步掌握高斯正反算以及换带计算方法。

二、实验安排

⒈本实验需要4学时。

⒉实验每个小组1人，用VB语言在计算机上完成程序代码的编写，并调试通过，然后用实际算例印证程序的正确性。

三、实验步骤及要点

⒈课余时间完成预先布置的控制测量数据处理问题，完成程序代码的纸上编写和设计工作；

⒉在计算机上写入程序代码，进行调试；

⒊用预先准备好的算例进行印证，要求每人至少准备2组典型算例，并打印测试结果，附在实验报告中。

四、实验指导

1．高斯投影坐标换带程序设计指导

1）坐标正算公式如下：

（见大地测量学基础专业课本）

2）坐标反算公式

2、坐标邻带及换带计算

1）首先利用x,y转换到B，λ

2）计算其中央子午线，计算邻带中央子午线

3）再由B，λ换算到x，y

五、思考题

1．思考不同基准的平面坐标系的转换方法。

实验四：

曲线放样程序设计

一、实验目的和要求

⒈初步掌握工程测量中常用软件设计方法和技巧。

二、实验安排

⒈本实验需要4学时。

⒉实验每个小组1人，用VB语言在计算机上完成程序代码的编写，并调试通过，然后用实际算例印证程序的正确性。

三、实验步骤及要点

⒈课余时间完成预先布置的控制测量数据处理问题，完成程序代码的纸上编写和设计工作；

⒉在计算机上写入程序代码，进行调试；

⒊用预先准备好的算例进行印证，要求每人至少准备1~2组典型算例，并打印测试结果，附在实验报告中。

四、实验指导

曲线放样程序设计（也可以利用《工程测量》课本的例题验证）

算例：

圆曲线，中线交点JD1的里程桩为k1＋500，其偏角

右＝60°00′，圆曲线设计半径R＝60m﹐加密桩间距

=10m。

主要计算公式：

主点定位元素的计算公式：

×

=34.6410

=

=62.8318m

=R（sec

）=9.2820m

q=2T-L=6.4502m

主点里程参数计算公式：

ZY=JD-T=K1+465.359

YZ=ZY+L=K1+528.1908

QZ=YZ

=K1+496.7749

检核K1+496.7749+D/2=K1+500

偏角法计算公式

=

=

=2Rsin

要求：

1）、利用VB语言自动实现主点要素计算

2）、通过程序设计，实现圆曲线的细部点测设计算，计算偏角及距离

3）、尽量可以将测设元素保存在文档中。

五、思考题

⒈缓和曲线与竖曲线放样的程序设计实现方法。

实验五：

GPS卫星位置计算程序设计

一、实验目的和要求

⒈初步掌握GPS数据处理软件中的数据结构格式；

⒉初步掌握GPS平差软件的编写方法和思路；

⒊实现GPS卫星位置计算程序设计

二、实验安排

⒈本实验需要2学时。

⒉实验每个小组1人，用VB语言在计算机上完成程序代码的编写，并调试通过，然后用实际算例印证程序的正确性。

三、实验步骤及要点

⒈课余时间完成预先布置的控制测量数据处理问题，完成程序代码的纸上编写和设计工作；

⒉在计算机上写入程序代码，进行调试；

⒊用预先准备好的算例进行印证，要求每人至少准备1~2组典型算例，并打印测试结果，附在实验报告中。

四、实验指导

⒈各种GPS数据格式参见教材；

⒉计算步骤如下：

1）.平均角速度（meanangularspeed）：

n由广播星历获得,GM=3.986005e+14

2）.规化时刻（normaltime）：

t0已知（由广播星历获得），t为GPS周秒

3）.平近点角（meananomaly）：

M0已知（由广播星历获得）

4）.偏近点角（eccentricanomaly）：

迭代求解：

初始值取E=M，以弧度为单位

5）.真近点角（trueanomaly）：

6）.升交距角（argumentofascendingnode）：

近地点角距（argumentofperigee）

7）.轨道向径（Orbitalradius）：

8）.扰动改正（Perturbedcorrection）：

•升交角距（Argumentofascendingnode）

•

•轨道向径（Orbitalradius）

•轨道顷角（Orbitalinclination）

是升交角距（theargumentofascendingnode）

9）.改正后升交角距、轨道向径、轨道倾角

改正后升交角距（Correctedargumentofascendingnod）

改正后的轨道向径（Correctedorbitalradius）

改正后的轨道倾角（Correctedorbitalinclination）

10）.卫星在升交点轨道直角坐标系中的坐标：

如下图所示

11.升交点经度（Longitudeofascendingnode）：

如下图所示

12.在地固坐标系中的卫星位置（Expressedinsphericcoordinatesystem）

3．算例可以利用教材《GPS卫星定位原理及应用》）

五、思考题

⒈如何编写实用的GPS后处理软件。

⒉如何从GPS星历数据文件中提取数据。

实验六：

Excel在测绘工程中的应用

一、实验目的和要求

⒈初步了解电子表格在测绘中的应用方法。

二、实验安排

⒈本实验需要2学时。

⒉实验每个小组1人，用Excel在计算机上绘制电子表格，利用此表格实现测量外业记录和数据处理，然后用实际算例印证其可行性。

三、实验步骤及要求

1.用VBA完成前方交会自定义函数；用Excel绘制电子表格，写入数据，用函数完成计算，输出计算结果，打印成果表。

2.准备一个算例，如导线测量内业计算，

表7-11钢尺量距图根附合导线坐标计算表

点号

°

′

″

观测角（°）

角度改正数

改正后的角（°）

坐标方位角（°）

距离（m）

Δx（m）

Δy（m）

Δx（m）

Δy（m）

x（m）

y（m）

B

237.99167

A

99

1

0

99.0167

0.00167

99.018333

157.01000

225.853

-207.914

88.212

-207.869

88.166

2507.693

1215.632

1

167

45

36

167.7600

0.00167

167.761667

144.77167

139.032

-113.570

80.199

-113.542

80.171

2299.824

1303.798

2

123

11

24

123.1900

0.00167

123.191667

87.96333

172.571

6.133

172.462

6.168

172.427

2186.282

1383.969

3

189

20

36

189.3433

0.00167

189.345000

97.30833

100.074

-12.730

99.261

-12.710

99.241

2192.450

1556.396

4

179

59

18

179.9883

0.00167

179.990000

97.29833

102.485

-13.0193

101.6547

-12.999

101.634

2179.740

1655.637

C

129

27

24

129.4567

0.00167

129.458333

46.75667

2166.741

1757.271

D

46.75667

2166.741

1757.271

和

888.75500

0.010

759.3067

740.015

-341.100

541.788

-340.952

541.639

辅助计算

46.74667

-340.952

541.639

-0.148

0.149

-0.01000

0.210

-36

147

1/

3521

<

1/2000

注：

加粗数据为观测值，加粗及有下划线的数据为已知数据，加粗斜体数据为检核数据，其余数据为公式计算结果。

或准备一个经纬仪导线计算算例，闭合或附合导线均可，数据自备。

四、实验指导

前方交会算例、利用VBA书写自定义函数，实现下列算例的前方交会。

。

ˊ

〞

弧度

正切

Xa

659.232

Ya

355.537

a

69

11

3

1.207

tana

2.630328724

Xb

406.593

Yb

654.051

ß

59

42

39

1.042

tanß

1.712037939

Xa-Xb

252.639

Ya-Yb

-298.514

tana.tanß

4.503222566

tana.tanß

4.342366663

Xa.tana

1733.9969

Ya.tana

935.1792

Xb.tanß

696.1026

Yb.tanß

1119.7601

（Yb-Ya）.tana.tanß

1344.275

（Xa-Xb）.tana.tanß

1137.6896

Xp

869.198

Yp

735.228

五、思考题

⒈如何用Excel实现附合导线和附合水准路线的简易平差计算。

实验七：

Matlab在测绘工程中的应用

一、实验目的和要求

⒈初步掌握用Matlab进行数据处理的方法和过程；

⒉初步掌握Matlab软件设计方法。

二、实验安排

⒈本实验需要2~4学时。

⒉实验每个小组1人，用Matlab在计算机上实现各种测量数据处理问题，学会开发简单的测绘程序。

三、实验步骤及要点

⒈准备算例；

⒉用Matlab在计算机上实现数据处理；

⒊开发简单的测绘程序，调试运行，用实例印证。

4.用Mathlab完成实验一的方程组解算。

四、实验指导

1.MATLAB的主要线性代数运算

2.实现下列数据拟合生成三维图：

3075279.946549271.599574.773

3075150.754549139.377595.410

3075070.705549055.602610.618

3074887.835548917.800610.983

3074801.102548880.364607.822

3074754.051548832.471605.039

3074692.878548780.212602.844

3074690.912548831.712603.376

3074684.805548829.275603.366

3074689.631548835.979603.326

3074696.181548832.341603.353

3074691.918548826.179603.409

3074486.296548809.029609.365

3074588.997548687.160600.680

3074067.406548505.089607.992

3073885.686548587.906606.496

3074830.908548979.484615.260

3074457.838548776.570607.620

3074360.858548718.493607.899

3074146.854548563.536607.178

3074036.300548590.674610.096

3073900.435549244.547631.647

3073836.378549166.776625.977

3073762.715549156.903627.644

3074001.565549169.620635.232

3073865.836549100.296621.255

3073798.584549041.929614.642

3074983.730549008.795612.325

3074056.613549033.430642.428

3073957.872549035.190622.750

3073897.019549018.483615.824

3073791.562548884.468621.010

3074066.964548972.607643.930

3073942.813548928.575630.607

3073876.484548881.885618.173

3073752.933548797.413631.880

3074116.459548947.873648.041

3074002.874548848.641641.536

3073956.043548764.928643.738

3073848.451548696.940612.527

3074454.483549010.639627.084

3074350.131548931.000631.587

3074183.453548837.318634.586

3074099.948548737.487636.098

3074028.880548711.013655.200

3073939.505548645.890624.071

3073872.268548588.706606.181

3074455.760548936.859611.542

3074254.368548761.333620.431

3074207.345548727.351620.628

3074029.821548626.142633.022

3074839.730549123.030632.035

3074671.529548980.752631.089

3074592.151548916.165623.454

3074231.503548648.211610.788

3074179.302548517.185610.418

3075195.722549258.294583.571

3074945.682549049.367621.612

3074852.771549009.695622.351

3074746.172548941.346621.982

3074718.715548910.068612.770

3074500.311548701.989608.797

3074614.315548712.895599.087

3074247.465548572.141610.298

3074143.417548807.114633.895

3074615.600548757.192601.552

3075042.958549089.666627.236

3075257.646549329.524573.809

3074124.537549048.648667.288

3074095.600549125.602653.302

3075075.615548992.177629.125

3075105.707549016.747628.434

3075146.347548996.099642.038

3074997.310549102.903647.199

3074926.888548855.981620.983

3074848.397548846.274622.578

3074808.849548835.154619.404

3074604.643548939.418633.355

3074513.314548636.386623.818

3074054.121548601.398627.539

3074102.167548454.181621.861

3073935.955548513.963629.041

五、思考题

⒈如何用Matlab开发测绘软件。

⒉如何实现Matlab与VB语言通讯。

华北科技学院

实验报告

课程名称：

测绘程序设计

专业：

测绘工程

班级学号：

姓名：

任课教师：

附件二：

实验报告内容

撰写实验报告应包括以下内容：

一、实验目的与要求

二、实验安排

三、实验原理和过程

包括算法、框图、验证算例（按照软件工程的基本思路来写实验报告）

四、程序代码

五、实验结果

通过上机测试，写出最终程序完成情况和算例测试结果。

六、收获、体会及存在的问题或建议