论文总字数：22383字

摘 要

本文首先介绍了MATLAB在测量数据处理中的各种应用情况，然后以目前常见的平面控制导线测量数据为例，从用MATLAB来实现导线网平差的方面来讲述其具体应用；论文中具体阐述了先通过理论设计，再使用MATLAB进行编程，实现对导线网数据进行输入、读取、检核、平差以及精度评定和绘制点位误差椭圆等处理的方法；最后讲述了程序帮助文件的制作以及程序算例的结果。

关键词：MATLAB 测量数据 导线网平差

Application of MATLAB in measurement data processing

Abstract

This paper first introduces the various applications of MATLAB in measurement data processing, and then takes the current common planar control wire measurement data as an example, from the aspect of using MATLAB to achieve the adjustment of the wire network to describe its specific application; Firstly, through theoretical design, and then use MATLAB to program, realize the method of input, read, check, adjust and adjust the accuracy of the wire network data and draw the point error ellipse; finally, the program help file is produced. And the results of the program study.

Key Words: MATLAB; Measurement data; Traverse network adjustment

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 选题背景 1

1.2 国内外研究现状 1

1.3 研究目标与内容 3

1.4 技术路线 3

1.5 本章小结 4

第二章 测量数据处理程序设计 5

2.1 总体设计 5

2.2 数据结构设计 5

2.2.1 数据结构概述 5

2.2.2 数据结构设置 6

2.3 平差方法设计 7

2.3.1 平差方法对比 7

2.3.2 间接平差原理 8

2.3.3 误差方程的建立 10

2.3.4 法方程组成与平差计算 16

2.3.5 精度评定 16

2.3.6 点位误差椭圆元素 17

2.4 程序友好性需求设计 18

2.5 本章小结 19

第三章 程序实现 20

3.1 程序界面 20

3.2 数据输入 23

3.3 数据读取 25

3.4 近似坐标计算 29

3.5 绘制概略网图 32

3.6 平差计算 33

3.7 绘制点位误差椭圆 33

3.8 本章小结 36

第四章 程序说明以及算例 37

4.1 程序使用说明 37

4.2 闭合导线网 37

4.3 小型导线网 42

第五章 总结 46

参考文献 47

致谢 49

附录 50

附录1 50

附录2 53

第一章 绪论

1.1 选题背景

MATLAB从1984年正式推向市场至现在，已经经过了35年。这些年来随着MATLAB软件的发展与完善，其为科研工作者提供了涵盖数值计算、图形表达和图像处理、模拟仿真、用户界面设计等内容全面的、集成的编程环境，为各领域、各专业积累了大量的工具箱，得到了广泛应用^[3]。

MATLAB软件对于矩阵数据计算有着强大的优势，还可以进行GUI 界面设计^[4]，于是相对于其他开发语言，将其应用在复杂的测量数据处理中更为方便。因此从中国知网上查询，可以看到2000年至2018年，测量数据处理中MATLAB在测量平差算法、水准测量数据处理、导线测量数据处理、GPS测量数据处理、测量数据质量控制、变形监测数据分析、遥感图像数据处理、空间插值、地图可视化、坐标换带、地籍测量数据建库以及有关测量数据处理中编程语言的混合编程等方面均有相关文献的发表^[23]。

基于上述情况，通过对工程控制网数据的收集和平差计算，进行测量数据的处理，探讨测量数据处理、平差计算程序所需解决的技术问题、编写技巧和提高测量数据处理编程能力的技术途径，并且利用MATLAB编写出控制网数据处理应用程序，可以显著提高综合运用测绘工程专业理论知识和基本技能解决实际测量数据处理问题的能力。

1.2 国内外研究现状

在测量实际工作中，面临要处理的测量数据大致有水准测量数据、导线测量数据、大地测量学基础数据、GPS测量数据、变形监测数据、遥感图像数据、地籍测量数据、以及地图数据可视化等等，这些数据一般是大量甚至海量的，并且处理计算复杂。而这些年来随着MATLAB软件的发展，许多研究人员探索其在测量数据处理中各方面的应用，并得到了许多丰硕的成果。

例如，陈雷用MATLAB将遗传算法应用进测量平差，得到遗传算法解算非线性问题的精度较高的结果^[7]。例如文献^[8]与文献^[9]，其中对于如何将MATLAB应用进水准测量数据处理中有详细的介绍。还可以通过MATLAB的GUI程序设计，来编写高程控制网平差程序，实现高程控制网的条件平差，间接平差，完成高效的数据处理^[6]。

利用MATLAB可以简单快捷的实现对于导线测量数据平差计算。例如，在史建青与董春来的^[12]、赵相伟等人的^[4]、以及董春来的^[5]等文献中，已经详细的阐述如何使用MATLAB进行编程解决导线数据的处理、平差、精度评定等等内容，包括支导线的平差、闭合导线平差、单结点导线平差、导线网平差等内容。

将MATLAB用于大地测量学基础数据计算中，包括白塞尔大地主题解算、高斯投影计算、空间大地坐标与直角坐标的转换.地面观测水平方向归算至椭球面计算等内容，通过MATLAB编程都可以轻松的解决^[4]。

在参考文献^[5]中就有讲述了如何使用MATLAB进行RINEX文件内容提取、GPS卫星位置计算、GPS基线解算、GPS三维无约束平差等内容。在文献^[13]中，赵亚红详述了MATLAB在GPS高程拟合中的应用。参考文献^[15]中，曹先革使用MATLAB对GPS网进行了间接平差以及精度评定。

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