一、选题依据

1.课题的研究动态：

水准网平差的程序通常采用面向对象的设计方法，现在有很多平差软件都是用可视化语言设计开发的，并且大部分在Windows平台下，这些可视化语言有Visual C ，Visual Basic等大多数厂家用来开发测量平差软件的语言工具。

水准网是建立高程控制的基本方法，在野外测得外业数据后需要对所建立的水准网进行平差，即水准网平差，可见水准网平差在工程中的重要性，由于水准网平差需要进行大量的计算，现在一般的计算方法除了由其他语言开发的平差软件以外还可以利用Matlab作为平台开发平差程序进行平差，由于现在一般Matlab的平差方法是利用手工计算误差方程系数矩阵，再利用Matlab解算未知数，该方式较为繁琐，可靠性及效率比较低下，所以基于Matlab的强大功能，本课题将充分利用Matlab的强大数据处理功能来编写计算程序求得系数矩阵。

MATLAB既是一种直观、高效的计算机语言,同时又是一个科学计算平台。它为数据分析和数据可视化、算法和应用程序开发提供了最核心的数学和高级图形工具。根据它提供的500多个数学和工程函数，工程技术人员和科学工作者可以在它的集成环境中交互或编程以完成各自的计算。MATLAB中集成了功能强大的图像处理工具箱。由于MATLAB语言的语法特征与C语言极为相似，而且更加简单，更加符合科技人员对数学表达式的所以MATLAB在图像处理的应用中具有很大的优势。而它的GUI是一个人机交互界面，在现实中有广泛的应用。 Matlab软件主要由主包，Simulink和工具箱3部分组成。 Matlab主包包括：Matlab语言，Matlab工作环境，句柄图形，Matlab数学函数库，Matlab应用程序接口（API）。 Simulink：是用与动态系统仿真的交互式系统。它允许用户在荧幕上绘制框图模拟一个系统。它采用鼠标驱动方式，能够处理线性，非线性，连续，离散，多变量以及多级系统。此外，它还为用户提供了Simulink Extensions（扩展）和Blocksets（模块集）2个附加项。 Matlab工具箱是Matlab用来解决各个领域特定问题的函数库，它是开放式的，可以应用，也可以根据需要进行扩展。为用户提供了丰富的使用资源，工具箱的内容非常广泛，涵盖了很多门学科。应用Matlab工具箱可以很大程度的减少用户编程时的复杂程度。

2课题的研究意义：主要意义在于充分利用Matlab，将测量所得的数据进行高效的处理并得到可靠的数据。

二、研究内容

1、水准网平差的目的是为了确定网中未知点的最或然高程。在有已知点的水准网中，必要观测的个数等于未知点的个数。如果水准网中没有已知点，这时，只能假设某点高程为已知，并以此为基础，确定其他各点的相对高程。所以，在没有已知点的水准网中，必要观测的个数等于网中所有未知点个数减1。迄今为止我们已经学习了好几种种平差模型，不同的平差方法对应不同的数学模型，在这些模型中，未知数一般都多余方程个数，为了结局不唯一的问题，我们使用最小二乘法原理，对于同一个平差问题而言，无论采用何种平差函数模型，其最终平差结果是一样的，因此我们选择使用较为广泛的条件平差模型。利用条件平差模型求解平差值有以下的计算步骤： ⑴根据平差问题的具体情况，列出条件方程式，条件方程式个数等于多余观测数r。⑵根据条件方程式的系数，闭合差及观测值的权组成法方程式，法方程式个数等于多余观测数r。⑶解算法方程，求出联系数K值⑷将K值代入法方程式，求出V值，并求出平差值 L⑸为了验证平差计算的正确性，用平差值L重新列出平差值条件方程式，看是否满足方程。下面举例分析：

2、在Matlab中进行条件平差时大致步骤分为四步，分别为数据的导入、概略高程的计算、误差方程系数矩阵的建立、未知数计算及精度评定、其中误差方程系数矩阵的建立，数据的导入存在的问题最难。数据的导入方式直接影响着编程的复杂程度，因此需要正确的将数据导入到程序中，如果利用手工输入数据比较复杂增加工作负担，利用matlab中的xlsread将excel中的数据直接导入将大大的减少工作负担。概略搞成的计算主要查找已知点和起始边，根据已知点的高程，起始边的高差值，起始边的观测方向求待定点的概略高程。误差方程系数矩阵的建立比较困难，也是核心问题所在，目前资料提供的较为有效的方法是引入传递数矩阵，即依据参与计算的水准路线起点和终点是否已知及未知点的近似高程是否已知计算传递数矩阵。最后程序将计算得出未知数，套用公式看精度是否满足要求。整理后程序计算步骤如下：

（1）将仪器中的测量数据输入到excel中，用excel进行数据的简单处理，导入程序。