控制測量簡易平差程序設計

摘 要：控制測量簡易平差程序設計是現代測量測繪工作中必不可少的重要內容，其主要是為了用于對控制網測量數據進行平差處理，以最大程度的減小測量誤差，提高測量工作的準確率和科學性。

關鍵詞：測量；條件平差；間接平差；MatrixVB；程序設計

一、測量簡易平差程序的設計基本要求和基本步驟

1.基本要求

和一般的程序設計一樣，測量簡易平差程序的設計也應當按照一定的基本要求進行設計。首先，所設計的程序應當具備邏輯清晰、結構簡單、易讀取、易擴展等要求；其次，所設計的平車程序在運算的過程中應當具備速度快的特點，也不能占用過多的內存，內存與外存應當盡量避免頻繁交換。第三，平差程序設計中所采用正確合理的數學模型，且要具備一定的科學先進性，要求該數學模型計算所得結果的準確度高；第四，所設計的平差程序應當具有較強的適應能力，要能夠移植，能夠在各種形式下都能滿足計算需要。最后，平差程序設計要從用戶的角度出發，盡量方便用戶的使用，因此程序的操作應當盡量簡便。這些設計基本要求不但要求在總體設計時遵守，還要求在整個設計過程中的每個環節都遵守。

2.基本步驟

測量簡易平差程序的基本設計步驟主要可以概括為以下幾點：結構總體設計、數據結構設計、確定軟件各組成部分的算法及數據組織、選定某種表達式來描述各種算法、程序編寫、程序調試、編寫用戶使用說明。這些步驟是在任何一種平差程序的開發和設計過程中都應當涉及到的環節，為平車程序設計的基本步驟。

二、基于的測量平差程序設計實例分析

為了能夠更好的介紹控制測量簡易平差程序設計和實現的方法，本文決定以某隧道施工測量中所開發的平差程序為例進行詳細探討。在某隧道工程中，設計施工人員為了能夠更精準的掌握隧洞內的平面控制導線網、高程控制水準網和測角三角網，要對這些控制網的數據進行平差處理。基于實際工程的需要，要重新開發一套平差程序。本工程中決定采用矩陣計算能力，在MatrixVB平臺上，用VB6.0可視化編程和Excel表格數據輸入的方法來開發測量簡易平差程序。具體的開發和設計過程如下所示：

1.測量平差的基礎與模型

在測量工程中，之所以會進行數據的平差處理，是因為在測量中存在在著多余觀測，也就是說，測量平差是建立在多余觀測基礎上的，并在此基礎上按照一定的數學模型以及原則來調整觀測結果，以此來提高觀測值的精度。在測量平差的處理中，最主要的工作任務就是要將有誤差的觀測值之間的不符值消除掉，得出未知量的最或然值，并評定該值的精度。

為了更好的完成平差程序的設計，我們首先要了解一些平差的概念和數學模型。在平差中需要用到的幾個量主要有觀測值個數n、必要觀測數t、多余觀測數r。其中，r=n-t。平差的數學模型主要是指用數學關系來表現幾何模型的幾何關系及其相互之間的內在關系。

2.測量平差程序開發方案的確定

Visual Basic6.0是一種可視化的、面向對象和采用事件驅動方式的結構化高級程序設計語言，可用于開發Windows環境下的各類應用程序，在Visual Basic（以下簡稱VB）環境下，可以利用事件驅動的編程機制、新穎易用的可視化設計工具進行程序開發，可以使用Windows內部的廣泛應用程序接口（API）函數，動態鏈接庫（DLL）、對象的鏈接與嵌入（OLE）、開放式數據連接（ODBC）等技術，高效、快速地開發Windows環境下功能強大、圖形界面豐富的應用軟件。VB的優點在于簡單易學、編程效率高，其缺點在于面向對象性不夠完善、執行效率較低，運行大型的、復雜的程序時，顯得不足。

MatrixVB是由第三方提供的COM組件，包含了大量與MATLAB相似的函數與調用語法，可以加強VB數學運算與圖形展示功能，在VB程序代碼中可以像使用VB自己的函數一樣使用MatrixVB的函數，而且可以不依賴于MATLAB的環境在Visual Basic中完成矩陣運算與圖形繪制顯示等功能，此外Ma-trixVB還有小巧靈活的優點（只有11.2MB大小），所以使用起來簡單，編程效率高。MatrixVB函數庫的功能大致可分為8大類（矩陣運算、運算符重載、圖形圖像處理、最優化運算、多項式、信號處理、隨機與統計分析、控制系統）。

涉及到矩陣運算的數值計算、圖像處理等，MATLAB可以很好解決，但僅僅使用MAT-LAB，程序界面不夠簡潔美觀，要求使用者有較高的專業水平，而且MATLAB過于龐大，我們往往只需使用其中很小一部分功能就能解決問題。若僅僅使用VB來實現，則很多在MATLAB看來很簡單的任務（例如矩陣的定義、矩陣運算、直方圖顯示）都需要從底層寫程序，工作量十分繁重。因此，可以采用MatrixVB+VB集成技術，取MATLAB和VB二者之長，開發出簡潔靈巧、美觀實用，功能強大的程序。這正是此次測量平差程序開發的思路，在VB應用中引人MatrixVB的方法。

三、結束語

由本文論述可以看出，目前關于控制測量簡易平差程序設計的理論基礎已經基本成熟完善，在實際的測量工程中，自主開發符合本測量工程實際情況的平差程序也不再是難事。但是盡管如此，控制測量簡易平差程序的設計方法和實現手段還仍然有很大的進步空間，需要我們在未來的平差程序設計研究中不斷完善。相信在計算機硬件和系統和軟件系統性能、程序設計模塊化水平不斷提高的今天，控制測量平差程序設計技術將會得到更大的發展。

參考文獻：

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[3]趙亞紅，郝延錦，徐明俠.Matlab在測繪工程領域中的幾點應用[J].地礦測繪，2011（01）.

作者簡介：

張宏植（1994—），男，土家族，湖南懷化人，邵陽學院本科在讀，專業方向：測繪工程。