《控制网优化设计》ppt课件

1、控制网优化设计控制网优化设计测绘12-1刘同超202101180112 在控制网的技术设计中，在控制网的技术设计中，首先思索的是精度目的，首先思索的是精度目的，其次是网的费用目的，其次是网的费用目的，这是传统的技术设计方这是传统的技术设计方法。在这种方法中，主法。在这种方法中，主要以技术规范为根据，要以技术规范为根据，只需设计出的控制网经只需设计出的控制网经过精度估算，得出最弱过精度估算，得出最弱边的相对精度可以满足边的相对精度可以满足有关规范对某一等级控有关规范对某一等级控制网的精度要求，即根制网的精度要求，即根本上完成了设计义务。本上完成了设计义务。我们称这种方法为我们称这种方法为“规规范

2、化设计。范化设计。 近代控制网优化设计不近代控制网优化设计不同于上述规范化设计，同于上述规范化设计，而是一种更为科学和准而是一种更为科学和准确的设计方法。它能同确的设计方法。它能同时顾及的不仅有精度和时顾及的不仅有精度和费用目的，还有其他一费用目的，还有其他一些目的。运用这种方法，些目的。运用这种方法，可求得最为合理的设计可求得最为合理的设计方案。然而此法也有缺方案。然而此法也有缺乏之处，主要是计算任乏之处，主要是计算任务量大，必需依托计算务量大，必需依托计算机进展。机进展。 在控制网的技术设计中，首先思索的是精度目的，其次是网的费用目的，这是传统的技术设计方法。在这种方法中，主要以技术规范为

3、根据，只需设计出的控制网经过精度估算，得出最弱边的相对精度可以满足有关规范对某一等级控制网的精度要求，即根本上完成了设计义务. 近代控制网优化设计不同于上述规范化设计，而是一种更为科学和准确的设计方法。它能同时顾及的不仅有精度和费用目的，还有其他一些目的。运用这种方法，可求得最为合理的设计方案。然而此法也有缺乏之处，主要是计算任务量大，必需依托计算机进展。控制网的质量目的控制网的质量目的 质量规范包括精度规范、可靠性规范、费质量规范包括精度规范、可靠性规范、费用规范、可区分规范及灵敏度规范等。其中常用规范、可区分规范及灵敏度规范等。其中常用的主要是前用的主要是前3个规范。个规范。 在控制网的设

4、计阶段，质量规范是设计的在控制网的设计阶段，质量规范是设计的根据和目的，同时又是评定网的质量的目的。根据和目的，同时又是评定网的质量的目的。1. 精度规范：网的精度规范以观测值仅存在随机误差精度规范：网的精度规范以观测值仅存在随机误差为前提，运用坐标参数的方差为前提，运用坐标参数的方差协方差阵协方差阵D或协因数或协因数阵阵Q来度量，要求网中目的成果的精度应到达或高于来度量，要求网中目的成果的精度应到达或高于预定的精度。预定的精度。2. 可靠性规范：可靠性实际是以思索观测值中不仅含可靠性规范：可靠性实际是以思索观测值中不仅含有随机误差，还含有粗差为前提，并把粗差归入函数有随机误差，还含有粗差为前

5、提，并把粗差归入函数模型之中来评价网的质量。模型之中来评价网的质量。网的可靠性，是指控网的可靠性，是指控制网可以发现观测值中存在的粗差和抵抗残存粗差对制网可以发现观测值中存在的粗差和抵抗残存粗差对平差结果的影响的才干。平差结果的影响的才干。 3.费用规范费用规范：布设任何控制网都不可一味追求高精度和布设任何控制网都不可一味追求高精度和高可靠性而不思索费用问题，尤其是在讲究经济效益的今高可靠性而不思索费用问题，尤其是在讲究经济效益的今天更是如此。网的优化设计，就是得出在费用最小或不天更是如此。网的优化设计，就是得出在费用最小或不超越某一限制的情况下使其他质量目的能满足要求的布超越某一限制的情况下

6、使其他质量目的能满足要求的布网方案。详细地说就是采用以下的某一原那么：网方案。详细地说就是采用以下的某一原那么：1最大最大原那么。在费用一定的条件下，使控制网的精度和可靠性原那么。在费用一定的条件下，使控制网的精度和可靠性最大或者可靠性能满足一定限制下使精度最高。最大或者可靠性能满足一定限制下使精度最高。2最小原那么。在使精度和可靠性目的到达一定的条件下，最小原那么。在使精度和可靠性目的到达一定的条件下，使费用支出最小。优化设计中，主要思索的是观测费用。使费用支出最小。优化设计中，主要思索的是观测费用。由于各种不同观丈量，采用不同的仪器，其计算均不一样，由于各种不同观丈量，采用不同的仪器，其计

7、算均不一样，很难有一完好的表达式表达出来，只能视详细情况，采用很难有一完好的表达式表达出来，只能视详细情况，采用不同的计算公式。不同的计算公式。优化设计的分类优化设计的分类 优化设计的分类优化设计的分类：工程控制网的优化设计，是在限：工程控制网的优化设计，是在限定精度、可靠性和费用等质量目的下，获得最合理、定精度、可靠性和费用等质量目的下，获得最合理、称心的设计。称心的设计。 网的优化设计可分为零、一、二、三类。网的优化设计可分为零、一、二、三类。 1零类设计基准设计。就是在控制网的网形零类设计基准设计。就是在控制网的网形和观测值的先验精度已定的情况下，选择适宜的起始和观测值的先验精度已定的情

8、况下，选择适宜的起始数据，使网的精度最高。数据，使网的精度最高。 2 一类设计图形设计。就是在观测值先验精一类设计图形设计。就是在观测值先验精度和未知参数的准那么矩阵已定的情况下，选择最正度和未知参数的准那么矩阵已定的情况下，选择最正确的点位布设和最合理的观测值数目。确的点位布设和最合理的观测值数目。4三类设计加密设计。是对现有网和现有设计进展改良，引入附加点或附加观测值，导致点位增删或挪动，观测值的增删或精度改动。3二类设计权设计。即在控制网的网形和网的精二类设计权设计。即在控制网的网形和网的精度要求已定的情况下，进展观测任务量的最正确分配度要求已定的情况下，进展观测任务量的最正确分配权分配

9、，决议各观测值的精度权，使各种观测权分配，决议各观测值的精度权，使各种观测手段得到合理组合。手段得到合理组合。优化设计的方法优化设计的方法 控制网的优化设计的方法大致可分为两种：解析法和模拟法控制网的优化设计的方法大致可分为两种：解析法和模拟法 1解析法解析法：解析法是将设计问题表达为含待求设计变量：解析法是将设计问题表达为含待求设计变量如观测权、点位坐标的线性或非线性方程组，或是线性、如观测权、点位坐标的线性或非线性方程组，或是线性、非线性数学规划问题。非线性数学规划问题。解析法具有计算机时较少、实解析法具有计算机时较少、实际上较严密等优点，但其数学模型难于构造，最优解有时不际上较严密等优点

10、，但其数学模型难于构造，最优解有时不符合实践或可行性差，权的离散化和程序设计较费时等缺符合实践或可行性差，权的离散化和程序设计较费时等缺陷。陷。 解析法可适用于各类的设计问题，特别是零类设计。解析法可适用于各类的设计问题，特别是零类设计。v 2模拟法模拟法 模拟法是对阅历设计的初步网形和观测精度，模拟一组模拟法是对阅历设计的初步网形和观测精度，模拟一组起始数据与观测值输入计算机，按间接参数平差，组成误差方程、起始数据与观测值输入计算机，按间接参数平差，组成误差方程、法方程、求逆进而得到未知参数的协因数阵或方差法方程、求逆进而得到未知参数的协因数阵或方差协方差阵，计协方差阵，计算未知参数及其函数的精度，估算本钱，或进一步计算可靠性数值等信算未知参数及其函数的精度，估算本钱，或进一步计算可靠性数值等信息；与预定的精度要求、本钱和可靠性要求等相比较；根据计算所提供息；与预定的精度要求、本钱和可