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    序贯平差

     

    序惯平差也叫逐次相关间接平差,它是将观测值分成两组或多组,按组的顺序分别做相关间接平差,从而使其达到与两期网一起做整体平差同样的结果。分组后可以使每组的法方程阶数降低,减轻计算强度,现在常用于控制网的改扩建或分期布网的平差计算,即观测值可以是不同期的,平差工作可以分期进行。本节的理论公式推导,以分两组为例。

    一、序惯平差原理

    设某平差问题,观测向量,现把它分为两组,组内相关,组间互不相关,即:

                     8-1-1

    按间接平差原理选取参数,取近似,改正数为,分组后两组的误差方程分别为

                                      权阵                     8-1-2a

                                     权阵                    8-1-2b

                                i=12

    若按整体平差,误差方程可以写为

                      权阵为

    按间接平差原理可得其法方程为

    由上式可得

     

                 

    按分组平差,先对第一组误差方程进行第一次平差(因未顾及第二组观测值,所以第一次平差只能得到的第一次近似值,用表示)。函数模型可改写为

                                  权阵                    8-1-3

    按间接平差原理,可以直接给出公式,其法方程为

                                                   8-1-4

    未知参数的第一次改正数

                                                        8-1-5

    未知参数的第一次平差值

                                                            8-1-6

    第一次平差后未知参数的权阵为

                                                         8-1-7

    代入(8-1-3)式,得观测值的第一次改正数,而

    再单独对第二组误差方程作第二次平差,此时,应把第一次平差后求得的参数作为虚拟观测值参与平差,其权阵为。误差方程为:

                           8-1-8

    由上式知 ,其中称为参数的第二次改正数。联合第二组误差方程。即:

                                    8-1-9

    其中

    由(8-1-8)、(8-1-9)联合组成法方程为

                 

                                             8-1-10

    由上式可得参数的第二次改正数为

                                                   8-1-11

    将上式代入(8-1-9)即可求得第二组观测值的整体改正数。那么第一组观测值的第二次改正数如何求呢?我们可以用分别代替(8-1-2a)中的,即:

                        

    因为经过第一次平差后,已使成立,所以有

                                                                  8-1-12

    最后的平差值为:

                                                  8-1-13

                                                                 8-1-14

                                                  8-1-15

    下面给出精度评定公式。

    单位权中误差估值:

                                                            8-1-16

    其中,推证如下:

               

                   

    所以

               

                      

    但是

               

    并顾及,则有

                                       8-1-17

    未知参数的协因数阵:

                                                 8-1-18

    未知参数函数的协因数及中误差:

    设有参数函数的权函数式:

                                     8-1-19

                                                         8-1-20

    [8-1] 如图8-1水准网,为已知点,第一期同精度独立观测,第二期同精度独立观测,观测值为:,试按逐次间接平差法求两点高程的平差值及点高程的中误差?

    解:本题,选两点高程平差值为未知参数,并取其近似值为:

        

         列立第一期误差方程

                 

                     权阵

                 

    写成的形式为

                                 

         组成法方程

                            

                                 

         解得参数的第一次改正数及其权阵

                              

                             

                             

         求第一期观测值的第一次改正数

                             

         列立第二期误差方程,可用第一期平差后的参数平差值直接列立,此时误差方程常数项就是,即

         权阵

    写成矩阵形式

                            

    也可以用参数的初始近似值列出,此时的误差方程常数项为,即

                            

    其中

                            

    则误差方程可写为

                            

    结果一样。

         顾及第一次平差结果,组成法方程

                            

         求解参数的第二次改正数及平差值

         计算第二期观测值的改正数

                

         计算单位权中误差

                

                     

                

         计算C点高程平差值中误差,即参数的中误差

                 

                 

     

    二、序惯平差的三种特殊情况

     

    1.第二次平差增加新的参数

    设两组的误差方程为

                                  权阵                   8-1-21

                                权阵                   8-1-22

    式中是共同的未知参数,是新增加的未知参数。

        第一次平差可得:                            8-1-23

                                                           8-1-24

                                                          8-1-25

    第二次平差的误差方程为

                                   权阵           8-1-26

                        权阵                       8-1-27

    式中:                  8-1-28

    组成法方程为

                            8-1-29

                                     8-1-30

    解算法方程可得,代入(8-1-27)可求得 。最后得参数平差值为

                       

                   

    2.二次平差的参数仅是第一次平差参数的一部分

    设两组的误差方程为:

                           权阵                    8-1-31

                                 权阵                    8-1-32

    第一次平差的法方程为:

                                        8-1-33

                                     8-1-34

    由法方程可求得,其权阵为:      

                                               8-1-35

                       

                       

        二次平差的误差方程

                                      权阵                8-1-36

                            权阵               8-1-37

    式中:

     

    顾及(8-1-35)式,组成法方程如下:

                                                   8-1-38

                   8-1-39

    由(8-1-38)式可得:

                                                   8-1-40

    代入(8-1-39)式,整理后得

                                           8-1-41

    式中

                    8-1-42

    由(8-1-41)可解得。参数的平差值为

                                                8-1-43

                                              8-1-44

    3.上述两种情况的综合

    两组的误差方程为:

                               权阵                8-1-45

                              权阵                 8-1-46

    第一次平差与上述第二种情况完全相同,其法方程、、权阵、参数的第一次平差值等见(8-1-33)、(8-1-34)、(8-1-35)式,其中的计算见(8-1-42)式。      

    二次平差类似于第一种情况的第二次平差,由下列法方程解得,常数项由(8-1-49)求得。

                 8-1-47

                                           8-1-48

    其中                     8-1-49

    按下式计算的值

                                                    8-1-50

    最后计算参数的平差值

                                                 8-1-51

                                                 8-1-52

                                                               8-1-53

    [8-2] 设有两组误差方程

                       权阵

                       权阵

    试按逐次间接平差法求未知参数的平差值。

    解:本题符合第三种特殊情况,即符合如下形式:

                          

                         

                       

                   

    第一次平差的法方程为:

                                  

                                

                         

    其解为

                             

    未知参数的权阵为

                             

    第二次平差的法方程为

        

                

                           

    其解为

                           

                           

    参数的平差值为

                           

                           

                            

                           

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