книги из ГПНТБ / Гельфанд Р.Е. Программа уравнивания и предвычисления точности геодезических сетей на плоскости для ЭВМ типа М-220 (Шифр ПГС-УП) [Текст] 1973. - 134, [2] с
.pdf
Министерство энергетики и электрификации СССР
Главниипроект
Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научноисследовательский институт гидротехники ии.Б.Е.Веденеева
Р.Е.Гельфанд
П Р О Г Р А М М А
УРАВНИВАНИЯ И ПРЕДВЫЧИСЛЕНИЯ ТОЧНОСТИ
ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ СЕТЕЙ НА ПЛОСКОСТИ ДЛЯ
ЭВМ типа "М-220"
(Шифр ПГС-УП)
Ленинград
1973
Р.Е.Гельфанд
ПРОГРАММА УРАВНЕНИЯ И ПРЕДВЫЧИСЛЕНИЯ ТОЧНОСТИ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ СЕТЕЙ НА ПЛОСКОСТИ ДЛЯ ЭВМ ТИПА "М-220" (шифр ПГС-УП)
Сдано в производство 4/X-I973. Подписано к печати 28/IX-I973. М-58040. Печ.л. 8,375. Уч.-изд.л. 6 , I f . Формат 60X90/16.
Заказ 502 Тираж 130. Цена 61 коп.
Тип.ВНИИГ. Ротапринт. 194-220, Ленинград, Гжатская ул., 21.
3.
В в е д е н и е .
Программа уравнивания и предвычисления точности геодези ческих сетей на плоскости для ЭВМ типа "М-220" (шифр ПГС - УП - плоские геодезические сети - уравнивание, предвычисле ния) составлена в кодах машины "М-220" и может использоваться также для "№-222", "БЭСЫ-3", "БЭСМ-4".
Программа предназначена для уравнивания и предвычисления точности сетей триангуляции, трилатерации и линейно-угловых. В программе реализован метод посредственных измерении.
Отладка программы проведена на ЗИЛ "М-220", 1>. 42 вы пуска 1968 г., "М-222" J& I I выпуска 1971 г..в Математической лаборатории ВНИИГ им.Б.Е.Веденеева и на "БЭСМ-4" - в Главном вычислительном центре при институте "Гидропроект".
Программа составлена по заказу Ленинградского отделения института "Гидропроект". Уравнившше линейно-угловых сетей включено в программу по заказу Предприятия ГУГК при СМ СССР.
Программа разработана в Математической лаборатории Все союзного ордена Трудового Красного Знамени научно-исследова тельского института гидротехники имени академи Б.Е.Веденеева (194220, Ленинград, Гжатская, 21).
Составлена программа младшим научным сотрудником Матема тической лаборатории, канд.техн.наук Гельфанд Риттой Евсеевной.
4.
I . Содержательная постановка задачи.
Программа предназначена для уравнивания или предвычисления точности сетей триангуляции, трилатерации и линейно-угло вых на плоскости; может быть использована также для сетей, включающих отдельные ходы полигонометрии и малых сетей полигоноыетрии.
В программе реализован метод посредственных или косвен ных измерений.
Число пунктов в сетях, рассчитываемых по программе, ^ 50, из них определяемых ^ 39.
Базисы и заданные дирекционные углы принимаются в расче тах за твердые.
В расчет могут вводиться неравноточные сети, содержащие по две группы равноточных измерений; в линейно-угловых сетях могут быть заданы две группы угловых измерений.
Редуцирование на плоскость и введение поправок за центри ровку и редукцию программой не производится. При проведении этих расчетов вручную можно использовать настоящую программу для расчета предварительных координат пунктов и элементов сети, необходимых для вычисления поправок.
Программа может использоваться для проверки сетей и выяв ления грубых ошибок измерений. Измеренные направления прове ряются по угловым невязкам треугольников, насчитываемым прог раммой. Линейные измерения, так же как и угловые, хорошо про веряются по свободным членам уравнений погрешностей: сво бодные члены, превосходящие по величине заданные в программе допуски, выдаются на печать. Уравнивание сети производится двойным просчетом; при этом окончательные координаты первого просчета принимаются за рабочие для второго.
Для кавдой уравненной сети на печать выдаются окончатель ные координаты пунктов, дирекционные углы и длины сторон се ти, средние квадратические ошибки единицы веса, всех коорди нат, дирекционных углов и длин, относительные ошибки длин, поправки в измеренные элементы.
/ При предвычислеш'Ш точности сети по' заданной средней кзйдратической ошибке единицы веса вычисляются средние квадра тические ошибки координат, дирекционных углов и длин сторон.
5.
Кроме того вычисляются и печатаются обратные задачи, насчи танные но предварительным координатам.
Все результаты расчетов печатаются двавды, второй раз в в форме каталога.
6.
я. Математическая постановка задачи.
Уравнивание сетей производится методом посредственных измерений /1,2/. Преимущества этого метода для расчетов на ЭВМ общеизвестны. Последовательность расчетов при уравнива нии:
а) . Вычисление рабочих координат определяемых пунктов (по формулам Ш г а ) ;
б) . Составление уравнений погрешностей для измеренных элементов:
для направлений  | 
	
  | 
" , : ^ Ч А Л А Ч / Г ^ < » ^ ,  | 
	( I )  | 
для длин  | 
	
  | 
-Cos^J^-Sin^^Cos^^^Si^^Kr-Kt  | 
	(2)  | 
в) . Формирование по коэффициентам и свободным членам уравнений погрешностей с учетом их весов нормальной системы уравнений;
г) . Решение нормальной системы и•определение ошибок.
В уравнениях ( I )  | 
	и (2) обозначены:  | 
|||
Ъ  | 
	» У/с »x  | 
	i i Уг -  | 
	рабочие координаты пунктов * и L ,  | 
|
Sxx  | 
	,6ук,  | 
	Sx;I St/- -  | 
	искомые поправки к рабочим координатам,  | 
|
  | 
	
  | 
	2К  | 
	- ориентируюдай угол,  | 
|
  | 
	
  | 
	^£к  | 
	-  | 
	искомая поправка к 2 С }  | 
а = ~ У"  | 
	KL  | 
|
KL  | 
	St.-  | 
|
  | 
	
  | 
|
mKL - измеренное направление,
°kl - измеренная длина,
Укажем на основные особенности алгоритма формирования и решения нормальной системы, позволяющие упростить прог рамму, ускорить расчеты и получить все практически необходи-
мые оценки для сети.  | 
	7.  | 
|
  | 
||
Величина  | 
	обычно принимается равной среднему значе  | 
|
нию разностей {^Ki-  | 
	nKi) для измеренных на пункте к  | 
	нап  | 
равлений. В программе величина zB принята равной разности ) для первого в исходной информации направления
на пункте  | 
	к  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
|
  | 
	Задание твердых дирекционных углов и базисов приводит к  | 
||||
условным уравнениям:  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
||
  | 
	для дирекционного угла  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
|
акС  | 
	SxK  | 
	S^-o/^S^  | 
	-ё«£<Гу.£  | 
	-°с.°кг =о  | 
	( 3 )  | 
для базиса  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
||
где  | 
	d°. - твердый дирекционный угол,  | 
	у  | 
	*' *•>  | 
||
  | 
	s°. -  | 
	длина базиса.  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
Программа не использует метод коррелат для введения в
расчет условных уравнений.
Каждое условное уравнение позволяет исключить из уравне ний погрешностей и далее из нормальной системы одно неиз вестное. Коэффициенты подстановок для исключения неизвестных получены из уравнений (3) или ( 4 ) . В тех случаях, когда для одной и той же стороны заданы оба условия - твердые базис и дирекционный угол, - уравнения (3) и (4) составляют систе му. Коэффициенты подстановок для исключения неизвестных в этом случае получены из рассмотрения системы.
К системе уравнений приводит и тот случай, когда в од ном определяемом пункте сходятся стороны с заданными базисом и твердым дирекционным углом, причем один из трех пунктов, составляющих эти стороны - твердый.
Поправка <Pzo исключается из условных уравнений и далее из нормальной системы введением на каждом пункте дожолнительного уравнения погрешностей Шрейбера:
h  | 
	'  | 
	-i  | 
	(5)  | 
  | 
	
  | 
	
  | 
8.
где р - вес направления.
Члены уравнения и величина зс/> получаются суммированием соответствующих коэффициентов и весов уравнений, погрешнос тей для направлений, наблюденных на данном пункте.
Программа допускает задание для сети привязки: на твер дом пункте для направления на некоторый пункт, не входящий в сеть, задается значение дирекционного угла. Привязка при водит к условному уравнению на пункте вида
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	SiK  | 
	+ем" = vMnt  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
|||
где  | 
	£"=  | 
	XK-(MK + zX  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
||
>ск -  | 
	заданный дирекциошшй угол.  | 
	
  | 
	
  | 
||||||||
  | 
	Штрица, обратная матрице нормальной системы, опреде  | 
||||||||||
ляется по специальной подпрограмме обращения симметричной,  | 
|||||||||||
положительно-определенной матрицы методом квадратного корня.  | 
|||||||||||
Обратная матрица используется для решения нормальной систе  | 
|||||||||||
мы и определения средних квадратических ошибок координат,  | 
|||||||||||
дирекционных углов и длин сторон сети.  | 
	
  | 
	
  | 
|||||||||
  | 
	Средняя квадратическая ошибка единицы веса определяется  | 
||||||||||
в программе по формуле:  | 
	, ,  | 
	=  | 
	-  | 
	г  | 
	
  | 
||||||
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	\ /  | 
	
  | 
	
  | 
	Ipvv]  | 
	
  | 
	
  | 
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	п=  | 
	
  | 
	x- f f r - v - *  | 
	(6)  | 
||||
где  | 
	Ы - общее число измеренных элементов,  | 
	
  | 
|||||||||
  | 
	ул  | 
	-  | 
	число  | 
	определяемых пунктов,  | 
	
  | 
	
  | 
|||||
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	V  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
|
  | 
	"с - число заданных твердых дирекционных углов, не счи  | 
||||||||||
тая привязок, и базисов,  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
|||||
  | 
	t -  | 
	общее число' пунктов в сети, с которых производились  | 
|||||||||
  | 
	
  | 
	
  | 
	измерения направлений.  | 
	
  | 
	
  | 
||||||
Знаменатель в формуле  | 
	(6) - число избыточных наблюдений.  | 
||||||||||
  | 
	Величина  | 
	fovv]  | 
	
  | 
	вычисляется как разность суммы  | 
|||||||
квадратов свободных членов уравнений погрешностей, умнокенных на их весами произведения строки решений нормальной сис темы на столбец её свободных членов (см. Д/,формула 10.6).
Сумма квадратов свободных членов накапливается по мере фор мирования нормальной системы. ..
Задача предвычисления точности сети решается аналогично задаче уравнивания, исключая решение нормальной системы и вычисление 1 . Рабочие координаты в этом случае задаются.
9.
иЗатрица нормальной системы формируется и обращается точно так же, как при уравнивании сети. Средней квадратической ошибке единицы веса программой присваивается определен ное значение, по которому с использованием обратной матрицы вычисляются средние квадратические ошибки координат, дирекционных углов и длин сторон сети.
