[发明专利]任意平面测量控制网非线性最小二乘平差数据处理方法

说明书

本发明公开了任意平面测量控制网非线性最小二乘平差数据处理方法，提出了快速序列二次规划算法，用于求解非线性最小二乘平差模型，使得控制点概略坐标解算与最小二乘平差同步进行，最近更新了其快速步长调整算法，修正了算法的理论缺陷和漏洞，通过“原线性最小二乘平差模型‑转换为非线性规划模型‑再转换为序列二次规划模型‑又转换为序列线性平差模型”这一组合的适于计算机编程计算的非线性组合算法，从理论找出了适用于任意平面测量控制网的坐标自动解算的方法，解决了以往软件受网形限制不通用、需要手工干预计算控制点概略坐标的难题，实现了测量平差与数据处理软件系统通用性和全自动化。

技术领域

本发明属于工程测量技术领域，具体涉及任意平面测量控制网非线性最小二乘平差数据处理方法。

背景技术

现有的测量平差与数据处理软件，都只能处理常规网形，比如导线网、三角网(锁)、大地四边形、中点多边形、角度和距离交会等等。对于按照最小二乘平差原理组建的任意控制网网形，由于概略坐标的解算问题没有彻底解决，导致后续的平差计算无法进行下去。为解决此问题，现有的测量平差与数据处理软件要求前期的外业测量不能按照最小二乘平差原理任意布设控制网的网形，控制网的网形只能选取常规网形，导致外业作业严重受限，不能根据实际情况灵活布网，工作效率大幅度下降。或者可以任意布网，但后续需要人工完成概略坐标的计算，无法实现全过程的信息化处理。

发明内容

本发明目的在于提供任意平面测量控制网非线性最小二乘平差数据处理方法，用于解决上解决上述场景的问题，如现有的测量平差与数据处理软件，都只能处理常规网形，比如导线网、三角网(锁)、大地四边形、中点多边形、角度和距离交会等等。对于按照最小二乘平差原理组建的任意控制网网形，由于概略坐标的解算问题没有彻底解决，导致后续的平差计算无法进行下去。为解决此问题，现有的测量平差与数据处理软件要求前期的外业测量不能按照最小二乘平差原理任意布设控制网的网形，控制网的网形只能选取常规网形，导致外业作业严重受限，不能根据实际情况灵活布网，工作效率大幅度下降。或者可以任意布网，但后续需要人工完成概略坐标的计算，无法实现全过程的信息化处理。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

任意平面测量控制网非线性最小二乘平差数据处理方法，包括以下步骤：

S1：提出快速序列二次规划算法，用于求解非线性最小二乘平差模型，使得控制点概略坐标解算与最小二乘平差同步进行，更新其快速步长调整算法，得到“原线性最小二乘平差模型-转换为非线性规划模型-再转换为序列二次规划模型-又转换为序列线性平差模型”这一组合的适于计算机编程计算的非线性组合算法；

S2：在步骤S1的基础上，提出间接平差模型转化为条件平差模型的矩阵运算方法，采用先间接平差、后条件平差的两套平差的数据处理方法，使得数据处理过程引入全面的质量检查机制；

S3：在步骤S2的基础上，推导基于坐标变换的快速相对点位误差椭圆在长半轴E和短半轴F、纵坐标X和横坐标Y、边长的纵向和横向方向上的算法；

S4：在步骤S3的基础上，测量控制网非线性最小二乘平差数据处理软件系统生成Autodesk AutoCAD格式脚本文件的控制网平面图；

步骤S1中，适于计算机编程计算的非线性组合算法数学模型如下：

原非线性最小二乘平差模型：

转换为非线性规划模型：

再转换为序列二次规划模型：

又转换为序列线性平差模型：