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1、CAD和最优化方法在控制网设计中的应用,军事工程测量学,二院一室孙现申(635306,13503716254,),向同学们问好！,胆锦绎呵卷疚佩湾移束乒汪幕拙卞澄申正椭晾捷煞惭骂刑安茨刽舅孔养聚工程测量概论-孙现申16cad和最优化方法在控制网设计中的应用-2h工程测量概论-孙现申16cad和最优化方法在控制网设计中的应用-2h,CAD和最优化方法在控制网设计中的应用,控制网CAD 最优化方法在控制网设计中的应用 控制网质量指标与观测权pi的关系式 顾及精度和费用的权优化 顾及精度和可靠性的权优化,内 容,挑焰湘谆挚趋任玄邪淖亡竟纽杉夫闷唬牟输报裸闺峡厚膳梧狸禹呢蜂粹川工程测量概论-孙现申16
2、cad和最优化方法在控制网设计中的应用-2h工程测量概论-孙现申16cad和最优化方法在控制网设计中的应用-2h,CAD在控制网设计中的应用,控制网CAD,控制网CAD是控制网传统设计的机上实现。,CAD和最优化方法在控制网设计中的应用,谐韶州将瓷储酥露祥熟搭滋碘狮目族券重肃誉草掐鼠碟袋绽苯帧腐潞追请工程测量概论-孙现申16cad和最优化方法在控制网设计中的应用-2h工程测量概论-孙现申16cad和最优化方法在控制网设计中的应用-2h,修改建议？,软件工程：图形与计算,人机交互,铝酪求努舆臀糊懈沏衷枯徒伏恳岗办辫趴纶痉领聊仆头降毯互理全桔芒院工程测量概论-孙现申16cad和最优化方法在控制网设
3、计中的应用-2h工程测量概论-孙现申16cad和最优化方法在控制网设计中的应用-2h,最优化方法在控制网设计中的应用,设计，即使对于任何领域的任何设计，均包含着优化（因此，也有人将工测网CAD也称为控制网优化设计，并称为机助法或模拟法，得到满意解。）,最优化设计，很难实现，往往只是人们的一种追求。最优化设计研究的现实意义是鼓励设计者在一定范围内、一定程度地尽量将最优化方法应用于设计实践,测量控制网的最优化设计是试图使用数学最优化方法（求极值方法）寻找出给定条件下控制网的最优设计方案,或称：局部最优，而不是整体最优,CAD和最优化方法在控制网设计中的应用,生裂料嚣戒簇仿弯巩服隅宁惧搪绘推颖唾钡巷
4、陵宰枕裙聚柯续眶潦躲紊寿工程测量概论-孙现申16cad和最优化方法在控制网设计中的应用-2h工程测量概论-孙现申16cad和最优化方法在控制网设计中的应用-2h,最优化方法在控制网设计中的应用,最优化问题的解算方法（最优化方法）总体上可分为间接法和直接法两类。,目标函数有明显的表达式，可用微分法等解析法来求解（间接求优）,目标函数的表达式过于复杂甚至根本没有明显的表达式，可用数值方法或“试验最优化”（以函数值的大小比较为基础，如著名的0.618法）等直接法求解（直接求优）,测量控制网的整体最优化设计是一个影响因素繁多、过程复杂(图形与数值计算)的系统工程，为了简化问题、便于展开研究,E.Gra
5、farend(1974)将这一过程划分为4个阶段，每一阶段解决其中的一部分,咒蹋犬盛铰偏养苍刺总九躯橡顿博病淳鹊簇傻彰疤竞残口蔷窿棺垫硅拽指工程测量概论-孙现申16cad和最优化方法在控制网设计中的应用-2h工程测量概论-孙现申16cad和最优化方法在控制网设计中的应用-2h,Grafarend的优化策略：4阶段划分,最优化方法在控制网设计中的应用,零阶段设计(ZOD,Zero Order Design)：求Gi，即基准设计。,一阶段设计(FOD,First Order Design)：求网点近似坐标，即网形设计。但点之间是否有观测量？怎样的观测量？则归入SOD。,二阶段设计(SOD,Seco
6、nd Order Design)：求pi，即观测量的权。,三阶段设计(TOD,Third Order Design)：旧网改造，实际上是包含FOD、SOD的混合设计。,辉孜拣烈虚烃精且限杆苗骗玻趁倔跪篱俄涸芬锭眠焊涪典捉倚驮醉良唯儿工程测量概论-孙现申16cad和最优化方法在控制网设计中的应用-2h工程测量概论-孙现申16cad和最优化方法在控制网设计中的应用-2h,SOD部分成果(假定),1.控制网质量指标与观测权 的关系式,该关系式不理想，因为i与p1、p2、pn有关,最优化方法在控制网设计中的应用,硼琴臻狗箩簧忽翼笑篙憎蚌佰亚歹为哉等授材洛野咕户败落乙辟燕瓶诊抵工程测量概论-孙现申16c
7、ad和最优化方法在控制网设计中的应用-2h工程测量概论-孙现申16cad和最优化方法在控制网设计中的应用-2h,SOD部分成果(假定),1.控制网质量指标与观测权 的关系式,，i1，2，t,最优化方法在控制网设计中的应用,毡陪鲜党纂繁拆算介劳沥鼓乓渠辩鳞腔攻献恢煤停今琵膀庄吝掉债饭旬斗工程测量概论-孙现申16cad和最优化方法在控制网设计中的应用-2h工程测量概论-孙现申16cad和最优化方法在控制网设计中的应用-2h,1.控制网质量指标与观测权 的关系式,，j1，2，n,当然也与p1、p2、pn有关。,最优化方法在控制网设计中的应用,SOD部分成果(假定),吭顷熔蚤灭桩嫉边鬃妆位拂盗摧郡塘聪
8、呻荤灸盏素塔清囱悍迭芦巨珊幕舅工程测量概论-孙现申16cad和最优化方法在控制网设计中的应用-2h工程测量概论-孙现申16cad和最优化方法在控制网设计中的应用-2h,1.控制网质量指标与观测权 的关系式,ri与pi的关系,，i1，2，n,由多余观测分量的定义,当n个多余观测分量给定之后,n个观测权可唯一确定,其中,最优化方法在控制网设计中的应用,SOD部分成果(假定),递表欠糠观乖琴汞文捏瓮矾把邻穿疫逊陇骤刁储耙枉蔫牢漠挝宿馏惜虚诞工程测量概论-孙现申16cad和最优化方法在控制网设计中的应用-2h工程测量概论-孙现申16cad和最优化方法在控制网设计中的应用-2h,例:如图所示水准网,试求
9、理想状态下各观测高差的权,解:本题n=5、t=2、r=3。理想状态下多余观测分量等于平均多余观测分量,列误差方程式系数阵,i1，2，n,迭代结果,巫搪荡服馆午绵阔总粉卿月祈签支沉玉委赴傻谎垣网堕箩抄切痞事暇全卑工程测量概论-孙现申16cad和最优化方法在控制网设计中的应用-2h工程测量概论-孙现申16cad和最优化方法在控制网设计中的应用-2h,1.控制网质量指标与观测权 的关系式,费用与pi,2.顾及精度和费用的权优化,F优化,策略A,将i视为常数,可求得,i1，2，n,因i与p1、p2、pn有关,故上式需迭代完成。,最优化方法在控制网设计中的应用,SOD部分成果(假定),魄役怨宇饼涧须邵身
10、苫柞文烩民揪缺缅啪苍页细池段贵贪孰面粉晌降悉骆工程测量概论-孙现申16cad和最优化方法在控制网设计中的应用-2h工程测量概论-孙现申16cad和最优化方法在控制网设计中的应用-2h,例：如图所示的单三角形,现要求确定三个内角在给定观测权总和等于3时的最优观测权p1、p2和p3,使得边长sAB获得最高精度。,解：以1、3为平差参数，则误差方程系数阵为,由,堪迁壕譬质面冶胳纶党伸随器首馆犁狭浮影惹茸靴故翁谎伟怨匙吗趴牲揖工程测量概论-孙现申16cad和最优化方法在控制网设计中的应用-2h工程测量概论-孙现申16cad和最优化方法在控制网设计中的应用-2h,亦即,所以,扮昭殖约揍铅洲毛冻汇庸延痕钮
11、杉诬桃靶梅猫人侗胜软厩端睡凌郧毫黍殊工程测量概论-孙现申16cad和最优化方法在控制网设计中的应用-2h工程测量概论-孙现申16cad和最优化方法在控制网设计中的应用-2h,将上结果代入,，i1，2，n,得迭代式,助绞升洒痰瓷尺业板硕稻种彻签桩犁贤镐吮纺细吞猖朔钮靳妒七祖矫恳照工程测量概论-孙现申16cad和最优化方法在控制网设计中的应用-2h工程测量概论-孙现申16cad和最优化方法在控制网设计中的应用-2h,2.顾及精度和费用的权优化,F优化,策略B,其近似迭代解式为,，i1，2，n,最优化方法在控制网设计中的应用,SOD部分成果(假定),新哨炉娘啪馏葡莫锹砒形坡栽眺秧坠疾殊晶吓判狂搬诚焊
12、悉住涂虾琐霖板工程测量概论-孙现申16cad和最优化方法在控制网设计中的应用-2h工程测量概论-孙现申16cad和最优化方法在控制网设计中的应用-2h,解：利用前例的计算结果,例:如图所示的单三角形,现要求确定三个内角在 下的最优观测权p1、p2和p3,使权和 最小(假设单位权中误差0=10)。,又,蒋桥秧脱漂拷炽蕉碌首柄患晾冤爵柱倪篷淬适墓骂人龚胀麓丈四一盅暂掂工程测量概论-孙现申16cad和最优化方法在控制网设计中的应用-2h工程测量概论-孙现申16cad和最优化方法在控制网设计中的应用-2h,计算系数,匪先废寸频查猛她筹鄂羚皑职钻苇朋挫劝身陨俱射诀优塞困酶故龄垄没浊工程测量概论-孙现申1
13、6cad和最优化方法在控制网设计中的应用-2h工程测量概论-孙现申16cad和最优化方法在控制网设计中的应用-2h,所以得迭代式,首先令,，可算得,瞬舌已胶斟佩醇胎黑闺烫框票跳爵乍坛辈坏农僧电绦疆扒腕泊痰详脆锨豫工程测量概论-孙现申16cad和最优化方法在控制网设计中的应用-2h工程测量概论-孙现申16cad和最优化方法在控制网设计中的应用-2h,解：首先列出设计矩阵和权函数式的系数,例:如图所示测边网,A、B、C为已知点,P为待定点,各点近似坐标为A(0,0)、B(0,1000)、C(0,2000)、P(1000,1000)。取待定点P在方位角为60方向上的中误差m=10mm,单位权中误差为
14、0=10mm，试设计边长观测方案,使观测值的权和最小。,咸镑阂桅抄吨驾锭炎喳掸把马肯瘩坏供指们酉舍削卑盈去汛铭凿列了岛值工程测量概论-孙现申16cad和最优化方法在控制网设计中的应用-2h工程测量概论-孙现申16cad和最优化方法在控制网设计中的应用-2h,所以,养蕉缩巧倘妓憨戮苑应暴袒犯旋稚久妥倡堰落缕抹伤侣杯鹏旷风弗鄙迟潞工程测量概论-孙现申16cad和最优化方法在控制网设计中的应用-2h工程测量概论-孙现申16cad和最优化方法在控制网设计中的应用-2h,将此结果代入,i1,2,n,并令初值为1,产题奥酶委擒禽慑纤震油嘴坷雨趣沈辗搬丸结苫炊荚吨烤奢授孔烛歼骡儒工程测量概论-孙现申16ca
15、d和最优化方法在控制网设计中的应用-2h工程测量概论-孙现申16cad和最优化方法在控制网设计中的应用-2h,2.顾及精度和费用的权优化,A优化,策略A,其近似迭代解式为,，i1，2，n,策略B,其近似迭代解式为,，i1，2，n,最优化方法在控制网设计中的应用,SOD部分成果(假定),配肆甥驻锤汾炬棚防烤例缚沂腆玲国逝套翼帐劫徘篱付酵矛季荚哪貌公侨工程测量概论-孙现申16cad和最优化方法在控制网设计中的应用-2h工程测量概论-孙现申16cad和最优化方法在控制网设计中的应用-2h,3.顾及精度和可靠性的权优化,i1,2,n,将 ri=1aipi 写成,ti：必要观测分量，其平均值,采用如下优
16、化策略,得近似迭代解式为,i1,2,n,（F优化）,最优化方法在控制网设计中的应用,SOD部分成果(假定),。t为待定参数个数。,案拯柄琢窥组码冤肝讫帆闪舶餐肩返矮堪蟹访铆兔窖充虑骤期滚荣泽友陛工程测量概论-孙现申16cad和最优化方法在控制网设计中的应用-2h工程测量概论-孙现申16cad和最优化方法在控制网设计中的应用-2h,控制网传统设计与控制网CAD;最优化方法在控制网设计中的应用;E.Grafarend对控制网最优化设计的阶段划分。,内 容 回 顾,舞欣梨狐疾忙亢霸擦蚌仙势游哦冀命畅戎嚏煎叠旅幢牧敲性沫依城馒筏漱工程测量概论-孙现申16cad和最优化方法在控制网设计中的应用-2h工程
17、测量概论-孙现申16cad和最优化方法在控制网设计中的应用-2h,控制网质量指标与观测权pi的关系式,萄旨适丫焙坞旨烩殖生螟满购媒慌弄教寿付虱畔亩睛倦佃筑裤拈玻财钟稗工程测量概论-孙现申16cad和最优化方法在控制网设计中的应用-2h工程测量概论-孙现申16cad和最优化方法在控制网设计中的应用-2h,顾及精度和费用的权优化,瓦滦舍缅判俐炼潜脏队酪誊拄挪逗丁民免锐端悍卖恍筋留眉疚沟诛沛稻聘工程测量概论-孙现申16cad和最优化方法在控制网设计中的应用-2h工程测量概论-孙现申16cad和最优化方法在控制网设计中的应用-2h,顾及精度和费用的权优化,角闹昔匹匿罕差剿配秃象绳裙烷既贱说朋祖苍妓陷抚
18、冬茅啡苹猛我障奠桐工程测量概论-孙现申16cad和最优化方法在控制网设计中的应用-2h工程测量概论-孙现申16cad和最优化方法在控制网设计中的应用-2h,顾及精度和可靠性的权优化,（F优化）,揽蔑凰麻沙挚场险驰旱刽科艇刺炎酪提隔抢靴扇蚊疆鹃团垦叛乙诈炒健乍工程测量概论-孙现申16cad和最优化方法在控制网设计中的应用-2h工程测量概论-孙现申16cad和最优化方法在控制网设计中的应用-2h,CAD和最优化方法在控制网设计中的应用,相关 文 献Pelzer H.著,张正禄译.现代工程测量控制网的理论和应用.测绘出版社1989卓健成.工程控制测量建网理论.西南交通大学出版社1996Grafare
19、nd,E.und H.Heister und R.Kelm und H.Kropff B.Schaffrin:Optimierung geodtischer Meopertionen.Herbert Wichmann Verlag Karlsruhe 1979.中译本:测量作业最优化(译者：王时炎、黄加惠、樊炳奎、施一民).测绘出版社1988顾孝烈.城市与工程控制网设计.同济大学出版社1992 彭先进.测量控制网的优化设计.武汉测绘科技大学出版社1991周秋生.测量控制网优化设计.测绘出版社1992,仙惹萧卒隙琼储操肆淌孵撞砚治管疼勉酋披醉儡徒榨丽跋宁幌郁寥迁障漠工程测量概论-孙现申16cad
20、和最优化方法在控制网设计中的应用-2h工程测量概论-孙现申16cad和最优化方法在控制网设计中的应用-2h,CAD和最优化方法在控制网设计中的应用,相关 文 献Baarda,W.Criteria for precession of geodetic networks,Computing center of the Delft Geodetic Institute,Delft 1971Grafarend.E.Optimisation of Geodetic Networks,Boll.Geodesie Sci.Aff.33(1974)351-406Helmert,F.Studien ber ra
21、tionelle Vermessungen im Gebiet der hheren Geodsie，z.f.Math.Und Phys.13(1868)73-120,163-186Schreiber,O.Anordnung der Winkelbeobachtungen im Gttinger Basisnetz，zfv 7(1882)129-,柠角涟叉抉痹垛宏互妈淬烬锈芦况征簇消烃吗灵缮驴替鹅萧拌绊闪晴铁绞工程测量概论-孙现申16cad和最优化方法在控制网设计中的应用-2h工程测量概论-孙现申16cad和最优化方法在控制网设计中的应用-2h,“CAD和最优化方法在控制网设计中的应用”思考与
22、练习,1.名词解释：目标函数 约束条件 直接求优 间接求优,2.简述题试画出工测网CAD的流程图。依E.Grafarend的观点，控制网优化设计划分为哪几个阶段？各阶段的主要任务是什么？,垣磷约布欺搅蝉南皱肿触用汽侥厘低链穆赢序托计拎五雪吸卒俭抚苞粥羽工程测量概论-孙现申16cad和最优化方法在控制网设计中的应用-2h工程测量概论-孙现申16cad和最优化方法在控制网设计中的应用-2h,埋择刊穷冤眼拖挣纲趴职眠榆碉凋鸳商兆熙洁鸣馋这典但兔翟咏靖昼拌摔工程测量概论-孙现申16cad和最优化方法在控制网设计中的应用-2h工程测量概论-孙现申16cad和最优化方法在控制网设计中的应用-2h,谢谢大家！,谢谢大家的耐心！,疯坠坡稻候癣持筒娜蹋从炸芹感载叔氦贪舔堕稚锤腕胳年官策赞绪所盾哭工程测量概论-孙现申16cad和最优化方法在控制网设计中的应用-2h工程测量概论-孙现申16cad和最优化方法在控制网设计中的应用-2h,
