Использование современной компьютерной техники и программного обеспечения для решения прикладных задач в области геодезических измерений

64

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова

(технический университет)

Кафедра информатики и компьютерных технологий

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине

Информатика

Тема: Использование современной компьютерной техники и программного обеспечения для решения прикладных задач в области геодезических измерений

Санкт-Петербург 2010 год

Аннотация

Базовые знания в области информатики и практические навыки работы на персональном компьютере позволяют эффективно применять современное программное обеспечение для решения прикладных задач в области геодезии. В данной пояснительной записке это продемонстрировано расчетами в табличном редакторе MS Excel 2007, математического пакета MathCad 14.0 и с помощью языка программирования Turbo Pascal. Представленные в данной работе программы позволяют быстро получать результаты при варьировании исходных данных в определенных диапазонах.

Объем пояснительной записки - 58 стр.

Число таблиц-3, иллюстраций-33, библ. список из 5 наименований.

Оглавление

Введение

1. Обратная геодезическая задача

1.1 Теоретические сведения

1.2 Постановка задачи

1.3 Исходные данные

1.4 Блок-схема алгоритма

1.5 Текст программы

1.6 Результаты работы программы

1.7 Проверка в MS Excel

1.8 Проверка в MathCad

1.9 Анализ результатов

2. Прямая угловая засечка

2.1 Теоретические сведения

2.2 Постановка задачи

2.3 Исходные данные

2.4 Блок-схема алгоритма

2.5 Текст программы

2.6 Результаты работы программы

2.7 Проверка в MS Excel

2.8 Проверка в MathCad

2.9 Анализ результатов

3. Обратная геодезическая засечка

3.1 Теоретические сведения

3.2 Постановка задачи

3.3 Исходные данные

3.4 Блок-схема алгоритма

3.5 Текст программы

3.6 Результаты работы программы

3.7 Проверка в MS Excel

3.8 Проверка в MathCad

3.9 Анализ результатов

5. Решение СЛАУ методом Гаусса 44

4.1 Теоретические сведения

4.2 Постановка задачи

4.3 Исходные данные

4.4 Блок-схема алгоритма

4.5 Текст программы

4.6 Результаты работы программы

4.7 Проверка в MS Excel

4.8 Проверка в MathCad

4.9 Анализ результатов

Заключение

Библиографический список

Введение

Автоматизация геодезических вычислений необходима в различных областях, связанных с геодезией. Предпосылки этому создает тотальная продолжающаяся информатизация практически всех сфер функционирования общества, а также повышающаяся доступность компьютерных технологий и снижение стоимости их производства. В геодезии автоматизация необходима в первую очередь, потому что позволяет решать практические задачи самого различного характера с большей эффектитвностью и производительностью, а также увеличивает скорость выполнения и себестоимость работ по камеральной обработке результатов съемок.

При высокоточных геодезических работах объем вычислений становится весьма большим. Это связано со спецификой этих работ- высокая точность требует специальных методов как проведения собственно измерений, так и обработки их результатов: применения специальных методов уравнивания, введения большого числа поправок, постоянного прослеживания всех получающихся результатов (в том числе и с целью контроля их правильности), и т.д. Это, естественно, рождает за собой определенные проблемы, основные из которых - это недопущение ошибок, и длительное время самой обработки из-за ее большого объема. Хотя все процессы обработки построены так, чтобы максимально снизить риск появления ошибок (тут сказывается учет большого опыта геодезистов - процессы построены таким образом, чтобы сразу заметить неверный результат и вовремя найти и исправить ошибку), но так как все-таки исполнителем работ является человек, то, естественно, нельзя полностью гарантировать совершенное отсутствие ошибок. Конечно, потом они будут обнаружены и исправлены, но сам процесс поиска может занять значительное время. Когда обработку выполняет человек с большим опытом проведения подобных работ, то риск подобных ошибок снижается, уменьшается и время, требуемое на проведение обработки. Но когда подобную работу выполняет человек, не имеющий подобного опыта, то возможность ошибиться, наоборот, многократно возрастает. Это при том, что камеральная обработка в принципе является достаточно легко формализуемым процессом. В связи с этим встает вопрос об автоматизации геодезических вычислений. В самом деле, не логичнее ли поручить исполнение “механической” работы компьютеру, что даст, во-первых, большую выгоду во времени а, во-вторых, это дает некую гарантированность от ошибок в вычислених - попросту говоря, машина никогда не ошибется при выполнении математической операции. (Тут, правда, встает проблема правильности и безошибочности используемого алгоритма, но это тема для отдельной работы.). На самом деле, практика показала преимущество подобного подхода, в настоящее время ручная обработка результатов геодезических измерений встречается крайне редко.

Подводя краткий итог всему вышесказанному, можно сделать вывод, что в целом автоматизация геодезических вычислений необходима в различных областях, связанных с геодезией. Предпосылки этому создает тотальная продолжающаяся информатизация практически всех сфер функционирования общества, а также повышающаяся доступность компьютерных технологий и снижение стоимости их производства. В геодезии автоматизация необходима в первую очередь, потому что позволяет решать практические задачи самого различного характера с большей эффектитвностью и производительностью, а также увеличивает скорость выполнения и себестоимость работ по камеральной обработке результатов съемок.

Целью выполнения курсовой работы является закрепление устойчивых навыков работы в средах программирования при решении типовых задач в области геодезии. В частности овладеть основными принципами построения алгоритмов, методами вычислений и их реализации на компьютере, приобрести навыки постановки задач, построения математических моделей при обработке экспериментальных данных и их анализ.

В данной работе представлено решение типовых задач с помощью языка программирования Turbo Pascal и табличного процессора Microsoft Excel 2007.

При создании пояснительной записки использован текстовый процессор Microsoft Word 2007.

1. Обратная геодезическая задача

1.1 Теоретические сведения

Обратная геодезическая задача заключается в вычислении дирекционного угла ??и расстояния R = | AB | по заданным на плоскости декартовым координатам x, y двух точек А и В. Дирекционный угол, в конечном итоге, должен быть представлен в градусной мере, как это принято в геодезии. Расстояние между точками определяется через найденный дирекционный угол.

Пусть даны две точки А и В (рис. 1.1), координаты которых соответственно

Согласно схеме, показанной на рис. 1.1, приращения координат определяются:

(1.1)

Затем находят величину румба.

(1.2)

Далее по знакам приращения координат находят название четверти, что, в свою очередь, позволяет определить значение дирекционного угла.

Табл. 1.1.Определение значения дирекционного угла

Горизонтальное расстояние между точками может быть определено по формуле:

(1.3)

или по формуле:

(1.4)

Перевод вычисленного дирекционного угла в градусную меру может быть выполнен различными способами. Один из возможных способов следующий:

· Переводим величину ????в градусную меру

;

· Выделяем целую часть ;

· Вычисляем остаток и переводим его в минуты

;

· Вычисляем целое число минут

;

· Определяем остаток минут, переводим в секунды и округляем до целого

.

Значение дирекционного угла в градусах, минутах и секундах дают, соответственно, значения переменных ?????m, ?s.

1.2 Постановка задачи

Даны координаты 2-х точек х и у. Определить дирекционный угол прямой ху.

1.3 Исходные данные

Вариант 5

A)

B)

1.4 Блок-схема алгоритма

Процедура «PerevodRadDeg» предназначена для перевода используемых значений углов из радиан в градусы.

1.5. Текст программы

А) Файл исходных данных

Задача А

Точка 1.

Координата X:

4608.35

Координата Y:

4159.05

Точка 2.

Координата X:

5267.01

Координата Y:

2501.18

Задача В

Точка 1.

Координата X:

4299.05

Координата Y:

10859.16

ТОчка 2.

Координата X:

2727.40

Координата Y:

10590.88

Program Zadacha_1;

Uses CRT; {подключение библиотеки CRT}

Var i,j,k:integer; {объявляем тип переменных}

X1,X2,Y1,Y2,dX,dY,r,DirRad,S,UgolDeg,UgolMinPromedg,DirDeg,DirMin,DirSec:real;

input,output:text;

Procedure PerevodRadDeg(Var DirRad:real); {подпрограмма для перевода дирекционного угла из радиан в градусы}

Var DirDeg,DirMin,DirSec,UgolMinPromedg,UgolDeg:real; {объявляем тип переменных, используемых в процедуре}

Begin

UgolDeg:=(180*DirRad)/Pi; {переводим угол в градусы}

DirDeg:=int(UgolDeg); {выделяем целое количество градусов из полученного угла}

UgolMinPromedg:=60*(UgolDeg-DirDeg); {промежуточное вычисление}

DirMin:=int(UgolMinPromedg); {выделяем целое количество минут}

DirSec:=int(60*(UgolMinPromedg-DirMin));{выделяем целое количество секунд}

Writeln(DirDeg:3:0,' gradusov',DirMin:3:0,' minut',DirSec:3:0,' secund');Writeln; {выводим полученный результат на экран}

Writeln(output,DirDeg:3:0,' gradusov',DirMin:3:0,' minut',DirSec:3:0,' secund');{выводим полученный результат в файл}

Writeln(output);

end; {завершение подпрограммы}

Begin {начало основной программы}

Clrscr; {очистка экрана}

Assign(input,'dano.txt'); {связывание файла исходных данных с именем}

Assign(output,'rezultat.txt'); {связывание файла выходных данных с именем}

Reset(input); {объвление файла для чтения исходных значений}

Rewrite(output); {объявление файла для записи полученных результатов}

Страницы: 1, 2, 3, 4