АННОТАЦИЯ 3
ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ГЕОДЕЗИЧЕСКОЙ СЕТИ 4
1.1 Уравнивании плановой геодезических сетей 4
1.2 Описание задачи уравнивания плановой геодезической сети 6
ГЛАВА 2 ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКИЙ ИНТЕРФЕЙС ВЕБ-САЙТА 12
2.1 Описание разработанного сайта 12
2.1.1 Структура интерфейса 12
2.1.2 Задание параметров измерений 13
2.1.3 Запуск расчёта и отображение результатов 13
ГЛАВА 3 МОДЕЛИРОВАНИЕ И ОЦЕНКА ТОЧНОСТИ УРАВНИВАНИЯ
ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ СЕТЕЙ 15
3.1 Описание исследования и анализ результатов 15
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 28
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ 29
ПРИЛОЖЕНИЕ А 30
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 42
Развитие цифровых технологий в геодезии потребовало создания программ для автоматизированной обработки измерений и уравнивания сетей. Особенно востребованы веб-сайты, позволяющие выполнять расчёты и визуализацию без установки ПО — удобно в поле и для обучения. Одним из важнейших этапов обработки геодезических измерений является уравнивание, осуществляемое, как правило, методом наименьших квадратов (МНК) [1], [2]. Для реализации данной процедуры необходим инструмент, который бы обеспечивал ввод угловых, линейных и спутниковых данных, их обработку с учётом весов и погрешностей, а также представление результатов в удобной и наглядной форме. Важным дополнением к вычислительной части является графическое отображение ошибок в виде доверительных эллипсов, основанных на ковариационной матрице искомых координат [3].
На данный момент существует веб-сайт, реализующий уравнивание плановой геодезической сети, однако в его работе выявлены определённые ограничения: неудобный ввод данных, отсутствие подробных подсказок, слабая визуализация результатов. Эти факторы снижают эффективность его использования как в учебной, так и в прикладной деятельности [4].
Целью данной магистерской работы является доработка вычислительной программы и улучшение указанного веб-сайта с целью повышения удобства его использования.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Изучить метод наименьших квадратов и принципы уравнивания геодезических сетей [1], [4].
2. Ознакомиться с теорией доверительных эллипсов и методикой их построения [5].
3. Проанализировать текущую вычислительную программу и выявить недостатки.
4. Улучшить интерфейс для ввода данных и отображения результатов.
5. Изучить метод Ньютона и реализовать его для численного уравнивания сети [6].
6. Получить ковариационную матрицу ошибок и построить доверительные эллипсы на её основе.
7. Провести тестирование обновлённого сайта на модельных и реальных данных. Объектом исследования является веб-сайта, предназначенное для уравнивания плановой геодезической сети.
Предметом исследования выступают алгоритмы обработки геодезических измерений, методика построения доверительных эллипсов, а также пользовательский интерфейс для работы с исходными и вычисленными данными.
В ходе выполнения магистерской диссертации была достигнута цель по усовершенствованию вычислительной программы и веб-сайта, предназначенного для уравнивания плановой геодезической сети.
В процессе исследования проведён анализ теоретических основ метода наименьших квадратов, принципов уравнивания геодезических сетей, методов численного решения уравнений, в частности метода Ньютона, а также методики построения доверительных эллипсов на основе ковариационной матрицы. Эти положения легли в основу алгоритмической и программной реализации.
В результате выполненной работы были достигнуты следующие основные результаты:
• выявлены недостатки существующей вычислительной программы и веб-сайта, затрудняющие его использование, в том числе отсутствие системы подсказок, неудобный интерфейс ввода данных;
• усовершенствована вычислительная программа, а также доработан пользовательский интерфейс, реализованы функции ввода угловых, линейных и спутниковых измерений с учётом весов и проверкой на корректность;
• реализован алгоритм уравнивания методом наименьших квадратов с использованием итерационной процедуры на основе метода Ньютона;
• получена ковариационная матрица координат, на основе которой построены доверительные эллипсы, отражающие точность уравненных координат;
• проведено тестирование разработанного программного обеспечения на различных данных, что подтвердило его работоспособность и практическую применимость.
Полученные результаты подтверждают целесообразность применения, разработанного веб-сайта в образовательных и производственных целях. Оно позволяет выполнять уравнивание плановых геодезических сетей без установки дополнительного программного обеспечения, в том числе в полевых условиях, обеспечивая при этом визуализацию и анализ точности полученных координат.
Работа может быть продолжена в направлении расширения функциональности веб-сайта, в частности за счёт включения трёхмерных сетей, интеграции с геоинформационными системами (ГИС), а также адаптации интерфейса под мобильные устройства.
