秩亏网平差若干计算方法 1
概述 在测量平差中,控制网中除了必要起算数据外还有多余起算数据的是附合网,仅有必要起算数据的是自由网,这两种控制网在间接平差时误差方程系数矩阵 都是满秩的,由此得到的法方程系数阵 也是满秩的,即法方程有唯一解
这是经典平差的范畴
自由网中有一种具有特殊用途的控制网,就是秩亏自由网,这种自由网没有起始数据参与平差并且以待定点的坐标为待定参数
此时的误差方程的系数阵 是列亏阵,由此所得的法方程系数阵 也是秩亏阵
一般设网中全部的待定坐标个数为 ,必要观测数为 ,全部观测数为 , 为 阶矩阵,相应的法方程系数阵 是 阶矩阵, ,秩亏数都为 ,所以法方程有无穷组解
这里产生秩亏的原因是控制网中没有起算数据,所以 就是网中必要的起算数据个数
对于水准网,必要起算数据是一个点的高程,故 ;对于测角网,必要起算数据是两个点的坐标,故 ;对于测边网或是边角网,必要起算数据是一个点的坐标和一条边的方位,故
秩亏网平差模型 以间接平差为例,令 个坐标参数的平差值为 ,观测向量为 ,则秩亏网的误差方程为: (1) 式中, , , , 随机模型是: (2 ) 根据最小二乘原理,在 下,可组成发方程如下: (3) 若是按照直接解法用如下的方程组来解求 的解: (a) 容易得到 ,即该方程组有解但不唯一,虽然满足最小二乘准则,但有无穷多组 的解,无法求得唯一的 ,因为参数 必须在一定的坐标基准下才能唯一确定
为了得到 的唯一解,增加 个坐标基准约束条件,即: (4) 在限制条件 下,得到法方程如下: (5) 由此可以根据下面的方程组解得 的唯一解: (b) 由上述方程组(b),可以得到: ( ) ( ) ( ) (7) 3
矩阵分解应用于秩亏网平差 3
1 奇异值分解用于秩亏网平差 可以看出,上面提到的这种计算秩亏网平差的方式很复杂,现在我们不妨把秩亏自由网平差