【测绘程序设计】实验指导书.docx

?测绘遥感程序设计?
实验指导书
（Visual C++.net］
〔供测绘工程专业用）
（2021年修订〕
戴吾蛟编
二零一五年三月
中南大学测绘与遥感科学系
■ ■ ■ 刖目
测绘遥感程序设计上机实验是学习本门课程的重要环节之一,实验的设置是 为了配合课堂教学，使学生熟练掌握和深入理解课堂教学内容，进一步强化测绘 程序设计、测量学及测量平差原理的理解，掌握利用Visual C++.net进展常用 的测量程序以及控制网的间接平差程序设计。
实验内容本门课程必做的实验有〔在Visual C++.net 2021环境下〕：
1. Visual C++.net环境、根本控件及简单程序设计（三角形面积计算）控制构造程序设计〔方位角计算、地心坐标至大地坐标转换］
2. 数组、指针〔多边形面积计算〕函数〔交会定点函数设计、高斯投影正反算程序设计］
3. 类的创立〔大地四边形类设计、角度类设计〕文件〔Cass测量数据整理〕
4. 图形程序设计〔位移序列曲线图形程序设计〕常用测量计算〔无定向导线简易计算程序设计〕
注意：高斯投影正反算公式比较复杂，编写程序时变量定义一定要十分的清晰
实验5类的创立
一、实验目的掌握面向对象编程根本思想
1. 掌握VC++.net中创立类掌握建立和使用对象
2. 掌握运算符号重载理解类的继承和多态性
二、实验内容大地四边形类设计
要求:设计一个大地四边形类,注意大地四边形的根本属性，功能上只要求能够 设置和返回点坐标、8个观测角度、待定点近似坐标计算以及闭合差的计算。
提示:大地四边形〔如下列图〕以AB为基线,具有对角线的四边形，它是建立桥 梁控制网常用的形式，一般采用条件平差进展计算，本实验中仅要求采用前方交 会的方法计算C和D点的近似坐标。
大地四边形
、Wj = % + % + q + % — 180°
吗=% +% +。3 +。4 T80° ＞三角形闭合差W3 = 3] + % +。7 +— 1 80°
华 sin a sin«7 sin(€z4 +a.Y ,,5(1 一 sin"in(%+%)s")「极条件闭合差
1. 角度类设计要求该类具有度分秒至度的换算、度至度分秒的换算、度与弧度的换算等功能。 提示：设置一个角度大小属性，并设定该属性为缺省属性；另设一个状态属性， 表示当前设置的角度大小的形式；度分秒、度、弧度间的相互转换的方法；定义 运算符号〔加、减〕方法，使得角度类能够像一种普通的数据类型样的方便使用； 用设计好的角度类重新编写前方交会定点程序。
实验6文件
一、实验目的•掌握文件对话框的使用方法。
•掌握c++文件操作的一般步骤及实现方法。
• 了解M FC文件操作的特点及使用方法。
二、实验内容1.编制简单的Cass数据文件进展数据整理的程序。整理后的数据文件中要求无 重复点数据，且数据按点号大小的升序进展排序。要求整理后的数据按与原始数 据文件同样的格式保存为另外一个文件
例如数据"民用园燃气.dat"文件数据格式：
总点数点号,编码, X,Y,H
• • •例如：
要求：
a. 用SaveFileDialog和OpenFileDialog控件获取文件翻开或保存的文 件名。
b. 自定义一个测量点数据构造体，其元素包括:点号，编码，X,Y,H用文本框显示原始数据和整理后的数据
c. .按编程标准进展编码提示：
a.读数据、保存数据、判断一个点数据是否已经存在、排序、在文本框中
显示文件内容等可以分别定义成一个子过程或函数。
b.根本流程:
c编程技巧

形程序设计一、实验目的
•掌握VC++.net坐标系和各项设置方法。
•掌握GDI绘图方法。
•理解交互式图形程序设计二,实验内容
,编制程序绘
L以下数据为一变形监测点的24期位移监测结果〔分别为X,Y,H〕 制出该点的变形曲线图，每个方向一个位移序列图。
变形曲线示意图24

32.5792

实验8常用测量程序设计
实验•稳固类的创立与使用
•掌握数组参数的传递•掌握常用测绘程序设计的技巧
二.实验内容设计一个无定向导线简易计算的程序。
要求自己定义文件格式，把以下列图中数据编写至文件中，然后通过读取文件的形式获取所有数据,计算结果也写入结果文件中。
无定向导线计算根本步骤：
实验9平差程序设计根底
实验•稳固过程的定义与调用
•稳固类的创立与使用•稳固间接平差模型及平差计算
■掌握平差程序设计的根本技巧与步骤实验内容
水准网平差程序设计。设计一个水准网平差的程序，要求数据从文件中读取, 计算局部与界面无关。
1. 水准网间接平差模型计算例如：
2. 水准网平差计算一般步骤
(1) 读取观测数据和数据；
(2) 计算未知点高程近似值；
⑶列高差观测值误差方程；
(4) 根据水准路线长度计算高差观测值的权;
(5) 组成法方程；
(6) 解法方程,求得未知点高程改正数及平差后高程值；
(7) 求高差观测值残差及平差后高差观测值；
⑻精度评定；
⑼输出平差结果。
3. 水准网高程近似值计算算法输入数据格式例如
9.平差程序设计［水准网间接平差程序设计］修订说明：由于2021版培养方案增加了 8课时，实验课时也相应增加了 4课时。 为此，本实验指导书将高斯投影正反算提前,并要求以函数的形式编写。增加了 大地四边形类设计以及无定向导线简易计算程序设计。
实验lVisual C++.net环境和简单程序设计
实验•掌握Visual S的安装和启动。
• 了解VC++ 2021的菜单系统、工具栏和各种根本窗体。
•理解VC++.net开发应用程序的步骤。
.掌握基于对话框的程序设计。
•掌握按钮、文本框和标签框的根本使用方法•掌握使用MSDN帮助文档
实验内容启动与退出VC++.net,熟悉VC++.net的开发环境,通过向导生成基于对 话框的应用程序。使用MSDN查看命令按钮、标签和文本框的主要属性和 方法。
1. 翻开 Microsoft visual studio 2021 文档,浏览''Visual studio 文档"目 录下的内容，并从"Visual studio文档->VisualC+ + ->例如〃目录下下载 一个程序，编译并运行之。
2. 设计一个三边边长计算三角形面积的程序。计算模型如下：
海伦公式：S = J-a)(p-b)(p-c),其中 p ='
提小：
(1) 在【文件】菜单上执行【新建】,然后选择“工程“O
(2) 在【工程类型】窗格中，选择［Visual C+ + 】下的“MFC"项。在【模
板】窗格中，选择“MFC应用程序“模板，输入应用程序名称“xxxx〃。
按向导创立名为“ X X X X x〃的MFC应用程序。
(3) 在窗体上放置4个文本框、4个静态框、3个命令按钮〔其中两个缺省〕；
(4) 设置控件属性，如Staticl的Caption属性设置成"a = ”,用于提示Edit 框的输入边长a;
⑸把"取消”按钮的Caption属性改为"退出”；双击前两个按钮，生成
Click消息函数，注释掉重载函数"OnOK()〃。
(6)为4个Edit控件添加绑定变量。
〔7〕在相应的函数中添加代码；
〔8〕运行和调试程序；
(9)保存应用程序。
实验2控制构造程序设计
一、实验目的•掌握VC+ + .net语言的根本语法；
.理解顺序构造、选择构造和循环构造程序设计的特点及应用；•掌握对基于对话框的M FC应用程序设计方法；
•掌握一些简单算法。
实验内容编写一个方位角计算程序。提示：先使用反正切函数计算,然后利用坐标增量 的符号来判断所在的象限。
1. 设计同一参考椭球下的三维地心坐标〔笛卡儿坐标系〕与大地坐标系转换的程 序。〔提示：用do-while迭代，B、H初始为0进展迭代，直到H的精度到达 0.00001 米〕
注意：东经 0~180〔丫>0〕，西经：0~-180(Y<0) 式中，B、L、H为椭球面上的大地纬度、大地经度、大地高；X、Y、Z为空间 直角坐标；N为卯酉圈曲率半径，e为椭球的偏心率,a为椭球的长半径，b为 椭球的短半径。〔WGS84椭球参数：长半径a=6378137m ,扁率a = 1/298.257223563]
实验3数组与指针
实验•掌握函数的定义、引用及应用方法。
二.实验内容1 .编写一个求任意多边形面积的程序。提示:通过界面输入数据，并把数据保存 在一个二维数组或一个一维的自定义构造体类型的数组中，然后再进展计算。要 求计算局部写成函数的形式，使计算程序与界面无关。
动态数组创立动态数组
•构造体的定义多边形面积计算原理及 计算原理：
例如上图：
面积计算的算法：
经整理后得：P = ：£（X,・h+X,•）（%一"） （，= 1,2,・・・,〃；当，=〃时，1 + 1 = 1）2 z=i
实验4函数
实验•掌握函数的定义、引用及应用方法。
二,实验内容1.交会定点计算函数设计
把前方交会、测边交会、前方交会程序写成函数的形式，然后再通过主程序
调用。
提示：前方交会计算函数设计思路[1〕根本原理及计算公式
假设将Pa、Pb、Pc看成权，那么P点f ⑵计算程序设计步骤
① 设计界面,用于输入3个点的坐标和三 定点坐标的文本框〔12个〕、静态标签木
② 定义文本框控件变量〔Value〕;

[1〕根本原理及计算公式
假设将Pa、Pb、Pc看成权，那么P点f ⑵计算程序设计步骤
③ 设计界面,用于输入3个点的坐标和三 定点坐标的文本框〔12个〕、静态标签木
④ 定义文本框控件变量〔Value〕;
1
tan a tan ZA
cotZA- cota
tan a 一 tan ZA
1
tan p tan Z B
cotZS- cot/?
tan p 一 tan Z B
1
tan / tan Z C
cotZC 一 cot/
tan / 一 tan Z C

弓=
Pb =
4 =
t
t
创立前方交会定点计算函数，函数的输入为三个观测角和三个点的坐标, 输出为待定点坐标，输出可以用引用参数的方式输出，具体计算步骤;
a. 根据点计算三个内角A、B、C ;计算 Tan(a)、Tan(p)s Tan(y)、Tan(A)、Tan(B)、Tan(C);
b. 计算 Pa、Pb、Pc ;计算待定点坐标Xp、Ypo
③ 创立"计算”Button按钮的Click事件函数，在该事件函数中调用前方交 会计算函数，并在相应的文本框中显示计算结果。
1. 高斯投影正反算计算函数设计编写高斯投影正算与反算的两个函数，并设计简单界面对函数计算的正确性进展测试。
正算公式：
x=X+^^-sm BcosBf2 +—— sin Bcos3 B(5-t2 +972+47/4)/"4 + 2p"24q"~—sin Bcos5 8(61 —5&2 + z4)f6
720q〃6
y =也 cos Bl" +、cos，B(1-尸 +n2)/"3 +pn6.3,
[2：,,5 COS，3(5 —18尸+ 14〃2 一 58〃2户)/〃5a
七1玄寿B EnB 〃 =冒遂

a
七1玄寿B EnB 〃 =冒遂
^a2-b2
e =
, J.2 _屏 e =
h

prr是孤度转换为秒的转换单位,r是经度l同当前带中央子午线的差值,

r是经度l同当前带中央子午线的差值,
单位为秒。
X为当前点到赤道的子午线长度。
X = €z(l-e2)(A0B + sin 26 +4 sin4B + & sin6B-^- \ sin88)
a 3 2 , 45 4 350 6 11025 8 %=1+砂 +酉 +512e +16384e
A 1 , 3 2 工60 4 工525 6 工 17640 g. A： "T(Te +64e +512e +16384e)
A 1 zl5 4 210 68820 8、
Af 元 +5i2e +16384e >
1 / 35 6 . 2520 8、
一 6 〈512。16384e )
L(_315_e8)
8 '16384 )
a6
A8
a长半轴
e 第一偏心率
反算公式：

tf = tan Bf
Mf =
Nf
l + ^2cos2 Bf
B = Bf~ 2M^ + 24由。+ *； + 栋 --
裒"+ 90*+45印1 = Nf cosBf y ~ 6NjcosBf ^ + 2tf+r}f')y +
、苞(5 + 28*+24'；+6居+砒成
l是要求的点到中央子午线的经度差，Bj为底点纬度
下标“f〃表示与8/有关的量r/f = e" cos Bf

Bf = Bq +sin2B0{^0 +sin2 B0[^2 +sin2 B0(K4 + K6sin2 B。) }"(1W)&
K -_lr±e2+45e4 +350e6 + 11025 s. 2'46451216384 J
K - - —f ~e4 +^-5^e6
23 l64e 512e
K -Xr604e^+68484
4- 3 l512e +
v 1 r 26328 81
58239 8、16384。勺

16384。勺
+ 16384e〕X =x艮K y=0时X所对应道的子午弧长