Разработка и исследование алгоритмов решения геодезических задач на дистанционных измерениях

Бесплатно
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0
Иванова, Алена Дмитриевна Отделение информационных технологий (ОИТ)
Бесплатно
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

В настоящей работе предложено рассмотреть методы решения задачи определения координат неизвестной точки по результатам дирекционных измерений, выполненных на эту точку из произвольного множества точек с известными координатами. Решение строится из предположения, что координаты точек и углы заданы в декартовой системе координат и расстояния между точками относительно малы, то есть не учитывается искривление земной поверхности.

Введение ……………………………………………………………………………………………………… 14

1 Обзор литературы …………………………………………………………………………………….. 17

2 Объект и методы исследования …………………………………………………………………. 21

2.1 Методы проведения дистанционных геодезических измерений ……………. 22

2.2 Методы обработки геодезических данных по результатам дистанционных
измерений…………………………………………………………………………………………………. 27

3 Разработка методов вычисления координат определяемой точки по
дистанционным измерениям ………………………………………………………………………… 30

3.1 Геометрическая интерпретация задачи засечки для дистанционных
измерений…………………………………………………………………………………………………. 30

3.2 Первый вариант решения задачи засечки на дистанционных измерениях 34

3.3 Второй вариант решения задачи засечки на дистанционных измерениях 36

3.4 Решение задачи засечки с учетом смещения прибора измерения ………….. 39

3.5 Обусловленность матриц коэффициентов ……………………………………………. 41

4 Проведение исследований линейных систем для решения задач геодезии ….. 43

4.1 Разработка программ для решения задач геодезии и исследования свойств
систем уравнений ……………………………………………………………………………………… 44

4.4.1 Описание программ, имитирующих серии измерений …………………….. 45

4.4.2 Описание формируемых файлов …………………………………………………….. 49

4.2 Проведение экспериментов по исследованию влияния конфигурации
известных точек на обусловленность матрицы ………………………………………….. 51

4.4.1 Равновероятное распределение точек……………………………………………… 51

4.4.2 Точки, сконцентрированные в небольшой области …………………………. 53

4.4.3 Измерения с одной кратной точкой ………………………………………………… 54

5 Реализация программы обработки геодезических измерений …………………….. 57
5.1 Разработка требований к проекту обработки геодезических измерений 57

5.2 Проектирование программы расчета координат по результатам
геодезических измерений ……………………………………………………………………….. 59

5.2 Программная реализация методов расчета координат по результатам
измерения дистанций……………………………………………………………………………… 60

6 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение ……. 64

6.1 Оценка коммерческого потенциала, перспективности и альтернатив
проведения НИ с позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения……. 64

6.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования …………………. 64

6.1.2 Анализ конкурентных технических решений ………………………………….. 65

6.1.3 SWOT – анализ ………………………………………………………………………………. 66

6.2 Планирование научно-исследовательских работ……………………………………… 69

6.2.1 Структура работ в рамках научного исследования ………………………….. 69

6.2.2 Определение трудоемкости выполнения работ ……………………………….. 70

6.3.3 Разработка графика проведения научного исследования …………………. 70

6.3.4 Бюджет научно-технического исследования (НТИ) ………………………… 70

3.4.6 Формирование бюджета затрат научно-исследовательского проекта . 73

6.4 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной и
экономической эффективности исследования ……………………………………………. 74

7 Социальная ответственность …………………………………………………………………….. 78

7.1 Производственная безопасность ………………………………………………………….. 78

7.1.1 Повышенный уровень шума на рабочем месте ……………………………….. 79

7.1.2 Повышенный уровень электромагнитных излучений ……………………… 80

7.1.3 Недостаточная освещенность рабочей зоны ……………………………………. 81

7.1.4 Неблагоприятный микроклимат ……………………………………………………… 84

7.1.5 Статические физические перегрузки ………………………………………………. 85
7.1.6 Перенапряжение зрительных анализаторов …………………………………….. 85

7.1.7 Повышенный уровень статического электричества…………………………. 86

7.1.8 Опасность поражения электрическим током …………………………………… 87

7.1.9 Опасность возникновения короткого замыкания …………………………….. 88

7.2 Экологическая безопасность………………………………………………………………… 89

7.3 Безопасность в чрезвычайных ситуациях …………………………………………….. 90

7.4 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности ………. 92

7.4.1 Специальные (характерные для рабочей зоны исследователя) правовые
нормы трудового законодательства ………………………………………………………… 92

7.4.2 Организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны
исследователя ………………………………………………………………………………………… 93

Заключение …………………………………………………………………………………………………. 95

Список использованных источников ……………………………………………………………. 97

Приложение A …………………………………………………………………………………………… 100

Приложение Б ……………………………………………………………………………………………. 112

Приложение В……………………………………………………………………………………………. 115

Приложение Г ……………………………………………………………………………………………. 122

Приложение Д……………………………………………………………………………………………. 128

Приложение Е ……………………………………………………………………………………………. 129

Геодезия – наука о методах и технике производства измерений на
земной поверхности, выполняемых с целью изучения фигуры Земли,
изображения земной поверхности в виде планов, карт и профилей, а также
решения прикладных задач.
Большое количество видов наземных работ опираются на результаты
проведения топографических и геодезических исследований. Комплекс таких
работ составляет суть инженерно-геодезических изысканий. Измерения
проводятся по единой схеме. В каждом отдельном случае порядок и
последовательность операций уточняется, исходя из технического задания, а
также физико-географических особенностей местности, на которой проводятся
исследования. Такие работы дают возможность получить исчерпывающую
информацию о рельефе местности, а также наличии инженерных
коммуникаций, строений и т.д., когда такие работы выполняются на
промышленных территориях или в жилой местности.
В своем развитии геодезия опирается на достижения ряда научных
дисциплин, одной из которых является математика. Математика вооружает
геодезию средствами анализа и методами обработки результатов геодезических
и маркшейдерских измерений. Математические методы, традиционно
используемые в геодезии, не позволяют сильно упростить и ускорить этот этап
и максимально эффективно использовать вычислительную технику. В
отделении информационных технологий ведутся работы по разработке новых
подходов к обработке результатов.
Актуальность работы заключается в необходимости разработки новых
методик расчета координат неизвестных точек по результатам геодезических
измерений.
Целью работы является исследование особенностей алгоритмов расчета
координат неизвестной точки по результатам дистанционных измерений;
программная реализация процедур для выполнения таких исследований.
Для выполнения поставленной цели необходимо выполнить следующие
задачи:
 изучить методы проведения измерений на объектах разной природы,
в частности дистанций между геодезическими пунктами;
 изучить новые подходы и способы решения базовых задач геодезии
через формирование систем линейных уравнений по результатам измерений;
 разработать методику проведения исследования влияния техники
измерения на погрешность результатов расчетов;
 разработать соответствующие процедуры и провести анализ влияния
конфигурации опорных точек на погрешность окончательных вычислений.
Объектом исследования данной работы являются методики
выполнения вычислений координат неизвестной точки. Предмет исследования
– схемы и технологии проведения серий геодезических измерений; алгоритмы
выполнения расчетов по результатам измерений.
Научная новизна заключается в сведении решения задач геодезии и
навигации к задачам линейной алгебры – автоматизированному формированию
коэффициентов систем линейных алгебраических уравнений по результатам
измерений (и расстояний, и углов, в том числе и пространственных) и решению
этих систем.
Практическая значимость результатов
Разработанный программный инструментарий позволит проводить
исследования свойств разрабатываемой методики выполнения геодезических
расчетов: синтезировать наборы данных, имитирующих результаты измерений,
получаемые на практике; получать решения и изучать их свойства. Созданная
унифицированная технология формирования СЛАУ по наличию информации о
координатах известных точек и характеру проведенных измерений позволяет
эффективно автоматизировать процесс расчетов.
Реализация и апробация работы
Разработан алгоритм определения координат неизвестной точки по
результатам дистанционных измерений через составление СЛАУ. Выполнена
программная реализация в среде Mathcad. Разработано приложение для
вычисления координат геодезических пунктов по результатам разнородных
измерений.
1 Обзор литературы

выработки, при этом сохраняется среднего заработка по прежней работе (ст.
254 ТК РФ).
7.4.2 Организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны
исследователя
В процессе работы, все используемые предметы должны находиться в
зоне досягаемости. Оптимальное размещение предметов труда и документации
в зонах досягаемости приведено на рисунке 17.

Рисунок 17 – Оптимальное размещение предметов труда
На рисунке 17 введены следующие обозначения: а – зона максимальной
досягаемости, б – зона досягаемости пальцев при вытянутой руке, в – зона
легкой досягаемости ладони, г – оптимальное пространство для грубой ручной
работы, д – оптимальное пространство для тонкой ручной работы.
Для повышения комфорта в процессе работы за ПЭВМ, следует
соблюдать нормы и требования, изложенные в СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03[32].
Когда характер работы требует постоянного взаимодействия с
видеодисплейными терминалами (набор текстов или ввод данных и т.п.) с
напряжением внимания и сосредоточенности, при исключении возможности
периодического переключения на другие виды трудовой деятельности, не
связанные с ПЭВМ, рекомендуется организация перерывов на 10-15 мин через
каждые 45-60 мин работы.
В помещении, оборудованном ПЭВМ, проводится ежедневная влажная
уборка и систематическое проветривание после каждого часа работы на ПЭВМ,
которое проводится во время перерывов при работе за ПЭВМ.
Таким образом, в рамках организации рабочего места исследователя в
процессе выполнения работы были проведены следующие исследования:
 проведен анализ вредных и опасных производственных факторов,
которые могут возникать при разработке алгоритмов решения геодезических
задач;
 рассмотрен характер воздействия проектируемого решения на
окружающую среду и способы минимизации его воздействия на окружающую
среду;
 проведен анализ вероятных чрезвычайные ситуаций, которые могут
возникать при реализации разрабатываемого алгоритма, в частности, опасность
возникновения пожара; рассмотрены методы ее предотвращения, а также
способы защиты;
 рассмотрены правовые нормы трудового законодательства, в
частности, продолжительность рабочего времени;
 организован список мероприятий по компоновке рабочей зоны.
Согласно проведенным исследованиям можно сделать вывод, что, при
выполнении работ по разработке алгоритмов решения геодезических задач, в
полной мере обеспечена безопасность охраны труда и окружающей среды.
Рабочее место организовано согласно соответствующим нормам
производственной санитарии, технике безопасности, влияние вредных и
опасных факторов минимально, так как выполнены все соответствующие
мероприятия по минимизации воздействия факторов на организм исполнителя
работ, а также на окружающую среду.
Заключение

Основные результаты работы заключаются в следующем:
 изучены основные способы проведения геодезических измерений;
 рассмотрены традиционные методы вычисления координат
определяемой точки по результатам дистанционных измерений;
 изучены новые методы решения геодезических задач через
формирование систем линейных уравнений по результатам измерений;
 разработана методика проведения исследования влияния техники
измерения на погрешность результатов расчетов;
 с использованием математических пакетов MATLAB и Mathcad
реализованы алгоритмы вычисления координат определяемой точки для
однократных и многократных вычислений;
 разработано приложение для обработки геодезических измерений:
 проведен анализ влияния конфигурации опорных точек на
погрешность окончательных вычислений;
 в ходе исследований было выявлено, что при увеличении расстояния
между пунктами число обусловленности матрицы увеличивается, но
погрешность результатов не изменяется;
 сужение области распределения известных точек влечет за собой
увеличение погрешности результатов расчетов;
 при наличии кратных измерений координаты определяемой точки
стремятся к измерению, имеющему большую кратность.
В рамках оценки коммерческой ценности был проведен ряд
исследований, в ходе которого было рассмотрено несколько вариантов
реализации поставленной задачи. Исходя из результатов анализа, для
реализации был выбран наиболее эффективный вариант исполнения как по
финансовым показателям, так и по показателям ресурсоэффективности.
Стоимость такого варианта исполнения составляет 192242,6 рублей.
В рамках раздела «Социальная ответственность» был проведен анализ
вредных и опасных факторов на рабочем месте исследователя, анализ
вероятных чрезвычайных ситуаций, которые могут возникать в процессе
выполнения работы. Согласно проведенным исследованиям можно сделать
вывод, что, при выполнении работ по разработке алгоритмов решения
геодезических задач, в полной мере обеспечена безопасность охраны труда и
окружающей среды. Рабочее место организовано согласно соответствующим
нормам производственной санитарии, технике безопасности, влияние вредных
и опасных факторов минимально, так как выполнены все соответствующие
мероприятия по минимизации воздействия факторов на организм исполнителя
работ, а также на окружающую среду.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Читать «Разработка и исследование алгоритмов решения геодезических задач на дистанционных измерениях»

    Последние выполненные заказы

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Анна Александровна Б. Воронежский государственный университет инженерных технол...
    4.8 (30 отзывов)
    Окончила магистратуру Воронежского государственного университета в 2009 г. В 2014 г. защитила кандидатскую диссертацию. С 2010 г. преподаю в Воронежском государственно... Читать все
    Окончила магистратуру Воронежского государственного университета в 2009 г. В 2014 г. защитила кандидатскую диссертацию. С 2010 г. преподаю в Воронежском государственном университете инженерных технологий.
    #Кандидатские #Магистерские
    66 Выполненных работ
    Ольга Р. доктор, профессор
    4.2 (13 отзывов)
    Преподаватель ВУЗа, опыт выполнения студенческих работ на заказ (от рефератов до диссертаций): 20 лет. Образование высшее . Все заказы выполняются в заранее согласован... Читать все
    Преподаватель ВУЗа, опыт выполнения студенческих работ на заказ (от рефератов до диссертаций): 20 лет. Образование высшее . Все заказы выполняются в заранее согласованные сроки и при необходимости дорабатываются по рекомендациям научного руководителя (преподавателя). Буду рада плодотворному и взаимовыгодному сотрудничеству!!! К каждой работе подхожу индивидуально! Всегда готова по любому вопросу договориться с заказчиком! Все работы проверяю на антиплагиат.ру по умолчанию, если в заказе не стоит иное и если это заранее не обговорено!!!
    #Кандидатские #Магистерские
    21 Выполненная работа
    AleksandrAvdiev Южный федеральный университет, 2010, преподаватель, канд...
    4.1 (20 отзывов)
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    #Кандидатские #Магистерские
    28 Выполненных работ
    Сергей Н.
    4.8 (40 отзывов)
    Практический стаж работы в финансово - банковской сфере составил более 30 лет. За последние 13 лет, мной написано 7 диссертаций и более 450 дипломных работ и научных с... Читать все
    Практический стаж работы в финансово - банковской сфере составил более 30 лет. За последние 13 лет, мной написано 7 диссертаций и более 450 дипломных работ и научных статей в области экономики.
    #Кандидатские #Магистерские
    56 Выполненных работ
    Шагали Е. УрГЭУ 2007, Экономика, преподаватель
    4.4 (59 отзывов)
    Серьезно отношусь к тренировке собственного интеллекта, поэтому постоянно учусь сама и с удовольствием пишу для других. За 15 лет работы выполнила более 600 дипломов и... Читать все
    Серьезно отношусь к тренировке собственного интеллекта, поэтому постоянно учусь сама и с удовольствием пишу для других. За 15 лет работы выполнила более 600 дипломов и диссертаций, Есть любимые темы - они дешевле обойдутся, ибо в радость)
    #Кандидатские #Магистерские
    76 Выполненных работ
    Петр П. кандидат наук
    4.2 (25 отзывов)
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт напис... Читать все
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт написания магистерских диссертаций. Направление - связь, телекоммуникации, информационная безопасность, информационные технологии, экономика. Пишу научные статьи уровня ВАК и РИНЦ. Работаю техническим директором интернет-провайдера, имею опыт работы ведущим сотрудником отдела информационной безопасности филиала одного из крупнейших банков. Образование - высшее профессиональное (в 2006 году окончил военную Академию связи в г. Санкт-Петербурге), послевузовское профессиональное (в 2018 году окончил аспирантуру Уральского федерального университета). Защитил диссертацию на соискание степени "кандидат технических наук" в 2020 году. В качестве хобби преподаю. Дисциплины - сети ЭВМ и телекоммуникации, информационная безопасность объектов критической информационной инфраструктуры.
    #Кандидатские #Магистерские
    33 Выполненных работы
    Кирилл Ч. ИНЖЭКОН 2010, экономика и управление на предприятии транс...
    4.9 (343 отзыва)
    Работы пишу, начиная с 2000 года. Огромный опыт и знания в области экономики. Закончил школу с золотой медалью. Два высших образования (техническое и экономическое). С... Читать все
    Работы пишу, начиная с 2000 года. Огромный опыт и знания в области экономики. Закончил школу с золотой медалью. Два высших образования (техническое и экономическое). Сейчас пишу диссертацию на соискание степени кандидата экономических наук.
    #Кандидатские #Магистерские
    692 Выполненных работы
    Вирсавия А. медицинский 1981, стоматологический, преподаватель, канди...
    4.5 (9 отзывов)
    руководитель успешно защищенных диссертаций, автор около 150 работ, в активе - оппонирование, рецензирование, написание и подготовка диссертационных работ; интересы - ... Читать все
    руководитель успешно защищенных диссертаций, автор около 150 работ, в активе - оппонирование, рецензирование, написание и подготовка диссертационных работ; интересы - медицина, биология, антропология, биогидродинамика
    #Кандидатские #Магистерские
    12 Выполненных работ
    Татьяна П.
    4.2 (6 отзывов)
    Помогаю студентам с решением задач по ТОЭ и физике на протяжении 9 лет. Пишу диссертацию на соискание степени кандидата технических наук, имею опыт годовой стажировки ... Читать все
    Помогаю студентам с решением задач по ТОЭ и физике на протяжении 9 лет. Пишу диссертацию на соискание степени кандидата технических наук, имею опыт годовой стажировки в одном из крупнейших университетов Германии.
    #Кандидатские #Магистерские
    9 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Кооперативные игры на гиперграфах
    📅 2019 год
    🏢 Санкт-Петербургский государственный университет