^{Федеральное} агентство образования и науки Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (технический университет)

КУРСОВАЯ РАБОТА

По дисциплине: Информатика .

^{(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)}

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

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

Автор: студент гр. ГГ-09-2 ________________ /Скоропупов М.В./

^{(подпись) (Ф.И.О.)}

ОЦЕНКА: _____________

Дата: _________________

ПРОВЕРИЛ

Руководитель проекта _доцент_ ________________ /Косовцева Т. Р./

^{(должность) (подпись) (Ф.И.О.)}

Санкт-Петербург

2010 г

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный горный институт им Г.В. Плеханова (технический университет)

УТВЕРЖДАЮ

Заведующий кафедрой

___________ /________/

"___"__________2010 г.

Кафедра информатики и вычислительной техники

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ / РАБОТА

По дисциплине _____________Информатика______________________

_____________________________________________________________

^{(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)}

ЗАДАНИЕ

Студенту группы ГГ-09-2 Скоропупов М.В.

^{(шифр группы) (Ф.И.О.)}

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

2. Исходные данные к проекту Изложены в методических указаниях

3. Содержание пояснительной записки Пояснительная записка включает в себя задание на выполнение работы, титульный лист, аннотацию, оглавление, введение, собственно текст пояснительной записки, заключение, список используемой .

4. Срок сдачи законченного проекта ______________________________

Руководитель проекта доцент _____________ /Косовцева Т. Р./

^{(должность) (подпись) (Ф.И.О.)}

Дата выдачи задания: _____________________

Аннотация

В данной работе представлено описание решения типовых геодезических задач на основе языка программирования Turbo Pascal 7.0, проверка которых осуществлялась с помощью табличного процессора Microsoft Office Excel 2007 и MathCad 14. Отчёт оформлен в текстовом процессоре Microsoft Office Word 2007.

Страниц 60, рисунков 23, таблиц 3.

The summary

The explanatory note represents the report on course work on a theme: the decision of geodetic problems with the help of programming language Turbo Pascal and tabulared processor Excel and MathCad 14. The report is made out in word-processor Microsoft Word.

Pages 60, figures 23, tables 3.

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБРАТНАЯ ГЕОДЕЗИЧЕСКАЯ ЗАДАЧА

1.1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

1.2 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

1.3 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

1.4 БЛОК СХЕМА ДЛЯ TURBO PASCAL

1.5 ТЕКСТ ПРОГРАММЫ

1.6 СОДЕРЖАНИЕ ФАИЛА «DANO.TXT»

1.7 РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОГРАММЫ

1.8 ТАБЛИЧНЫЕ ВЫЧИСЛЕНИЯ MS EXCEL

1.9 ВЫЧИСЛЕНИЯ В MATHCAD

1.10 АНАЛИЗ

2. ПРЯМАЯ УГЛОВАЯ ЗАСЕЧКА

2.1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

2.2 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

2.3 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

2.4 АЛГОРИТМ ДЛЯ TURBO PASCAL

2.5 ТЕКСТ ПРОГРАММЫ

2.6 СОДЕРЖАНИЕ ФАИЛА «IN.TXT»

2.7 РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОГРАММЫ

2.8 ТАБЛИЧНЫЕ ВЫЧИСЛЕНИЯ В MS EXCEL

2.9 ВЫЧИСЛЕНИЯ В MATHCAD

2.10 АНАЛИЗ

3. ОБРАТНАЯ ГЕОДЕЗИЧЕСКАЯ ЗАСЕЧКА

3.1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

3.2 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

3.3 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

3.4 АЛГОРИТМ ДЛЯ TURBO PASCAL

3.5 ТЕКСТ ПРОГРАММЫ

3.6 СОДЕРЖАНИЕ ФАИЛА «DATA.TXT»

3.7 РЕЗУЛЬТАТ ПРОГРАММЫ

3.8 ТАБЛИЧНЫЕ ВЫЧИСЛЕНИЯ MS EXCEL

3.9 ВЫЧИСЛЕНИЯ В MATHCAD

3.10 АНАЛИЗ

4. РЕШЕНИЕ СЛАУ МЕТОДОМ ГАУССА

4.1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

4.2 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

4.3 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

4.4 БЛОК-СХЕМА АЛГОРИТМА

4.5 ТЕКСТ ПРОГРАММЫ

4.6. СОДЕРЖАНИЕ ФАИЛА «CLAY.TXT»

4.7 РЕЗУЛЬТАТЫ РЕШЕНИЯ

4.8 ТАБЛИЧНЫЕ ВЫЧИСЛЕНИЯ MS EXCEL

4.9 ВЫЧИСЛЕНИЯ В MATHCAD

4.10 АНАЛИЗ

ВЫВОД

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Введение

Камеральная обработка результатов геодезических измерений является одной из важнейших частей процесса по получению координат пунктов геодезической сети.

При камеральной обработке результатов измерений высокоточных геодезических работ объем вычислений становится весьма большим. Так как исполнителем работ является человек, то нельзя полностью гарантировать совершенное отсутствие ошибок.

Камеральная обработка в целом является достаточно легко формализуемым процессом, в связи с этим геодезические вычисления были автоматизированы.

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 анализ.

Программное обеспечение, такое как StarNet - уравнивание геодезических сетей, Mapsuite - создание инженерно-топографических планов, LEICA Geo Office - обработка геодезических измерений, SiteMaster - автоматизация обмерных работ, GeometricalGeodesy - решение геодезических задач в системе Mathematica, предназначены для решения различных геодезических задач. В данной работе представлено решение аналогичных задач с помощью языка программирования Turbo Pascal, табличного процессора Microsoft Excel 2007 и MathCad 14.

При написании программ на языке Turbo Pascal были использованы операторы:

условный оператор If определяет, что тот или иной оператор должен выполняться лишь в том случае, если справедливо заданное условие.

оператор повтора For используется, если количество повторных выполнений заданной группы операторов известно заранее и составной оператор следует выполнять повторно до тех пор, пока не будут перебраны все значения управляющей переменной.

операция Assign (присваивание имени файла). По синтаксису она состоит из имя файла и переменной типа файлов. Все действия производят над дисковым файлом.

операция Close (закрыть файл). Дисковый файл, назначенный переменной, закрывается и справочник диска обновляется с тем, чтобы в нём в дальнейшем отобразить новые сведения о состоянии файла.

операция Reset (установка файла в исходное состояние). При выполнении этой операции дисковый файл с именем, присвоенным файловой переменной, подготавливается к обработке и указатель файла устанавливается на начало файла.

В одной из задач выполняются операции над массивами. Массив-структурный тип данных, состоящий из фиксированного количества компонентов, имеющих один и тот же тип, называемый типом компонента, или базовым и базовым типом. Доступ к каждому отдельному компоненту массива обеспечивается путём индексирования элементов массива. Индексы представляют собой целочисленные выражения какого-либо скалярного типа. Индекс заключается в квадратные скобки и записывается вслед за индентификатором массива и его тип называется типом индекса.

Также при написании программ использовались стандартные арифметические функции ( abs, arctan, sqr, sqrt и т.д.).

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.

x C



A 

B

y

Рис. 1.1

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 A(х,y) и B(x,y). Определить дирекционный угол прямой AB.

1.3 Исходные данные

Вариант 2

А) X1 = 5119.94 Y1 = 6157.33

X2 = 7182.27 Y2 = 4976.39

В) X1 = 10932.84 Y1 = 6112.26

X2 = 9115.24 Y2 = 4903.68

1 .4. Блок схема для Turbo Pascal

^*процедура для определения приращений;

^**процедура для определение значения дирекционного угла и четверти;

^***процедура для перевода из радиан в градусы.

1.5 Текст программы

Program Zadacha1;

Uses CRT;{использование библиотеки}

Var i,j,k:integer;{описание переменных}

x1,y1,x2,y2,x3,y3,x4,y4,Dy,Dx,Dx1,Dy1,R,R1,Alfa,alfa1,S,S1:real;

AlfaGr,AlfaMi,AlfaS,AlfaGr1,AlfaMi1,AlfaS1:real;

t1,t2:text;

{процедура для определения приращений}

procedure Prir (var k1:real; var k2:real; var Dd:real);

begin

Dd:=k2-k1;

end;

{процедура для перевода в грудусы}

procedure Gradyc (var A,AGr,AMi,AS:real);

Var

AG,AM:real;

begin

AG:=180*(A/Pi);

AGr:=int(AG);