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空间后方交会编程实习报告

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空间后方交会编程实习报告

一实习目的

用程序设计语言(Visual C++或者C语言)编写一个完整的单片空间后方交会程序,通过对提供的试验数据进行计算,输出像片的外方位元素并评定精度。本实验的目的在于让学生深入理解单片空间后方交会的原理,体会在有多余观测情况下,用最小二乘平差方法编程实现解求影像外方位元素的过程。通过上机调试程序加强动手能力的培养,通过对实验结果的分析,增强学生综合运用所学知识解决实际问题的能力。

二实习内容

利用一定数量的地面控制点,根据共线条件方程求解像片外方位元素。

三实习数据

已知航摄仪的内方位元素:f

k =153.24mm,x

=y

=0.0mm,摄影比例尺为1:50000;

4个地面控制点的地面坐标及其对应像点的像片坐标:

四实习原理

如果我们知道每幅影像的6个外方位元素,就能确定被摄物体与航摄影像的关系。因此,如何获取影像的外方位元素,一直是摄影测量工作者所探讨的问题。可采取的方法有:利用雷达、全球定位系统(GPS)、惯性导航系统(INS)以及星相摄影机来获取影像的外方位元素;也可以利用影像覆盖范围内一定数量的控制点的空间坐标与摄影坐标,根据共线条件方程,反求该影像的外方位元素,这种方法称为单幅影像的空间后方交会。

单像空间后方交会的基本思想是:以单幅影像为基础,从该影像所覆盖地面范围内若干控制点的已知地面坐标和相应点的像坐标量测值出发,根据共线条件方程,解求该影像在航空摄影时刻的外方位元素Xs,Ys,Zs,t,w,k。

五实习流程

(1)获取已知数据。从摄影资料中查取影像比例尺1/m,平均摄影距离(航空摄影的航高、内方位元素x0,y0,f;获取控制点的空间坐标Xt,Yt,Zt。

(2)量测控制点的像点坐标并进行必要的影像坐标系统误差改正,得到像点坐标。

(3)确定未知数的初始值。单像空间后方交会必须给出待定参数的初始值,在竖直航空摄影且地面控制点大体对称分布的情况下,可按如下方法确定初始值:

Z 0

s=H=m*f+ΣZi/4;

X 0

s=Σxi/n; Y 0s=ΣYi/n; t=ω=κ=0;

式中:m 为摄影比例尺分母;

(4)计算旋转矩阵R 。利用角元素的近似值按下式计算方向余弦值a1,a2,a3,b1,b2,b3,c1,c2,c3,组成R 阵。

(5)逐点计算像点坐标的近似值。利用未知数的近似值按共线条件方程计算控制点像点坐标的近似值(x )、(y )。 (6)按下式逐点计算误差方程式的系数和常数项,组成误差方程。 (7)计算法方程的系数矩阵A T

A 与常数项A T

L ,组成法方程;

(8)解求外方位元素。根据法方程,解求外方位元素的改正数,并与相应的近似值求和,得到外方位元素新的近似值。 (9)检查计算是否收敛。将所求得的外方位元素的改正数与规定的限差比较,通常对t 、ω、κ、Xs 、Ys 、Zs 的改正数Δt ,Δω,Δκ,ΔXs ,ΔYs ,ΔZs 给予限差,当改正数小于限差时,迭代结束。否则用新的近似值重复(4)——(8)步骤计算,直到满足要求为止。 (10)空间后方交会的精度估计:

按上述方法所求得的影像外方位元素的精度可以通过法方程式中未知数的系数矩阵的逆阵(A T A )-1来解求,此时视像点坐标为等精度不相关观测值。因为A T A )-1中第i 个主对角线上的元素Qii 就是法方程式中第i 个未知数的权倒数,若单位权中误差为m0,则第i 个未知数的中误差为: mi=m Qii 0

当参加空间后方交会的控制点有n 个时,则单位权中误差可按下式计算: 6

2][-±

=n vv m

六 主要代码与详解

void R(double t,double w,double k,double *a,double *b,double *c) {

a[0]=cos(t)*cos(k)-sin(t)*sin(w)*sin(k); a[1]=-cos(t)*sin(k)-sin(t)*sin(w)*cos(k); a[2]=-sin(t)*cos(w); b[0]=cos(w)*sin(k); b[1]=cos(w)*cos(k); b[2]=-sin(w);

c[0]=sin(t)*cos(k)+cos(t)*sin(w)*sin(k); c[1]=-sin(t)*sin(k)+cos(t)*sin(w)*cos(k); c[2]=cos(t)*cos(w); }

//子函数计算旋转矩阵R 。利用角元素的近似值按下式计算方向余弦值a1,a2,a3,b1,b2,b3,c1,c2,c3,组成R 阵。 void main()

{

int i,m,num;

double t,w,k,Xs,Ys,Zs,f; //六个外方位元素与焦距f

double x[N]={-86.15,-53.40,-14.78,10.46},y[N]={-68.99,82.21,-76.63,64.43};

//4个像点坐标

double

X[N]={36589.41,37631.08,39100.97,40426.54},Y[N]={25273.32,31324.51,24934.98,303 19.81},Z[N]={2195.17,728.69,2386.50,757.31};//四个控制点的空间坐标

m=50000;f=153.24;// 影像比例尺1/m 与焦距f

// 以上主要是已知数据的定义

double

V[6]={0},a[3],b[3],c[3],Xo[N],Yo[N],Zo[N],A[6*M],B[6*M],l[M],C[36],D[6],E[8];

for(i=0;i

{

x[i]=x[i]/1000.0;

y[i]=y[i]/1000.0;//像点坐标单位换算

}

// 以下为确定未知数的初始值。

Xs=(X[0]+X[1]+X[2]+X[3])/N;

Ys=(Y[0]+Y[1]+Y[2]+Y[3])/N;

Zs=m*f+(Z[0]+Z[1]+Z[2]+Z[3])/N;// Xs,Ys,Zs 为摄站点的空间坐标初始值 f=f/1000.0;

t=w=k=0.0; //角元素的近似值

for(num=1;num<10;num++) //num控制循环迭代次数

{

R(t,w,k,a,b,c);// 计算旋转矩阵R。利用角元素的近似值按下式计算方向余弦值a1,a2,a3,b1,b2,b3,c1,c2,c3,组成R阵。

for(i=0;i

{

//以下是用共线条件方程计算控制点像点坐标的近似值(x)、(y)。Xo[i]=-f*(a[0]*(X[i]-Xs)+b[0]*(Y[i]-Ys)+c[0]*(Z[i]-Zs))/(a[2]*(X[i]-Xs)+b[2]*(Y [i]-Ys)+c[2]*(Z[i]-Zs));

Yo[i]=-f*(a[1]*(X[i]-Xs)+b[1]*(Y[i]-Ys)+c[1]*(Z[i]-Zs))/(a[2]*(X[i]-Xs)+b[2]*(Y [i]-Ys)+c[2]*(Z[i]-Zs));

Zo[i]=a[2]*(X[i]-Xs)+b[2]*(Y[i]-Ys)+c[2]*(Z[i]-Zs);//Zo便于后面计算

A[12*i+0]=(a[0]*f+a[2]*x[i])/Zo[i];

A[12*i+1]=(b[0]*f+b[2]*x[i])/Zo[i];

A[12*i+2]=(c[0]*f+c[2]*x[i])/Zo[i];

A[12*i+3]=y[i]*sin(w)-(x[i]*(x[i]*cos(k)-y[i]*sin(k))/f+f*cos(k))*cos(w); A[12*i+4]=-f*sin(k)-x[i]*(x[i]*sin(k)+y[i]*cos(k))/f; A[12*i+5]=y[i];

A[12*i+6]=(a[1]*f+a[2]*y[i])/Zo[i]; A[12*i+7]=(b[1]*f+b[2]*y[i])/Zo[i];

A[12*i+8]=(c[1]*f+c[2]*y[i])/Zo[i];

A[12*i+9]=-x[i]*sin(w)-(y[i]*(x[i]*cos(k)-y[i]*sin(k))/f-f*sin(k))*cos(w); A[12*i+10]=-f*cos(k)-y[i]*(x[i]*sin(k)+y[i]*cos(k))/f; A[12*i+11]=-x[i]; l[2*i]=x[i]-Xo[i];

l[2*i+1]=y[i]-Yo[i];//计算l }

zhuanzhi(A,B,8,6); //转置A xiangchen(B,A,C,6,8,6);//求A T A xiangchen(B,l,D,6,8,1); //求常数项A T L qiuni(C,6);//求A T A 的逆

xiangchen(C,D,V,6,6,1);//求改正数V

Xs+=V[0]; Ys+=V[1]; Zs+=V[2];

t+=V[3]; w+=V[4];

k+=V[5]; //结果改正

if((fabs(V[0])<=0.00001)&&(fabs(V[1])<=0.00001)&&(fabs(V[2])<=0.00001)&&(fa bs(V[3])<=0.00001)&&(fabs(V[4])<=0.00001)&&(fabs(V[5])<=0.00001))

break; //限差控制。检查计算是否收敛。将所求得的外方位元素的改正数与规定的限差比较。当改正数小于限差时,迭代结束。否则用新的近似值重复计算,直到满足要求为止 。 }

//以下是计算单位权中误差

double s=0,m0,v[8];

xiangchen(A,V,E,8,6,1); //计算AX for(i=0;i<8;i++) {

v[i]=E[i]-l[i];//计算AX-L s+=v[i]*v[i];//计算[vv] }

m0=sqrt(s/2);// 单位权中误差按下式计算:6

2][-±=n vv m ,这里n=4.

R(t,w,k,a,b,c); //输出结果

printf("像主点的空间坐标为:\n");

printf("Xs=%.2f\n",Xs);

printf("Ys=%.2f\n",Ys);

printf("Zs=%.2f\n",Zs);

printf("旋转矩阵R为:\n");

for(i=0;i<3;i++)

printf(" %.5f",a[i]);

printf("\n");

for(i=0;i<3;i++)

printf(" %.5f",b[i]);

printf("\n");

for(i=0;i<3;i++)

printf(" %.5f",c[i]);

printf("\n");

printf("单位权中误差为:",m0);

cout<

}

七实习结果

八实习总结

通过本次实习我深刻地理解单片空间后方交会的原理,尤其是共线方程。学会了在有多余观测情况下,用最小二乘平差方法编程实现解求影像外方位元素的过程。

这次实习我是先在课后花时间去掌握空间后方交会的原理与计算过程,从整体上去把握整个过程,然后再去编程实现这个过程。

实习的难点在于程序中的变量过多,关系式较多,需要好好去理清,冷静去处理。可以说细节决定了实习的成败,一个小小的等式错误,不仅结果错误,而且很难去检查出来。

实习中我还学会了利用断点,单步执行和变量查看来快速的定位错误和找到错误的原因。可以说这种VC调试手段是很有用的。

总之,这次实习加强了我综合运用所学知识解决实际问题的能力。

空间后方交会编程实习报告

空间后方交会编程实习报告 一实习目的 用程序设计语言(Visual C++或者C语言)编写一个完整的单片空间后方交会程序,通过对提供的试验数据进行计算,输出像片的外方位元素并评定精度。本实验的目的在于让学生深入理解单片空间后方交会的原理,体会在有多余观测情况下,用最小二乘平差方法编程实现解求影像外方位元素的过程。通过上机调试程序加强动手能力的培养,通过对实验结果的分析,增强学生综合运用所学知识解决实际问题的能力。 二实习内容 利用一定数量的地面控制点,根据共线条件方程求解像片外方位元素。 三实习数据 已知航摄仪的内方位元素:f k =153.24mm,x =y =0.0mm,摄影比例尺为1:50000; 4个地面控制点的地面坐标及其对应像点的像片坐标: 四实习原理 如果我们知道每幅影像的6个外方位元素,就能确定被摄物体与航摄影像的关系。因此,如何获取影像的外方位元素,一直是摄影测量工作者所探讨的问题。可采取的方法有:利用雷达、全球定位系统(GPS)、惯性导航系统(INS)以及星相摄影机来获取影像的外方位元素;也可以利用影像覆盖范围内一定数量的控制点的空间坐标与摄影坐标,根据共线条件方程,反求该影像的外方位元素,这种方法称为单幅影像的空间后方交会。 单像空间后方交会的基本思想是:以单幅影像为基础,从该影像所覆盖地面范围内若干控制点的已知地面坐标和相应点的像坐标量测值出发,根据共线条件方程,解求该影像在航空摄影时刻的外方位元素Xs,Ys,Zs,t,w,k。 五实习流程 (1)获取已知数据。从摄影资料中查取影像比例尺1/m,平均摄影距离(航空摄影的航高、内方位元素x0,y0,f;获取控制点的空间坐标Xt,Yt,Zt。 (2)量测控制点的像点坐标并进行必要的影像坐标系统误差改正,得到像点坐标。 (3)确定未知数的初始值。单像空间后方交会必须给出待定参数的初始值,在竖直航空摄影且地面控制点大体对称分布的情况下,可按如下方法确定初始值:

空间后方交会的解算

空间后方交会的解算 一. 空间后方交会的目的 摄影测量主要利用摄影的方法获取地面的信息,主要是是点位信息,属性信息,因此要对此进行空间定位和建模,并首先确定模型的参数,这就是空间后方交会的目的,用以求出模型外方位元素。 二. 空间后方交会的原理 空间后方交会的原理是共线方程。 共线方程是依据相似三角形原理给出的,其形式如下 111333222333()()() ()()() ()()()()()()A S A S A S A S A S A S A S A S A S A S A S A S a X X b Y Y c Z Z x f a X X a Y Y a Z Z a X X b Y Y c Z Z y f a X X a Y Y a Z Z -+-+-=--+-+--+-+-=--+-+- 上式成为中心投影的构线方程, 我们可以根据几个已知点,来计算方程的参数,一般需要六个方程,或者要三个点,为提高精度,可存在多余观测,然后利用最小二乘求其最小二乘解。 将公式利用泰勒公式线性化,取至一次项,得到其系数矩阵A ;引入改正数(残差)V ,则可将其写成矩阵形式: V AX L =- 其中 111333222333[,]()()()()()()()()()()()()()()T x y A S A S A S x A S A S A S A S A S A S y A S A S A S L l l a X X b Y Y c Z Z l x x x f a X X a Y Y a Z Z a X X b Y Y c Z Z l y y y f a X X a Y Y a Z Z =-+-+-=-=+-+-+--+-+-=-=+-+-+- 则1()T T X A A A L -= X 为外方位元素的近似改正数, 由于采用泰勒展开取至一次项,为减少误差,要将的出的值作为近似值进行迭代,知道小于规定的误差 三. 空间后方交会解算过程 1. 已知条件 近似垂直摄影

gps动态测量实习报告5000字

gps动态测量实习报告5000字 gps动态测量实习报告5000字 一:实习目的: 通过实习进一步深入了解GPS原理以及在测绘中的应用,巩固课堂所学的知识.熟练掌握GPS仪器的使用方法,学会GPS实行控制测量的 基本方法并掌握GPS数据处理软件的使用方法. 二:实习地点: 长春工程学院 三:实习内容: 测量学校道路网平面图. 五:实验原理: GPS定位的原理是GPS卫星发射的测距信号和导航电文,导航电文中含有卫星位置的信息,用户用GPS接收机在某一时刻接收三颗或三颗以上的GPS卫星,测出测站点(GPS天线中心)到卫星的距离并解算出该时刻卫星的空间位置根据距离,并解算出卫星的空间位置,根据距离交 会法求测站点坐标.其基本思想为:在基准站上安置一台GPS接收机, 对所有可见卫星实行连续观测并将其观测数据通过无线电传输设备实 时地发送给用户观测站,用户站在接收GPS卫星信号的同时,通过无线 电接收机设备接收基准站传输的观测数据,实时计算测站点的三维坐标. 六:实验过程: (一). 参考站要求 参考站的点位选择必须严格。因为参考站接收机每次卫星信号失 锁将会影响网络内所有流动站的正常工作。

1..周围应视野开阔,截止高度角应超过15度,周围无信号反射物(大面积水域、大型建筑物等),以减少多路径干扰。并要尽量避开交 通要道、过往行人的干扰。 2.参考站应尽量设置于相对制高点上,以方便播发差分改正信号。 3.参考站要远离微波塔、通信塔等大型电磁发射源200米外,要 远离高压输电线路、通讯线路50米外。 4.RTK作业期间,参考站不允许移动或关机又重新启动,若重启动后必须重新校正。 根据以上要求在校园里选择合适的已知点,将天线架设是该点做为 基准站,连上电缆,注意正负极要准确(红正黑负),确认无误后,方可开机.打开主机和电台,主机开始自动初始化和搜索卫星,当卫星数和卫 星质量达到要求后(大约1分钟),主机上的DL指示灯开始5秒钟快闪 2次,同时电台上的RX指示灯开始每秒钟闪1次。这表明基准站差分 信号开始发射,整个基准站部分开始正常工作。 (二).移动站要求 1.将移动站主机接在碳纤对中杆上,并将接收天线接在主机顶部,同时将手簿夹在对中杆的适合位置。 2.打开主机,主机开始自动初始化和搜索卫星,当达到一定的条 件后,主机上的DL指示灯开始1秒钟闪1次(必须在基准站正常发射 差分信号的前提下),表明已经收到基准站差分信号。 3.打开手簿,启动工程之星软件。工程之星快捷方式一般在手簿 的桌面上,如手簿冷启动后则桌面上的快捷方式消失,这时必须在Flashdisk中启动原文件(我的电脑 →Flashdisk→SETUP→ERTKPro2.0.exe)。

基于ZigBee技术的RFID空间定位系统

中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:1009-2552(2009)09-0102-04 基于ZigBee技术的RFID空间定位系统 房淑芬 (辽宁省铁岭师范高等专科学校,铁岭112001) 摘 要:通过ZigBee mote与RFID reader结合的方式应用随机数定位算法展示了一种低能耗的基于Zigbee技术的R FID空间定位系统,使得对佩带了Zigbee mote的人可以实时进行定位。在本系统中,通过使用基于取样的表示方法,定位算法能够表示任意分布。通过将系统实现的算法与算法原型比较,可以发现在Non-Line-Of-Sight(NLOS)场景下,本算法的定位错误(positioning er-r ors)有明显改进。 关键词:RFI D;ZigBee;空间定位算法 RFID space location system based on ZigBee technology FANG Shu-fen (Tieling Normal C ollege of Liaoning Province,Tieling112001,China) Abstract:This paper presented a low energy cost RFID space location system based on Zigbee technology by using the combination of ZigB ee mote and R FID reader,and random sa mpling algorithm,by which a person holding an Zigbee mote can be located in real time.In this system,by using the representation based on random sa mpling,the location algorithm can represent ar bitrar y distribution.According to the comparison of the algorithm implemented in this system and the prototype algorithm,we it is concluded that the location err ors in this algorithm have been distinctly impr oved under the scenario of Non-Line-Of-Sight(NL OS). Key words:RFID;ZigBee;space location algorithm 0 引言 移动计算设备、无线技术和Inter net的飞速发展,促使人们对位置感知的服务系统越来越感兴趣。在许多应用中,都需要知道一个物体的确切位置。其中,GPS[1]是最著名,也是应用最广泛的定位系统,它被用来对户外移动的物体进行定位。对于室内的定位机制,有红外线[2]、超声波[3]、RFID[4]等等。 上面介绍了三种基于网络的定位机制。它们的共同点是采用固定的接收装置来接收佩带在人或物体上的发射装置发出的信息并将这些信息通过有线网络转发到控制中心。这些机制经常在一些跟踪系统中被采用。 红外线机制为每一个物体附带一个标签,这些标签周期性地通过红外线发射器发射自己的唯一的ID,固定的接收装置接收这些信息并通过有线网络将这些信息传到控制中心,通过这种方式来实现对室内物体的识别、定位。但是,这种机制存在两个缺点,首先它要求发射装置跟接收装置之间的光线不能被阻隔,另外,它要求在一个建筑内布置一个有线的网络以进行数据的传输。 超声波机制与红外线机制的区别就是把红外线换成了超声波。但是,由于目前超声波装置结构比较复杂,使得它的成本过高,目前还很难让大多数用户接受。RFID定位的典型系统是LANDMARC(Location identification based on dynamic active RFID calibra-tion)[4],它使用tags和r eaders来实现定位。这一系统的精确度随着所部署的tag的密度的增加而增加。但是部署太多的ta g是不实际的。 收稿日期:2009-02-10 作者简介:房淑芬(1965-),女,副教授,本科,研究方向为电子测量技术。 — 102 —

摄影测量后方交会

单张相片后方交会

目录 ●作业任务 (3) ●解算原理 (3) ●具体过程 (4) ●算法描述及程序流程 (4) ●计算结果 (7) ●结果分析 (8) ●心得体会及建议 (8) ●参考文献 (9)

一,作业任务 已知摄影机主距f=153.24mm,四对点的像点坐标与相应地面坐标列入下表: 表1-1 计算近似垂直摄影情况下后方交会解。 二,解算原理 【关键词1】中心投影构像方程 在摄影测量学中,最重要的方程就是中心投影构像方程(图2-1)。这个方程 将地面点在地面摄影测量坐标系中的坐标(物方坐标)和地面点对应像点的像平 面坐标联系起来。在解析摄影测量与数字摄影测量中是极其有用的。在以后将要 学习到的双像摄影测量光束法、解析测图仪原理及数字影像纠正等都要用到该 式。 图2-1 在上述公式中:x和y分别为以像主点为原点的像点坐标,相应地面点坐标 为X,Y,Z,相片主距f以及外方位元素Xs,Ys,Zs,ψ,ω,κ。 而在此次作业中,就是已知四个地面控制点的坐标以及其对应的像点坐标, 通过间接平差原理来求解此张航片的外方位元素。 【关键词2】间接平差 在一个平差问题中,当所选的独立参数X的个数等于必要观测值t时,可将 每个观测值表达成这t个参数的函数,组成观测方程,然后依据最小二乘原理求 解,这种以观测方程为函数模型的平差方法,就是间接平差方法 间接平差的函数模型为: 随机模型为: 平差准则为:VtPV=min 【关键词3】单像空间后方交会 利用至少三个已知地面控制点的坐标A(Xa,Ya,Za)、B(Xb,Yb,Zb)、Z(Xc,

Yc,Zc),与其影像上对应的三个像点的影像坐标a(xa,ya)、b(xb,yb)、c(xc,yc),根据共线方程,反求该像点的外方位元素Xs,Ys,Zs,ψ,ω,κ。这种解算方法是以单张像片为基础,亦称单像空间后方交会。 在此次作业中,就是已知四个控制点在地面摄影测量坐标系中的坐标和对应的像点坐标。由此可以列出8个误差方程,存在两个多余观测数,则n=2。故可利用间接平差里,依据最小二乘法则,进行求解。由于共线条件方程是非线性函数模型,为了便于计算,需把非线性函数表达式用泰勒公式展开成现行形式,即“线性化”。而又因为仅取泰勒级数展开式的一次项,未知数的近似值改正是粗略的,所以必须计算采用逐渐趋近法,解求过程需要反复趋近,直至改正值小于限差为止。 三,具体过程 1,获取已知点数据:从摄影资料中查取像片比例尺1/m,平均航高,内方元素x0,y0,f;从外业测量成果中,获取控制点的地面测量坐标Xt,Yt,Zt,并转换成摄影测量坐标X,Y,Z。 2,量测控制点的像点坐标:将控制点标刺在像片上,利用立体坐标量测仪量测控制点的像框坐标,并经像点坐标改正,得到像点坐标x,y。 3,确定未知数的初始值:在竖直摄影测量情况下,角元素的初始值为0,及ψ=ω=κ=0; 线元素中,Zso =m*f+(Z[0]+Z[1]+Z[2]+Z[3])/4,Xso,Yso的取值可用四个角点上制点坐标的平均值,即:Xso=(X[0]+X[1]+X[2]+X[3])/4;Yso=(Y[0]+Y[1]+Y[2]+Y[3])/4;4,计算旋转矩阵R:利用角元素的近似值计算方向余弦,组成R阵。公式如下:R[0][0]=cos(ψ)*cos(k)-sin(ψ)*sin(w)*sin(k); R[0][1]=-cos(ψ)*sin(k)-sin(ψ)*sin(w)*cos(k); R[0][2]=-sin(ψ)*cos(w); R[1][0]=cos(w)*sin(k); R[1][1]=cos(w)*cos(k); R[1][2]=-sin(w); R[2][0]=sin(ψ)*cos(k)+cos(ψ)*sin(w)*sin(k); R[2][1]=-sin(ψ)*sin(k)+cos(ψ)*sin(w)*cos(k); R[2][2]=cos(ψ)*cos(w); 5,逐点计算像点坐标的近似值:利用未知数的近似值按共线方程计算控制点像点坐标的近似值(x)、(y); 6,组成误差方程式:参照教材(5-8)式、(5-9b)式、(5-4)式逐点计算误差方程的系数阵和常数项。 7,组成法方程:计算法方程的系数矩阵与常数项。 8,解求外方位元素:根据法方程,按间接平差原理解求外方位元素改正值,并与相应的近似值求和,得到外方位元素的新的近似值。 9,检查计算是否收敛:将求得的外方位元素的改正值与规定的限差比较,小于限差则计算终止,否则用新的近似值重复第4至第8步骤计算,直至满足要求为止。 四,算法描述及程序流程。 算法描述(图4-1):

GNSS实习报告---米家俊

《空间定位技术》实习报告 一、前言 二、实习目的 三、实习任务和要求 四、测量规范 五、测区概括 六、实习内容和步骤 (一)仪器设备、实习组织及收集资料 (二)GPS控制网的布设 (三)GPS测量的外业观测: (四)GPS测量数据的内业处理: (五)静态测量的实习结果: (六)RTK动态观测作和点位放样 七、注意事项 八、实习心得 九、问题分析 十、意见和建议

一、前言 全球定位系统(Global Positioning System)是美国从20世纪70年代开始研制,历时20年,于1994年全面建成,具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位功能的新一代卫星导航与定位系统。经近十年我国测绘等部门的使用表明,GPS以全天候、高精度、自动化、高效益等显著优点,赢得广大 测绘工作者的信赖,并成功的应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、运载工具导航和管制、地壳运动检测、工程变形检测、资源勘察、地球动力学等多种学科,从而给测绘领域带来一场深刻的技术革命。 GPS导航定位系统以其精度高、全天候、高效率、多功能、操作简便、应 用广泛等特点著称。用GPS信号可以进行海、空和陆地的导航,导弹的制导,大地测量和工程测量的精密定位,时间的传递和速度的测量等,对于测绘领域,GPS 卫星定位技术已经用于建立高精度的全国性的大地测量控制网,测定 全球性的地球动态参数,用于建立陆地海洋大地测量基准,进行高精度的海岛陆地联测以及海洋测绘,用于测定航空航天摄影瞬间的相机位置,实现仅有少量地面控制或无地面控制的航测快速成图,导致地理信息系统,全球环境遥感监测的技术革命。 GPS卫星定位技术是通过安置在地球表面的GPS接收机同时接受4颗以上的GPS 卫星发出的信号测定接收机的位置。通过对《GPS测量原理及应用》进行理论上的学习,我们掌握了GPS测量原理、GPS现代化和多基准站RTK 的内容、全球实时GPS差分原理与系统组成,以及GPS外业测量的作业模式与技术设计。 与此同时,我们更需要实践来巩固所学的知识。此次,学校安排我们实习,要求我们认识GPS接收机的各个组成部分的名称和功能,熟练掌握 GPS接收机的操作方法。学会将存储在接收机内的测量数据传输至计算机中,对测量数据进行处理,解算出基线向量。并对GPS的几种外业模式的作业方法精确掌握。此外培养我们的实训能力,组织能力,培养我们团队协作、吃苦耐劳的精神。为以后的工作提前做准备

空间定位技术论文

空间定位技术与定位信息 学院: 专业: 学生姓名: 学号:

合成孔径雷达(InSAR) 合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)是一种高分辨率的二维成像雷达。它作为一种全新的对地观测技术,近20 年来获得了巨大的发展,现已逐渐成为一种不可缺少的遥感手段。与传统的可见光、红外遥感技术相比,SAR 具有许多优越性,它属于微波遥感的范畴,可以穿透云层甚至在一定程度上穿透雨区,而且具有不依赖于太阳作为照射源的特点。微波遥感还能在一定程度上穿透植被,可以提供可见光、红外遥感所得不到的某些新信息,使其具有全天候、全天时的观测能力,这是其它任何遥感手段所不能比拟的。 传统的SAR 技术只能获得目标的二维信息,它缺乏获取地面目标三维信息和监测目标微小形变的能力。通过将干涉测量技术与传统SAR 技术结合而形成的合成孔径雷达干涉技术(Synthetic Aperture Radar Interferometry,InSAR)提供了获取地面三维信息的全新方法。 一、InSAR技术基本原理 InSAR的原理是通过两副天线同时观测或通过一副天线两次平行观测,获取地面同一景观的复图像对,根据地面各点在两幅复图像中的相位差,得出各点在两次成像中微波的路程差,从而获得地面目标的三维信息。[1] 雷达数据干涉处理要满足几个条件[2],第一,基线长度要满足相干的要求;第二,相干图像获取期间成像区变化要足够小;第三,将数据处理成SLC(单探视复数)格式。 InSAR 数据处理的核心算法包括SAR 图像配准、干涉相位图的生成和滤波、相位解缠、干涉基线参数确定或估计等。其数据处理流程和处理步骤可以概括如下: (1)获取满足InSAR处理条件的机载或星载雷达数据; (2)对每一频段数据按斜距坐标生成复数SAR图像; (3)根据两个复数图像,计算图像中每一个配准像元的相位差,即干涉相; (4)用相位解缠技术解2π模糊性; (5)将解缠过的相位差转换为地物高程角;

《测绘程序设计》实验指导书

《测绘遥感程序设计》 实验指导书 (Visual C++.net) (供测绘工程专业用) (2015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

前言 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进行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 2008 环境下): 1.Visual C++.net环境、基本控件及简单程序设计(三角形面积计算) 2.控制结构程序设计(方位角计算、地心坐标至大地坐标转换) 3.数组、指针(多边形面积计算) 4.函数(交会定点函数设计、高斯投影正反算程序设计) 5.类的创建(大地四边形类设计、角度类设计) 6.文件(Cass测量数据整理) 7.图形程序设计(位移序列曲线图形程序设计) 8.常用测量计算(无定向导线简易计算程序设计) 9.平差程序设计(水准网间接平差程序设计) 修订说明:由于2012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1 Visual C++.net环境和简单程序设计 一、实验目的 ?掌握Visual https://www.sodocs.net/doc/017340049.html,的安装和启动。 ?了解VC++ 2008的菜单系统、工具栏和各种基本窗体。 ?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、文本框和标签框的基本使用方法 ?掌握使用MSDN帮助文档 二、实验内容 1.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。 2.打开Microsoft visual studio 2008 文档,浏览“Visual studio 文档”目录下的 内容,并从“Visual studio 文档->Visual C++->示例”目录下下载一个程序,编译并运行之。 3.设计一个已知三边边长计算三角形面积的程序。计算模型如下: 海伦公式:) )( )( (c p b p a p p S- - - =,其中 2c b a p + + = 提示: (1)在【文件】菜单上执行【新建】,然后选择“项目” 。 (2)在【项目类型】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“××××”。按向导创建名为“×××××”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Static1的Caption属性设置成“a=”,用于提示Edit 框的输入边长a;

单像空间后方交会和双像解析空间后方-前方交会的算法程序实现

单像空间后方交会和双像解析空间后方-前 方交会的算法程序实现 遥感科学与技术 摘要:如果已知每张像片的6个外方位元素,就能确定被摄物体与航摄像片的关系。因此,利用单像空间后方交会的方法,可以迅速的算出每张像片的6个外方位元素。而前方交会的计算,可以算出像片上点对应于地面点的三维坐标。基于这两点,利用计算机强大的运算能力,可以代替人脑快速的完成复杂的计算过程。 关键词:后方交会,前方交会,外方位元素,C++编程 0.引言: 单张像片空间后方交会是摄影测量基本问题之一,是由若干控制点及其相应像点坐标求解摄站参数(X S,Y S,ZS,ψ、ω、κ)。单像空间后方交会主要有三种方法:基于共线条件方程的平差解法、角锥法、基于直接线性变换的解法。而本文将介绍第一种方法,基于共线条件方程反求象片的外方位元素。 而空间前方交会先以单张像片为单位进行空间后方交会,分别求出两张像片的外方位元素,再根据待定点的一对像点坐标,用空间前方交会的方法求解待定点的地面坐标。可以说,这种求解地面点的坐标的方法是以单张像片空间后方交会为基础的,因此,单张像片空间后方交会成为解决这两个问题以及算法程序实现的关键。

1.单像空间后方交会的算法程序实现: (1)空间后方交会的基本原理:对于遥感影像,如何获取像片的外方位元素,一直是摄影测量工作者探讨的问题,其方法有:利用雷达(Radar)、全球定位系统(GPS)、惯性导航系统(I N S)以及星像摄影机来获取像片的外方位元素;也可以利用一定数量的地面控制点,根据共线方程,反求像片的外方位元素,这种方法称为单像空间后方交会(如图1所示)。 图中,地面坐标X i、Yi、Zi和对应的像点坐标x i、yi是已知的,外方位元素XS、Y S、ZS(摄站点坐标),ψ、ω、κ(像片姿态角)是待求的。 (2)空间后方交会数学模型:空间后方交会的数学模型是共线方程, 即中心投影的构像方程: 式中X、Y、Z是地面某点在地面摄影测量坐标系中的坐标,x,y是该地面点在像片上的构像点的像片坐标,对 于空间后方交会而言它们是已知的,还有主距f是已知的。而9个方向余弦a 1,a 2,a3;b1,b 2,b 3;c 1,c2,c 3是未知的,具体表达式可以取

静态测量实习报告

静态测量实习报告 一:实习目的:通过实习进一步深入了解gps原理以及在测绘中的应用,巩固课堂所学的知识.熟练掌握gps仪器的使用方法,学会gps进行控制测量的基本方法并掌握gps数据处理软件的使用方法 二:实习地点:扬州环境资源职业技术学院 三:实习内容:测量学校 四:实验原理:gps定位的原理是gps 卫星发射的测距信号和导航电文,导航电文中含有卫星位置的信息,用户用gps接收机在某一时刻接收三颗或三颗以上的gps卫星,测出测站点(gps天线中心)到卫星的距离并解算出该时刻卫星的空间位置根据距离,并解算出卫星的空间位置,根据距离交会法求测站点坐标.其基本思想为:在基准站上安置一台gps 接收机,对所有可见卫星进行连续观测并将其观测数据通过无线电传输设备实时地发送给用户观测站,用户站在接收gps卫星信号的同时,通过无线电接收机设备接收基准站传输的观测数据,实时计算测站点的三维坐标. 五:实验过程: (一). 参考站要求 参考站的点位选择必须严格。因为参考站接收机每次卫星信号失锁将会影响网络内所有流动站的正常工作。

1..周围应视野开阔,截止高度角应超过15度,周围无信号反射物(大面积水域、大型建筑物等),以减少多路径干扰。并要尽量避开交通要道、过往行人的干扰。 2.参考站应尽量设置于相对制高点上,以方便播发差分改正信号。 3.参考站要远离微波塔、通信塔等大型电磁发射源200米外,要远离高压 输电线路、通讯线路50米外。 作业期间,参考站不允许移动或关机又重新启动,若重启动后必须重新校正。 根据以上要求在校园里选择合适的已知点,将天线架设是该点做为基准站,同时开机.打开主机和电台,主机开始自动初始化和搜索卫星,当卫星数和卫星质量达到要求后(大约1分钟),主机上的dl指示灯开始5秒钟快闪2次,同时电台上的rx指示灯开始每秒钟闪1次。这表明基准站差分信号开始发射,整个基准站部分开始正常工作。 (二).移动站要求 1.将移动站主机接在碳纤对中杆上,并将接收天线接在主机顶部,同时将手簿夹在对中杆的适合位置。 2.打开主机,主机开始自动初始化和搜索卫星,当达到一定的条件后,主机上的dl指示灯开始1秒钟闪1次(必须在基准站正常发射差分信号的前提下),表明已经收到基准站差分信号。

Python语言程序设计 库实例

Numpy库应用实例 礼欣 北京理工大学

纲要 ?背景介绍 ?GPS定位的基本原理与建模 定位计算的程序实现?GPS定位计算的程序实现?小结

背景介绍 ?定位系统 ?GPS全球定位系统(Global Positioning System)?以GPS系统为例介绍卫星定位的计算方法

GPS定位的基本原理 ?GPS定位的基本原理是根据高速运动卫星的瞬间位置作为已知的起算数据,采用空间距离-后方交会 作为知的起算数空间离方交 的方法,确定待测点的位置。 的方法确定待测点的位置 ?假设t时刻在地面待测点上安置GPS接收机,可以测 定GPS信号到达接收机的时间△t,再加上接收机所接 收到的卫星星历等其它数据,就可以确定一个方程组 收到的卫星星历等其它数据就可以确定一个方程组 来对位置信息进行求解。

GPS定位的基本原理 ?假设地球上一个点R,同时收到6颗卫星(S1,S2,…,S6)发射的信号,假设 接受信息如下表所示。其中,y表示的纬度,表示的高度。由接受信息如下表所示。其中x,y表示卫星的经纬度,z表示卫星的高度。由于上述6个卫星和地球在高速运动,从卫星发出的位置信息以光速传输到GPS接收端需要定的时间。假设(x,y,z,t)表示R当前的位置,t是R的相对时GPS接收端需要一定的时间。假设(x y z t)表示R当前的位置t是R的相对时间,卫星S1(发出信号时刻)到(当前接收时刻)满足以下关系(其中c是光速) 速)。 ?该公式表示以(x, y, z,t)为参数的(欧式空间距离)与信号传输距离相等。 ?(x-3)^2 + (y-2)^2 + (z-3)^2 = [(10010.00692286 –t)*c]^2,

地理信息系统实习报告

一、实习背景 地理信息系统经过了30多年的发展历程,目前已经成为信息产业中不可或缺的重要组成部分,越来越受到世界各国和社会各界的重视,并广泛用于国民经济的许多部门,如城市规划设计、资源环境管理等领域。随着人们对空间信息认识的加深和计算机网络技术的发展,地理信息系统将成为人们科研、生产、学习直至生活中不可缺少的技术工具。 随着社会的发展,伴随着计算机的普及,数字化也越来越加的重要。对于我们森林资源管理,我们的管理方式也从传统意义上的管理趋向于数字化的管理方式。然而进行数字化的管理,我们也需要有必要的工具。 而纵观现代的计算机工具软件,这方面有很多的软件。在这众多的软件当中,ArcGIS就是其中一款,其功能也十分的强大。 地理信息系统处理、管理的对象是多种地理空间实体数据及其关系,包括空间定位数据、图形数据、遥感图像数据、属性数据等,用于分析和处理在一定地理区域内分布的各种现象和过程,解决复杂的规划、决策和管理问题。 有的学者断言,“地理信息系统和信息地理学是地理科学第二次革命的主要工具和手段。如果说GIS的兴起和发展是地理科学信息革命的一把钥匙,那么,信息地理学的兴

起和发展将是打开地理科学信息革命的一扇大门,必将为地理科学的发展和提高开辟一个崭新的天地”。GIS被誉为地学的第三代语言——用数字形式来描述空间实体。 在经过一个学期的学习,我们基本掌握了其运用,本次实习就是为了进一步的提过和巩固我们的学习成果,从而达到学以自用的目的而展开的。 二、实习目的 (1)通过这次实习将理论知识与实践相结合,使我们更加深刻地理解理论知识和运用GIS软件; (2)地理信息系统实习是在学习完地理信息系统、 GPS定位与导航、测量学等课程后的一次综合实习, 目的使我们掌握地理信息系统相关学科的基本原理 与方法,了解相关行业的行业标准,适应高科技人 才的培养需要,从而使学生达到既懂理论又能实际 工作的水平。 (3)通过运用ArcGIS绘制一幅数字地图,从而对我们 所学的内容进行进一步的巩固和提高。 三、实习工具 栅格图三幅、计算机等。

后方交会程序实现(c语言版)

#include #include #include #include #include #define N 4 #define T 1.41421 void turn(double *A,double A2[],int m,int n) //计算矩阵的转置 { int i,j; for(i=0;i

for(l=0;ld) { d=p; is[k]=i; js[k]=j; } } if (d+1.0==1.0) { free(is); free(js); printf("error not inv\n");

---空间定位技术实习报告撰写要求---

空间定位技术实习报告撰写要求: 1.封面——使用统一封面; 2.目录 3.前言——说明实习目的、任务及要求; 4.内容——实习的项目、程序、方法、精度、计算成果及示意图,按实习顺序逐项编写;(除项目、程序、方法、精度外,还包含测区概况叙述、所在大组的外业调度表、网图、网特征条件、基本内业计算数据) 5.结束语——实习的心得体会,意见和建议,至少800字。(此部分每个人必须不同,不能有一个错别字,要真心实意的写出实习的过程、体会、经验、教训;发现雷同者,全部以“不及格”评定成绩)

空间定位技术实习报告 地点:新城区 起迄日期:2016.1.4—2016.1.8 班级:0614122 组别:第大组第小组 学号: 姓名:

参考材料: 一、实习目的: 1、落实GNSS测量实验教学环节; 2、全面了解、掌握GNSS平面网的技术设计、外业观测、数据处理及质量 检核的方法,具有独立开展GNSS平面控制测量的能力; 3、熟悉GNSS测量规范的要求,独立编写实习报告。 二、实习任务和要求: 1、建立GNSS控制网; 2、完成一个控制网的外业观测及内业计算; 3、严格按照《全球定位系统(GNSS)测量规范》要求,精心设计、合理安 排; 4、编写具体的布网方案、作业方法、技术要求、现有成果的联测利用等; 5、选用统一的坐标系统; 三、实习的内容和步骤: 使用经典静态方法进行GNSS平面控制测量。 (一)仪器设备、实习组织及收集资料 1、仪器设备:双频GNSS接收机(GNSSRTK)8台、笔记本电脑1台(带内业处理软件),对讲机8个。 2、实习分八组,每四组为一大组,共两大组。每组双频GNSS接收机(GNSSRTK)1台、对讲机1个。 3、应收集的资料: (1)测区范围与位置、自然地理条件、气候特点、交通与通讯; (2)测区内已有的测量成果; (3)GNSS定位技术规范; (4)外业观测手簿及内业计算纸。 (二)GNSS控制网的布设 1、以平顶山新城区的已知控制点(四等)为基准,合理布设GNSS控制网。 每大组4台接收机,在测区内找10个点,设计边连式,每点平均设站2

空间定位技术作业参考答案

研究生试卷 2013年— 2014年度第二学期 课程名称:空间定位技术评分:_________ 专业:测绘工程年级: 2013 研究生姓名: * * * 学号:********** 任课教师姓名: * * * 注意事项 1.答题必须写清题号; 2.字迹要清楚,保持卷面清洁; 3.试题随试卷交回; 4.考试课按百分制评分,考查课按5级分制评分; 5.阅完卷后,一周内将试卷、试题、成绩单由任课教师签名后,送有关部门。

合成孔径雷达干涉测量(InSAR) 摘要:本文主要介绍了合成孔径雷达干涉测量技术的发展简史、基本原理、及其3种基本模式,并且对其数据处理的基本步骤进行了概述。最后,还讲述合成孔径雷达干涉测量的主要应用,并对其未来发展进行了展望。 关键字:合成孔径雷达,合成孔径雷达干涉测量,微波遥感,影像 1.发展简史 合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)是一种高分辨率的二维成像雷达。它作为一种全新的对地观测技术,近20年来获得了巨大的发展,现已逐渐成为一种不可缺少的遥感手段。与传统的可见光、红外遥感技术相比,SAR 具有许多优越性,它属于微波遥感的范畴,可以穿透云层,甚至在一定程度上穿透雨区,而且具有不依赖于太阳作为照射源的特点,,具有全天候、全天时的观测能力,这是其它任何遥感手段所不能比拟的。微波遥感还能在一定程度上穿透植被,可以提供可见光、红外遥感所得不到的某些新信息。随着SAR 遥感技术的不断发展与完善,已经成功应用于地质、水文、海洋、测绘、环境监测、农业、林业、气象、军事等领域。 L. C. Graham 于1974 年最先提出了合成孔径雷达干涉测量(InSAR )三维成像的概念,并用于金星测量和月球观察。后来Zebker、G. Fornaro及A. Pepe等做出了进一步的研究,以解决InSAR 处理系统中有关基线估计、SAR 图像配准、相位解缠和DEM 生成等方面的问题。自1991 年7 月欧空局发射载有C 波段SAR 的卫星ERS- 1 以来,极大地促进了有关星载SAR 的InSAR 技术研究与应用。由于有了优质易得的InSAR 数据源,大批欧洲研究者加入到这个领域,亚洲(主要是日本)的一些研究者也开展了这方面的研究。日本于1992 年2 月发射了JERS- 1,加拿大于1995 年初发射了RADARSAT,特别是1995 年ERS- 2 发射后,ERS- 1 和ERS- 2 的串联运行极大地扩展了利用星载SAR 干涉的机会,为InSAR 技术的研究提供了数据保证。目前用于InSAR 技术研究的数据来源主要有:ERS- 1/2、SIR- C/X SAR、RADARSAT、JERS- 1、TOPSAR 和SEASAT 等。 1979年9月,我国自行研制的第一台合成孔径雷达原理样机在实验室完成,并在试飞中获得我国第一批SAR 影像。1989年起国家科委设立了“合成孔径雷达遥感应用实验研究项目”,拉开了大规模雷达遥感研究的帷幕。目前国内外许多部门和科研机构正积极从事着InSAR 技术机理及其应用的研究,已经取得了许多成果,InSAR 技术的前景日益看好。

摄影测量程序汇总(后方交会+前方交会+单模型光束法平差)

程序运行环境为Visual Studio2010.运行前请先将坐标数据放在debug 下。 1.单像空间后方交会 C语言程序: #include #include #include double *readdata(); void savedata(int hang,double *data,double *xishuarray,double *faxishu,double *l,int i,double xs,double ys,double zs,double fai,double oumiga,double kapa); void transpose(double *m1,double *m2,int m,int n); void inverse(double *a,int n); void multi(double *mat1,double * mat2,double * result,int a,int b,int c); void inverse(double *a,int n)/*正定矩阵求逆*/ { int i,j,k; for(k=0;k

摄影测量学单像空间后方交会程序设计作业

{ System; System.Collections.Generic; System.Linq; System.Text; namespace 单像空间后方交会 { class Program { static void Main( string [] args) for (j = 0; j < 5; j++) if (j < 3) "请输入第 {0} 个点的第 {1} 个地面坐标: ", i + 1, j + 1); double .Parse( Console .ReadLine()); "请输入第 {0} 个点的第 {1} 个像点 坐标: ", i + 1, j - 2); double .Parse( Console .ReadLine()); Console .WriteLine(); // 归算像点坐标 (i = 0; i < 4; i++) for (j = 3; j < 5; j++) if (j == 3) zuobiao[i, j] = zuobiao[i, j] - x0; else zuobiao[i, j] = zuobiao[i, j] - y0; // 计算和确定初值 double zs0 = m * f, xs0 = 0, ys0 = 0; for (i = 0; i < 4; i++) else using using using using x0 = y0 = int x0, y0, i, j; double f, m; Console .Write( " 请输入像片比例尺: "); double .Parse( Console .ReadLine()); Console .Write( " 请输入像片的内方位元素 x0:" ); // 均以毫米为单 位 int .Parse( Console .ReadLine()); Console .Write( " 请输入像片的内方位元素 y0:" ); int .Parse( Console .ReadLine()); Console .Write( " 请输入摄影机主距 f:" ); double .Parse( Console .ReadLine()); Console .WriteLine(); // 输入坐标数据 double [,] zuobiao = new double [4, 5]; (i = 0; i < 4; i++) for Console .Write( zuobiao[i, j] = Console .Write( zuobiao[i, j] = for

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