gezwängte Ausgleichung (Geodäsie/Vermessung)

jayjay, Saturday, 12.04.2014, 22:01 (vor 3878 Tagen)

Hallo!
Möchte einen gezwängten Ausgleich rechnen.
Habe zwei Punkte mit Freier Stationierung berechnet (Stpkt mit Fernziel und Festpunkt) bzw zwischen diesen beiden Punkten Richtung und Strecke gemessen.
Welchen Ausgleich verwendet man?
Einen Vermittelnden Ausgleich, Unbekannte sind die Koordinaten der FS, nur beim funktionalen Zusammenhang scheitere ich, deswegen bin ich mir nicht sicher!
Bzw wie würde das ein gängiges Vermessungsprogramm lösen?

fg

Avatar

gezwängte Ausgleichung

MichaeL ⌂, Bad Vilbel, Sunday, 13.04.2014, 11:21 (vor 3877 Tagen) @ jayjay

Hallo,

hier vielleicht ein paar Antworten, mit denen wir Deine Problem etwas eingrenzen können.

Auf Deine Frage:

Welchen Ausgleich verwendet man?

Hast Du ja selbst schon beantwortet. Es kommt die gezwängte (oder dynamische) Ausgleichung in Frage.

nur beim funktionalen Zusammenhang scheitere ich

Die Strecken hängen über den Pythagoras mit den Koordinaten zusammen. Deine Richtungen werden über die atan-Funktion mit den Punkten verknüpft. Beide Gleichungen musst Du partiell ableiten. Diese Ableitungen ergeben die Elemente der sogenannten Jacobi-Matrix. Mittels der Jacobimatrix kommst Du zur Normalgleichung, die zum Lösen des Gleichungssystems verwendet werden kann.

Bzw wie würde das ein gängiges Vermessungsprogramm lösen?

Es ist anzunehmen, dass diese es im Prinzip genau so machen. Es mag die eine oder andere Vereinfachung noch geben aber im Grunde wird überall der gleiche Algorithmus verwendet. Vereinfachungen ergeben sich vor allem in der Speicherplatzbereitstellung. Die Gewichtsmatrix ist i.A. nur auf die Diagonalen besetzt. Hier wäre es also nur nötig, diese Diagonale zu speichert, da alle anderen Elemente Null sind.

Ich hoffe, dass hilft Dir weiter
Micha

Anm.: Antworten mal auf die sinnvollen Beiträge gekürzt

--
applied-geodesy.org - OpenSource Least-Squares Adjustment Software for Geodetic Sciences

gezwängte Ausgleichung

.seb, Sunday, 13.04.2014, 11:38 (vor 3877 Tagen) @ MichaeL

Hallo,

nur beim funktionalen Zusammenhang scheitere ich

Die Strecken hängen über den Pythagoras mit den Koordinaten zusammen. Deine Richtungen werden über die atan-Funktion mit den Punkten verknüpft. Beide Gleichungen musst Du partiell ableiten. Diese Ableitungen ergeben die Elemente der sogenannten Jacobi-Matrix. Mittels der Jacobimatrix kommst Du zur Normalgleichung, die zum Lösen des Gleichungssystems verwendet werden kann.

da sieht mal es wieder. Im Geoinformatik-Studium haben wir keine Grundlagen für die Ausgleichungsrechnung bekommen, aber ich kann dennoch folgen, wenn ich geeignetes Formelwerk bekomme. Wie offensichtlich immer gelangt man zu irgendeiner Normalgleichung, die man mit vorherigen Ergebnissen ausrechnen kann.

Ist das partielle Ableiten das Linearisierung der Beobachtungen? Ich frage mal so naiv, wie gesagt, wir Studenten mit Schwerpunkt Geoinformatik hatten keine Vorlesung in der Ausgleichungsrechnung.

Bzw wie würde das ein gängiges Vermessungsprogramm lösen?

Es ist anzunehmen, dass diese es im Prinzip genau so machen. Es mag die eine oder andere Vereinfachung noch geben aber im Grunde wird überall der gleiche Algorithmus verwendet. Vereinfachungen ergeben sich vor allem in der Speicherplatzbereitstellung. Die Gewichtsmatrix ist i.A. nur auf die Diagonalen besetzt. Hier wäre es also nur nötig, diese Diagonale zu speichert, da alle anderen Elemente Null sind.

Generell wenn es möglich ist, wird eine schwach besetzte Matrix mit Elementen um die Diagonale als Sparse-Matrix extra behandelt. In der Photogrammetrie wird man mit derallei konfrontiert, so dass man immer mit vereinfachten Matrizen arbeiten kann. In Matlab gibts z.B. extra Befehle für Sparse-Matrizen (Sparse(Matlab)), so dass man hiermit mit gewissen Geschick auch schnell zur Lösung eines Ausgleichungsproblems kommen kann.


LG
Sebastian

Avatar

gezwängte Ausgleichung

MichaeL ⌂, Bad Vilbel, Sunday, 13.04.2014, 11:47 (vor 3877 Tagen) @ .seb

Hi,

Wie offensichtlich immer gelangt man zu irgendeiner Normalgleichung, die man mit vorherigen Ergebnissen ausrechnen kann.

Wobei diese zum Lösen nicht zwingend wäre aber in der Vermessung halt gern benutzt wird.

Ist das partielle Ableiten das Linearisierung der Beobachtungen?

Ja, es ist die Linearisierung der Beobachtungsgleichung.

Generell wenn es möglich ist, wird eine schwach besetzte Matrix mit Elementen um die Diagonale als Sparse-Matrix extra behandelt.

Korrekt. Wobei eine Matrix theoretisch auch nur an den Rändern besetzt sein kann und trotzdem eine Sparse-Matrix ist. Man muss jedoch abwägen, wann dieser Matrixtyp zu verwenden ist. Hat man nur wenige Null-Elemente, ist dieser Matrixtyp sehr langsam und benötigt u.U. auch mehr Speicher. So heißt es bspw. bei der BandMatrix vom MTJ however it should only be used if the band is sufficiently narrow. as wide bands actually wastes both memory and compute time

Gruß Micha

--
applied-geodesy.org - OpenSource Least-Squares Adjustment Software for Geodetic Sciences

gezwängte Ausgleichung

jayjay, Thursday, 08.05.2014, 19:50 (vor 3852 Tagen) @ MichaeL

Danke!

RSS-Feed dieser Diskussion