“误差理论与测量平差基础”课程建设与改革探讨

任　超　唐诗华

摘要 针对目前“误差理论与测量平差基础”课程教学内容落后于数据处理发展现状这一问题，结合多年的教学实践，对该课程的教学内容、实习内容、教学手段与方法的改革更新进行探讨，提出信息时代下该课程教学的一些改进措施。

关键词 误差理论与测量平差基础；课程建设；教学手段

中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1671-489X（2009）04-0032-02

随着全站仪、GPS、数字摄影、卫星成图等测量新技术、新仪器的不断涌现以及PC机的广泛应用，使得测量数据处理从理论体系到处理方法，从应用领域到使用方法，都处于飞速发展中。计算机和现代空间技术的发展，使数据处理的理论体系进一步完善，基于最小二乘的间接平差法已成为主要的数据处理方法，除此以外，用于动态定位的Kalman滤波法和抗差估计越来越受到重视。数据处理技术也发生了革命性的变革——由传统的计算器计算转向电算、程序自动计算，由传统的一维、二维数据处理转向三维乃至四维数据处理。如何使误差理论与测量平差基础（以下简称平差）课程建设适应现代科学技术发展的需要，特别是现代空间信息技术对平差基本理论、处理方法的需要，值得认真思考。鉴于此，笔者结合多年来的教学实践和现代测量技术理论的发展状况，对信息时代下的该课程的内容体系建设进行探讨。

1 教学内容改革的目的和意义

平差课程在普通高等院校测绘类专业开设的目的，主要是为后续相关课程的学习提供必要的知识储备，对处理常规及空间数据提供必要的技术。它是一门专业基础课，具有承上启下的作用。它不仅与低年级开设的测量学等基础课程相衔接，还与后续课程密切联系。掌握好这门课程，将为学习本专业其他相关课程打下坚实的基础，也能为以后实际工作中的数据处理提供经验和方法。

测量数据处理是测绘人员的重要职责之一。虽然目前测量数据处理为电算化，绝大部分工作都是通过相应软件来完成，但是要获得可靠的测量成果，需要明确软件中数据处理的过程和各设定参数的含义，还要明确软件可能存在的局限性（如GPS商业软件不能处理长基线）及其原因。

2 教学内容的改革

传统的平差教学内容，主要是基于常规的数据采集手段、误差分析和数据处理而建立起来的教学体系。为适应当前数据采集与处理的需要，在教学内容上作以下变革：即初步建立在信息时代下的误差理论的概念体系、理论体系和数据处理方法技术体系。

2.1 理顺教学脉络，根据现代测绘数据处理的要求，建立起教学知识体系平差理论性强，存在着大量的公式需要记忆。为帮助学生更好地掌握和记忆有关内容，通过分析教学内容间的内在联系，在教学时注意把握两条线：测量误差和平差方法。对于测量误差，按照这样一条主线将其相连：产生原因→精度指标→误差传播→随机模型→验后方差及其检验。同时在教学过程中注意融合现代空间技术的误差源，并按照误差特性将其分类，由此对相关内容的后续讲解奠定基础。对于平差方法，主线为：平差目的→平差模型→数学模型→参数估计准则→不同模型平差结果的一致性，除此以外，还结合平差方法，对平差在现代空间数据中的应用加以讲解。

2.2 可靠性是现代数据处理结果分析的重要内容之一将可靠性引入平差的教学内容，对可靠性的定义、分类、指标进行介绍，分析其在现代数据处理中的作用，强调平差结果的精度与可靠性并重。

2.3 利用平差语言描述以GPS为代表的空间技术空间技术的发展在测量中发挥着越来越重要的作用。为对后续空间定位的教学打下较好的理论基础，需要利用平差语言解释这些技术的定位原理与方法。

2.4 理论与实践并重，由实践经验带动理论教学在教学中，注重理论与实践的结合。

2.5 以应用为主，对教学内容进行适当筛选

3 实习内容的改革

实习是平差教学的一个重要环节，它有助于加强对教学内容的理解与掌握。在对教学内容进行革新的同时，也对实习内容进行了一些改革。

3.1 引入MATLAB语言作为实习的基本工具“演草纸”式的MATLAB语言易学易用，功能强大，很好地满足了平差实习中大量矩阵运算的要求，也有助于在今后工作中的应用。

3.2 利用MATLAB的强大绘图功能增加残差的图形分析，误差椭圆的绘制与分析等实习内容。

3.3 保留了条件平差、间接平差等实习内容增加二者平差结果比较的实习，以验证不同平差方法平差结果的等价性。

3.4 增加了利用符号计算推导平差结果的实习

从几年来的实习效果来看，这些措施提高了学生学习的积极性和兴趣，加深了对所学内容的理解与掌握。

4 教学手段的改革

测量平差课程不但理论性极强，对解决实际问题的能力也要求很高，因此对教学方法和教学实验的各个环节都提出了很高的要求。随着多媒体技术的发展，一些在常规手段下无法实现的教学方法和教学手段现在都可以很好地实现。

另外，在教学过程中，注重培养学生的学习积极性和灵活性，不提倡死背公式，而是重点强调各种平差方法的思路和联系。

5 小结

测量平差一直是测绘专业的必修课和专业基础课，在整个测绘专业课程中占有重要地位。为使这门课程的教学更好地适应测绘新理论、新技术和实际工作的需要，根据多年平差的教学实践和对当前测绘的状况，提出平差教学改革与发展的一些措施和方法。但是测绘理论仍在发展与完善之中，因此本门课程的教学改革也需要不断地探讨，需要在以后的教学实践中不断改进。