(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202110727409.3 (22)申请日 2021.06.29 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 113505456 A (43)申请公布日 2021.10.15 (73)专利权人 上海勘察设计 研究院 （集团） 有限 公司 地址 200093 上海市杨 浦区水丰路38号 (72)发明人 郭春生　王维　王吉　刘飞　 张姗姗　程胜一　 (74)专利代理 机构 上海申蒙商标专利代理有限 公司 31214 代理人 黄明凯 (51)Int.Cl. G06F 30/18(2020.01)G06F 30/27(2020.01) G06N 3/12(2006.01) (56)对比文件 CN 111079987 A,2020.04.28 CN 107607972 A,2018.01.19 CN 108495252 A,2018.09.04 US 201626 5903 A1,2016.09.15 程胜一， 郭春生， 等. “磁浮工程平面加密控 制网检测限差指标分析 ”. 《城市轨道交通研究》 .2019,(第3期),第9-1 1页. 审查员 梁旭姣 (54)发明名称 一种测量控制网优化设计方法 (57)摘要 本发明公开了一种测量控制网优化设计方 法， 包括以下步骤： （1） 确定控制网的设计边界， 将控制网中各控制点的坐标解和连接解转换成 二进制编码； （2） 按照控制网中设置的各控制点 的坐标范围以及各控制点之间可能的连接关系， 随机生成若干不同的控制 网网型并转换成二进 制编码以形成控制网网型种群； （3） 计算各种群 个体的适应度 Fi； （4） 生成子代种群； （5） 满足以 下任意两个条件则程序终止， 否则回到步骤 （3） ； 条件1： 迭代数大于设置最大迭代数， 最大迭代数 设置为100 ‑300之间； 条件2： 种群个体的平均适 应度变化小于阈值0.0000001。 本发明的优 点是： 基于遗传算法的测量控制网优化 设计方法， 取代 人工反复设计、 计算的过程， 实现高精度控制网 的优化设计 。 权利要求书3页 说明书6页 附图1页 CN 113505456 B 2022.03.01 CN 113505456 B 1.一种测量控制网优化设计方法， 其特 征在于所述优化设计方法包括以下步骤： （1） 确定控制网的设计边界， 将所述控制网中各控制点的坐标解和连接解转换成二进 制编码； （2） 按照所述控制网中设置的各所述控制点的坐标范围以及各所述控制点之间可能的 连接关系， 随机生成若干不同的控制网网型并转换成二进制编码以形成控制网网型种群， 其中， 所述控制网 网型种群中种群 个体的数量 不少于50个； （3） 计算所述控制网 网型种群中各种群 个体的适应度 Fi； 步骤 （3） 中适应度 Fi的计算方法包括以下步骤： 3.1） 将各种群个体的二进制编码转换成所述控制网中的位置点坐标X和相互之间的连 接关系示 意图； 3.2） 建立观测误差方程， 步骤如下： 所述控制网中控制点坐标和控制点之间的连接关系按照任意距离观测方程和任意边 方位角观测方程的一阶泰勒展开式组成观测误差方程组L=BX； 其中： 所述任意距离观测方程 为： ； 所述任意 边方位角观测方程 为： ； B为系数矩阵， 如下： ； X为所述控制网中待求控制点的坐标， 如下： ； L为观测值， 如下： ； 3.3)计算待求 参数的协方差因素阵Cx， 计算公式如下： 式中， 为单位权 重误差， 设置为1； P为利用观测仪器进行观测的精度权 重； 3.4） 计算协方差准则矩阵Cs， 如下：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 113505456 B 2； 其中： Iu为单位矩阵， 所述控制网中已知控制点r个， 已知边角条件m个， 相关位置点s个， 所述 控制网中已知控制点基准条件矩阵D为从系数矩阵B中选择n行满足条件 DTX=0的n*n矩阵； 矩阵H为基准 坐标转换矩阵， 对于二维控制网其形式如下： ； 3.5） 计算所述控制网的可靠性矩阵R， 如下： ； 其中， In为n*n的单位矩阵； P为利用观测仪器进行观测的精度权 重； 3.6） 计算种群 个体的适应度 Fi， 如下： 其中， 第一项为矩 阵CX‑CS的 L2范数； 第二项为矩阵R的正无穷范数； λ为调整系数， 取 0.23‑0.46之间； （4） 生成子代种群， 包括以下步骤： 4.1） 根据所述控制网网型种群中各种群个体的适应度 Fi计算每个种群个体在子代种群 的出现概率 Pi， 并根据出现概率 Pi的大小选择若干上一代的种群个体， 出现概率 Pi的计算公 式为： ； 4.2） 根据所述控制网网型种群的出现概率 Pi随机选择两个种群个体作为子代种群的父 母双方， 两个种群 个体通过交叉后产生子代种群， 交叉概 率Pc的计算公式为： Pc=K1(Fmax‑Fc)/(Fmax‑Favg) 式中： K1为常数， 取值在0.5 ‑0.9之间； Fmax为上一代所述控制网 网型种群中最大的适应度； Favg为上一代所述控制网 网型种群中的平均适应度； Fc为选择的两个种群 个体中适应度大的那一个值； 4.3） 根据变异概率 Ps对子代种 群的解变异， 所述变异是指将二进制编码中的0变成1或 是将1变成0， 变异概 率的计算公式为： Ps=K2(Fmax‑Fm)/(Fmax‑Favg) 式中： K2为常数， 取值在0.0 01‑0.05之间； Fm为需要变异的种群 个体的适应度；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 113505456 B 3