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Python
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from typing import Any
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from numpy import ndarray, dtype
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from sympy import MutableDenseMatrix
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from sympy.matrices.expressions.matexpr import MatrixElement
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from Datenbank import Datenbankzugriff
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import sympy as sp
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from Export import Export
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from Berechnungen import Berechnungen
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import numpy as np
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import importlib
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from Koordinatentransformationen import Transformationen
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from pathlib import Path
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import pandas as pd
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import numpy as np
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import sympy as sp
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class FunktionalesModell:
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def __init__(self, pfad_datenbank: str, a: float, b: float, pfad_tif_quasigeoidundolation: str = None) -> None:
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self.pfad_datenbank = pfad_datenbank
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self.a = a
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self.b = b
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self.berechnungen = Berechnungen(self.a, self.b)
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self.trafos = Transformationen(pfad_datenbank)
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self.pfad_tif_quasigeoidundolation = pfad_tif_quasigeoidundolation
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self.substitutionen_dict = self.dict_substitutionen_uebergeordnetes_system()
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self.dict_punkt_symbole = {}
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self.liste_symbole_lambdify = sorted(self.substitutionen_dict.keys(), key=lambda s: str(s))
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self.func_beob0 = None
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self.func_A0 = None
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self.func_u0 = None
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self.liste_beobachtungsvektor_symbolisch = None
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def jacobi_matrix_symbolisch(self, datumsfestlegung: str = None, liste_unbekannte_datumsfestlegung: list = None) -> tuple[MutableDenseMatrix | MatrixElement | list[Any] | Any, list[Any], list[Any]] | None:
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|
#liste_beobachtungsarten = ["tachymeter_distanz", "tachymeter_richtung", "tachymeter_zenitwinkel"]
|
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liste_beobachtungsarten = ["tachymeter_distanz", "tachymeter_richtung", "tachymeter_zenitwinkel", "gnss_basislinien", "geometrisches_nivellement"]
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#liste_beobachtungsarten = ["tachymeter_distanz", "tachymeter_richtung", "tachymeter_zenitwinkel", "gnss_basislinien"]
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db_zugriff = Datenbankzugriff(self.pfad_datenbank)
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liste_beobachtungen_rohdaten_gnssbasislinien = []
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liste_beobachtungen_rohdaten_tachymeter = []
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liste_beobachtungen_rohdaten_nivellement = []
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liste_punktnummern =[]
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liste_orientierungsunbekannte = []
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for beobachtungsart in liste_beobachtungsarten:
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#Tachymeter Block
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if beobachtungsart.startswith("tachymeter"):
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liste_id_standpunkt_zielpunkt = db_zugriff.get_beobachtungen_id_beobachtungsgruppe_standpunkt_zielpunkt(beobachtungsart)
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for beobachtungenID, beobachtungsgruppeID, standpunkt, zielpunkt in liste_id_standpunkt_zielpunkt:
|
|
liste_beobachtungen_rohdaten_tachymeter.append(
|
|
(beobachtungsart, beobachtungenID, beobachtungsgruppeID, standpunkt, zielpunkt)
|
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)
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|
|
if standpunkt not in liste_punktnummern:
|
|
liste_punktnummern.append(standpunkt)
|
|
if zielpunkt not in liste_punktnummern:
|
|
liste_punktnummern.append(zielpunkt)
|
|
|
|
if beobachtungsart == "tachymeter_richtung":
|
|
if beobachtungsgruppeID not in liste_orientierungsunbekannte:
|
|
liste_orientierungsunbekannte.append(beobachtungsgruppeID)
|
|
#GNSS Block
|
|
#if beobachtungsart == "gnss_basislinien":
|
|
# liste_id_standpunkt_zielpunkt = db_zugriff.get_gnss_beobachtungen_punktnummern()
|
|
|
|
# for beobachtungenID, standpunkt, zielpunkt in liste_id_standpunkt_zielpunkt:
|
|
# standpunkt = str(standpunkt).strip()
|
|
# zielpunkt = str(zielpunkt).strip()
|
|
# liste_beobachtungen_rohdaten_gnssbasislinien.append((beobachtungsart, beobachtungenID, standpunkt, zielpunkt))
|
|
|
|
# if standpunkt not in liste_punktnummern:
|
|
# liste_punktnummern.append(standpunkt)
|
|
# if zielpunkt not in liste_punktnummern:
|
|
# liste_punktnummern.append(zielpunkt)
|
|
|
|
#GNSS Block
|
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if beobachtungsart == "gnss_basislinien":
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|
liste_id_standpunkt_zielpunkt = db_zugriff.get_gnss_beobachtungen_punktnummern("gnss_bx")
|
|
for beobachtungenID, standpunkt, zielpunkt in liste_id_standpunkt_zielpunkt:
|
|
standpunkt = str(standpunkt).strip()
|
|
zielpunkt = str(zielpunkt).strip()
|
|
liste_beobachtungen_rohdaten_gnssbasislinien.append(("gnssbx", beobachtungenID, standpunkt, zielpunkt))
|
|
if standpunkt not in liste_punktnummern:
|
|
liste_punktnummern.append(standpunkt)
|
|
if zielpunkt not in liste_punktnummern:
|
|
liste_punktnummern.append(zielpunkt)
|
|
|
|
liste_id_standpunkt_zielpunkt = db_zugriff.get_gnss_beobachtungen_punktnummern("gnss_by")
|
|
for beobachtungenID, standpunkt, zielpunkt in liste_id_standpunkt_zielpunkt:
|
|
standpunkt = str(standpunkt).strip()
|
|
zielpunkt = str(zielpunkt).strip()
|
|
liste_beobachtungen_rohdaten_gnssbasislinien.append(("gnssby", beobachtungenID, standpunkt, zielpunkt))
|
|
if standpunkt not in liste_punktnummern:
|
|
liste_punktnummern.append(standpunkt)
|
|
if zielpunkt not in liste_punktnummern:
|
|
liste_punktnummern.append(zielpunkt)
|
|
|
|
liste_id_standpunkt_zielpunkt = db_zugriff.get_gnss_beobachtungen_punktnummern("gnss_bz")
|
|
for beobachtungenID, standpunkt, zielpunkt in liste_id_standpunkt_zielpunkt:
|
|
standpunkt = str(standpunkt).strip()
|
|
zielpunkt = str(zielpunkt).strip()
|
|
liste_beobachtungen_rohdaten_gnssbasislinien.append(("gnssbz", beobachtungenID, standpunkt, zielpunkt))
|
|
if standpunkt not in liste_punktnummern:
|
|
liste_punktnummern.append(standpunkt)
|
|
if zielpunkt not in liste_punktnummern:
|
|
liste_punktnummern.append(zielpunkt)
|
|
|
|
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if beobachtungsart == "geometrisches_nivellement":
|
|
liste_id_standpunkt_zielpunkt = db_zugriff.get_nivellement_beobachtungen_punktnummern()
|
|
|
|
for beobachtungenID, standpunkt, zielpunkt in liste_id_standpunkt_zielpunkt:
|
|
standpunkt = str(standpunkt).strip()
|
|
zielpunkt = str(zielpunkt).strip()
|
|
liste_beobachtungen_rohdaten_nivellement.append(
|
|
(beobachtungsart, beobachtungenID, standpunkt, zielpunkt))
|
|
|
|
if standpunkt not in liste_punktnummern:
|
|
liste_punktnummern.append(standpunkt)
|
|
if zielpunkt not in liste_punktnummern:
|
|
liste_punktnummern.append(zielpunkt)
|
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#if liste_beobachtungen_rohdaten_tachymeter == []:
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# return None
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#dict_punkt_symbole = {}
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liste_unbekannte = []
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for punkt in liste_punktnummern:
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X, Y, Z = sp.symbols(f"X{punkt} Y{punkt} Z{punkt}")
|
|
self.dict_punkt_symbole[punkt] = (X, Y, Z)
|
|
liste_unbekannte.append(X)
|
|
liste_unbekannte.append(Y)
|
|
liste_unbekannte.append(Z)
|
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|
dict_orientierung_symbole = {}
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|
for orientierungsunbekannte in liste_orientierungsunbekannte:
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|
O = sp.symbols(f"O{orientierungsunbekannte}")
|
|
dict_orientierung_symbole[orientierungsunbekannte] = O
|
|
liste_unbekannte.append(O)
|
|
|
|
liste_beobachtungsgleichungen_distanz =[]
|
|
liste_zeilenbeschriftungen_distanz = []
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|
|
liste_A_richtung_zeilen = []
|
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liste_zeilenbeschriftungen_richtung = []
|
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|
|
liste_A_zenitwinkel_zeilen = []
|
|
liste_zeilenbeschriftungen_zenitwinkel = []
|
|
|
|
liste_beobachtungsgleichungen_gnssbasislinien = []
|
|
liste_A_gnssbasislinien_zeilen = []
|
|
liste_zeilenbeschriftungen_gnssbasislinien = []
|
|
|
|
liste_beobachtungsgleichungen_nivellement = []
|
|
liste_A_nivellement_zeilen = []
|
|
liste_zeilenbeschriftungen_nivellement = []
|
|
|
|
if liste_beobachtungen_rohdaten_tachymeter != []:
|
|
for beobachtungsart, beobachtungenID, beobachtungsgruppeID, standpunkt, zielpunkt in liste_beobachtungen_rohdaten_tachymeter:
|
|
X_sp, Y_sp, Z_sp = self.dict_punkt_symbole[standpunkt]
|
|
X_zp, Y_zp, Z_zp = self.dict_punkt_symbole[zielpunkt]
|
|
B_sp, L_sp = sp.symbols(f"B{standpunkt} L{standpunkt}")
|
|
|
|
alpha = sp.symbols(f"{beobachtungenID}_R_{beobachtungsgruppeID}_{standpunkt}_{zielpunkt}")
|
|
zw = sp.symbols(f"{beobachtungenID}_ZW_{beobachtungsgruppeID}_{standpunkt}_{zielpunkt}")
|
|
s = sp.symbols(f"{beobachtungenID}_SD_{beobachtungsgruppeID}_{standpunkt}_{zielpunkt}")
|
|
|
|
azimut_berechnet = sp.symbols(f"azimut_berechnet_{beobachtungsgruppeID}_{standpunkt}_{zielpunkt}")
|
|
zw_berechnet = sp.symbols(f"zw_berechnet_{beobachtungsgruppeID}_{standpunkt}_{zielpunkt}")
|
|
s_berechnet = sp.symbols(f"strecke_berechnet_{beobachtungsgruppeID}_{standpunkt}_{zielpunkt}")
|
|
|
|
|
|
if beobachtungsart == "tachymeter_distanz":
|
|
beobachtungsgleichung = sp.sqrt((X_zp - X_sp) ** 2 + (Y_zp - Y_sp) ** 2 + (Z_zp - Z_sp) ** 2)
|
|
liste_beobachtungsgleichungen_distanz.append(beobachtungsgleichung)
|
|
liste_zeilenbeschriftungen_distanz.append(
|
|
f"{beobachtungenID}_SD_{beobachtungsgruppeID}_{standpunkt}_{zielpunkt}")
|
|
|
|
|
|
|
|
elif beobachtungsart == "tachymeter_richtung":
|
|
|
|
# for beobachtungenID, beobachtungsgruppeID, standpunkt, zielpunkt in liste_id_standpunkt_zielpunkt:
|
|
d_r_dX_zp = (
|
|
(sp.sin(B_sp) * sp.cos(L_sp) * sp.sin(azimut_berechnet) - sp.sin(L_sp) * sp.cos(azimut_berechnet)) / (
|
|
s_berechnet * sp.sin(zw_berechnet)))
|
|
d_r_dX_sp = - d_r_dX_zp
|
|
d_r_dY_zp = (
|
|
(sp.sin(B_sp) * sp.sin(L_sp) * sp.sin(azimut_berechnet) + sp.cos(L_sp) * sp.cos(azimut_berechnet)) / (
|
|
s_berechnet * sp.sin(zw_berechnet)))
|
|
d_r_dY_sp = - d_r_dY_zp
|
|
d_r_dZ_zp = ((-sp.cos(B_sp) * sp.sin(azimut_berechnet) / (s_berechnet * sp.sin(zw_berechnet))))
|
|
d_r_dZ_sp = - d_r_dZ_zp
|
|
d_r_dO_sp = -1
|
|
|
|
zeile_A_Matrix = []
|
|
for punkt in liste_punktnummern:
|
|
if punkt == standpunkt:
|
|
zeile_A_Matrix.extend([d_r_dX_sp, d_r_dY_sp, d_r_dZ_sp])
|
|
elif punkt == zielpunkt:
|
|
zeile_A_Matrix.extend([d_r_dX_zp, d_r_dY_zp, d_r_dZ_zp])
|
|
else:
|
|
zeile_A_Matrix.extend([0, 0, 0])
|
|
|
|
for orientierung in liste_orientierungsunbekannte:
|
|
if orientierung == beobachtungsgruppeID:
|
|
zeile_A_Matrix.append(d_r_dO_sp)
|
|
else:
|
|
zeile_A_Matrix.append(0)
|
|
|
|
liste_A_richtung_zeilen.append(zeile_A_Matrix)
|
|
liste_zeilenbeschriftungen_richtung.append(
|
|
f"{beobachtungenID}_R_{beobachtungsgruppeID}_{standpunkt}_{zielpunkt}"
|
|
)
|
|
|
|
|
|
elif beobachtungsart == "tachymeter_zenitwinkel":
|
|
|
|
d_r_dX_zp = ((X_zp - X_sp) * sp.cos(zw_berechnet) - s_berechnet * sp.cos(B_sp) * sp.cos(L_sp)) / (s_berechnet ** 2 * sp.sin(zw_berechnet))
|
|
d_r_dX_sp = - d_r_dX_zp
|
|
d_r_dY_zp = ((Y_zp - Y_sp) * sp.cos(zw_berechnet) - s_berechnet * sp.cos(B_sp) * sp.sin(L_sp)) / (s_berechnet ** 2 * sp.sin(zw_berechnet))
|
|
d_r_dY_sp = - d_r_dY_zp
|
|
d_r_dZ_zp = ((Z_zp - Z_sp) * sp.cos(zw_berechnet) - s_berechnet * sp.sin(B_sp)) / (s_berechnet ** 2 * sp.sin(zw_berechnet))
|
|
d_r_dZ_sp = - d_r_dZ_zp
|
|
|
|
zeile_A_Matrix = []
|
|
for punkt in liste_punktnummern:
|
|
if punkt == standpunkt:
|
|
zeile_A_Matrix.extend([d_r_dX_sp, d_r_dY_sp, d_r_dZ_sp])
|
|
elif punkt == zielpunkt:
|
|
zeile_A_Matrix.extend([d_r_dX_zp, d_r_dY_zp, d_r_dZ_zp])
|
|
else:
|
|
zeile_A_Matrix.extend([0, 0, 0])
|
|
|
|
for orientierung in liste_orientierungsunbekannte:
|
|
zeile_A_Matrix.append(0)
|
|
|
|
liste_A_zenitwinkel_zeilen.append(zeile_A_Matrix)
|
|
liste_zeilenbeschriftungen_zenitwinkel.append(
|
|
f"{beobachtungenID}_ZW_{beobachtungsgruppeID}_{standpunkt}_{zielpunkt}"
|
|
)
|
|
|
|
#if liste_beobachtungen_rohdaten_gnssbasislinien != []:
|
|
# for beobachtungsart, beobachtungenID, standpunkt, zielpunkt in liste_beobachtungen_rohdaten_gnssbasislinien:
|
|
# X_sp, Y_sp, Z_sp = self.dict_punkt_symbole[standpunkt]
|
|
# X_zp, Y_zp, Z_zp = self.dict_punkt_symbole[zielpunkt]
|
|
|
|
# if beobachtungsart == "gnss_basislinien":
|
|
# beobachtungsgleichung_bx = X_zp - X_sp
|
|
# beobachtungsgleichung_by = Y_zp - Y_sp
|
|
# beobachtungsgleichung_bz = Z_zp - Z_sp
|
|
# liste_beobachtungsgleichungen_gnssbasislinien.append(beobachtungsgleichung_bx)
|
|
# liste_beobachtungsgleichungen_gnssbasislinien.append(beobachtungsgleichung_by)
|
|
# liste_beobachtungsgleichungen_gnssbasislinien.append(beobachtungsgleichung_bz)
|
|
# liste_zeilenbeschriftungen_gnssbasislinien.append(
|
|
# f"{beobachtungenID}_gnssbx_{standpunkt}_{zielpunkt}")
|
|
# liste_zeilenbeschriftungen_gnssbasislinien.append(
|
|
# f"{beobachtungenID}_gnssby_{standpunkt}_{zielpunkt}")
|
|
# liste_zeilenbeschriftungen_gnssbasislinien.append(
|
|
# f"{beobachtungenID}_gnssbz_{standpunkt}_{zielpunkt}")
|
|
|
|
if liste_beobachtungen_rohdaten_gnssbasislinien != []:
|
|
for beobachtungsart, beobachtungenID, standpunkt, zielpunkt in liste_beobachtungen_rohdaten_gnssbasislinien:
|
|
X_sp, Y_sp, Z_sp = self.dict_punkt_symbole[standpunkt]
|
|
X_zp, Y_zp, Z_zp = self.dict_punkt_symbole[zielpunkt]
|
|
|
|
if beobachtungsart == "gnssbx":
|
|
beobachtungsgleichung_bx = X_zp - X_sp
|
|
liste_beobachtungsgleichungen_gnssbasislinien.append(beobachtungsgleichung_bx)
|
|
liste_zeilenbeschriftungen_gnssbasislinien.append(
|
|
f"{beobachtungenID}_gnssbx_{standpunkt}_{zielpunkt}")
|
|
|
|
if beobachtungsart == "gnssby":
|
|
beobachtungsgleichung_by = Y_zp - Y_sp
|
|
liste_beobachtungsgleichungen_gnssbasislinien.append(beobachtungsgleichung_by)
|
|
liste_zeilenbeschriftungen_gnssbasislinien.append(
|
|
f"{beobachtungenID}_gnssby_{standpunkt}_{zielpunkt}")
|
|
|
|
if beobachtungsart == "gnssbz":
|
|
beobachtungsgleichung_bz = Z_zp - Z_sp
|
|
liste_beobachtungsgleichungen_gnssbasislinien.append(beobachtungsgleichung_bz)
|
|
liste_zeilenbeschriftungen_gnssbasislinien.append(
|
|
f"{beobachtungenID}_gnssbz_{standpunkt}_{zielpunkt}")
|
|
|
|
|
|
if liste_beobachtungen_rohdaten_nivellement != []:
|
|
for beobachtungsart, beobachtungenID, standpunkt, zielpunkt in liste_beobachtungen_rohdaten_nivellement:
|
|
X_sp, Y_sp, Z_sp = self.dict_punkt_symbole[standpunkt]
|
|
X_zp, Y_zp, Z_zp = self.dict_punkt_symbole[zielpunkt]
|
|
B_sp, L_sp = sp.symbols(f"B{standpunkt} L{standpunkt}")
|
|
B_zp, L_zp = sp.symbols(f"B{zielpunkt} L{zielpunkt}")
|
|
|
|
if beobachtungsart == "geometrisches_nivellement":
|
|
|
|
d_r_dX_zp = sp.cos(B_zp) * sp.cos(L_zp)
|
|
d_r_dX_sp = -sp.cos(B_sp) * sp.cos(L_sp)
|
|
d_r_dY_zp = sp.cos(B_zp) * sp.sin(L_zp)
|
|
d_r_dY_sp = -sp.cos(B_sp) * sp.sin(L_sp)
|
|
d_r_dZ_zp = sp.sin(B_zp)
|
|
d_r_dZ_sp = -sp.sin(B_sp)
|
|
|
|
zeile_A_Matrix = []
|
|
for punkt in liste_punktnummern:
|
|
if punkt == standpunkt:
|
|
zeile_A_Matrix.extend([d_r_dX_sp, d_r_dY_sp, d_r_dZ_sp])
|
|
elif punkt == zielpunkt:
|
|
zeile_A_Matrix.extend([d_r_dX_zp, d_r_dY_zp, d_r_dZ_zp])
|
|
else:
|
|
zeile_A_Matrix.extend([0, 0, 0])
|
|
|
|
for orientierung in liste_orientierungsunbekannte:
|
|
zeile_A_Matrix.append(0)
|
|
|
|
liste_A_nivellement_zeilen.append(zeile_A_Matrix)
|
|
liste_zeilenbeschriftungen_nivellement.append(
|
|
f"{beobachtungenID}_niv_{standpunkt}_{zielpunkt}"
|
|
)
|
|
|
|
if liste_beobachtungsgleichungen_distanz:
|
|
f_matrix_dist = sp.Matrix(liste_beobachtungsgleichungen_distanz)
|
|
unbekanntenvektor = sp.Matrix(liste_unbekannte)
|
|
A_dist = f_matrix_dist.jacobian(unbekanntenvektor)
|
|
else:
|
|
A_dist = None
|
|
|
|
if liste_A_richtung_zeilen:
|
|
A_richtung = sp.Matrix(liste_A_richtung_zeilen)
|
|
else:
|
|
A_richtung = None
|
|
|
|
if liste_A_zenitwinkel_zeilen:
|
|
A_zenitwinkel = sp.Matrix(liste_A_zenitwinkel_zeilen)
|
|
else:
|
|
A_zenitwinkel = None
|
|
|
|
if liste_beobachtungsgleichungen_gnssbasislinien:
|
|
f_matrix_gnss = sp.Matrix(liste_beobachtungsgleichungen_gnssbasislinien)
|
|
unbekanntenvektor = sp.Matrix(liste_unbekannte)
|
|
A_gnssbasislinien = f_matrix_gnss.jacobian(unbekanntenvektor)
|
|
else:
|
|
A_gnssbasislinien = None
|
|
|
|
if liste_A_nivellement_zeilen:
|
|
#f_matrix_nivellement = sp.Matrix(liste_beobachtungsgleichungen_nivellement)
|
|
#unbekanntenvektor = sp.Matrix(liste_unbekannte)
|
|
#A_nivellement = f_matrix_nivellement.jacobian(unbekanntenvektor)
|
|
A_nivellement = sp.Matrix(liste_A_nivellement_zeilen)
|
|
else:
|
|
A_nivellement = None
|
|
|
|
|
|
A_gesamt = None
|
|
liste_zeilenbeschriftungen_gesamt = []
|
|
|
|
if A_dist is not None:
|
|
A_gesamt = A_dist
|
|
liste_zeilenbeschriftungen_gesamt.extend(liste_zeilenbeschriftungen_distanz)
|
|
|
|
if A_richtung is not None:
|
|
if A_gesamt is None:
|
|
A_gesamt = A_richtung
|
|
else:
|
|
A_gesamt = A_gesamt.col_join(A_richtung)
|
|
liste_zeilenbeschriftungen_gesamt.extend(liste_zeilenbeschriftungen_richtung)
|
|
|
|
if A_zenitwinkel is not None:
|
|
if A_gesamt is None:
|
|
A_gesamt = A_zenitwinkel
|
|
else:
|
|
A_gesamt = A_gesamt.col_join(A_zenitwinkel)
|
|
liste_zeilenbeschriftungen_gesamt.extend(liste_zeilenbeschriftungen_zenitwinkel)
|
|
|
|
if A_gnssbasislinien is not None:
|
|
if A_gesamt is None:
|
|
A_gesamt = A_gnssbasislinien
|
|
else:
|
|
A_gesamt = A_gesamt.col_join(A_gnssbasislinien)
|
|
liste_zeilenbeschriftungen_gesamt.extend(liste_zeilenbeschriftungen_gnssbasislinien)
|
|
|
|
if A_nivellement is not None:
|
|
if A_gesamt is None:
|
|
A_gesamt = A_nivellement
|
|
else:
|
|
A_gesamt = A_gesamt.col_join(A_nivellement)
|
|
liste_zeilenbeschriftungen_gesamt.extend(liste_zeilenbeschriftungen_nivellement)
|
|
|
|
if A_gesamt is None:
|
|
return None
|
|
|
|
if datumsfestlegung == "weiche Lagerung":
|
|
vertauschung = list(range(len(liste_unbekannte)))
|
|
|
|
if liste_unbekannte_datumsfestlegung is not None and liste_unbekannte_datumsfestlegung != []:
|
|
liste_unbekannte_alt = list(liste_unbekannte)
|
|
liste_unbekannte_datumsfestlegung = [str(u).strip() for u in liste_unbekannte_datumsfestlegung]
|
|
idx_rechts = []
|
|
for name in liste_unbekannte_datumsfestlegung:
|
|
for i, sym in enumerate(liste_unbekannte_alt):
|
|
if str(sym) == name and i not in idx_rechts:
|
|
idx_rechts.append(i)
|
|
break
|
|
|
|
idx_links = [i for i in range(len(liste_unbekannte_alt)) if i not in idx_rechts]
|
|
|
|
vertauschung = idx_links + idx_rechts
|
|
|
|
A_gesamt = A_gesamt[:, vertauschung]
|
|
liste_unbekannte = [liste_unbekannte_alt[i] for i in vertauschung]
|
|
|
|
# Zusatzgeleichungen der weichen Lagerung
|
|
anzhl_einheitsmatrix = len(liste_unbekannte_datumsfestlegung)
|
|
if anzhl_einheitsmatrix > 0:
|
|
nullenmatrix = sp.zeros(anzhl_einheitsmatrix, A_gesamt.shape[1] - anzhl_einheitsmatrix)
|
|
einheitsmatrix = sp.eye(anzhl_einheitsmatrix)
|
|
A_weiche_Lagerung = nullenmatrix.row_join(einheitsmatrix)
|
|
A_gesamt = A_gesamt.col_join(A_weiche_Lagerung)
|
|
for unbekannte_datumsfestlegung in liste_unbekannte_datumsfestlegung:
|
|
liste_zeilenbeschriftungen_gesamt.append(f"lA_{unbekannte_datumsfestlegung}")
|
|
|
|
|
|
self.liste_unbekanntenvektor_symbolisch = liste_unbekannte
|
|
|
|
Export.matrix_to_csv(r"Zwischenergebnisse\Jacobi_Matrix_Symbolisch.csv", liste_unbekannte,
|
|
liste_zeilenbeschriftungen_gesamt, A_gesamt, "Beobachtung")
|
|
return A_gesamt, liste_unbekannte, liste_zeilenbeschriftungen_gesamt
|
|
|
|
|
|
def jacobi_matrix_zahlen_iteration_0(self, A_symbolisch: sp.Matrix, koordinatenart: str,
|
|
liste_unbekannte: list = None,
|
|
liste_zeilenbeschriftungen_gesamt: list = None,
|
|
iterationsnummer: int = 0) -> ndarray[tuple[Any, ...], dtype[Any]] | None:
|
|
self.liste_beobachtungsvektor_symbolisch = [str(x) for x in liste_zeilenbeschriftungen_gesamt]
|
|
|
|
if koordinatenart == "naeherung_us":
|
|
#A_numerisch = A_symbolisch.xreplace(self.substitutionen_dict)
|
|
if self.func_A0 is None:
|
|
#self.liste_symbole_lambdify = sorted(self.substitutionen_dict.keys(), key=lambda s: str(s))
|
|
self.func_A0 = sp.lambdify(
|
|
self.liste_symbole_lambdify,
|
|
A_symbolisch,
|
|
modules="numpy",
|
|
cse=True
|
|
)
|
|
|
|
fehlend = [s for s in self.liste_symbole_lambdify if s not in self.substitutionen_dict]
|
|
if fehlend:
|
|
Export.matrix_to_csv(
|
|
r"Zwischenergebnisse\fehlende_substitutionen_A.csv",
|
|
[""],
|
|
[str(s) for s in fehlend],
|
|
sp.Matrix([[str(s)] for s in fehlend]),
|
|
"fehlend"
|
|
)
|
|
raise ValueError(f"Fehlende Substitutionen in A: {[str(s) for s in fehlend[:30]]}")
|
|
|
|
liste_werte = [self.substitutionen_dict[s] for s in self.liste_symbole_lambdify]
|
|
#A_numerisch = sp.Matrix(self.func_A0(*liste_werte))
|
|
A_numerisch = np.asarray(self.func_A0(*liste_werte), dtype=float)
|
|
|
|
Export.matrix_to_csv(fr"Zwischenergebnisse\{iterationsnummer}Jacobi_Matrix_Numerisch_Iteration0.csv", liste_unbekannte,
|
|
liste_zeilenbeschriftungen_gesamt, A_numerisch, "Beobachtung")
|
|
|
|
condA = float(np.linalg.cond(A_numerisch))
|
|
rankA = int(np.linalg.matrix_rank(A_numerisch))
|
|
Export.matrix_to_csv(
|
|
fr"Zwischenergebnisse\{iterationsnummer}_Jacobi_Matrix_Stats.csv",
|
|
[""],
|
|
["condA", "rankA"],
|
|
np.array([[condA], [rankA]], dtype=float),
|
|
"Wert"
|
|
)
|
|
|
|
return A_numerisch
|
|
else:
|
|
print("Koordinaten noch nicht implementiert!")
|
|
|
|
def beobachtungsvektor_numerisch(self, liste_beobachtungsvektor_symbolisch: list) -> MutableDenseMatrix:
|
|
|
|
liste_beobachtungsvektor_numerisch = []
|
|
for beobachtung_symbolisch in liste_beobachtungsvektor_symbolisch:
|
|
beobachtung_symbolisch = str(beobachtung_symbolisch).strip()
|
|
if beobachtung_symbolisch.startswith("lA_"):
|
|
beobachtung_symbolisch = str(beobachtung_symbolisch.split("_", 1)[1]).strip()
|
|
liste_beobachtungsvektor_numerisch.append(self.substitutionen_dict[sp.Symbol(beobachtung_symbolisch)])
|
|
|
|
beobachtungsvektor_numerisch = sp.Matrix(liste_beobachtungsvektor_numerisch)
|
|
Export.matrix_to_csv(r"Zwischenergebnisse\Beobachtungsvektor_Numerisch.csv", [""], liste_beobachtungsvektor_symbolisch, beobachtungsvektor_numerisch, "Beobachtungsvektor")
|
|
return beobachtungsvektor_numerisch
|
|
|
|
def beobachtungsvektor_naeherung_symbolisch(self, liste_beobachtungsvektor_symbolisch: list) -> sp.Matrix:
|
|
liste_beobachtungsgleichungen = []
|
|
self.dict_punkt_symbole = {}
|
|
liste_punktnummern = []
|
|
|
|
for beobachtung_symbolisch in liste_beobachtungsvektor_symbolisch:
|
|
aufgeteilt = str(beobachtung_symbolisch).strip().split("_")
|
|
if aufgeteilt[0] == "lA":
|
|
continue
|
|
|
|
if aufgeteilt [1] == "SD" or aufgeteilt [1] == "R" or aufgeteilt [1] == "ZW":
|
|
standpunkt = str(aufgeteilt[3])
|
|
zielpunkt = str(aufgeteilt[4])
|
|
|
|
if standpunkt not in liste_punktnummern:
|
|
liste_punktnummern.append(standpunkt)
|
|
if zielpunkt not in liste_punktnummern:
|
|
liste_punktnummern.append(zielpunkt)
|
|
|
|
if aufgeteilt[1] == "gnssbx" or aufgeteilt[1] == "gnssby" or aufgeteilt[1] == "gnssbz":
|
|
standpunkt = str(aufgeteilt[2])
|
|
zielpunkt = str(aufgeteilt[3])
|
|
|
|
if standpunkt not in liste_punktnummern:
|
|
liste_punktnummern.append(standpunkt)
|
|
if zielpunkt not in liste_punktnummern:
|
|
liste_punktnummern.append(zielpunkt)
|
|
|
|
for punkt in liste_punktnummern:
|
|
X, Y, Z = sp.symbols(f"X{punkt} Y{punkt} Z{punkt}")
|
|
self.dict_punkt_symbole[str(punkt)] = (X, Y, Z)
|
|
|
|
for beobachtung_symbolisch in liste_beobachtungsvektor_symbolisch:
|
|
beobachtung_symbolisch = str(beobachtung_symbolisch).strip()
|
|
aufgeteilt = beobachtung_symbolisch.split("_")
|
|
if aufgeteilt[0] == "lA":
|
|
anschlusspunkt = str(aufgeteilt[1])
|
|
liste_beobachtungsgleichungen.append(sp.Symbol(anschlusspunkt))
|
|
continue
|
|
|
|
if aufgeteilt[1] == "SD" or aufgeteilt[1] == "R" or aufgeteilt[1] == "ZW":
|
|
|
|
#beobachtungen_ID = aufgeteilt[0]
|
|
beobachtungsart = aufgeteilt[1] # "SD", "R", "ZW"
|
|
beobachtungsgruppeID = aufgeteilt[2]
|
|
standpunkt = str(aufgeteilt[3]).strip()
|
|
zielpunkt = str(aufgeteilt[4]).strip()
|
|
|
|
X_sp, Y_sp, Z_sp = self.dict_punkt_symbole[standpunkt]
|
|
X_zp, Y_zp, Z_zp = self.dict_punkt_symbole[zielpunkt]
|
|
|
|
dX = X_zp - X_sp
|
|
dY = Y_zp - Y_sp
|
|
dZ = Z_zp - Z_sp
|
|
s = sp.sqrt(dX ** 2 + dY ** 2 + dZ ** 2) # Schrägstrecke
|
|
|
|
B_sp = sp.Symbol(f"B{standpunkt}")
|
|
L_sp = sp.Symbol(f"L{standpunkt}")
|
|
|
|
if beobachtungsart == "SD":
|
|
|
|
s_geom = sp.sqrt(dX ** 2 + dY ** 2 + dZ ** 2)
|
|
liste_beobachtungsgleichungen.append(s_geom)
|
|
|
|
elif beobachtungsart == "R":
|
|
|
|
#O_sp = sp.Symbol(f"O_{beobachtungsgruppeID}")
|
|
r_sp_zp = sp.Symbol(f"richtung_berechnet_{beobachtungsgruppeID}_{standpunkt}_{zielpunkt}")
|
|
|
|
# Lokales System: x_loc = Nord, y_loc = Ost
|
|
#x_loc = (-sp.sin(B_sp) * sp.cos(L_sp)) * dX + (-sp.sin(B_sp) * sp.sin(L_sp)) * dY + (sp.cos(B_sp)) * dZ
|
|
#y_loc = (-sp.sin(L_sp)) * dX + (sp.cos(L_sp)) * dY
|
|
|
|
#a12 = sp.atan2(y_loc, x_loc)
|
|
|
|
# Richtung nach Otepka: r = a12 - O
|
|
liste_beobachtungsgleichungen.append(r_sp_zp)
|
|
|
|
|
|
elif beobachtungsart == "ZW":
|
|
|
|
#dX = X_zp - X_sp
|
|
|
|
#dY = Y_zp - Y_sp
|
|
|
|
#dZ = Z_zp - Z_sp
|
|
|
|
#s_geom = sp.sqrt(dX ** 2 + dY ** 2 + dZ ** 2)
|
|
|
|
#z_loc = (sp.cos(B_sp) * sp.cos(L_sp)) * dX + (sp.cos(B_sp) * sp.sin(L_sp)) * dY + (sp.sin(B_sp)) * dZ
|
|
|
|
#zw = sp.acos(z_loc / s_geom)
|
|
|
|
zw_sp_zp = sp.Symbol(f"zw_berechnet_{beobachtungsgruppeID}_{standpunkt}_{zielpunkt}")
|
|
|
|
liste_beobachtungsgleichungen.append(zw_sp_zp)
|
|
|
|
if aufgeteilt[1] == "gnssbx" or aufgeteilt[1] == "gnssby" or aufgeteilt[1] == "gnssbz":
|
|
beobachtungsart = aufgeteilt[1]
|
|
standpunkt = str(aufgeteilt[2]).strip()
|
|
zielpunkt = str(aufgeteilt[3]).strip()
|
|
|
|
X_sp, Y_sp, Z_sp = self.dict_punkt_symbole[standpunkt]
|
|
X_zp, Y_zp, Z_zp = self.dict_punkt_symbole[zielpunkt]
|
|
|
|
dX = X_zp - X_sp
|
|
dY = Y_zp - Y_sp
|
|
dZ = Z_zp - Z_sp
|
|
|
|
if beobachtungsart == "gnssbx":
|
|
liste_beobachtungsgleichungen.append(dX)
|
|
if beobachtungsart == "gnssby":
|
|
liste_beobachtungsgleichungen.append(dY)
|
|
if beobachtungsart == "gnssbz":
|
|
liste_beobachtungsgleichungen.append(dZ)
|
|
|
|
if aufgeteilt[1] == "niv":
|
|
beobachtungsart = aufgeteilt[1]
|
|
standpunkt = str(aufgeteilt[2]).strip()
|
|
zielpunkt = str(aufgeteilt[3]).strip()
|
|
|
|
nh_sp = sp.Symbol(f"NH{standpunkt}")
|
|
nh_zp = sp.Symbol(f"NH{zielpunkt}")
|
|
|
|
niv_sp_zp = nh_zp - nh_sp
|
|
|
|
liste_beobachtungsgleichungen.append(niv_sp_zp)
|
|
|
|
beobachtungsvektor_naeherung_symbolisch = sp.Matrix(liste_beobachtungsgleichungen)
|
|
Export.matrix_to_csv(r"Zwischenergebnisse\Beobachtungsvektor_Näherung_Symbolisch.csv", [""],
|
|
liste_beobachtungsvektor_symbolisch, beobachtungsvektor_naeherung_symbolisch, "Beobachtungsvektor")
|
|
|
|
return beobachtungsvektor_naeherung_symbolisch
|
|
|
|
def beobachtungsvektor_naeherung_numerisch_iteration0(self, liste_beobachtungsvektor_symbolisch: list,
|
|
beobachtungsvektor_naeherung_symbolisch: sp.Matrix,
|
|
iterationsnummer: int = 0) -> ndarray[tuple[int, int], Any]:
|
|
#beobachtungsvektor_naeherung_numerisch_iteration0 = beobachtungsvektor_naeherung_symbolisch.xreplace(self.substitutionen_dict)
|
|
if self.func_beob0 is None:
|
|
#self.liste_symbole_lambdify = sorted(self.substitutionen_dict.keys(), key=lambda s: str(s))
|
|
self.func_beob0 = sp.lambdify(
|
|
self.liste_symbole_lambdify,
|
|
beobachtungsvektor_naeherung_symbolisch,
|
|
modules="numpy",
|
|
cse=True
|
|
)
|
|
|
|
liste_werte = [self.substitutionen_dict[s] for s in self.liste_symbole_lambdify]
|
|
#beobachtungsvektor_naeherung_numerisch_iteration0 = sp.Matrix(self.func_beob0(*liste_werte))
|
|
beobachtungsvektor_naeherung_numerisch_iteration0 = np.asarray(self.func_beob0(*liste_werte),
|
|
dtype=float).reshape(-1, 1)
|
|
|
|
Export.matrix_to_csv(fr"Zwischenergebnisse\{iterationsnummer}_Beobachtungsvektor_Näherung_Numerisch_Iteration0.csv", [""],
|
|
liste_beobachtungsvektor_symbolisch, beobachtungsvektor_naeherung_numerisch_iteration0,
|
|
"Beobachtungsvektor")
|
|
|
|
return beobachtungsvektor_naeherung_numerisch_iteration0
|
|
|
|
def unbekanntenvektor_symbolisch(self, liste_unbekannte: list) -> sp.Matrix:
|
|
unbekanntenvektor_symbolisch = sp.Matrix(liste_unbekannte)
|
|
Export.matrix_to_csv(r"Zwischenergebnisse\Unbekanntenvektor_Symbolisch.csv", [""], liste_unbekannte, unbekanntenvektor_symbolisch,
|
|
"Unbekanntenvektor")
|
|
return(unbekanntenvektor_symbolisch)
|
|
|
|
def unbekanntenvektor_numerisch(self, liste_unbekanntenvektor_symbolisch: list,
|
|
unbekanntenvektor_symbolisch: sp.Matrix,
|
|
dX_Vektor: np.Matrix = None,
|
|
unbekanntenvektor_neumerisch_vorherige_Iteration: np.Matrix = None,
|
|
iterationsnummer: int = 0) -> ndarray[tuple[int, int], Any] | ndarray[tuple[Any, ...], dtype[Any]]:
|
|
self.liste_unbekanntenvektor_symbolisch = liste_unbekanntenvektor_symbolisch
|
|
|
|
#if not hasattr(self, "liste_unbekanntenvektor_symbolisch"):
|
|
# self.liste_unbekanntenvektor_symbolisch = liste_unbekanntenvektor_symbolisch
|
|
|
|
if dX_Vektor is None and unbekanntenvektor_neumerisch_vorherige_Iteration is None:
|
|
#unbekanntenvektor_numerisch = unbekanntenvektor_symbolisch.xreplace(self.substitutionen_dict)
|
|
#if self.func_u0 is None:
|
|
# self.func_u0 = sp.lambdify(
|
|
# self.liste_symbole_lambdify,
|
|
# unbekanntenvektor_symbolisch,
|
|
# modules="numpy",
|
|
# cse=True
|
|
# )
|
|
unbekanntenvektor_numerisch = np.asarray(
|
|
[[float(self.substitutionen_dict[sym])] for sym in self.liste_unbekanntenvektor_symbolisch],
|
|
dtype=float
|
|
).reshape(-1, 1)
|
|
|
|
#liste_werte = [self.substitutionen_dict[s] for s in self.liste_symbole_lambdify]
|
|
#unbekanntenvektor_numerisch = sp.Matrix(self.func_u0(*liste_werte))
|
|
#unbekanntenvektor_numerisch = np.asarray(self.func_u0(*liste_werte), dtype=float).reshape(-1, 1)
|
|
|
|
|
|
else:
|
|
#unbekanntenvektor_numerisch = unbekanntenvektor_neumerisch_vorherige_Iteration + dX_Vektor
|
|
unbekanntenvektor_neumerisch_vorherige_Iteration = np.asarray(
|
|
unbekanntenvektor_neumerisch_vorherige_Iteration, dtype=float).reshape(-1, 1)
|
|
dX_Vektor = np.asarray(dX_Vektor, dtype=float).reshape(-1, 1)
|
|
|
|
unbekanntenvektor_numerisch = unbekanntenvektor_neumerisch_vorherige_Iteration + dX_Vektor
|
|
|
|
self.substitutionen_dict = self.dict_substitutionen_uebergeordnetes_system(unbekanntenvektor_numerisch)
|
|
|
|
Export.matrix_to_csv(fr"Zwischenergebnisse\{iterationsnummer}_Unbekanntenvektor_Numerisch_Iteration0.csv", [""],
|
|
liste_unbekanntenvektor_symbolisch, unbekanntenvektor_numerisch,
|
|
"Unbekanntenvektor")
|
|
return unbekanntenvektor_numerisch
|
|
|
|
def unbekanntenvektor_numerisch_to_dict_unbekanntenvektor(self, liste_unbekanntenvektor_symbolisch: list, unbekanntenvektor_numerisch: np.Matrix) -> dict:
|
|
dict_unbekanntenvektor_numerisch = {}
|
|
#index = 0
|
|
|
|
unbekanntenvektor_numerisch = np.asarray(unbekanntenvektor_numerisch, dtype=float).reshape(-1, 1)
|
|
|
|
idx = {str(sym): i for i, sym in enumerate(liste_unbekanntenvektor_symbolisch)}
|
|
|
|
punktnummern = []
|
|
for sym in liste_unbekanntenvektor_symbolisch:
|
|
name = str(sym)
|
|
if name.startswith("X"):
|
|
pn = name[1:]
|
|
if pn not in punktnummern:
|
|
punktnummern.append(pn)
|
|
|
|
dict_koordinaten = {}
|
|
for pn in punktnummern:
|
|
iX = idx.get(f"X{pn}", None)
|
|
iY = idx.get(f"Y{pn}", None)
|
|
iZ = idx.get(f"Z{pn}", None)
|
|
|
|
if iX is None or iY is None or iZ is None:
|
|
continue
|
|
|
|
dict_koordinaten[pn] = sp.Matrix([
|
|
float(unbekanntenvektor_numerisch[iX, 0]),
|
|
float(unbekanntenvektor_numerisch[iY, 0]),
|
|
float(unbekanntenvektor_numerisch[iZ, 0]),
|
|
])
|
|
|
|
#dict_unbekanntenvektor_numerisch[punktnummer] = sp.Matrix([
|
|
# float(unbekanntenvektor_numerisch[index, 0]),
|
|
# float(unbekanntenvektor_numerisch[index + 1, 0]),
|
|
# float(unbekanntenvektor_numerisch[index + 2, 0])
|
|
#])
|
|
#index += 3
|
|
return dict_koordinaten
|
|
|
|
def berechnung_dl(self, beobachtungsvektor_numerisch: np.Matrix, beobachtungsvektor_naeherung_numerisch: sp.Matrix,
|
|
liste_beobachtungsvektor_symbolisch: list = None, iterationsnummer: int = 0) -> np.Matrix:
|
|
dl = beobachtungsvektor_numerisch - beobachtungsvektor_naeherung_numerisch
|
|
dl = np.asarray(dl, dtype=float)
|
|
|
|
if liste_beobachtungsvektor_symbolisch is None:
|
|
liste_beobachtungsvektor_symbolisch = self.liste_beobachtungsvektor_symbolisch
|
|
|
|
for i, name in enumerate(liste_beobachtungsvektor_symbolisch):
|
|
if "_R_" in str(name):
|
|
dl[i] = np.arctan2(np.sin(dl[i]), np.cos(dl[i]))
|
|
|
|
Export.matrix_to_csv(
|
|
fr"Zwischenergebnisse\{iterationsnummer}_dl.csv",
|
|
[""],
|
|
liste_beobachtungsvektor_symbolisch,
|
|
dl.reshape(-1, 1),
|
|
"dl"
|
|
)
|
|
|
|
return dl
|
|
|
|
def dict_substitutionen_uebergeordnetes_system(self,
|
|
unbekanntenvektor_aus_iteration: np.Matrix = None) -> dict[Any, Any]:
|
|
db_zugriff = Datenbankzugriff(self.pfad_datenbank)
|
|
berechnungen = Berechnungen(self.a, self.b)
|
|
if unbekanntenvektor_aus_iteration is None:
|
|
dict_koordinaten = db_zugriff.get_koordinaten("naeherung_us")
|
|
else:
|
|
dict_koordinaten = self.unbekanntenvektor_numerisch_to_dict_unbekanntenvektor(
|
|
self.liste_unbekanntenvektor_symbolisch,
|
|
unbekanntenvektor_aus_iteration
|
|
)
|
|
|
|
for punktnummer, matrix in dict_koordinaten.items():
|
|
dict_koordinaten[punktnummer] = [float(matrix[0]), float(matrix[1]), float(matrix[2])]
|
|
|
|
|
|
liste_beobachtungen_tachymeter = db_zugriff.get_beobachtungen_from_beobachtungenid()
|
|
liste_beobachtungen_gnssbasislinien = db_zugriff.get_beobachtungen_gnssbasislinien()
|
|
liste_beobachtungen_nivellemente = db_zugriff.get_beobachtungen_nivellement()
|
|
liste_azimut_richtungen, dict_orientierungen = berechnungen.berechnung_richtung_azimut_zenitwinkel(self.pfad_datenbank, dict_koordinaten)
|
|
dict_koordinaten_xyz_kopie = {pn: [v[0], v[1], v[2]] for pn, v in dict_koordinaten.items()}
|
|
dict_koordinaten_B_L = berechnungen.geometrische_breite_laenge(dict_koordinaten_xyz_kopie)
|
|
|
|
punktnummern_niv = set()
|
|
for beobachtungenID, pn_sp, pn_zp, niv_dh, niv_strecke, niv_anz_standpkte in liste_beobachtungen_nivellemente:
|
|
punktnummern_niv.add(str(pn_sp).strip())
|
|
punktnummern_niv.add(str(pn_zp).strip())
|
|
|
|
dict_koordinaten_niv = {}
|
|
for pn in punktnummern_niv:
|
|
if pn in dict_koordinaten:
|
|
dict_koordinaten_niv[pn] = dict_koordinaten[pn]
|
|
|
|
dict_koordinaten_utm = self.trafos.ecef_to_utm(
|
|
dict_koordinaten_niv,
|
|
self.pfad_tif_quasigeoidundolation)
|
|
|
|
substitutionen = {}
|
|
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for punktnummer, vektor in dict_koordinaten_B_L.items():
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X_sym, Y_sym, Z_sym, B_sym, L_Sym = sp.symbols(
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f"X{punktnummer} Y{punktnummer} Z{punktnummer} B{punktnummer} L{punktnummer}")
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substitutionen[X_sym] = float(vektor[0][0])
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substitutionen[Y_sym] = float(vektor[0][1])
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substitutionen[Z_sym] = float(vektor[0][2])
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substitutionen[B_sym] = float(vektor[1])
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substitutionen[L_Sym] = float(vektor[2])
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#for beobachtungsgruppeID, orientierung in dict_orientierungen.items():
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# O_sym = sp.symbols(f"O_{beobachtungsgruppeID}")
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# substitutionen[O_sym] = float(orientierung)
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for beobachtungsgruppeID, standpunkt, zielpunkt, azimut, richtung, zenitwinkel, schraegstrecke, orientierung in liste_azimut_richtungen:
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richtung_sym = sp.symbols(f"richtung_berechnet_{beobachtungsgruppeID}_{standpunkt}_{zielpunkt}")
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substitutionen[richtung_sym] = float(richtung)
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azimut_sym = sp.symbols(f"azimut_berechnet_{beobachtungsgruppeID}_{standpunkt}_{zielpunkt}")
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substitutionen[azimut_sym] = float(azimut)
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zenitwinkel_sym = sp.symbols(f"zw_berechnet_{beobachtungsgruppeID}_{standpunkt}_{zielpunkt}")
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substitutionen[zenitwinkel_sym] = float(zenitwinkel)
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schraegstrecke_sym = sp.symbols(f"strecke_berechnet_{beobachtungsgruppeID}_{standpunkt}_{zielpunkt}")
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substitutionen[schraegstrecke_sym] = float(schraegstrecke)
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for punktnummer, koordinaten_utm in dict_koordinaten_utm.items():
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normalhoehe_sym = sp.symbols(f"NH{punktnummer}")
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substitutionen[normalhoehe_sym] = float(koordinaten_utm[2])
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for standpunkt, zielpunkt, beobachtungenID, beobachtungsgruppeID, tachymeter_richtung, tachymeter_zenitwinkel, tachymeter_distanz in liste_beobachtungen_tachymeter:
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alpha = sp.symbols(f"{beobachtungenID}_R_{beobachtungsgruppeID}_{standpunkt}_{zielpunkt}")
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zw = sp.symbols(f"{beobachtungenID}_ZW_{beobachtungsgruppeID}_{standpunkt}_{zielpunkt}")
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s = sp.symbols(f"{beobachtungenID}_SD_{beobachtungsgruppeID}_{standpunkt}_{zielpunkt}")
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if tachymeter_richtung is None and tachymeter_zenitwinkel is None and tachymeter_distanz is None:
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continue
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substitutionen[alpha] = float(tachymeter_richtung)
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substitutionen[zw] = float(tachymeter_zenitwinkel)
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substitutionen[s] = float(tachymeter_distanz)
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#substitutionen[sp.Symbol(f"O{beobachtungsgruppeID}")] = 0.0
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for beobachtungenID, punktnummer_sp, punktnummer_zp, gnss_bx, gnss_by, gnss_bz, gnss_s0, gnss_cxx, gnss_cxy, gnss_cxz, gnss_cyy, gnss_cyz, gnss_czz in liste_beobachtungen_gnssbasislinien:
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beobachtungenID = str(beobachtungenID).strip()
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punktnummer_sp = str(punktnummer_sp).strip()
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punktnummer_zp = str(punktnummer_zp).strip()
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bx = sp.symbols(f"{beobachtungenID}_gnssbx_{punktnummer_sp}_{punktnummer_zp}")
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by = sp.symbols(f"{beobachtungenID}_gnssby_{punktnummer_sp}_{punktnummer_zp}")
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bz = sp.symbols(f"{beobachtungenID}_gnssbz_{punktnummer_sp}_{punktnummer_zp}")
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if gnss_bx is None and gnss_by is None and gnss_bz is None:
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continue
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substitutionen[bx] = float(gnss_bx)
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substitutionen[by] = float(gnss_by)
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substitutionen[bz] = float(gnss_bz)
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for beobachtungenID, punktnummer_sp, punktnummer_zp, niv_dh, niv_strecke, niv_anz_standpkte in liste_beobachtungen_nivellemente:
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beobachtungenID = str(beobachtungenID).strip()
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punktnummer_sp = str(punktnummer_sp).strip()
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punktnummer_zp = str(punktnummer_zp).strip()
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niv = sp.symbols(f"{beobachtungenID}_niv_{punktnummer_sp}_{punktnummer_zp}")
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if niv_dh is None:
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continue
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substitutionen[niv] = float(niv_dh)
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if unbekanntenvektor_aus_iteration is not None:
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dict_O = self.unbekanntenvektor_numerisch_to_dict_orientierungen(
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self.liste_unbekanntenvektor_symbolisch,
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unbekanntenvektor_aus_iteration
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)
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for orientierungs_id, wert in dict_O.items():
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substitutionen[sp.Symbol(f"O{orientierungs_id}")] = float(wert)
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else:
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#for standpunkt, zielpunkt, beobachtungenID, beobachtungsgruppeID, *_ in liste_beobachtungen_tachymeter:
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# O_sym = sp.Symbol(f"O{beobachtungsgruppeID}")
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# if O_sym not in substitutionen:
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# substitutionen[O_sym] = 0
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for beobachtungsgruppeID, standpunkt, zielpunkt, azimut, richtung, zenitwinkel, schraegstrecke, orientierung in liste_azimut_richtungen:
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O_sym = sp.Symbol(f"O{beobachtungsgruppeID}")
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if O_sym not in substitutionen:
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substitutionen[O_sym] = orientierung
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return substitutionen
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def unbekanntenvektor_numerisch_to_dict_orientierungen(self, liste_unbekanntenvektor_symbolisch: list,
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unbekanntenvektor_numerisch: np.Matrix) -> dict[Any, Any]:
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dict_O = {}
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unbekanntenvektor_numerisch = np.asarray(unbekanntenvektor_numerisch, dtype=float).reshape(-1, 1)
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for i, symbol in enumerate(liste_unbekanntenvektor_symbolisch):
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name = str(symbol)
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if name.startswith("O"):
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orientierungs_id = name[1:]
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dict_O[orientierungs_id] = float(unbekanntenvektor_numerisch[i, 0])
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return dict_O
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