在经典测量平差中,均以已知的起算数据为基准,如水准网必须至少已知网中某一点的高程,平面控制网中至少要已知一点的坐标、一条边的边长和方位等。
如果控制网中具有足够的起算数据,此时误差方程的系数阵为列满秩矩阵,在最小二乘准则下,得到法方程的系数阵为满秩矩阵,即非奇异阵,此时法方程具有唯一解。当控制网中没有起算数据或起算数据不足,且平差时将控制网中全部待定点作为未知参数,此时列出的误差方程的系数阵为不列满秩阵,当利用最小二乘准则组成法方程时,其法方程的系数阵为奇异方阵,其正常逆不存在,有无穷多解。此时为求得唯一解,必须增加新的约束条件,来达到求唯一解的目的。
不同类型控制网的秩亏数就是经典平差时必要的起算数据的个数。设控制网中基准数据的个数为,则有:①测角网:
,网中两个点的坐标或一个点的坐标,一个方位和一条基线。②测边网、导线网、边角网:
,一个点的坐标,一个方位。③全球定位系统(GPS)网:如果采用GPS基线向量隐含的方位和尺度基准,则
,要求已知一个点的三维坐标。④高程网:
,需要一个点的高程。⑤三维控制网:
,一个点的坐标,三个已知定向角和一个已知边。