Chap10变形监测网与变形监测方案.pptVIP

变形监测方案设计及变形监测网参考点稳定性分析 西南交通大学测量工程系 主讲人：张献州（教授） XZZHANG@HOME.SWJTU.EDU.CN XZZHANGSWJTU@163.COM 3. Karlsuhe法 由B.Heck提出 与以上两种方法相同，把整个图形一致性检验作为基本出发点。 当检验不通过，用“尝试法”确定一部分相对稳定的点作为参考点。 用稳定参考点作为基准点，计算其他点的位移和置信椭圆，当位移在置信椭圆外时，认为该点是不稳定的。 在计算方法上，Karlsuhe法采用两周期观测值联合平差法，稳定参考点，同名点作为一个点，其他同名点作为两个点，两个同名点坐标差是点的位移，两个同名点的相对误差椭圆是位移的误差椭圆。 验后方差因子 自由度为f=6 工程控制网建网理论 第十讲变形监测网 1．图形一致性检验 ① Delft法 发现网中存在不稳定点。 ② 其他方法 也发现有不稳定点。 工程控制网建网理论 第十讲变形监测网 2．稳定点的鉴别 a．用Hannover法，对每一点位移计算 ， 结果列在下表中： 从表中看出，0号点的w最大（8.00），因此它是不稳定点排除0号点后，剩余点 再做图形一致性检验。 工程控制网建网理论 第十讲变形监测网 故，除0号点外，其它三个点是稳定的。 b．用Bonn法，在图形一致性检验失败后，选择必要的，有最小位移的点定义参考系，本例中，选择2号点，然后，用S — 变换，得新的位移向量，并通过检验把位移最小的点子选作为稳定点，重复上述过程，计算结果列在下表中： 从上表分析，0号点是不稳定点。 工程控制网建网理论 第十讲变形监测网 c. 用Delft法计算每一点的 分位值 = 3.3 有两个统计检验量超过分位值，取最大一个作为不稳定点，排除0号点后，二次型 再做图形一致性检验 工程控制网建网理论 第十讲变形监测网 分位值 检验通过说明其它点稳定。 整体检验和一维检验是通过显著水平，和联系起来。 查诺模图 3．不稳定点位移的计算 Hannover法 不稳定点位移是相对于稳定点组的，0号点位移为 Bonn法 不稳定点是相对于稳定点定义的参考系，0号点位移为 Delft法 不稳定点位移是相对于稳定点组，0号点位移为 工程控制网建网理论 第十讲变形监测网 (二)卡尔曼滤波法 由第K-1期参考网的坐标未知数向量及其协方差阵，并考虑第K期参考网的观测值，求解第K期的坐标未知数向量及其协方差阵可采用卡尔曼滤波的递推算法，称为参考网静态点场的更新。在动态更新过程中可通过统计检验确定有显著性变形的参考点。 若将参考网扩大到包括相对网(由变形体上的目标点构成)的变形监测网，将参考点视为稳定点，而将目标点视为动点，也可按卡尔曼滤波法做递推计算和有显著性变形的参考点的统计检验，动点和变形点位移向量计算，称为似静态点场的更新。 1.参考网检验和静态点场更新 卡尔曼滤波的递推公式为： 工程控制网建网理论 第十讲变形监测网 （10 - 38） 工程控制网建网理论 第十讲变形监测网 在此需要特别说明的是系统噪声向量 及其协方差阵 。是未知的随机量，由于地下水位变动、环境温度变化、阳光照射、埋标不稳固以及对中不好等原因，在静态点场中也应加以考虑。 工程控制网建网理论 第十讲变形监测网 它的量级即扰动的可能取值范围一般可以用协方差矩阵对角元素的估值表示，即 用对角阵描述。对角元素值为各参考点(p个)的X、Y、Z 坐标的方差，即 （10 - 39） 如深埋点且带强制对中装置的观测墩， 的取值约为0.2 mm，而采用光学对中的一般测量标石，取 。这仅是考虑埋标、对中装置和对中方法几项影响的经验值。在缺少关于系统噪声信息时，通常假设 =0,卡尔曼滤波公式中的第1、第2式表示：从第K-1周期到第K周期，坐标向量 仍假设保持不变，但其取值范围因加进系统噪声影响增大了(方差扩大)。两周期间的一致性整体检验是对预报残差 的零假设和备选假设： （10 - 40） 工程控制网建网理论 第十讲变形监测网 * 第十讲 变形监测方案设计 及变形监测网参考点稳定性分析 §10.1 变形监测网和变形监测方案设计 一、 变形监测网设计 变形监测网由参考