專利名稱：一種變形監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)穩(wěn)定性判斷的vt檢驗(yàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種變形監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)穩(wěn)定性判斷的VT檢驗(yàn)方法，本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域?yàn)閷儆跍y(cè)繪科學(xué)或測(cè)量數(shù)據(jù)處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其適應(yīng)于基于自由設(shè)站法的測(cè)量平差。
背景技術(shù)：
變形觀測(cè)與分析的重要步驟之一是點(diǎn)位穩(wěn)定性分析。經(jīng)過穩(wěn)定性分析，可確定哪些點(diǎn)是穩(wěn)定點(diǎn)，哪些點(diǎn)是移動(dòng)點(diǎn)，從而確定點(diǎn)位的差異是真正的位移，還是觀測(cè)誤差引起的。對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)的穩(wěn)定性分析研究主要局限于周期性的監(jiān)測(cè)網(wǎng)，其方法有很多，例如以方差分析進(jìn)行整體檢驗(yàn)為基礎(chǔ)的Hannover法，即通常所用的“平均間隙法”；以B檢驗(yàn)為基礎(chǔ)的 Delft法，即單點(diǎn)位移分量法；以方差分析和點(diǎn)的位移向量為基礎(chǔ)的Karlsruhe法；考慮大地基準(zhǔn)的Munich法；以唯一的不變函數(shù)分析為基礎(chǔ)的Fredericton法等等。工程應(yīng)用中，傳統(tǒng)的基準(zhǔn)點(diǎn)穩(wěn)定性檢驗(yàn)方法主要采用限差檢驗(yàn)法和t檢驗(yàn)法兩種。(1)限差檢驗(yàn)法，通過計(jì)算平差后坐標(biāo)與原有坐標(biāo)之間的差值，判斷其是否大于某個(gè)閾值來區(qū)分穩(wěn)定點(diǎn)與不穩(wěn)定點(diǎn)。( t檢驗(yàn)法，是假設(shè)兩期觀測(cè)精度相同，通過判別顯著性水平檢驗(yàn)控制網(wǎng)中單點(diǎn)穩(wěn)定性的一種方法。以上傳統(tǒng)方法存在兩個(gè)問題(1)這些方法穩(wěn)定性判斷結(jié)果的可靠性不高；(2)傳統(tǒng)方法局限于基準(zhǔn)點(diǎn)控制網(wǎng)采用“自由網(wǎng)平差”模型解算。目前，由于全站儀的普及，且全站儀的功能越來越強(qiáng)大，其“自由設(shè)站”測(cè)量模式已經(jīng)被廣泛采用，而“自由設(shè)站”測(cè)量模式常常采用“經(jīng)典平差”模式，因此，傳統(tǒng)的基準(zhǔn)點(diǎn)穩(wěn)定性判斷方法不適用于“自由設(shè)站”測(cè)量模式。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的本發(fā)明為提高基準(zhǔn)點(diǎn)的穩(wěn)定性、判斷結(jié)果的可靠性，同時(shí)提高方法的適用性，提供一種既適合于“自由網(wǎng)平差”模型、又適合于“經(jīng)典平差”模型的變形監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)穩(wěn)定性判斷的VT檢驗(yàn)方法。技術(shù)方案一種變形監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)穩(wěn)定性判斷的VT檢驗(yàn)方法，包括如下步驟第一步，通過全站儀自由設(shè)站法觀測(cè)采集數(shù)據(jù)，全站儀架設(shè)在工作基點(diǎn)上，觀測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)組，觀測(cè)值包括三類方向角、天頂距、斜距；基準(zhǔn)點(diǎn)組由r個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)組成，且r應(yīng)滿足 r ^ 5 ；第二步，利用空間后方交會(huì)，計(jì)算出工作基點(diǎn)坐標(biāo)近似值；第三步，采用經(jīng)典平差方法和三維平差，計(jì)算出工作基點(diǎn)坐標(biāo)；第四步，利用Helmert方差估計(jì)公式，分別計(jì)算出三類觀測(cè)值的單位權(quán)中誤差，依次記為Hic^mtl2、！Iltl3 ；所述三類觀測(cè)值分別為方向角、天頂距、斜距；第五步，計(jì)算所有觀測(cè)值的改正數(shù)V ；第六步，計(jì)算各個(gè)觀測(cè)值的統(tǒng)計(jì)量t 各觀測(cè)值的改正數(shù)ν除以其相應(yīng)的類觀測(cè)值單位權(quán)中誤差；
第七步，選定一定的置信水平α，計(jì)算各個(gè)觀測(cè)值的統(tǒng)計(jì)量t的限差值、；第八步，穩(wěn)定性判斷，如果滿足|tp I > t0(p = i，j，k ;i，j，k = 1,2, A，r)，則認(rèn)為該觀測(cè)值對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)點(diǎn)是不穩(wěn)定的。如果有多個(gè)點(diǎn)出現(xiàn)這種情況，考慮到所有觀測(cè)值是相互影響的，取絕對(duì)值最大的tp為不穩(wěn)定點(diǎn)，將該基準(zhǔn)點(diǎn)刪除后再重新平差，重新平差后再進(jìn)行穩(wěn)定性判斷。上述方法工作原理包括空間后方交會(huì)原理；測(cè)量平差原理和數(shù)理統(tǒng)計(jì)原理。其工作過程如下①先根據(jù)空間后方交會(huì)計(jì)算出工作基點(diǎn)坐標(biāo)的近似值；②采用經(jīng)典平差，以基準(zhǔn)點(diǎn)為已知點(diǎn)，進(jìn)行三維平差，求出所有參數(shù)最或然值，包括工作基點(diǎn)的坐標(biāo)；③計(jì)算出三類觀測(cè)(方向角、天頂距、斜距)所有觀測(cè)值的改正數(shù)；④構(gòu)建統(tǒng)計(jì)量t，最后選擇一定的置信水平α進(jìn)行穩(wěn)定性判斷。穩(wěn)定性判斷結(jié)果的可靠性較傳統(tǒng)方法有較大提高；本方法根據(jù)改正數(shù)V構(gòu)建統(tǒng)計(jì)量t，對(duì)平差模型沒有限制，既適合于“自由網(wǎng)平差”模型，又適合于“經(jīng)典平差”模型，提高了方法的適用性。第六步中所述方向角觀測(cè)值的統(tǒng)計(jì)量計(jì)算方法為設(shè)方向角改正數(shù)為Vi,則計(jì)算
、、t = V' 公式為‘_ m(n . (,+ = l，2，A,r)
ο第六步中所述天頂距觀測(cè)值的統(tǒng)計(jì)量計(jì)算方法為設(shè)天頂距改正數(shù)為 則計(jì)算
八t =
公式為-J — m02 . 0 = 1,2,Λ,Γ)
ο第六步中所述斜距觀測(cè)值的統(tǒng)計(jì)量計(jì)算方法為設(shè)斜距改正數(shù)為vk，則計(jì)算公式 、t = Vk
為k m03 . (k = l,2A,r)
yο第七步中所述置信水平α為99%。有益效果與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所提供的變形監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)穩(wěn)定性判斷的VT檢驗(yàn)方法具有兩方面的優(yōu)點(diǎn)一方面穩(wěn)定性判斷結(jié)果的可靠性較傳統(tǒng)方法有較大提高；另一方面本方法既適合于“自由網(wǎng)平差”模型，又適合于“經(jīng)典平差”模型，提高了方法的適用性。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。根據(jù)圖1所示的方法流程，以“地鐵保護(hù)區(qū)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)”為應(yīng)用實(shí)例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步闡明網(wǎng)中有工作基點(diǎn)(自由設(shè)站點(diǎn))一個(gè)FD_YSY2，基準(zhǔn)點(diǎn)九個(gè)YJY2_1、YJY2-2、
4YJY2-3、YJY2-4、YJY2-5、YJY2-6、YJY2-7、YJY2-8、YJY2-9。使用本文所述變形監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)穩(wěn)定性判斷的VT檢驗(yàn)方法作基準(zhǔn)點(diǎn)穩(wěn)定性判斷。若存在不穩(wěn)定基準(zhǔn)點(diǎn)，將其剔除后再進(jìn)行計(jì)算，直至剔除所有不穩(wěn)定基準(zhǔn)點(diǎn)。計(jì)算過程與結(jié)果如下(1)全站儀自由設(shè)站法觀測(cè)，全站儀架設(shè)在工作基點(diǎn)上，觀測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)組，觀測(cè)值包括三類方向角、天頂距、斜距；基準(zhǔn)點(diǎn)組由9個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)組成，如下
觀測(cè)點(diǎn)序號(hào)觀測(cè)點(diǎn)編號(hào)方向角v(”) 天頂距V(”) 斜距V(mm)
1YJY2-1215. 1316390. 38249186.4107
2YJY2-2215.0750190. 18065200.8149
3YJY2-3215.0333090.29015213.4005
4YJY2-4214.5949290.11365227.3743
5YJY2-5215.0331190.29007213.4004
6YJY2-6214. 5411590.08252249.4268
7YJY2-7214.5056490. 14466264.3188
8YJY2-8214.4906990.21036272.9046
9YJY2-9215.1538790. 14171181.8402(2)利用空間后方交會(huì)和經(jīng)典平差方法，三維平差，計(jì)算出工作基點(diǎn)YSY2坐標(biāo)X， Y, Z 分別為 498. 7863m, 5413. 4245m, 14. 4778m ；(3)利用Helmert方差估計(jì)公式，分別計(jì)算出三類觀測(cè)值(方向角、天頂距、斜距)的單位權(quán)中誤差，依次記為m01 ；m02 ；Iii03 ；計(jì)算得m01 = 350. 7245 ；m02 = 3. 7348 ；m03 = 9901. 0781 ；(4)計(jì)算所有觀測(cè)值的改正數(shù)V ；改正數(shù)V
觀測(cè)點(diǎn)序號(hào)觀測(cè)點(diǎn)編號(hào)方向角v(”) 天頂距V(”) 斜距V(mm)
1YJY2-1408.02-1.91-6205. 7
2YJY2-2227.82-1. 16-4855. 1
3YJY2-3100.95-1.58-3673. 19
4YJY2-4-14. 73-2. 72-2361.61
5YJY2-5-469.23-12.8319259. 36
6YJY2-6-173.65一2.95-290.81
7YJY2-7-257.29-1.291108.07
8YJY2-8-298. 16-0. 311914.81
9YJY2-9476.28-2. 32-6635.61
(5)選定置信水平α為99%，自由度為22時(shí)注觀測(cè)值=27，未知數(shù)=5，自由度=27-5 = 22 ；說明，未知數(shù)=5，分別為工作基點(diǎn)3個(gè)坐標(biāo)，1個(gè)定向角，1個(gè)縮放系數(shù)統(tǒng)計(jì)量t的限差值、=2. 8188 ；根據(jù)方法中所述公式，計(jì)算各個(gè)觀測(cè)值的統(tǒng)計(jì)量t ；計(jì)算觀測(cè)點(diǎn)YJY2-5的天頂距統(tǒng)計(jì)量t = 3. 4353 > t0 ；因此，認(rèn)為觀測(cè)點(diǎn)YJY2-5是不穩(wěn)定的；將其刪除，對(duì)剩余的點(diǎn)重新進(jìn)行基準(zhǔn)點(diǎn)穩(wěn)定性判斷；(6)利用空間后方交會(huì)和經(jīng)典平差方法，對(duì)剩余觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行三維平差，重新計(jì)算出工作基點(diǎn) YSY2 坐標(biāo) X，Y, Z 分別為 498. 2668m, 5389. 6554m, 14. 4795m ；(7)利用Helmert方差估計(jì)公式，分別計(jì)算出三類觀測(cè)值(方向角、天頂距、斜距) 的單位權(quán)中誤差，依次記為 m01 ；m02 ；Iii03 ；計(jì)算得 mQ1 = 1. 8301 ；m02 = 0. 7071 ；m03 = 0. 1698 ；(8)計(jì)算所有觀測(cè)值的改正數(shù)V ；改正數(shù)V
觀測(cè)點(diǎn)序號(hào)觀測(cè)點(diǎn)編號(hào)方向角v(”) 天頂距V(”) 斜距V(mm)
1YJY2-11. 180.01-0.2
2YJY2-2-1.940.620.06
3YJY2-30. 390.090.04
4YJY2-41.63-1. 150.23
5YJY2-6-2. 54-1. 510. 1
6YJY2-7-1.410.06-0.03
7YJY2-81. 350. 32-0. 1
8YJY2-91. 530. 15-0. 12(9)選定置信水平α為99%，自由度為19時(shí)注觀測(cè)值=24，未知數(shù)=5，自由度=24-5 = 19 ；說明，未知數(shù)=5，分別為工作基點(diǎn)3個(gè)坐標(biāo)，1個(gè)定向角，1個(gè)縮放系數(shù)統(tǒng)計(jì)量t的限差值、=2. 8609 ；根據(jù)方法中所述公式，計(jì)算各個(gè)觀測(cè)值的統(tǒng)計(jì)量t，發(fā)現(xiàn)網(wǎng)中剩余點(diǎn)均為穩(wěn)定點(diǎn)，計(jì)算結(jié)束。
權(quán)利要求
1.一種變形監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)穩(wěn)定性判斷的VT檢驗(yàn)方法，其特征在于，包括如下步驟第一步，通過全站儀自由設(shè)站法觀測(cè)采集數(shù)據(jù)，全站儀架設(shè)在工作基點(diǎn)上，觀測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)組，觀測(cè)值包括三類方向角、天頂距、斜距；基準(zhǔn)點(diǎn)組由r個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)組成，且r應(yīng)滿足 r ^ 5 ；第二步，利用空間后方交會(huì)，計(jì)算出工作基點(diǎn)坐標(biāo)近似值；第三步，采用經(jīng)典平差方法和三維平差，計(jì)算出工作基點(diǎn)坐標(biāo)；第四步，利用Helmert方差估計(jì)公式，分別計(jì)算出三類觀測(cè)值的單位權(quán)中誤差，依次記為Hic^mtl2、！Iltl3 ；所述三類觀測(cè)值分別為方向角、天頂距、斜距；第五步，計(jì)算所有觀測(cè)值的改正數(shù)V ；第六步，計(jì)算各個(gè)觀測(cè)值的統(tǒng)計(jì)量t 各觀測(cè)值的改正數(shù)ν除以其相應(yīng)的類觀測(cè)值單位權(quán)中誤差；第七步，選定一定的置信水平α，計(jì)算各個(gè)觀測(cè)值的統(tǒng)計(jì)量t的限差值、；第八步，穩(wěn)定性判斷，如果滿足|tp| >t0(p = i，j，k;i，j，k= 1,2, A，r)，則認(rèn)為該觀測(cè)值對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)點(diǎn)是不穩(wěn)定的。如果有多個(gè)點(diǎn)出現(xiàn)這種情況，考慮到所有觀測(cè)值是相互影響的，取絕對(duì)值最大的tp為不穩(wěn)定點(diǎn)，將該基準(zhǔn)點(diǎn)刪除后再重新平差，重新平差后再進(jìn)行穩(wěn)定性判斷。
2.如權(quán)利要求1所述的變形監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)穩(wěn)定性判斷的VT檢驗(yàn)方法，其特征在于第六步中所述方向角觀測(cè)值的統(tǒng)計(jì)量計(jì)算方法為設(shè)方向角改正數(shù)為Vi，則計(jì)算公式為w01. (/ = 1,2,Λ ,r) ο
3.如權(quán)利要求1所述的變形監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)穩(wěn)定性判斷的VT檢驗(yàn)方法，其特征在于第六步中所述天頂距觀測(cè)值的統(tǒng)計(jì)量計(jì)算方法為設(shè)天頂距改正數(shù)為Vp則計(jì)算公式為m02 . (7 = l,2,A,r) ο
4.如權(quán)利要求1所述的變形監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)穩(wěn)定性判斷的VT檢驗(yàn)方法，其特征在于 第六步中所述斜距觀測(cè)值的統(tǒng)計(jì)量計(jì)算方法為設(shè)斜距改正數(shù)為vk，則計(jì)算公式為 tk=ik 03 . (Λ = 1,2,Λ ,r) ο
5.如權(quán)利要求1所述的變形監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)穩(wěn)定性判斷的VT檢驗(yàn)方法，其特征在于第七步中所述置信水平α為99%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種變形監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)穩(wěn)定性判斷的VT檢驗(yàn)方法，包括如下步驟數(shù)據(jù)采集；利用空間后方交會(huì)，計(jì)算出工作基點(diǎn)坐標(biāo)近似值；采用經(jīng)典平差方法和三維平差，計(jì)算出工作基點(diǎn)坐標(biāo)；利用Helmert方差估計(jì)公式，分別計(jì)算出三類觀測(cè)值的單位權(quán)中誤差，依次記為m01、m02、m03；計(jì)算所有觀測(cè)值的改正數(shù)V；計(jì)算各個(gè)觀測(cè)值的統(tǒng)計(jì)量t各觀測(cè)值的改正數(shù)v除以其相應(yīng)的類觀測(cè)值單位權(quán)中誤差；選定一定的置信水平α，計(jì)算各個(gè)觀測(cè)值的統(tǒng)計(jì)量t的限差值t0；穩(wěn)定性判斷。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明穩(wěn)定性判斷結(jié)果的可靠性較傳統(tǒng)方法有較大提高；既適合于“自由網(wǎng)平差”模型，又適合于“經(jīng)典平差”模型，提高了方法的適用性。
文檔編號(hào)G01C3/00GK102506812SQ20111036975
公開日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月18日
發(fā)明者段偉, 胡伍生, 趙磊, 鐘金寧 申請(qǐng)人:南京市測(cè)繪勘察研究院有限公司