程的確定
[0036] 步驟5確定出了基準(zhǔn)方向與待測方向的相關(guān)關(guān)系，每次測量過程中按照如下公式 確定基準(zhǔn)方向大氣垂直折光系數(shù)：
[0037] KH = I-[ (h-S斜 XSin a -I+L) Xcos a )2] (6)
[0038] 每次監(jiān)測過程中，通過觀測出基準(zhǔn)方向斜距Sft、垂直角a，儀器高I和標(biāo)高L，計(jì) 算出大氣垂直折光系數(shù)，
[0039] 將計(jì)算出的系數(shù)吼代入下式：
[0040] KB1= a+bKH, (7)
[0041] 每次測量過程中，通過測出KH1，就可以求出KB1，將KB 1R入下式，確定出各個(gè)方向 的修正后三角高差值：
[0042] Ii1= S 斜 XSina JI1-LJ(I-KB1) X (S斜 XCosa J2/2R (8)
[0043] 步驟7單向測距三角高程網(wǎng)的確權(quán)及平差
[0044] 通過兩個(gè)或者多個(gè)測站對待測點(diǎn)進(jìn)行測量，能夠形成附合或者閉合路線，則依據(jù) 高程閉合差進(jìn)一步修正大氣垂直折光系數(shù)。計(jì)算過程如下：
[0045] 設(shè)測量兩個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)至待測點(diǎn)Bl的高差分別為匕和h2，兩個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)高程為氏和H 2， 則存在如下關(guān)系：
[0046] ω = HAhfh2-H2 (9)
[0047] 式中的ω就是閉合差，理論上ω = 〇,然后將ω按照距離確權(quán)分配到高差比和 匕上，再將這個(gè)數(shù)值再代回式（1)進(jìn)行k值迭代計(jì)算；
[0048] 然后建立高差觀測值間接平差模型，確定各個(gè)高差的最優(yōu)估計(jì)值，模型如下：
[0050] V為高差觀測值改正數(shù)；B為平差模型的系數(shù)矩陣；1為高程未知參數(shù)；_f為平差 模型的常數(shù)項(xiàng)；由此模型確定高程參數(shù)^ .
[0051] 其中高程平差按照測距三角高程方差進(jìn)行確權(quán)；
[0052] 上述步驟1中所述的復(fù)測周期指由于地質(zhì)運(yùn)動以及工程施工等因素影響，可能會 影響到測量基準(zhǔn)點(diǎn)的穩(wěn)定性，需要定期進(jìn)行測量控制網(wǎng)測量，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)基準(zhǔn)點(diǎn)的變形， 并對發(fā)生變形的基準(zhǔn)點(diǎn)賦予新的測量成果；這里所說的一個(gè)復(fù)測周期就是指重復(fù)測量經(jīng)歷 的時(shí)間間隔。
[0053] 上述步驟5中，相關(guān)性確定方法具體是以最常用的線性回歸方程來實(shí)現(xiàn)，具體如 下：
[0054] 首先，求回歸線的前提是變量待測點(diǎn)大氣垂直折光系數(shù)KB與基準(zhǔn)方向大氣垂直 折光系數(shù)KH必須存在線性相關(guān)，線性相關(guān)的指標(biāo)是相關(guān)系數(shù)P :
[0058] 當(dāng)有效KB大于2個(gè)，需要進(jìn)行參數(shù)最優(yōu)估計(jì)；
[0059] 根據(jù)最小二乘原理，直接給出參數(shù)估值最小二乘求解公式：
[0060] β = (KHtPKH) 1KHtPKB (5)
[0061] 解法方程組得：
[0063]用模型的復(fù)相關(guān)系數(shù)對回歸模型擬合程度綜合度量：
[0065] 其中：@為待測方向大氣垂直折光系數(shù)平均值，1?為待測方向大氣垂直折光 系數(shù)計(jì)算值；R2越大，即越接近于1，則模型擬合效果越好，方程的偏離度越??；
[0066] 最后，評定其方差：
[0067] 設(shè)殘差值為V，則：
[0068] V = KH β -KB (8)
[0069] 待測方向折光系數(shù)KB的方差估計(jì)值〇 2為：
[0071] 上述步驟7中，依據(jù)測距三角高程方差進(jìn)行確權(quán)的方法如下：
[0072] 單向測距三角高程方差估計(jì)公式為：
[0074] 公式中"r、ms2、ma 2、分別為對應(yīng)的高差h、斜距s、垂直角α、折光系數(shù) k、儀器尚I及標(biāo)尚L的方差值，其中111；32、11132、1]1 12、1]^2方差米用標(biāo)稱或估算精度計(jì)算，》^:直接 采用待測方向折光系數(shù)KB的方差估計(jì)值W進(jìn)行計(jì)算，= σΑ2;
[0075] 設(shè)定單位權(quán)中誤差為σ。，確定各個(gè)測段三角高程的權(quán)值為：
[0077] 本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明是設(shè)計(jì)一套方法，以提高單向測距三角高程測量精度。 該方法主要解決測距三角高程測量中大氣垂直折射系數(shù)（隱含垂線偏差要素）的確定，以 及測距三角高程網(wǎng)平差中的確權(quán)等問題。該方法是依據(jù)所布置的待測點(diǎn)布置若干觀測基準(zhǔn) 點(diǎn)，并通過觀測獲取基準(zhǔn)點(diǎn)及待測點(diǎn)高程。獲取各組基準(zhǔn)方向與待測方向三角高程同步觀 測數(shù)據(jù)，并依據(jù)基準(zhǔn)點(diǎn)與待測點(diǎn)高程計(jì)算各組基準(zhǔn)方向與待測方向大氣垂直折光系數(shù)，并 對所計(jì)算的各方向大氣垂直折光系數(shù)進(jìn)行降噪處理。根據(jù)降噪處理后的各組大氣垂直折光 系數(shù)，建立基準(zhǔn)方向與待測方向大氣垂直折光系數(shù)相關(guān)關(guān)系模型，并可估計(jì)出大氣垂直折 光系數(shù)方差。在應(yīng)用中，當(dāng)測定出基準(zhǔn)方向的折光系數(shù)，便可依據(jù)所建立的模型求出各個(gè)待 測方向的折光系數(shù)，將求出的待測方向折光系數(shù)代入三角高程計(jì)算公式中，便可求出基準(zhǔn) 點(diǎn)至待測點(diǎn)高差及高差方差值。最后依據(jù)高差方差進(jìn)行三角高程網(wǎng)確權(quán)，并進(jìn)行單程測距 三角高程網(wǎng)或高程混合網(wǎng)平差。
[0078] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下：
[0079] 1、適于重復(fù)及高危環(huán)境下的高程測量工作，比如高程監(jiān)測項(xiàng)目，為其提供了一套 高效率、高精度的測距三角高程解決方案；
[0080] 2、測量效率更高，由于不采用雙向觀測，可顯著的降低野外數(shù)據(jù)采集時(shí)間；
[0081] 3、測量精度更高，如測量結(jié)果及選用模型可靠，可顯著削弱由于往返測環(huán)境條件 不對稱，所造成的折光系數(shù)抵消不徹底對結(jié)果的影響；
[0082] 4、測量作業(yè)過程更安全，由于其不需要進(jìn)行往返測，待測點(diǎn)可以放置棱鏡后，無人 值守，為危險(xiǎn)區(qū)域高精度高程數(shù)據(jù)的連續(xù)獲取提供了可能；
[0083] 5、測量成本更低，由于效率的顯著提高，為重復(fù)高程測量提供了更低成本的解決 方案。
[0084] 以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
【附圖說明】
[0085] 圖1是二角尚程折光關(guān)系不意圖。
[0086] 圖2是模擬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目示意圖。
[0087] 圖3是本發(fā)明方法的作業(yè)流程。
[0088] 圖4是降噪后的基準(zhǔn)方向及待測方向大氣垂直折光系數(shù)變化過程線。
【具體實(shí)施方式】
[0089] 如圖3所示為本發(fā)明的作業(yè)流程，本發(fā)明的具體實(shí)施步驟如下：
[0090] 1基準(zhǔn)方向及待測點(diǎn)的布設(shè)
[0091] 基準(zhǔn)方向及待測點(diǎn)的布設(shè)應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際地形特征而建造，主要原則如下：
[0092] 1).根據(jù)工程需求布設(shè)待測點(diǎn)（觀測目標(biāo)點(diǎn)），在待測點(diǎn)確定的基礎(chǔ)上開展基準(zhǔn)點(diǎn) 的布設(shè)，基準(zhǔn)點(diǎn)包括用于對待測點(diǎn)直接觀測的基準(zhǔn)點(diǎn)以及用于測定實(shí)時(shí)大氣垂直折光系數(shù) 的基準(zhǔn)方向點(diǎn)（注：文中提出的基準(zhǔn)方向指由基準(zhǔn)點(diǎn)至基準(zhǔn)方向點(diǎn)所確定的方向，待測方 向指由基準(zhǔn)點(diǎn)至待測點(diǎn)所確定的方向）；
[0093] 2).基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)有較高的穩(wěn)定性，能夠確保在基準(zhǔn)點(diǎn)一個(gè)復(fù)測周期內(nèi)不發(fā)生顯著變 形，這里采用t檢驗(yàn)法對各基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行位移顯著性檢驗(yàn)以確定是否發(fā)生顯著變形；
[0094] 3).所布設(shè)的基準(zhǔn)點(diǎn)至基準(zhǔn)方向，應(yīng)與基準(zhǔn)點(diǎn)至待測點(diǎn)方向視線所穿越的地形結(jié) 構(gòu)及朝向情況接近，確保兩者近地氣層結(jié)構(gòu)相似，以保證基準(zhǔn)方向與待測方向具有相似的 溫度梯度結(jié)構(gòu)。
[0095] 4).如果滑坡體周邊沒有滿足以上第2條和第3條要求的穩(wěn)定基準(zhǔn)方向點(diǎn)，可在異 地獨(dú)立建造輔助基準(zhǔn)點(diǎn)與基準(zhǔn)方向，要求異地所建的輔助基準(zhǔn)點(diǎn)與基準(zhǔn)方向應(yīng)與基準(zhǔn)點(diǎn)至 待測點(diǎn)方向視線所穿越的地形結(jié)構(gòu)及朝向情況接近，并不宜遠(yuǎn)離測區(qū)，確保兩地地形及朝 向接近，日照基本同步。下邊模擬一個(gè)項(xiàng)目以介紹普遍的布設(shè)原則。
[0096] 圖2是模擬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目示意圖。
[0097] 圖中，白線范圍內(nèi)為滑坡體，按照監(jiān)測計(jì)劃，在變形體上建造 BK B2、B3、B4,在這 個(gè)基礎(chǔ)上，布設(shè)觀測基準(zhǔn)點(diǎn)Hl和H2,其中Hl為觀測基準(zhǔn)點(diǎn)，H2為輔助基準(zhǔn)點(diǎn)，基準(zhǔn)方向 Hl - H2地形結(jié)構(gòu)與變形點(diǎn)方向相似，使之間折光關(guān)系存在相關(guān)性。
[0098] 2基準(zhǔn)點(diǎn)及待測點(diǎn)高程的獲取
[0099] 基準(zhǔn)點(diǎn)及待測點(diǎn)布設(shè)完成后，聯(lián)測基準(zhǔn)點(diǎn)及待測點(diǎn)已知高程，采用水準(zhǔn)測量或者 精密三角高程測量方法，準(zhǔn)確測定基準(zhǔn)點(diǎn)高程，測量精度應(yīng)高于待測點(diǎn)一個(gè)等級。對于獲取 待測點(diǎn)精確高程存在困難的項(xiàng)目，如僅需要相對變形量（如滑坡變形監(jiān)測等），可采用單程 測量結(jié)果，但每次反演折光系數(shù)所采用的基準(zhǔn)高程應(yīng)一致，通過估算，只要各次反演折光系 數(shù)所采用的基準(zhǔn)高程是一致的，其對所解算的相對折光系數(shù)變化影響量值很小。
[0100] 3獲取折光系數(shù)相關(guān)關(guān)系確定的樣本數(shù)據(jù)
[0101] 基準(zhǔn)方向與待測方向的相關(guān)關(guān)系的建立，應(yīng)獲取多個(gè)環(huán)境下的觀測樣本，通過連 續(xù)觀測基準(zhǔn)點(diǎn)及待測點(diǎn)方向測距三角高程數(shù)據(jù)，利用步驟2所獲取的高程數(shù)據(jù)，可同步計(jì) 算出持續(xù)的折光變化數(shù)據(jù)