變形監(jiān)測(cè)中系統(tǒng)誤差處理的方法

楊洪國+劉平清

摘 要：變形監(jiān)測(cè)的精度要求比較高，因此對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)要進(jìn)行嚴(yán)密處理，本文提出了幾種系統(tǒng)誤差的處理方法，并對(duì)各種方法優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)。

關(guān)鍵詞：變形監(jiān)測(cè)；系統(tǒng)誤差；函數(shù)模型；隨機(jī)模型

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.03.040

1 概述

變形監(jiān)測(cè)是利用測(cè)量和專用儀器和方法對(duì)變形體的變形進(jìn)行監(jiān)視觀測(cè)的工作，其任務(wù)是確定在各種荷載和外力作用下，變形體的形狀、大小及位置變化的空間狀態(tài)和時(shí)間特征。變形監(jiān)測(cè)的內(nèi)容，應(yīng)根據(jù)變形體的性質(zhì)與地基情況來定。要求有明確的針對(duì)性，既要有重點(diǎn)，又要全面考慮，以便能正確地反映出變形體的變化情況，達(dá)到監(jiān)視變形體的安全、了解其變形規(guī)律的目的。變形觀測(cè)的目的決定了必須對(duì)觀測(cè)結(jié)果進(jìn)行嚴(yán)密的數(shù)據(jù)處理。變形體的變形一般較小，有的甚至和測(cè)量誤差具有相同的數(shù)量級(jí)。所以，要從包含觀測(cè)誤差的變形觀測(cè)結(jié)果中分離出變形信息，不僅要在觀測(cè)過程中采取行之有效的措施，盡量消除或減小誤差對(duì)觀測(cè)結(jié)果的影響，而且在內(nèi)業(yè)計(jì)算分析中必須進(jìn)行嚴(yán)密的數(shù)據(jù)處理，以免將測(cè)量誤差誤作變形信息，或者將局部變形誤作整體現(xiàn)象。變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理問題要比定位控制網(wǎng)的平差計(jì)算問題復(fù)雜得多，內(nèi)容也要廣泛得多。預(yù)先未知的變形體變形模型要仔細(xì)地進(jìn)行鑒別和檢驗(yàn)；觀測(cè)值中可能包含的粗差要進(jìn)行定位并予以剔除；觀測(cè)值中經(jīng)常含有的系統(tǒng)誤差要加以發(fā)現(xiàn)并予以消除，由于系統(tǒng)誤差源非常復(fù)雜，很難直接由觀測(cè)手段予以消除。通過平差可以消除或減弱系統(tǒng)誤差的影響。系統(tǒng)誤差處理的方法主要包括：附加系統(tǒng)參數(shù)法、附加系統(tǒng)權(quán)法、半?yún)?shù)法、選權(quán)迭代法。

2 處理方法

（1）附加系統(tǒng)參數(shù)的方法（將系統(tǒng)誤差影響歸入函數(shù)模型）。

附加系統(tǒng)參數(shù)平差法應(yīng)用于處理系統(tǒng)誤差影響，是一種優(yōu)越的估計(jì)模型，已形成了一整套完整的理論和方法包括建模、估計(jì)和系統(tǒng)參數(shù)假設(shè)檢驗(yàn)等。函數(shù)模型中的系統(tǒng)參數(shù)的數(shù)目不宜過多，否則造成過度參數(shù)化使得參數(shù)之間的強(qiáng)相關(guān)，將會(huì)影響平差主參數(shù)的精度。為了解決這個(gè)問題，要進(jìn)行假設(shè)檢驗(yàn)或者采用附加系統(tǒng)權(quán)方法。

（2）附加系統(tǒng)權(quán)方法（將系統(tǒng)誤差影響歸入隨機(jī)模型）。

3 半?yún)?shù)模型法

正規(guī)化矩陣的選取方法有距離法、自然樣條函數(shù)法和時(shí)間序列法等。平滑因子的選取方法主要有交叉核實(shí)分值法、L曲線法和信噪比值法等。

4 結(jié)論

附加系統(tǒng)參數(shù)法適用于系統(tǒng)誤差的性態(tài)較簡(jiǎn)單，函數(shù)關(guān)系比較準(zhǔn)確的情況。附加系統(tǒng)權(quán)方法適用于在函數(shù)模型中系統(tǒng)誤差得不到補(bǔ)償，但又要考慮系統(tǒng)誤差效應(yīng)時(shí)的情況。半?yún)?shù)模型法適用于不了解系統(tǒng)誤差的規(guī)律，系統(tǒng)誤差和偶然誤差的數(shù)量級(jí)相差不大，系統(tǒng)誤差的頻率比較小與觀測(cè)值之間的相關(guān)性比較弱的情況。除以上幾種方法還有擬合推估法、選權(quán)迭代法、差分法、觀測(cè)值的線性組合法等。

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