变形监测数据处理

变形监测数据处理置在时空域中的变化。的空间状态和时间特征。〔构〕筑物的块体，它包括自样三类：等；区域性变形争论，如地壳形变监测、城市地面沉降等；开采使引起的地表移动和下沉等。变形监测的内容，应依据变形体的性质与地基状况来定。工业与民用建筑物：主要包括根底的沉陷观测与建筑物本身的变形观测。就〔主〕进展观测。对于工业企业、科学试验设施与军事设施中的各种工艺设备、导轨等，其主要观测内容是水平位移和垂直位移。水工建筑物：对于土坝，其观测工程主要为水平位移、垂直位移、渗透以及坝体自重等因素的作用，其主要观测工程主要为垂直位移〔从而可以求得根底与坝体的转动、水平位移〔从而可以求得坝体的扭曲〕以及伸缩缝的观测，这对混凝土应力、钢筋应力、温度等进展观测，这些内容通常称为内部观测。地面沉降：对于建立在江河下游冲积层上的城市，由于工业用水需要大量地测。信息的分析与解释；以及变形预报。Ø 性，为安全性诊断供给必要信息，准时觉察问题，以便实行措施；Ø 变形监测技术及其进展形速度等因素。Ø 术，它主要包括全球定位系统〔GPS、甚长基线射电干预测量〔VLBI、卫星激光测距SLR、激光测月技术〔LLR〕以及卫星重力探测技术〔卫星测高、卫星跟踪卫星和卫星重力梯度测量〕等技术手段；Ø 〔InSAR,InterferometricSyntheticApertureRadar，在监测地震变形、火猎取的方法。Ø GPS了较好的应用。的综合设计和监测系统的数据治理与综合处理。GPSu1〕周期性变形监测与传统的变形监测网没有多大区分，由于有的变u 变形响应的实时性，它为数据解算和分析提出了更高要求。u 〔20Hz〕GPS越性。展望变形监测技术的将来：GPS连续、高效率、自动化、动态监测系统的方向进展；②变形监测的时空采样率地运行；④实现远程在线实时监控，在大坝、桥梁、边坡体等工程中将发挥巨大作用，网络监控是推动重大工程安全监控治理的必由之路。动态测量过程及其测量结果的理论依据。度函数；程。ttx(t)为平稳随机过程。否则，称为非平稳过程。称。地面监测方法主要是指通过高精度的地面测量仪器及其设备测量角度长度和高程的变化来确定变形。主要方法有：前方交会法〔角度、边长交会、前方交会法〔自由设站法、 视准线法、小角法、测距法、几何水准测量、三角高程测量。地面监测方法的根本特点：ü 能够直接供给测点的变外形态，监控面积较大；ü 布网式的观测量可以相互校核和精度评定；ü 测量机器人工作原理及其应用用软件进展形成的。测量机器人通过CCD影像传感器和其他传感器对现实测量世界中的“目标”进展量任务。测量机器人进展变形监测的方式：固定式全自动持续监测【构造与组成：基站、参考点〔放置棱镜，三维坐标、目标点〔监测点，放置棱镜器人等昂贵仪器设备只能在一个变形监测工程中专用。种移动式网观测模式可大大减轻观测者的劳动强度，所获得的成果精度更好。地面摄影测量方法及其特点的坐标得到它们的位移。摄影测量方法进展变形观测的主要特点：ü 可以同时测定变形体上任意点的变形；ü 供给完全和瞬时的三维空间信息；ü 大量削减野外的测量工作量；ü 可以不需要接触被测物体；ü 通过摄影底片，可以观测到变形体以前的状态。方式分为正直摄影、等偏摄影、交向摄影和等倾摄影。垂直位移测量。GPS变形监测分为周期性监测模式和连续性监测模式。简洁实现自动化观测和连续监测；供给的是局部的变形信息。统。监测工作的内容。器。变形监测的精度要求：对于工程建筑物来说，变形监测的精度要求，取决于该工程建筑物估量的允许变形值的大小和进展观测的目的。点应布设在稳定位置。要。测量掌握网包括：测图掌握网、施工掌握网、变形监测网。测量掌握网优化设计具有理论性和有用性：1〕在人、财、物的条件下，掌握网掌握网的本钱最低。掌握网优化设计问题的分类及解法：零类设计〔基准设计、一类设计〔构造图、二类设计〔观测值权的安排、三类设计〔网的改造或加密方案设计。掌握网优化设计方法：解析设计法、机助设计法。掌握网优化设计的质量标准：精度、牢靠性、灵敏度、经济。2〕3〕4〕5〕成果输出。第四章 变形监测资料的预处理观测值的精度和牢靠性。测量中的误差分类:粗差、错误、奇异值；系统误差；偶然误差、随机误差。1〕原始记录的校核；2〕原始资料的统计分析，如粗差检验法；3〕原始资料的规律分析：依据监测点的内在物理意义来分析原始实空间点位的相关性；差)；真实变形(突变)。相关分析争论的两个变量都是随机变量问题。上是一样的，所以实际应用中，我们不作严格区分。监测自动化系统中观测数据序列的奇异值检验：对于任何一个监测系统，其观“3σ其中，观测数据的中误差σ既可以用观测值序列本身直接进展估量，也可依据长期观测的统计结果确定，或取阅历数值。主要方法有：按内在物理联系进展插补、按数学方法进展插补〔线性内插法、拉格朗日内插法、多项式曲线内插法、周期函数曲线拟合法、多面函数拟合法。变形监测中为什么要应用小波变换？是变形分析争论的重要内容。比方，对于大坝GPS监测系统的序列观测数据，监GPSKalman〔如桥梁、高层建筑等工程的监测，变形的频率和幅值是其主要特征，我们通常承受频谱分析法将Fourier身所限，对于非平稳、非等时间间隔观测信号的变形特征提取存在局限性。波函数系，由一根本小波函数通过平移和伸缩构成的。、观测精度估量。构，可以得到各个相应频段的变形信息。观测资料的整编：以积存变形值〔位移、沉陷、倾斜和挠度等〕为纵坐标绘制成的曲线。它可以明a.依据观测记录填写变形数值表b.绘制观测点实测变形过程线c.实测变形过程线的修匀。由的折线。为更精准的反映建筑物变形规律，需将折线修匀成圆滑的曲线。a.变形值剖面分布图b.建筑物沉陷等值线。引起变形的因素：1.静水压力2.坝体的温度变化3.时效变化。系统。其中数据库治理系统有如下功能;1.各种监测资料以及有关文件资料的存储、更、增删、更改、检索和治理；2.3.监测资料的解释。〔参考网对网(自由网)。定变形点确定位移的参考点，这种监测网平差承受经典平差方法便可实现。平差时存在参考系亏秩问题，为了分析变形，需要查找一个恰当的变形参考系。〔经典平差基准〔秩亏自由网平差基准和拟稳点重心基准〔拟稳平差基准〕等三种根本类型。相对于拟稳点的重心而言的。考虑用自由网伪逆平差；当网中存在相对稳定点时，可考虑用拟稳平差。变形模型误差：所选的数学变形模型与实际变形不相符,使得计算的位移值中伴随有误差,这一误差称为模型误差。统计检验的方法对变形监测网作几何图形全都性检验〔即整体检验，以判明该〔指去掉不稳定点后的图形〕通过检验为止。第六章 变形分析与建模的根本理论与方法小二乘法求回归方程中的回归系数。因子的影响不显著。逐步回归计算过程：xy回归方程。由显著性检验来接纳因子进入回归方程。立二元线性回归方程进展检验。回归模型建立三元线性回归方程，进展检验来接纳因子。在选入第三个因子后，应对原先已选入回归方程的因子重进展显著性检验。灰色系统分析模型4GreyModelGM变形监测中灰色建模的根本思路：规律性的作用；然后由微分方程建立数学模型；灰色系统的生成函数累加生成(AGO):序列。累减生成(IAGO):为累加生成的逆运算,即对序列中前后两数据进展差值运算。不确定性的关联度为灰关联度。60〔Kalman〕等人提出的一种递推式滤波算法，是一种对动态系统进展实时数据处理的有效方法。预报，因此，这种方法可用于动态系统的实时掌握和快速预报。Kalman滤波的数学模型包括状态方程〔也称动态方程〕和观测方程两局部。滤波的方差阵、观测噪声的方差阵。实施步骤为:由变形系统的数学模型关系式〔状态方程和观测方程移矩阵、动态噪声矩阵和观测矩阵；的初值及其相应的协方差阵、观测噪声的协方差阵和动态噪声的协方差阵；读取组观测数据，实施Kalman滤波；存储滤波结果中最终一组的状态向量估量和相应的协方差阵；等待当前观测时段的数据；将上述组观测数据中的第一组观测数据去掉，把当前的一组观测数据放在1〕Kalman波。如此递推下去，到达自动滤波的目的。人工神经网络模型BP网络的学习过程：正向传播、误差反向传播、重复过程。1〕2〕计算网络4)5〕进展下一个训练样本，直至训练样本集合中的每一个训练样本都满足目标输出。频谱分析是动态观测时间序列争论的一个途径。该方法是将时域内的观周期并判别隐蔽性和简单性的周期数据。最小二乘原理来模拟输入和输出信号，对系统