变形监测网的稳定性分析汇总
5.1变形监测网的参考系和基准点的稳定性分析
为任意的u维向量,R(N)=r<u,秩亏d=u-r。 其中，
x ˆ N W (I N N )
第 五 章
监 测 网 的 参 考 系 和 稳 定 性 分 析
为了消除秩亏 d, 得到确定的解，需对未知数 x 附加约束条件(基准方程 ):
G x0
T
基准方程与法方程联合,按附有条件的间接 平差方法求解,这就是秩亏自由网平差。 对于无秩亏的网 , 系数阵 A 的秩亏数就等 于网参考系秩亏数d,此时,总可以找到一个 矩阵H(u×d),它满足
T
T
的确定
参考系与位移的关系——实例 监测网稳定性分析中的模型误差
第 五 章
监 测 网 的 参 考 系 和 稳 定 性 分 析
G x0
T
GT
基准方程可以根据需要写出,通过改变 G T的形 式,可得到不同的经典平差的解。下面分三种情况 介绍 G T 的确定。
1 自由网平差(最小二乘最小范数解)时基准方程之 系数矩阵 G T (下面用 H T 表示)。 水准网: H T (1,1,,1)1m, m为网点数 测边网或边角网:
监 测 网 的 参 考 系 和 稳 定 性 分 析
相似变换(S-变换) 不同基准方程 G T x
0 有不同的解,解之间是
T 1 T
可以相互转换的 , 即 相似变换 (S- 变换 ), 公式
为
ˆ2 ( I H (G H ) G ) x ˆ1 Sx ˆ1 x
ˆ经 x
,则在
如果已知经典平差解为 条件下的特解为
AH 0
这个H就是附加约束条件的矩阵G:
H G
第 五 章
监 测 网 的 参 考 系 和 稳 定 性 分 析
第三章监测网平差及基准点稳定性分析
剔除动点后，其余点构成统计量
F1
ˆF 2 ˆ02
ˆF
2
=
dFT
PFF fF
dF
当F1<F分析值，分析即结束，反之，继续 剔除动点，继续检验，直到原假设不再拒绝，
最后剩下的都是稳定的点。
• 当网中存在固定点时，采用这些固定点作 基准，应用经典平差；
• 当网中某些点具有相对的稳定性，它们相 互变动是随机的情况下，则用这些点作拟 稳点，用拟稳平差对成果进行分析；
• 当监测网所有网点具有微小的随机变动时, 自由网平差是一种有效的分析方法.
因此，要合理地确定监测网的参考系，首先要 确定哪些点是稳定的或相对稳定的点，哪些点是 不稳定的点。从20世纪70年代起，人们相继提出 了多种关于监测点稳定性分析方法，其中平均间 隙法是一种比较典型的方法。
m i=1
xi =0
xm
x
1 m
m i 1
xi
0, x为水准网的高程重心.
x =0说明水准网的自由网平差参考系是网的高程重心.
以测边网为例：自由网平差
x1
1
G
T
X=
0
- y10
0 1 x10
1 0 - y20
0 1 x20
…1 …0 … ym0
0 1 xm0
y1 xm
所以：对监测网进行稳定性分析，并 根据稳定性分析结果选择平差方法，确立 一个对变形分析比较有利的参考系，是变 形观测数据处理的一项重要任务。
§3—2 监测网的参考系及其平差
起算数据称为平差问题的基准：基准给出了控制网的位 置。
尺度和方位的定义 即控制网的参考系.
• 经典平差：采用选择固定基准的办法确定参考 系. （满足待估参数的求取要求） • 监测网平差：满足有多期复测的观测值估计的 位移 是一种“绝对的”或接近绝对的位移
基坑变形稳定性的分析
基坑变形稳定性的分析关键词：变形监测监测技术监测网研究随着城市建设的发展，目前各类用途的地下空间已在各大中城市中得到开发利用，地下工程建设项目的数量和规模也迅速增大，如高层建筑物基坑、大型管道的深沟槽、越江隧道的暗埋矩形段及地铁工程中的车站深基坑等。
基坑工程是一种临时性工程，与地区性岩土性质有关。
基坑工程造价高，并且临近人口稠密区的狭小场地，在岩土性质千变万化，软土、高水位及其他复杂条件下，对周边建筑物、地下构筑物及管线安全造成严重威胁。
因此，基坑安全监测反馈的信息化施工应运而生。
基坑的变形预测是基坑设计和施工的重要补充手段。
通过预测数据不断调整优化设计从而达到信息化施工的目的，这充分体现了“设计一施工一设计”的科学化施工管理模式。
归纳起来基坑变形监测的目的主要为：（1）为信息化施工提供依据。
通过监测随时掌握岩土层和支护结构内力、变形的变化情况以及周围环境中各种建筑、设施的变形情况，将监测数据与设计值进行对比、分析，以判断前步施工是否符合预期要求，确定和优化下一步施工工艺和参数，以达到信息化施工目的，使得监测成果成为现场施工工程技术人员作出正确判断的依据。
（2）为基坑周边环境中的建筑、各种设施的保护提供依据。
通过对基坑周边建筑、管线、道路等的现场监测，验证基坑工程环境保护方案的正确性，及时分析出现的问题并采取有效措施，以保证周边环境的安全。
（3）为优化设计提供依据。
基坑工程监测是验证基坑工程设计的重要方法，设计计算中未曾考虑或考虑不周的各种复杂因素，可以通过对现场监测结果的分析、研究，加以局部的修改、补充和完善，因此基坑工程监测可以为动态设计和优化设计提供重要依据。
一、基坑变形监测研究现状随着国民经济的发展，特别是近我国大型基础设施、城市高层建筑、地铁等建设规模的不断增大，城市用地日趋紧张。
为提高土地的空间利用率，地下室从一层发展到多层，但往往基坑工程周围建筑设施密集，施工条件复杂，因此，无论在国内还是国外，大型基坑变形预测与控制是岩土工程领域的研究热点之一。
变形监测网的基准点的稳定性分析
摘要变形监测是一种监测变形体安全性的重要手段，因此确定变形体的稳定性就尤为重要。
对高层建筑物实施变形监测，首要的问题就是要保证基准网的稳定，在变形监测点位稳定性分析中，限差检验法、平均间隙法等都是常用的变形监测方法，在一些垂直位移监测网或者是水平位移监测网的稳定性分析时，通过选取最佳的监测方法可以有效的减小监测误差，提高监测的精度。
本文首先介绍了变形监测的相关基础知识，并重点介绍了变形监测的相关理论与变形监测基准点的稳定性分析方法，并结合实例使用限差分析法进行了变形监测点的分析。
关键词：变形监测网；基准点；稳定性；分析目录弓I言 01.变形监测的概述 (1)1.1变形监测的对象 (1)1.2变形监测的内容 (1)1.3变形监测的目的 (2)1.4变形监测的意义 (2)2.变形监测网稳定性分析及方法 (3)2」变形监测网的分类和概述 (3)2.1.1绝对网的基本概念 (3)2.1.2相对网的基本概念 (4)2.2监测网的参考系 (4)2.2.1参考系的方程 (4)2.2.2秩亏自由网平差与拟稳平差参考系的特点 (6)2.2.3参考系的选择对位移计算的影响 (7)2.3变形监测网稳定性分析方法 (8)2.3.1限差检验法 (8)232限差检验法步骤 (8)3实例分析 (10)3」基准点稳定性分析的必要性 (10)3.2问题的提出 (10)3.3数据分析与处理 (10)4.结论 (13)参考文献 (15)引言变形是自然界普遍存在的现象。
各种荷载作用于变形体，使其形状，大小及位置在时间域或空间域发主变化均为变形。
变形监测则是对设置在变形体上的观测点进行周期性的重复观测，求得观测点各周期相对于首期的点位或高程的变化量。
所以变形监测是一种监测变形体安全性的重要手段。
它是通过实时获取变形体的动态位移信息，根据这些信息预警变形体安危状况。
变形监测具有实时性，事前性，可靠性三个基本属性。
变形监测最终的结果就是监视变形体的安全，研究其变形的过程，提供和积累可靠有用的资料。
变形监测网稳定性检验与灵敏度分析
化过程中,其他机器动作均正常,故只能把故障范围缩小到电源箱。
关机,拔掉电源箱联接电缆,取出电源箱,单独对电源箱供电,经检测,其24V 电源模块电压输出正常;更换灯泡,开机故障依旧;最后只剩下频闪电源箱未做检查,用同型号频闪电源箱替换,试机,故障排除。
说明此故障是频闪电源箱引起。
例4:DS W 300电源灯不亮。
同上例检查方法,经检查,电源箱输出电压均正常,灯泡也没问题,最后怀疑是高压电源模块有问题,找同型号的高压电源模块代换后故障排除。
说明此故障是高压电源模块损坏引起。
本例可用DS W 200高压电源模块代换,但须做跳线处理。
4 结束语DS W 系列数字扫描仪是精密的光机电一体化高级仪器,要真正做好该仪器的维护与检修,仍须专业的仪修工程师或厂家维修人员进行。
经过本人这几年来经验积累,DS W 系列数字扫描仪故障率较高的部位便是其高压电源箱部位。
只要了解该仪器的结构及工作原理,再加上平时的认真观察与总结,对DS W 系列扫描仪的维护并不困难。
日常的维护以及简单的故障分析,一般的维修人员经过一些培训便可胜任。
收稿日期:20050601第一作者简介:严丽娟(1978—),女,2003年毕业于西南交通大学大地测量学与测量工程专业,工学硕士,在读博士生。
变形监测网稳定性检验与灵敏度分析严丽娟1 郝传才2(11成都理工大学环境与土木工程学院,四川成都610059;21广州地铁设计院,广东广州510000)Analysis for Sensiti vity and Test for St ability of the Defor mati on M on itor i n g NetworkYan L ijuan Hao Chuancai 摘 要 变形监测是一种监测变形体安全性的重要手段,因此确定变形体的稳定性就尤为重要。
设计了一个水平位移监测实验网,人为改变某点的水平位移量,得到两组观测数据,利用平均间隙法原理,判断所设计的水平位移监测实验网中点的稳定性,进而确定变形模型,对该模型进行灵敏度分析,结果达到了设计要求。
桥梁变形监测现状总结(汇总3篇)
桥梁变形监测现状总结第1篇用基于数据驱动的方法确定关键因素，并基于结构模态参数等关键因素识别的方法对结构有限元模型加以校正。
基于数据驱动的方法主要通过K-均值法、均方差法、熵权法，对不同指标的历史数据进行分类计算，并通过帕累托法实施重要性因素分析计算，再对关键因素加以分析，判断与理论计算或现场试验实测值的差异性。
1.均方差法：即各数据偏离平均数的距离的平均数。
某个指标的标准差越大，表明指标值的变异程度越高，提供的信息量也更多，在综合评价中所起的作用越突出，其权重也越大。
2.熵权法：用熵值来判断某个指标的离散程度，其信息熵值越小，指标的离散程度越大，该指标对综合评价的影响（即权重）就越大；如果某项指标的值全部相等，则该指标在综合评价中不起作用。
均值法：给定的一个含有n个数据点的数据集X及要预定目标的类别数量UK，选取欧式距离作为相似度指标，按照聚类平方和进行选择。
4.差异分析法：对于服从正态分布的不同参数可以采用变异系数或者相关系数。
对于不服从正态分布的不同参数可以采用相关系数。
以某连续梁桥和斜拉桥为例，对其结构响应的重要性采用不同方法进行分析，结果如下所示。
系统聚类法、灰色关联度法分类重要性按由高到低的顺序依次为中跨跨中节点加速度、0#块单元应力、边跨跨中位移、跨中单元应力和跨中位移。
与K-均值法相比，中跨跨中节点加速度重要性排在首位。
通过对主梁、主塔和索力因素地震时程加速度原始数据进行分析，三种方法的结果基本一致，即拉索因素的重要性均位居榜首。
二、基于优化算法的单参数智能预警技术桥梁作为一个复杂的系统，影响其运营安全性的因素众多，其中大多数因素不能通过定量的方法用函数关系表达出来，则多是依靠专家的经验或判断。
同时，对于桥梁的损伤评估，如果不加以分析与简化，即使是经验丰富的专家处理起来也相当的困难。
通过对结构建立有限元计算模型，可对桥梁进行较为详细的受力分析。
但考虑到桥梁在运营中面临着结构、自然、人为和材料等因素的损伤或破坏，在这种情况下，单纯的依靠理想化的理论模型的受力分析进行阈值设定，存在一定的分析缺陷。
浅析地铁隧道保护区监测中基准网数据的稳定性分析
49一、基准网数据稳定性分析的方法原理1.平均间隙法。
德国学者Pelzer于1971年首次提出了平均间隙法，作为稳定性分析方法的一种，平均间隙法的基本思想是对监控网络进行两次测试和分析。
如果试验通过，则表明所有基准点都是稳定的。
相反，则需要进一步对每个点进行分析，提取出不稳定的基准点。
2.分块间隙法。
分块间隙法的原理是将监测点划分为稳定和不稳定两部分，其中，F表示稳定部分，M表示不稳定的部分，T d =（T F d TM d ）表示坐标差（间隙）矢量，在显著水平α条件下，假设FF≤αf h F ,，则认为f分块无误，否则认为存在不稳定点，需要进一步计算分析找出不稳定基准点。
二、案例分析1.地铁隧道中基准网的建立和工作基点的确定。
无锡轨道交通1号线南延线起自1号线终点长广溪站终至南泉站，线路正线全长5.17km，设站3座，全部为地下线。
地铁一号线南延线长广溪站~雪浪站区间在长广溪站始发后与出入场线大致平行，在长广溪站盾构始发端，在右线隧道SK29+793.681~SK29+866.75里程范围下穿出入线且与出入场线平面距离约为2.3m，并行段新建隧道与既有线结构平面最远距离约为10.9m，盾构施工对既有线隧道影响等级为特级。
需对该区段地铁隧道进行保护区监测。
隧道施工影响隧道长度约 100m。
在对隧道保护区监测中，监测基准点选取远离变形区 80 ～ 120m 外布设在轨道道床上。
在基坑施工影响区域外上下行各布设 4 个基准点，共计8 个基准点。
在整个开挖过程中，为了确保地铁隧道保护区在挖掘过程中的绝对安全性，使用自动全站仪对其进行连续24h不间断的变形监测。
所选择的监测网为长形监测网，8个基准点分别分布在隧道影响区域外的固定区域，如图1所示。
图1 基准点位置2.基准点稳定分析。
本次基准点的稳定性分析以仪器点位观测对距离和角度的观测为基础，通过多点后方交会后得到基准点坐标，数据见表1。
表1 基准点坐标表两期的观测距离数据如表2所示。
变形监测网基准点稳定性评价
变形监测网基准点稳定性评价吴宇峰（南京市公路路政支队，210008）摘要：变形监测中基准点的稳定性评价是变形观测数据处理时的重要环节。
现对基准点构网和不构网两种情况的数据处理方法，结合本人的工程建设经验进行探讨。
关键词：基准点；稳定性一、前言在变形监测网的观测工作中，无论垂直位移观测还是水平位移观测，都力求使基准点及工作基点保持稳定，即使不能全部不动,也至少应有一组是稳定的，以作为改正变形点的依据。
但在工程实践中，基准点的选定是一个难点，首先基准点距离测量仪器或变形点不能太远，否则影响测量精度。
其次，基准点距离测量仪器或变形点不能太近，否则其稳定性难以保证。
基准网的稳定性是一个相对的概念，由于受到周围环境的影响，基准点有时也会产生位移。
因此，对基准点的稳定性评价，是变形观测数据处理时不可忽视的重要环节。
现就两类情况的数据处理方法进行讨论。
二、对基准点进行稳定性观测，即对基准点定期构网互瞄建立基准网（构成三角网或者边角网），通过对基准网的平差的结果进行分析,选用一个或一组相对来说比较最稳定的基准点作为变形观测的基准。
基准点稳定性检验原理：假设在两个观测周期期间，网中所有基准点均没有变动，可把两周期的观测看成是对同一网的两次连续观测，由这两次观测资料所得的两组基准点高程或坐标可以看成是一组双观测值，则利用由双观测值之差的方法计算双观测值的单位权方差估值θ2。
根据两周期的观测成果计算联合单位权方差估值μ2。
应用Ｆ检验法求在原假设Ｈ0下的Ｆ值，选择置信水平α，查取在α置信水平下的分位值，如果Ｆ值小于分位值则接受原假设，否则拒绝原假设。
对基准点及工作基点组成的高程网或边角网，根据任何两期的观测成果，计算单位权方差估值为：上式中：i、j分别表示不同的两期观测，其中i、j分别为不同的两期观测的单位权方差估值的自由度。
一般情况下两期观测精度是相等的。
根据两期方差估值计算联合方差估值为：式中：f = fi + fj假设两期观测期间点位没有变动，由双观测值原理可得：ｄ=Xj-Xi式中：X j……第ｊ期各点的高程或坐标；X i……第ｉ期各点的高程或坐标；ｄ……两期坐标差。
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测绘与国土信息工程系
2019/1/16
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变 T 1 T 形 GJ 1 0 0 GC 3 监 3 1 1 测 T N GJ GJ 1 2 1 网 1 1 2 稳 7 2 定 1 T N GC GC 2 7 性 3 分 2 2 4 2 析 1
同理
T 1 T ˆ ˆ X C ( E GC (GC GC ) GC ) X J ˆ ( E G (G T G ) 1 G T ) X C C C C R
ˆ ( E G (G T G ) 1 G T ) X ˆ X R C R C R C ˆ ( E G (G T G ) 1 G T ) X
测绘与国土信息工程系
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变 形 监 测 网 稳 定 性 分 析
T 1 QC ( N GC GC )
T 两边乘( N GC GC )，
移项得：
两边右乘GC , 由NGC 0得： 因为AGC 0
T QC N E QCGCGC
T QC NGC GC QCGCGC GC 0 T GC QCGC GC GC T T T GC (GC GC )1GC QCGCGC
真实位移 自由网位移
经典网位移
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测绘与国土信息工程系
6.1.2不同平差方法的参考基准
变 形 监 测 网 稳 定 性 分 析
•经典平差（固定基准） •秩亏自由网平差（重心基准） •拟稳平差（局部重心基准）
测绘与国土信息工程系
2019/1/16
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6.1.3不同参考基准的转换
变 •先选用一种参考基准后，又不得 形 不另选一种更合适的基准 监 测 A平差结果转换成 B平差结果： 网 若相应于秩亏自由网平 差附加矩阵为 G 稳 定 B平差的附加矩阵为 GB 性 1 T T 则有：xB I G GB G GB x A 分 1 T 1 T 析 T T Q I G G G G Q I G G G G测绘与Βιβλιοθήκη 土信息工程系2019/1/16
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不同基准平差转换示例
变 形 监 测 网 稳 定 性 分 析
h12 12.345m，h23 3.478m，h31 15.817m S12 S 23 S31 取各点近似高程
0 H10 0m，H 2 12.345m，H 30 15.823m
视网中所有点 坐标为未知
V Ax l Nx AT Pl N AT PA(奇异)
T 1 ˆ J ( N GJ GJ 经典平差 x ) AT Pl QJ AT Pl T 1 ˆC ( N GC GC 秩亏网x ) AT Pl QC AT Pl
T 1 ˆR ( N GRGR 拟稳网x ) AT Pl QR AT Pl
T N GR GR
xB xB
B
B
xAxA
B
B
T
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不同参考基准的转换
变 形 监 测 网 稳 定 性 分 析
• 经典平差：固定基准 • 秩亏自由网平差：重心基准 • 拟稳平差：局部重心基准
T ˆJ 0 GJ x T ˆC 0 GC x T ˆR 0 GR x
T T 两边右乘 (GC GC ) 1 GC
ˆ Q AT Pl Q NX ˆ (E Q G GT ) X ˆ X C C C J C C C J ˆ (E G (GT G )1GT ) X ˆ X C C C C C J
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代 入
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变 形 监 测 网 稳 定 性 分 析
C R C R J
ˆ ( E G (G T G ) 1 G T ) X ˆ X J C J C J C ˆ ( E G (G T G ) 1 G T ) X
C J C J R
从转换公式可以看出，只与秩亏自由网平差的 约束矩阵Gc以及需转换平差的约束矩阵有关， 而与已知平差结果的平差约束矩阵无关。
T 1 T 1 Qx AT PQll ((N GJ GJ ) AT P)T QJ NQJ ˆ J ( N GJ GJ )
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T 变 ˆ J AT Pl 经典平差 ( N GJ GJ )x 形 T ˆC AT Pl 秩亏网 ( N GC GC )x 监 T T ˆ 测 拟稳网 ( N GRGR ) xR A Pl 网 代入 稳 定 GT x T T ˆ ˆ ˆ 0 , G x 0 , G J J C C R xR 0 性 分 ˆ J Nx ˆC Nx ˆR Nx 析 T 1 ˆ ˆ J QC Nx ˆJ xC ( N GCGC ) Nx
1 1 0 A 0 1 1 1 0 1
0 l 0 6
PI
3 1
2 1 1 N 1 2 1 1 1 2
6 AT Pl 0 6
变 形 监 测 网 稳 定 性 分 析
•变形分析建立在多期重复观测相 比较的基础上，因此要有一个统 一的基准 •基准不同，相应网点位移量也不 会相同，点的位移总是相对一定 的基准而言的
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6.1.1不同参考系对位移计算的影响
变 形 监 测 网 稳 定 性 分 析
第6章
变 形 变 监 形 测 监 网 测 稳 网 定 分 性 析 分 析
变形监测网的稳定性分析
主要内容：
6.1变形网的参考系 6.2限差检验法 6.3平均间隙法 6.4线性假设法 6.5相对误差椭圆法 6.6变形分析中系统误差的影响与剔除
测绘与国土信息工程系
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6.1变形网的参考系