[发明专利]任意网型变形监测稳定性分析方法及监控点位置确定方法

说明书

本发明公开了任意网型变形监测稳定性分析方法及监控点位置确定方法，自由架站获得测量数据；选择控制点个数大于2的架站记作待分析架站；对每一待分析架站，基于测量数据，结合后方交会模型计算测量后验单位权中误差确定该待分析架站的各个控制点后验误差；对设定置信水平，基于测量后验单位权中误差和各个控制点后验误差进行卡方检验，若检验通过则确定控制点为稳定控制点。本发明在数据采集时，无需设站，或在固定位置架站，只需在可观测到控制点或监测点的任意临时稳定位置自由架站即可。因此测量自由度更大，可自主选取位置进行网型测量和网型加密，增加系统的稳定性和检测结果的可靠性。

技术领域

本发明涉及任意网型变形监测稳定性分析方法及监控点位置确定方法，属于变形监测技术领域。

背景技术

变形监测需要通过大量周期性重复测量来分析对比监测点的位移情况，确保施工的有效安全进行，具有测量周期短、重复性、数值计算量大、精度要求高等特点。传统的人工数据采集在大面积变形监测中缺点较为突出，主要包括：

(1)单次测量，一般需要两人配合才可完成，测量效率低下，人力成本偏高；

(2)重复性劳作，变形监测区域一日需多次人工重复测量，劳动强度大；

(3)数据量大，后期处理繁琐，人工记录采集，计算强度大，出错率高，可靠性低；

(4)正在施工区域，人员监测常与施工人员形成相互干扰，效率低。

另一方面，在人工数据采集的基础上，有一些自动化的解决方案，但也存在一定的缺陷与不足，主要包括：

(1)只适用于某些特定场景，如地下隧道等，对其他变形监测应用，可拓展性差，场景迁移能力弱；

(2)只针对控制点在两端的单一变形监测网型有效，未考虑多控制点、多嵌套等高复杂奇异网型等实际情况；

(3)在解算监测点坐标前，未进行有效的控制点稳定性分析与剔除，导致仍有错误控制点干扰网型整体优化，导致解算精度低，数据不可靠等情况，智能化水平低；

(4)只针对变形监测运营期进行变形监测测量，初次构网还需人工干预构建，自动化水平低。

发明内容

本发明首先旨在针对目前在大面积变形监测中数据采集只适用于某些特定场景，未进行有效的控制点稳定性分析与剔除，导致仍有错误控制点干扰网型整体优化，导致解算精度低，数据不可靠等情况，提供一种任意网型变形监测稳定性分析方法。

为实现上述技术目的，本发明提供以下方法。提供任意网型变形监测稳定性分析方法，包括以下步骤：

进行自由架站的无设站数据观测采集，获得测量数据；

选择控制点个数大于2的架站记作待分析架站；对每一待分析架站，基于测量数据，结合后方交会模型计算测量后验单位权中误差确定该待分析架站的各个控制点后验误差；对设定置信水平，基于测量后验单位权中误差和各个控制点后验误差进行卡方检验，若检验通过则确定控制点为稳定控制点。

进一步地，检验不通过则确定不稳定控制点，方法为：可将卡方检验不通过的控制点作为不稳定控制点；也可以综合考虑角度和距离误差，提取该架站中控制点后验误差最大的控制点作为不稳定控制点确定不稳定控制点。进一步可选地，将不稳定控制点剔除。

进一步地，对某个控制点，所述控制点后验误差的计算方法如下：

其中，V为控制点后验误差，设已知通过该控制点坐标反算得到该控制点的计算观测值与该控制点的观测值(L_s、L_α、L_v)的残差记为：