5-变形监测网的参考系和基准点的稳定性分析2.ppt

变形监测数据处理第五章 变形监测网的参考系和基准点的稳定性分析 许承权5.2 监测网的参考系 监测网平差的参考系(基准) 基准方程 中系数矩阵 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 一、监测网平差的参考系 变形监测网可分为两类: 有固定基准的绝对网（参考网）； 没有绝对固定基准的相对网(自由网)。 绝对网中，固定基准位于变形体之外，在各观测周期中认为是不变的，以作为测定变形点绝对位移的参考点，这种监测网平差采用经典平差方法便可实现。 相对网中，由于全部网点均位于变形体上，没有必要的起算基准，是一种自由网，平差时存在参考系亏秩问题，为了分析变形，需要寻找一个恰当的变形参考系。 一、监测网平差的参考系 变形参考系是运动的参照物，是用来描述物体的运动和相对运动关系的。在空间大地测量的数据处理与资料分析中，参考系的定义、统一和稳定性极为重要，其在现代地壳运动和形变监测GPS测量的诸多研究文献中已得到体现。 在监测网平差中，我们通常将变形参考系称为基准，监测网平差时必须考虑网点位置及其位移的参考基准。如果基准不统一，形变量中就会混入基准误差；如果基准定义不当，也会给形变分析带来困难。 一、监测网平差的参考系 平差基准的选择有固定基准、重心基准和拟稳基准等三种基本类型。对于监测网的某一期观测，由高斯-马尔可夫模型: 一、监测网平差的参考系 如果监测网内有稳定的基准点，网平差有足够的起算数据，采用固定基准，则矩阵N是非奇异的，法方程式有唯一解，可按经典平差方法进行求解。 如果监测网内没有明确的稳定基准点，网平差没有足够的起算数据，则矩阵N是奇异的，法方程式解不唯一，这就是秩亏自由网平差问题。其通解为: 一、监测网平差的参考系 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 ): 一、监测网平差的参考系 我们需要注意的是，自由网平差只是解决法方程式 中系数阵N奇异问题的一种方法，不能误解成解决没有起算数据的平差问题的方法。 在变形分析中，笼统地说哪种平差方法最好是不合适的，问题的关键在于平差方法中所定义的参考系是否与实际变形情况相符合。因此，实际中，要根据具体情况选择恰当的变形参考系。 §5.2 监测网的参考系 监测网平差的参考系(基准) ? 基准方程 中系数矩阵 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 三、基准方程 中系数矩阵 的确定 三、基准方程 中系数矩阵 的确定 三、基准方程 中系数矩阵 的确定 三、基准方程 中系数矩阵 的确定 三、基准方程 中系数矩阵 的确定 三、基准方程 中系数矩阵 的确定 三、基准方程 中系数矩阵 的确定 三、基准方程 中系数矩阵 的确定 §5.2 监测网的参考系 监测网平差的参考系(基准) ? 基准方程 中系数矩阵 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 四、参考系与位移的关系——实例 四、参考系与位移的关系——实例(续1) 四、参考系与位移的关系——实例(续2) 四、参考系与位移的关系——实例(续3) §5.2 监测网的参考系 监测网平差的参考系(基准)? 基准方程 中系数矩阵 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 五、监测网稳定性分析中的模型误差 §5.3 平均间隙法 既然变形体的变形是相对于参考基准的，如果参考点稳定，那么所求的位移才是真实位移。变形监测网进行周期性观测，其点位差异是由观测误差所引起，还是点位真正的变形，必须对它们进行区分，这就是点位稳定性分析问题。另外，点位稳定性分析还可为监测网提供稳定或相对稳定的基准信息，以便选取固定基准或拟稳基准。 §5.3 平均间隙法 常用的参考点稳定性分析方法主要有如下几种。 平均间隙法 稳健迭代权法（稳健-S变换法、逐次定权迭代法） 单点位移分量法 §5.3 平均间隙法 该方法的基本思想是，首先应用统计检验的方法对变形监测网作几何图形一致性检验（即整体检验），以判明该网在两期观测之间是否发生了显著性变化。如果检验通过，则认为所有参考点是稳定的。否则，就采用“尝试法”，依次寻找动点