变形监测中系统误差处理的方法

杨洪国+刘平清

摘 要：变形监测的精度要求比较高，因此对观测数据要进行严密处理，本文提出了几种系统误差的处理方法，并对各种方法优点进行了总结。

关键词：变形监测；系统误差；函数模型；随机模型

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

1 概述

變形监测是利用测量和专用仪器和方法对变形体的变形进行监视观测的工作，其任务是确定在各种荷载和外力作用下，变形体的形状、大小及位置变化的空间状态和时间特征。变形监测的内容，应根据变形体的性质与地基情况来定。要求有明确的针对性，既要有重点，又要全面考虑，以便能正确地反映出变形体的变化情况，达到监视变形体的安全、了解其变形规律的目的。变形观测的目的决定了必须对观测结果进行严密的数据处理。变形体的变形一般较小，有的甚至和测量误差具有相同的数量级。所以，要从包含观测误差的变形观测结果中分离出变形信息，不仅要在观测过程中采取行之有效的措施，尽量消除或减小误差对观测结果的影响，而且在内业计算分析中必须进行严密的数据处理，以免将测量误差误作变形信息，或者将局部变形误作整体现象。变形监测网的数据处理问题要比定位控制网的平差计算问题复杂得多，内容也要广泛得多。预先未知的变形体变形模型要仔细地进行鉴别和检验；观测值中可能包含的粗差要进行定位并予以剔除；观测值中经常含有的系统误差要加以发现并予以消除，由于系统误差源非常复杂，很难直接由观测手段予以消除。通过平差可以消除或减弱系统误差的影响。系统误差处理的方法主要包括：附加系统参数法、附加系统权法、半参数法、选权迭代法。

2 处理方法

（1）附加系统参数的方法（将系统误差影响归入函数模型）。

附加系统参数平差法应用于处理系统误差影响，是一种优越的估计模型，已形成了一整套完整的理论和方法包括建模、估计和系统参数假设检验等。函数模型中的系统参数的数目不宜过多，否则造成过度参数化使得参数之间的强相关，将会影响平差主参数的精度。为了解决这个问题，要进行假设检验或者采用附加系统权方法。

（2）附加系统权方法（将系统误差影响归入随机模型）。

3 半参数模型法

正规化矩阵的选取方法有距离法、自然样条函数法和时间序列法等。平滑因子的选取方法主要有交叉核实分值法、L曲线法和信噪比值法等。

4 结论

附加系统参数法适用于系统误差的性态较简单，函数关系比较准确的情况。附加系统权方法适用于在函数模型中系统误差得不到补偿，但又要考虑系统误差效应时的情况。半参数模型法适用于不了解系统误差的规律，系统误差和偶然误差的数量级相差不大，系统误差的频率比较小与观测值之间的相关性比较弱的情况。除以上几种方法还有拟合推估法、选权迭代法、差分法、观测值的线性组合法等。

参考文献：

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