[发明专利]一种变形监测基准点稳定性判断的VT检验方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种变形监测基准点稳定性判断的VT检验方法，本发明所属技术领域为属于测绘科学或测量数据处理技术领域，尤其适应于基于自由设站法的测量平差。

背景技术

变形观测与分析的重要步骤之一是点位稳定性分析。经过稳定性分析，可确定哪些点是稳定点，哪些点是移动点，从而确定点位的差异是真正的位移，还是观测误差引起的。对基准点的稳定性分析研究主要局限于周期性的监测网，其方法有很多，例如以方差分析进行整体检验为基础的Hannover法，即通常所用的“平均间隙法”；以B检验为基础的Delft法，即单点位移分量法；以方差分析和点的位移向量为基础的Karlsruhe法；考虑大地基准的Munich法；以唯一的不变函数分析为基础的Fredericton法等等。

工程应用中，传统的基准点稳定性检验方法主要采用限差检验法和t检验法两种。(1)限差检验法，通过计算平差后坐标与原有坐标之间的差值，判断其是否大于某个阈值来区分稳定点与不稳定点。(2)t检验法，是假设两期观测精度相同，通过判别显著性水平检验控制网中单点稳定性的一种方法。

以上传统方法存在两个问题：(1)这些方法稳定性判断结果的可靠性不高；(2)传统方法局限于基准点控制网采用“自由网平差”模型解算。目前，由于全站仪的普及，且全站仪的功能越来越强大，其“自由设站”测量模式已经被广泛采用，而“自由设站”测量模式常常采用“经典平差”模式，因此，传统的基准点稳定性判断方法不适用于“自由设站”测量模式。

发明内容

发明目的：本发明为提高基准点的稳定性、判断结果的可靠性，同时提高方法的适用性，提供一种既适合于“自由网平差”模型、又适合于“经典平差”模型的变形监测基准点稳定性判断的VT检验方法。

技术方案：一种变形监测基准点稳定性判断的VT检验方法，包括如下步骤：

第一步，通过全站仪自由设站法观测采集数据，全站仪架设在工作基点上，观测基准点组，观测值包括三类：方向角、天顶距、斜距；基准点组由r个基准点组成，且r应满足：r≥5；

第二步，利用空间后方交会，计算出工作基点坐标近似值；

第三步，采用经典平差方法和三维平差，计算出工作基点坐标；

第四步，利用Helmert方差估计公式，分别计算出三类观测值的单位权中误差，依次记为m₀₁、m₀₂、m₀₃；所述三类观测值分别为方向角、天顶距、斜距；

第五步，计算所有观测值的改正数V；

第六步，计算各个观测值的统计量t：各观测值的改正数v除以其相应的类观测值单位权中误差；

第七步，选定一定的置信水平α，计算各个观测值的统计量t的限差值t₀；

第八步，稳定性判断，如果满足：|t_p|＞t₀(p＝i，j，k；i，j，k＝1，2，Λ，r)，则认为该观测值对应的基准点是不稳定的。如果有多个点出现这种情况，考虑到所有观测值是相互影响的，取绝对值最大的t_p为不稳定点，将该基准点删除后再重新平差，重新平差后再进行稳定性判断。

上述方法工作原理包括：空间后方交会原理；测量平差原理和数理统计原理。其工作过程如下：

①先根据空间后方交会计算出工作基点坐标的近似值；

②采用经典平差，以基准点为已知点，进行三维平差，求出所有参数最或然值，包括工作基点的坐标；

③计算出三类观测(方向角、天顶距、斜距)所有观测值的改正数；

④构建统计量t，最后选择一定的置信水平α进行稳定性判断。

稳定性判断结果的可靠性较传统方法有较大提高；本方法根据改正数V构建统计量t，对平差模型没有限制，既适合于“自由网平差”模型，又适合于“经典平差”模型，提高了方法的适用性。