（市政工程专业论文）基于软土地基下的变形观测数据精度与可靠性分析.pdf

摘要 变形监测是工程施工质量管理与安全管理的一项重要内容，利用固定基准面( 点) ， 建立沉降监测网，并通过不同阶段的观测，为建筑物过去、现状及将来进行安全评估， 同样油田作业区，包括罐区的施工到管理阶段，沉降观测是一项重要内容。但在软土地 基条件下的油田工程建筑物，由于没有稳固的起算基准( 或基准点离作业区较远) ，因 此变形观测数据的处理和分析也要根据实际条件选取与常规方法不同的解法。针对辽河 金马油田股份有限公司作业区( 包括分布的贮油大罐) 处于软土地基的特点，本文作了 以下工作： 首先在沉降监测网的建立上进行优化。为了提高监测点的点位精度及可靠性，建立 的几何网形包含的约束条件( 或检核条件) 在条件可行下要尽可能多，并且解算方案要根 据现场地质地形条件与观测方法进行优化( 如选择观测要素和估算精度等) 选择，这样 高程监控网即可作为长期区域沉降监测之用，还可为罐区施工提供可靠的基准点。 其次根据软土地基的特点，为达到观测成果能合理处理目的，在沉降变形监测网数 据处理时，利用了三种平差数学模型即经典平差、自由网平差和拟稳平差分别进行观测 基准网的解算，并把求算结果进行比较对照，从而选出最合理的能符合本场地实际条件 的一组解算成果作为我们后面的变形成果精度分析的依据。同时根据观测量间几何约束 条件，进行观测值粗差检测的正态统计分析，保证求算的成果达到精度客观、可靠性较 高的b 的。 通过各种计算方案的比较分析，并结合现场的实际情况，提出了选用拟稳平差，处 理含7 个闭合约束条件水准网的解算方法，它是一较优且和实际相符的方案。 关键词：精度：可靠性；拟稳平差；误差圆；软地基；基准点 a b s tr a c t t h ea n a l y s i so f p r e c i s i o na n dr e l i a b i l i t yf o rd e f o r m a t i o n o b s e r v a t i o n b a s e do ns o f t - g r o u n d d e f o r m a t i o no b s e r v a t i o ni sai m p o r t a n ts e c t i o ni nm a n a g i n gt h eq u n l i t yo fap r o j e c ta n d t h e s a f eo f b u i l d i n g u s i n g t h es t a b l eb a s e p l a n e ( p o i n t ) a n ds e r i n gu p a c o n t r o l l i n g d e f o r m a t i o n s u r v e yn e t w o r k ，t h e r e s u l to fo b s e r v a t i o nc a np r o v i d eab a s i co fp r o p e r j u d g e m e n to f w h e t h e rt h eb u i l d i n gi ss a f ef o ri t sp a s ti t sp r e s e n ta n di t sf u t u r et h r o u g h e a r t hs u b s i d e n c eo b - s e r v a t i o n p e r i o d i c a l l y i ti si m p o r t a n ta sw e l lf o ro i lf i e l dp r o j e c ti n c l u d i n gd i f f e r e n ts t e p si nt h ec o n s t r u c t i o no f l a r g eo i lr e s e r v et a n k b u tb e c a u s et h eo i lf i e l db u i l d i n gi so f t e nl o c a t e do ns o f tg r o u n d ，w e c a n tf i n das t a b l eb a s ep o i n t ( o rt h eb a s ep o i n ti sf a rf r o mt h ew o r ks i t e ) s ot h es o l u t i o n a n d a n a l y s i so fd e f o r m a t i o no b s e r v a t i o nd a t ah a dt ob ea c q m r c dw i t ho t h e rm e t h o d sw h i c ha r e d i f f c r a n tf r o mc o m m o nm e t h o d i na c c o r d i n gw i t ht h ec h a r a c t e r i s t i cw h i c hf i tt h ej i n m ao i le x t r a c t i o nd i s t r i c to fl i a o h e o i l f i e l d ，t h i sp a p e rh a df i n i s h e ds o m es t u d yw o r ka sb e l o w ： f i r s t ，t h eo p t i m i z a t i o no fe a r t hs u b s i d e n c es u r v e yn e t w o r kw h i c hh a db e e ns e tu p b e f - o r e a i m e da tt h ei m p r o v eo f s u r v e yp o i n to f i t sp r e c i s i o na n dr e l i a b i l 姆，t h es h a p eo f s u r v e yn e t w o r k s h o u l dc o n t a i nt h en u m b e ro f r e s t r a i n e dc o n d i t i o n sa tm o s t ；a n dt h es o l u t i o n o fs u r v e yn e t w o r ks h o u l dm a k eo p t i m i z a t i o n a c c o r d i n gt o t h ec o n d i t i o no fg e o l o g ya n d t o p o g r a p h y o fw o r ks i t e ，a n d t h em e t h o do fo b s e r v a t i o n ( s u c ha ss e l e c tt h ef a c t o r so f o b s e r v a t i o na n d p o i n te s t i m a t e dp r e c i s i o n ) ，s on o to n l y t h ef i r s tc l a s ss u r v e yn e t w o r kb eu s e d i nd e f o r m a t i o no b s e r v a t i o nf o ra t o n g t i m e ，b u ta l s oc a n p r o d d eb a s ep o i n tf o rc o n s t r u c t i o n a n dr e a s o n a b l er e s u l t s e c o n d ，a c c o r d i n g t ot h ec h a r a c t e r i s t i co fs o f t - g r o u n d ，w h e nw ed i s p o s e d o ft h e o b s e r - v a t i o nd a t ao fe v e r y p e r i o d f r o mt h ee a r t hs u b s i d e n c e n e t w o r k ，w ec h o s et h r e e a d j u s t m e n tm a - t h e m a t i c sm o d e l si n c l u d i n g a d j u s t m e n tb yc l a s s i c s ；a d j u s t m e n tb yf r e e n e t w o r ka n da d j u s t m e n tb y s e l e c t i n gp r o p o s a ls t a b l ep o i n t s t od e a lw i t ht h es o l u t i o n c o m p a r e d t h er e s u l to f t h r e em e t h o d sw i t he a c h o t h e r , w ec a n f i n do u tt h eb e s to n ew h i c hc a n b eu s e da st h eg u a r a n t e ea n dm e a n so f a n a l y s i sa n dj u d g e m e n to fd e f o r m a t i o nr e s u l tf o ri t s r e l i a b i l i t ya n dp r e c i s i o n a l s oa c c o r d i n g t ot h er e s t r a i nc o n d i t i o nb e t w e e no b s e r v a t i o n si nt h e n e t w o r k ，w ec a nd e t e c tg r o s se r r o r se x i s t e di no b s e r v a t i o nd a t au s i n g a n a l y s i sm e t h o do f n ( o ，1 ) s t a t i s t i c st oe n s u r et h e r e s u l th a sar e a lp r e c i s i o na n d r e l i a b i l i t y t h r o u g h t h ec o m p a r i s o na n d a n a l y s i so f e a c hs c h e m ea n dc o m b i n e dt h es i t u a t i o no f w o r k s i t e ，t h i sp a p e rp r o p o s e das c h e m ew h i c hc a nd e a lw i t l lt h el e v e l i n gn e t w o r ki nw h i c ht h e r e a l e7r e s t r a i nc o n d i t i o nw i t ht h em e t h o do f a d j u s t m e n tb y s e l e c t i n gp r o p o s a ls t a b l e p o i n t s ，i t h a d p r o v e dt h a tt h es c h e m e i so p t i m i s t i cs o l u t i o na n d t a l l yw i t h t h ea c t u a ls i t u a t i o n k e y w o r d ：p r e c is i o n ：r e ii a b iii t y ：a d j u s t m e n tb ys e l e c t i n gp r o p o s a is t a b l e p o i n t s ：e t r o fg ir o i e ：s o f tg r o u n d ；b a s ep o i n t 1绪论 1 1 工程背景和研究意义 1 1 1工程背景 辽河金马油田股份有限公司采油作业区由3 个采油区、3 个联合站组成。其中洼一 联合站由原油罐区及配附的管线等设施组成，其东侧毗邻新建农场，北侧则遥望盘锦市， 西、南侧则相邻柏油公路。建站至今，随着生产规模的扩大，贮油罐区扩建工程也在不 断进行，为监测施工期整个新老罐区的基础变化，了解新建储罐充水预压试验时的沉降 变形规律，保证储罐未来的运营安全，需要对分布在本作业区的各贮油罐区域进行基础 的沉降变形观测，包括整个罐区的i i 等水准监测网的建立和周期性地观测、新建储罐充 水预压试验时的全过程的沉降变形监测。变形观测按国家i i 等水准测量规范要求，并对 【i 等水准监测网进行了首期观测，现场储罐分布较均匀集中，原油储罐规格基本一致： 容积为5 0 0 0 m 3 ，内壁直径为2 3 7 0 0 m m ，罐地板直径为2 3 8 5 0 m m ，直壁高1 2 5 3 0 m m ( 充 满水附近) ，总高为1 5 1 1 9 m m 。按石油化工钢储罐地基与基础施工及验收规范要求， 睹罐公称容积为5 0 0 0m 3 的沉降观测点数为8 个，故各储罐分别沿罐周长按9 米的圆弧 司隔等距对称地布设监测点，另外全区还有附属配套工程，如各种管网，加热站，装车 泵房，污水处理站、办公区等，因此在全区布设了有3 3 个点的沉降监测首级基准网， 薛根据需要组成不同网形、闭合环和结点的i i 等水准网用于大罐细部监测和分析。图l i 口为洼一联合站储罐的主要分布图。 老罐区 oo 洼 一 d 一 oo 鞋 公路 图1洼一联合站新建储罐的主要分布图 1 基于软土地基下的变形观测数据精度与可靠性分析 1 1 2 大罐变形观测数据精度与可靠- 陛分析意义 变形观测是工程施工质量管理的一项重要内容，可为建筑物现状的安全评定、验证 理论计算成果、确定其变形趋势等提供和积累可靠的资料。 通常认为引起变形的原因包括： 自然条件及变化：包括建筑物地基的工程地质、水文地质、土壤的物理性质、大 气温度等，形变量可认为是时间函数。 与建筑物本身相关，即建筑物本身的荷重、建筑物结构、型式及动荷载( 如风力、 震动) ( 外力之函数) 。 勘测、设计、施工及运营管理工作做得不合理所造成的建筑结构变形。 对于一个工程建筑物对象与又常常紧密相关，共同对其变形产生影响。 水准基点是沉降变形观测的基准点，所有建筑物及其基础的沉降量均由其推算确 定，因而其构造的稳定性至关重要。 数据质量检查与误差控制是数据采集过程中重要的一环，变形成果数据的好坏直接 影响到变形点空间与时间的分析结果。 但在软土地基条件下的工程建筑物，由于没有稳固的起算基准，因此变形观测数据 处理和分析也要与常规的方法有所不同。 首先在沉降监测网的建立上要有区别。为了提高监测点的点位精度及可靠性，需要 建立几何网形来施加约束条件( 或检核条件) ，网形根据现场条件与观测方法进行优化选 择，对于大型工程尚要考虑分级布设情况，高程控制网的网形通常由工作点与基准点组 成，水准基点的稳定性检验是计算中必须考虑的，如果现场周围找不到较稳定的基点， 还要在平差时进行模型的选取。 观测实践中水准基点应设在场地变形影响半径之外，但软土地基条件下选择的基点 可能离监测的工程建筑物对象很远，虽然此基准点有稳定的优点，但长距离引测，精度 又降低，为保证监测网最弱点的观测精度，基准点一般不能离监测场地太远。 其次是在观测值的筛选中。由于在软土地基条件下变形结果很明显，有时不同周期 的成果差异可能是观测误差引起而我们也认同为变形，因此粗差和系统误差的剔除修正 是保证变形数据及分析可靠的重要条件。近些年已陆续出现多种关于测量数据粗差和系 统误差的剔除修正数学处理方法，如b a a r d a 的“数据窥探”法( d a t a s n o o p i n ，h e c h 的t 检验法，p e l z e r 的“平均间隙”法，李德仁“误差可区分”法，r o b u s t 稳健估计法等， 基于软土地基下的变形观测数据精度与可靠性分析 这些方法运用于计算机进处数据的处理分析，能获得很好的结果。在平差方法中，为克 服经典平差( 固定基准) 的局限性，近年来自由网平差( 重心基准) 和拟稳平差( 拟稳基准) 在监测控制网中尤其是在场地为软土地基的情况下的数据处理得到了发展和应用。同 样，数学规划法、最大截尾法等也在此类问题的处理中得到应用。 因此在变形数据分析中，观测数据的精度性和可靠性是保证变形分析成果正确的重 要条件。 针对上述情况，我们结合辽河金马油田股份有限公司洼一联合站贮油大罐区的沉降 变形监测网的建立和数据处理方法进行分析。 1 2 本文的主要内容 就上述所及的问题，下文重点解决的问题是： ( 1 ) 针对洼一联合站的贮油大罐处于软土地基的特点，为长期观测之便，同时在 沉降交形监测网数据处理时，为使求算结果更合理，利用了三种平差数学模型即经典平 差、自由网平差和拟稳平差分别进行变形观测基准网的解算，并把求算结果进行比较对 照，从而选出最合理的能符合本场地实际条件的一组成果作为我们后面的变形可靠性及 精度分析的依据。 ( 2 ) 分析观测成果的质量，并对软土地基贮油大罐的变形网在各种观测要素的组 合下，进行精度的估算，寻找出同一网形下、最佳的观测要素组合，从而为后面的平差 计算提供参考方案。 ( 3 ) 根据观测量间几何约束条件，进行观测值粗差检测的正态统计分析，保证求 算的成果达到精度客观、可靠性较高的目的。 基于软土地基下的变形观测数据精度与可靠性分析 2 沉降监测在软土地基条件下的应用 2 1 沉降监测网数学模型的建立 洼一联合站占地面积近o 2 平方公里，一条道路从厂区中间穿过，把罐区分为两部 分，现场范围1 k m 外有两个高程基准点，分别记为5 l 号和5 2 号水准原点，由于这两点离 作业区内贮罐区较远，一般认为其所受的沉降影响较小。根据现场地形踏勘比较，并考 虑到监测点的长期保存和便于观测等因素，设置的点都是按永久性水准点埋设的方式在 地面确定，全网共设置t 3 5 个监测点，编号从l 到4 2 ，这些点可以根据需要分别组成由5 个、6 4 - 、7 4 - 、8 个闭合环组成的沉降监测网，通过预估观测元素的优化可以提高求算 沉降数据的精度和可靠性。周期性地检测本网，可以获得时间序列的沉降观测数据并能 使以后的分析和预测模型的建立基础更可靠。图2 即水准网线路的布设情况。 图2 监测水准网图分布 下面讨论在顾及到整个场地是软基础的情况下，该沉降监测网从验前的精度估算到 后面的验后精度求算及其网上各点平差值和其精度的处理方法。 2 1 1 网形布置及精度估算： ( 1 ) 验前精度的确定： 对于单水准符合路线任一点的高程中误差按下式计算： f i - 硼叫i n 硇+ p ： 1 ) 上式中m o 为单位权高差中误差或先验精度，一般归化为每千米或每测站的高差中误 差，如按后者，1 1 1 0 的预估值一般是所使用仪器的标称精度，如n 1 0 0 5 a 精密水准仪其标 4 基于软土地基下的变形观测数据精度与可靠性分析 称的精度为0 5 m m k m 。实际观测时的观测结果的精度是否达到了这一要求也是检验观 测成果的一项指标。通过观测结果来求解观测中误差n l ，并与i n o 进行比较可以得出结论。 我国生产的水准仪系列型号，也是按仪器所能达到的精度，即每公里往返测的高差 中误差的大小而定，而每个系列各种型号仪器的精度m 是由多测段往返测高差不符值 ( ) 计算的，结合本次罐区上水试验中观测的实际情况，选择独立水准网起算点联接边 的一组观测值求算m ，公式建立如下： 设从水准网上某点如曹屯测到1 点，其间设站n 次获得了这两点问高差，每站往返 各测n 次，共测了2 组，这两组观测值序列为： h 1 ，h 2 ，h n h l ”，h 2 ”，h n 7 h i7 及h i ”是对某站某次高差h i 的两次观测结果。 从理论上讲，如果观测中没有误差影响，则同一量的双观测值h i 和h i ”应相等， 即 h i - h i ”= o( i = 1 ，2 n ) 但实际上，观测过程中总是带有误差的。因此，每个量的两次观测结果相减，其差 数一般不等于零，即 a l = h t - h l ” 2 = h 27 - h 2 ” a n = h n7 - h n 7 这里的i 实际上是每一双观测值差数的真误差。根据中误差的定义，可以求得这 组差数i 的中误差，即 一孵 式中的n 是双观测值差数的个数，也就是重复观测的次数( 周期) ，不是观测值的 个数。 由于a 是两个观测值的差数，k h 及h ”均是同精度观测，其中误差均为m ，根据 测量误差理论，则 m a = f f m 式中i n a 两次( 往返) 观测差数的中误差； 基于软土地基下的变形观测数据精度与可靠性分析 m 水准路线单程高差观测的中误差。 由此得： 埘= 老= 士旧 为了提高观测精度，在精密水准测量中，常取两次往、返观测结果的平均值作为观 测值的最后结果，即 x ? ：生生 故每一对平均值的中误差m 为 肘= 老= 舟 设经n 个测站测定了水准基点之间的高差，其中第i 站的观测高差为h i 点间的高差h ( 4 ) 则两水准基 假定各测站观测高差的精度相同，其每站高差平均值的中误差均为m 站，则由误差 传播定律求得h 的中误差 m = 珂掰站 则 m 册站2 下 v 门 将( 4 ) 式代入上式 则 一船 精密水准仪系指d s o 5 及d s i 级水准仅，理论上它们分剐能达到每公里往返测高差 中误差m 小于o 5 m m 及l m m ，适用于一、二等水准测量。 由于本工程是结合大罐沉降试验进行的，故根据试验水准线路的布设特点，推出另 一观测中误差的表达式。 对于罐区的变形测量，实旌的水准线路一般为闭合环组成，设从某大罐始点闭合到 始点，从某罐闭合环的各周期观测数据中可获得内环闭合差丘， 6 按真误差计算中误差的公式有： 川口= = 这里n 为本罐闭合水准线路实测周期数。又： 刃= l + 五2 + + 五n n 为闭合线路测站个数，则按误差传播定律： 埘。= 而l 朋；肇： 玎 f 、” ( 6 ) ( 7 ) ( 8 ) ( 9 ) 按( 3 ) 式评估内环线路( 变形) 每测站观测精度 这里n 为观测周期数，n 为内环测站数。 在上述变形观测网中，我们选择了沿六个不同罐多期各自的闭合水准线路观测成果 如附表1 6 ，以期了解本工程在整个变形观测过程中使用仪器的实际精度。 表1 ：变形监测网( 内环) 观测中误差计算 表i - i罐号：1 4 罐单位：口 周期闭合差周期闭合差周期闭合差周期闭台差周期闭合差 ( 次)( m )( 次)( r a m )( 次)( m m )( 次)( m )( 次)( r a m ) l一0 120 430 240 750 2 60 470 18一1 191 0i 0o 5 l l1 11 20 31 30 81 40 31 50 2 1 6o 21 70 81 80 21 9o 92 00 6 2 1o 32 2- 0 22 31 12 4o 72 50 7 2 6一o 72 7o 42 8o 52 9 0 83 0o 3 3 10 23 2- i 13 30 53 40 2 3 50 5 3 b0 83 7- i 03 8o 33 90 3 4 00 6 4 1一o 84 2一o 24 30 24 4_ o 9 4 5- i 1 4 60 54 70 14 80 14 9o 95 0 一1 0 5 1o 75 2- i 05 30 35 4一o 45 5o 6 5 6o 25 70 35 8_ o 65 90 6 6 0o 6 6 10 46 20 86 30 46 4 0 86 50 4 6 60 66 70 66 80 76 9 0 27 00 3 7 10 87 20 17 3o 17 40 47 5 0 6 7 61 27 7一o 27 80 67 91 18 0- i 0 8 10 48 20 58 3 0 38 4o 68 5一o 2 8 6o 78 70 28 80 7 8 90 19 00 2 水准内环线长 0 1 2 k i n 水准内环线测站数 4 每站观测中误差m h ( m )土0 2 7 m 7 苎王塾圭些茎! 盟壅丝塑型垫塑壁堕量里苎丝坌堑 周期闭合差周期闭台差 周期闭合差周期 闭合差周期闭合羞 ( 次)( m m )( 次)( m m )( 次)( m m ) ( 次)( r a i n )( 次)( m l l l _ ) 1o 320 73o 64 0 95o 3 60 8 71 480 591 11 0o 4 1 l1 61 20 71 30 71 4- 0 11 51 0 1 6- o 91 70 41 8o 61 9 o 32 00 8 2 10 92 2- o _ 32 31 22 4- o 22 5o 5 2 6o 62 70 62 872 90 93 01 1 3 i1 03 21 o3 30 73 4- 0 33 5 0 6 3 60 93 71 43 81 13 9 o 64 00 5 4 1o 64 2- o 54 31 2 4 4- o 64 5- 0 2 4 6- o _ 34 7o 24 80 24 9o 7 5 01 3 5 1o 85 21 1 5 31 45 4o 85 5o - 3 - 5 60 55 70 75 80 6 5 9o 66 0o 2 6 10 16 2 0 46 3o 16 4o 2 6 5o 3 6 60 7 6 7o 56 80 46 90 4 7 0- 0 4 7 i- o 77 20 3 7 30 97 4o 77 5 0 2 7 6o 67 7 0 57 80 47 90 1 8 0o 0 8 l- o 78 2 1 18 30 68 40 28 5 0 3 8 60 28 7 o 18 8o 18 9- 0 4 9 00 8 9 l0 29 21 39 3 o 39 4o 19 5 o 2 9 6o 3 9 70 79 8o 6 9 9o 9 水准内环线长0 1 2 k m 水准内环线测站数4 每站观测中误差m h ( m m ) 0 3 l m m 8 周期闭合差 周期闭合差 周期闭合差周期 闭合差周期闭合差 ( 次)( r a m )( 次)( m m ) ( 次)( m m ) ( 次)( m m )( 次)( m m ) 10 62 0 43o 6 4o _ 350 4 6 0 671 18 - 1 19 l - 31 00 7 1 11 21 2 o 41 30 81 4 o 71 5o _ 3 1 60 81 7- 0 f 3 1 80 11 90 4 2 0- o 1 2 10 62 2 o 32 3l ，02 4 o 52 5- 0 1 2 60 8 2 70 22 80 52 9 0 23 0o 8 3 1- o _ 33 2 一o 23 3o 83 41 2 3 51 5 3 6o 7 3 71 13 8o 53 9 o 24 00 8 4 l0 44 20 54 3 0 14 3 ,0 84 5- 1 0 4 60 44 70 34 80 74 9 o 35 0一1 1 5 11 55 2o 45 3- 0 65 4 o 25 50 7 5 6o 85 7 - o 15 80 35 90 66 0o 7 6 l，o 76 20 26 3o 56 40 6 6 5- 0 2 6 60 66 70 4 水准内环线长 0 1 3 k m 水准内环线测站数 4 每站观测中误差m h ( m m ) 0 3 0 r a m 表1 4罐号：4 4 罐单位；m m 周期闭合差周期闭合差周期闭合差周期闭合差周期闭合差 ( 次)( r a m )( 次)( r a m )( 次)( w a n )( 次)( m m )( 次)( r a m ) 11 121 131 241 35o 8 60 17- 1 28- 1 191 01 0- 0 8 1 10 61 2- 0 21 3o 41 40 41 5- 1 7 1 60 71 71 o1 81 01 90 92 0o - 3 2 1m 82 2o 12 31 12 40 92 5o 7 2 60 62 70 52 8o 52 90 43 00 1 3 10 ，93 20 13 31 73 41 43 50 9 3 6o 63 7o 23 8o 13 9o 64 0- 0 1 4 1o 84 21 o4 31 44 41 34 51 1 4 6o 34 7- 1 o4 8- o 34 90 85 0o 0 5 1- 1 35 2一1 15 30 75 40 95 51 1 5 6一o 65 70 35 81 55 91 46 01 2 6 1o 96 21 06 31 16 41 36 51 1 6 60 96 70 56 8o 56 90 67 00 7 7 lo 47 2- o 27 30 97 4- 0 57 50 2 水准内环线长0 1 6 k m 水准内环线测站数 5 每站观测中误差m h ( m m ) 0 3 9 r a m 9 苎王鏊圭垫兰王堕壅墅翌墨! 墼塑整壅兰旦墨生坌塑一 周期闭合差 周期闭合差 周期闭合差周期闭合差 周期闭合差 ( 次)( m m )( 次)( r a m ) ( 次)( m m ) ( 次)( m m )( 次)( m m ) 10 82 o 73o 6 40 450 5 6o 7 70 981 0 91 - 31 01 2 1 11 01 21 11 31 2 1 41 21 51 3 1 61 41 7 1 21 81 01 9 o 62 0o 8 2 l1 12 2 1 52 31 4 2 41 32 5o 8 2 6o o2 7 1 12 80 72 9o o 3 01 0 3 11 o3 2 0 93 30 93 4o 23 5 1 1 3 60 13 71 5 3 81 13 9o 54 0 0 5 4 1o 44 2 o o4 30 6 4 40 24 5o 3 4 61 14 70 64 8 o 24 9- l - 35 0- 0 8 5 l0 15 21 25 31 15 40 95 5 o 7 5 60 65 7 o 35 80 05 9o 26 0o 5 6 1o 96 20 66 30 16 40 66 50 8 6 61 16 71 56 81 46 91 37 01 _ 2 水准内环线长 o 1 6 k m 水准内环线测站数 5 每站观测中误差m h ( m m ) 0 4 1 i 眦 表l - 6罐号：6 。罐单位：m m 周期闭合差周期闭合差周期闭合差周期闭合差周期闭合差 c x )( r a m )( 次)( m m )( 次) ( i m n )( 次) ( r a m )( 次)( r a m ) 1- 1 120 73- o 14o 750 7 6o 87o 980 690 21 0- o 4 1 1o 61 21 01 3- 1 51 40 51 51 1 1 6o 91 7o 61 8o 81 91 22 01 1 2 l0 92 2o 62 30 12 4- 0 62 50 3 2 6o 12 70 42 81 o2 91 73 01 1 3 1o 23 21 13 3- 1 33 41 53 5o 5 3 61 13 7o 83 80 23 9o 04 00 4 4 l- o 54 20 7 4 30 84 4_ o 94 51 0 4 60 64 70 o4 8o 8 4 9o 95 01 1 5 11 35 20 75 3o 25 4- 1 45 51 2 5 6一1 05 70 65 8- 0 65 90 76 00 8 6 1o 46 20 26 31 16 41 26 51 4 6 61 6 水准内环线长0 1 6 k r n 水准内环线测站数5 每站观测中误差m h ( m m ) o 3 9 m m 0 苎王塾圭垫茔! 塑壅兰墅翌墼塑塑堡兰旦墨堡坌堑一 上述每个罐布设了8 个等距且对称分布的监测点，每完成一次闭合观测测站数均为 3 ，而观测周期n 如各表所列。 从各计算结果看，实际观测精度都达到了仪器的标称指标，说明在观测条件较好的 情况下，用本仪器能满足变形观测所要求的测量精度。 ( 2 ) 水准网结点精度估算： 在现场确定水准线路走向后，p ，的数值按下式估算： 当以距离为权函数的自变量时，二= ，一一导( 1 0 ) p i l 当以测站为权函数的自变量时，土；啦一善( 1 1 ) p j l 上式中，厶、m 为网中结点间符合水准路线总长和总测站数 l j 、确为起算后到所术点的距离 如估算的点为多条水准路线组成的结点，则按等权代替法的原理组成虚拟线路来估 算p ，的大小。 即对于等值点上n 个线路 p = p l + p 2 + + p n0 2 ) 其中每条线路权估值肌= ? 1 则虚拟线路；l 一= _ 1 ( 1 3 ) p l + p 2 + “+ p np 结点估算的权倒数即为水准虚拟线路长。 按此原理，我们对拟布设的变形观测基准水准网进行了精度估算，设计了几种方案 包括：1 ) 不同起算点数的变化；2 ) 结点间各条线路长度的调整。3 ) 不同观测中误差， 其计算结果如下： 表2 不同起算点数变化对各点精度影响 单位权中误差：m o = + o 5 r a m n o二个起算点一个起算点无起算点 lo 3 90 3 90 _ 3 9 20 4 10 4 l0 3 8 40 4 40 4 3o 4 3 2 00 4 50 4 4o 4 2 50 4 60 4 60 4 7 苎主竺圭些苎! 塑壅墅翌! ! 墼塑塑鏖量里壹丝坌堑 要。 1 8 0 5 00 5 0 0 5 0 60 5 2 0 5 2o 5 2 70 5 2 0 5 20 5 2 1 0o 5 l0 4 9 0 4 9 90 5 00 4 6 o 4 6 1 70 4 - 30 4 2o 4 2 1 60 4 50 4 5o 4 5 1 5o 4 6o 4 60 4 7 1 40 4 50 4 5o 4 4 4 10 4 80 4 - 80 4 7 3 7o 5 5o 5 50 5 5 3 60 5 50 5 50 5 5 3 40 5 80 5 80 5 8 3 5o 5 80 5 8o 5 8 3 90 5 8o 5 8o 5 8 4 2o 5 8o 5 80 5 8 3 20 5 60 5 6 o 5 6 3 1o 4 70 4 7 0 4 7 3 8o 4 6 0 4 60 4 6 1 30 4 70 4 7 o 4 7 l l0 4 70 4 7 o 4 7 80 4 6 o 4 6o 4 6 30 4 3 0 4 2o 4 2 2 1 o 4 70 4 5 o 4 5 1 9 0 4 80 4 7 o 4 6 1 20 4 7 o 4 7o 4 7 3 3o 5 4 o 5 40 5 4 4 00 5 2o 5 2 o 5 2 可以看出，选用两个起算点作为平差的依据对本监测网的整体平差精度的提高不明 苎王竺圭垫墨! 竺壅丝塑塑墼塑堕鏖量里塞丝坌堑 表3 结点间各条线路长度的调整对各点精度影响 n o5 个闭合环6 个闭合环7 个闭合环 8 个闭合环9 个闭合环 10 3 9 o 3 90 3 90 3 6 o t 3 6 20 4 10 4 l0 4 1 0 4 00 4 0 40 4 40 4 30 4 30 4 30 4 3 2 00 4 50 4 40 4 40 4 4 0 4 4 50 4 60 4 60 4 60 4 60 4 6 1 80 5 00 5 00 5 0 0 5 00 4 9 6o 5 20 5 20 5 lo 5 l0 5 1 7o 5 2o 5 2o 5 lo 5 lo 5 l 1 00 5 l0 4 90 4 70 4 70 4 7 9o 5 00 4 60 4 40 4 4o 4 4 1 7o 4 30 4 2o 4 2o 4 20 4 2 1 60 4 50 4 50 4 40 4 40 4 3 】50 4 60 4 60 4 60 4 60 4 4 1 40 4 50 4 50 4 50 4 40 4 0 4 l0 4 80 4 80 4 80 4 3o 4 2 3 7o 5 5o 5 5 o 5 50 5 1o 5 0 3 6o 5 50 5 50 5 50 5 10 5 0 3 40 5 8o 5 80 5 80 5 4 0 5 3 3 5o 5 80 5 8 o 5 80 5 4o 5 4 3 90 5 8o 5 8o 5 80 5 4 0 5 4 4 2o 5 80 5 8 0 5 80 5 40 5 4 3 2o 5 60 5 6 0 5 60 5 20 5 1 3 10 4 70 4 70 4 7o 4 l o 4 l 3 80 4 60 4 6 0 4 60 4 2o 4 2 1 30 4 70 4 7 0 4 60 4 60 4 4 1 10 4 70 4 7 0 4 70 4 70 4 6 80 4 60 4 60 4 6 0 4 60 4 5 30 4 30 4 2 0 4 20 4 2 0 4 2 2 10 4 70 4 5 0 4 40 4 40 4 4 1 90 4 8 0 4 70 4 40 4 4 o 4 4 1 20 4 70 4 7 0 4 60 4 60 4 5 3 30 5 40 5 40 5 40 5 0 o 5 0 4 0o 5 2o 5 2 o 5 20 4 80 4 7 1 3 苎王墼圭垫苎! 些壅垄婴! ! 墼塑焦壅皇里苎丝坌堑 表4 不同先验观测中误差对各点平差精度影响 n om o = o 4 r a mm o = o 7 m mm o = - 土1 o m m 10 - 3 l0 5 40 7 8 2o 3 3o 5 70 8 2 4o t 3 5o 6 2o 8 8 2 00 3 60 6 30 9 0 50 3 70 6 5o 9 3 1 80 4 00 7 01 0 0 60 4 10 7 21 0 3 70 4 2o 7 3i 0 5 1 00 4 lo 7 21 0 2 9o 4 0 0 7 0o 9 9 1 70 3 5o 6 l 0 8 6 1 60 3 6o 6 3 o 8 9 1 50 1 3 7 0 6 50 9 3 1 40 3 6 0 6 3o 9 0 4 l 0 3 8o 6 70 9 5 3 7 0 4 4o 7 71 1 0 3 60 4 4 o 7 71 0 9 3 4 0 4 6o 8 l1 1 5 3 50 4 7 0 8 21 1 7 3 9 0 4 70 8 2 1 1 7 4 2o 4 6 0 8 11 1 6 3 20 ，4 5 0 7 91 1 2 3 l 0 3 80 6 6 0 9 5 ；3 8 o 3 70 6 5 0 9 3 1 3o 3 7 0 6 50 9 3 l l 0 3 8 o 6 60 9 4 8 0 3 70 6 4 0 9 2 3o 3 4 0 6 0 0 8 5 2 lo 3 7 0 6 50 9 4 1 9 o 3 8 0 6 70 9 6 1 2 0 3 8o 6