第一篇：武漢大學測繪學院GPS試卷

測繪學院2004—2005學年《GPS原理及其應用》

一、填空題

1.全球定位系統是由空間部分、地面監控部分和 ___部分組成的。其中地面監控部

分是由、__、__、和 __組成的。

2.GPS衛星信號是由、、和三部分組成的。

3.GPS衛星是采用 ____ 來進行信號調制的。

4.測碼偽距觀測值所受到的電離層延遲與 __ 成正比，與__ 成反比。

5.在軟件控制下能依次對多個衛星進行觀測，且循環觀測一次的時間大于20ms的通

道稱為 __ 通道。

6.在接收機間求一次差后可消除 ___參數，繼續在衛星間求二次差后可消除 ___

參數，再在歷元間求三次差后可消除 ___ 參數。

二、單項選擇題

1.GPS衛星之所以要發射兩個頻率的信號，其主要目的是為了。

A、消除對流層延遲 B、消除電離層延遲

C、消除多路徑誤差 D、增加觀測值個數

2.組成寬巷觀測值（wide lane）的主要目的是為了。

A、消除電離層延遲 B、提高定位精度 C、便于確定整周模糊度 D、檢核

3.未經美國政府特許的用戶不能用來測定從衛星至接收機間的距離。

A、C/A碼B、Ll 載波相位觀測值

C、載波相位觀測值D、Y碼

4.利用廣播星歷進行單點定位時，所求得的站坐標屬于。

A、1954北京坐標系B、1980年西安坐標系

C、WGS-84 D、ITRF

5.在一般的GPS 短基線測量中，應盡量采用。

A、單差解 B、三差解 C、雙差固定解 D、雙差浮點解

三、名詞解釋

1、整周跳變：

2、接收通道

3、導航電文

4、重建載波

5、相對論效應：

6、廣域差分GPS7、天線平均相位中心偏差

四、問答題（要點）

1．在全球定位系統中為何要用測距碼來測定偽距？

2．為什么說快速而準確地確定整周模糊度是載波相位測量中的關鍵問題

3．什么叫多路徑誤差？在GPS測量中可采用哪些方法來消除或消弱多路徑誤差？

4．怎樣用雙頻觀測值來消除電離層延遲？

第二篇：武漢大學測繪學院GPS考試重點

基線向量：利用進行同步觀測的GPS接收機所采集的觀測數據計算出的接收機間的三維坐標差。同步觀測基線：利用同一時段的同步觀測數據所確定出的基線向量被稱為同步觀測基線。復測基線：在某兩個測站間，由多個時段的同步觀測數據所獲得的多個基線向量結果稱為復測基線。SP3：是一種在衛星大地測量中廣泛采用的數據格式，由美國國家大地測量委員會提出，專門用于儲存GPS衛星的精密軌道數據。同步環閉合差：由同步觀測基線所組成的閉合環的閉合差。坐標參照系：提供系統遠點、尺度、方向及其時間演變的一組協議、算法和常數。確定：需要確定其原點、尺度和方向。參考框架：坐標參照系的具體實現，是一組具有相應坐標參照系下坐標及其時間演變的點，隱含了定義一個坐標參照系所必須的原點位置、一組正交坐標軸的指向、和一個尺度。GPS網基準設計：指定GPS網所采用的坐標參照系統，幷確定所采用的起算數據的工作。GPS網的設計準則：在保證質量的前提下，盡可能提高效率，努力降低成本。基線解算：利用2臺或2臺以上的GPS接收機所采集的同步觀測數據形成的差分觀測值，通過參數估計的方法來確定兩兩接收機之間的三維坐標差及其方差—協方差陣的過程。單基線解模式：在進行基線解算的過程中，一次僅同時提取2臺GPS接收機的同步觀測數據來解求他們之間的基線向量，當在該時段中有多臺接收機進行了同步觀測而需要解求多條基線時，這些基線是逐條在獨立的解算過程中解求出來的。多基線解模式在進行基線解算時，一次提取一個觀測時段所有進行同步觀測的n臺接收機所采集的同步觀測數據，在一個單一的解算過程中，共同求解出所有n-1條相互函數獨立的基線。整體解：在進行基線解算時，一次提取項目整個觀測過程中的所有觀測數據，在一個單一的解算過程中同時對它們進行處理，得到所有函數獨立基線。RMS：RMS是一個內符合精度，RMS小內符合精度高。反應了觀測值與參數估值之間的符合度，一定程度上也反應了觀測值的優劣。質量不好時RMS大反過來不成立，僅作為參考。RATIO：?為備選模糊度參數得到的單位權方差，RATIO?1，越大越好。反應了確定出來的整周未知數的可靠性。RDOP指的是基線解算時待定參數的協因數陣的跡的平方根。RDOP值的大小與基線位置和衛星在空中的幾何分布及運行軌跡有關。RDOP值反應了觀測期間GPS衛星星座的狀態對相對定位的影響，不受觀測值質量的影響。

1、GPS網的網形設計：（1）三角形網：以三角形作為基本圖形所構成的GPS網成為三角形網。優點：幾何強度好，抗粗差能力強，可靠性高。缺點：工作量大（2）多邊形網：以多邊形（n≥4）作為基本圖形所構成的GPS網成為多邊形網。優點：效率高，工作量較小。缺點：圖形強度不如三角形網（3）附和導線網：以附和導線作為基本圖形所構成的GPS網稱為附和導線網。優點：效率高，工作量小。缺點：圖形強度不如前兩個（4）星形網：從一個已知點上分別于各待定點進行相對定位所組成的圖形。優點：作業效率高。缺點：抗差能力極差。適用RTK。同步圖形的連接方式/擴展方式：（1）點連接：相鄰的同步圖形之間只通過一個公共點相連。優點：作業效率高，圖形擴展快。缺點：圖形強度差，如果連接點出問題，將影響到后面的同步圖形

（2）邊連接：相鄰的同步圖形間有一條邊相連。優點：較高的作業效率和較高的圖形強度（3）網連接：相鄰圖形之間有三個以上的公共點相連。優點：圖形強度最強。缺點：作業效率很低（4）混連式：實際的GPS作業中，有選擇的靈活的采用幾種方式作業稱為混連式。基線解算軟件操作過程：（1）導入觀測數據（2）檢查和修改外業輸入數據（3）設定基線解算的控制參數（星歷類型、截止高度角、周跳處理方法……）（4）基線解算（5）基線質量控制（精細化處理，實際是修改控制參數）（6）得到最終的基線解算結果。基線解算：優點：模型簡答，一次求解的參數較少，計算量小。缺點：解算結果無法反映同步觀測基線之間的統計相關性；無法充分利用觀測數據之間的關聯性。適用：是一般的工程應用。優點：數學模型嚴密，能在結果中反應觀測基線向量之間的統計相關性。缺點：數學模型和結算過程都比較復雜，并且計算量也極大。適用：對質量要求嚴格的應用。優點：數學模型嚴密，能反應同步觀測基線之間的統計相關性；避免結果在幾何上的不一致。缺點：數學模型和解算過程復雜，計算量很大。適用：高精度定軌、定位軟件用。網平差類型：（根據網平差時所采用的觀測量和已知條件的類型和數量）

（1）無約束平差/最小約束平差：觀測值：GPS基線向量；約束條件：無或者只引入一個提供位置基準信息的起算點坐標；目的：判斷是否存在粗差基線；調整各基線向量觀測值的權；確定各點在地心坐標系下的相對位置關系。不影響尺度和方位發生變化。完全是觀測值本身質量的真是反應（2）約束平差：觀測量：GPS基線；約束條件：引入邊長、方向或者兩個以上的起算點的坐標，使GPS網的尺度和方位發生變化；目的：確定各點在指定坐標參考系中的坐標（3）聯合平差：觀測值：GPS基線和地面常規觀測量如邊長、角度、方向和高差；目的：確定各點在指定坐標參考系中的坐標。一般出現在工程應用中。GPS水準H精度→（1）使用雙頻接收機（2）使用相同類型的帶有抑徑板或抑徑圈的大地型接收機天線（3）對每個點在不同衛星星座和大氣條件下進行多次設站（4）進行基線解算時采用精密星歷（5）進行基線解算時對天頂對流層延遲進行估計。

1、GPS測量（1）測量精度高（2）選點靈活，無需造標，布網成本低（3）可全天候作業（4）觀測時間短，作業效率高（5）觀測、處理自動化（6）可獲得三維坐標。影響GPS網質量的因素：GPS基線向量的質量（依賴于觀測數據和處理方法）；常規地面觀測值的質量（觀測方法）；起算數據的精度、數量和分布（網的設計及已有成果的質量）；GPS網的結構（網的設計和外業觀測方案）；數據處理方法的完備性（數據處理軟件及其解算方案）提高GPS網質量的方法:提高可靠性的方法：（1）增加觀測期數（2）保證一定的重復設站次數（3）保證每個測站至少與三條以上的獨立基線相連（4）布網時要使網中所有最簡異步環的邊數不多于6條。提高精度的方法：（1）為提高GPS網中各相鄰點具有較高的相對精度，對網中距離較近的點一定要進行同步觀測，以獲得她們之間的直接觀測基線（2）在全面網之上建立框架網，以框架網作為整個GPS網的骨架（3）布網時要使網中所有最簡異步環的邊數不多于6條（4）引入高精度的激光測距邊作為觀測值進行聯合平差（5）為提高GPS網的尺度精度，可在網中增設長時間、多時段的基線向量。野外檢定場：遵循原則：（1）有……的基線（2）檢定場地質條件好……（3）有強制對中裝置，墩面上有正北方向（4）中長基線應該組成網形，以便進行環閉合差檢驗。GPS網平差的目的：（1）消除由觀測量和已知條件中存在的誤差所引起的GPS網在幾何上的不一致。閉合條件，重復條件，符合條件。（2）改善GPS網質量，評定GPS網精度。得到諸如改正數、驗后方差、單位權方差、相鄰點距離中誤差、點位中誤差。（3）確定GPS網中點在指定參考系下的坐標以及其他所需要的參數的估值。通過引入起算數據，如已知點、已知邊長、已知方向確定點在指定參考系下的坐標和其他的參數如轉換參數。影響基線解算因素（1）基線解算時所設定的起點坐標不準確（導致基線向量偏差）處理：使用準確度高的起點坐標或者所有基線起點坐標都由一個點衍生出來然后出現系統偏差引入系統參數解決（2）少數衛星的觀測時間太短影響這些衛星的整周未知數無法確定。處理：刪除（3）周跳探測、修復不正確，存在未探測或正確修復的周跳。處理：增加新的模糊度參數或者刪除（4）在觀測時段內，多路徑效應比較嚴重，觀測值的改正數普遍較大。處理：縮小編輯因子的方法來刪除殘差較大的觀測值，另外可以刪除較大的觀測值（5）對流層或者電離層折射影響過大。處理：a、提高截止高度角b、采用模型進行改正c、使用無電離層觀測值。其他：衛星軌道數據誤差，數學模型誤差（沒有考慮地固潮、地球自轉等問題）。網平差的流程：（1）提取基線向量：（2）三維無約束平差目的：判斷是否有粗差；調整權值（3）約束平差/聯合平差（4）質量分析和控制：指標：基線向量的改正數；相鄰點的中誤差和相對中誤差，單位權方差的開方檢驗。

第三篇：武漢大學測繪學院-大學生科研項目立項-項目指南

“云南麗江地球物理野外實踐教育基地”項目

武漢大學測繪學院 大學生科研項目申請指南

一、項目簡介

為了充分發揮大地測量學與地球物理學的學科優勢，增強兩個學科的綜合、交叉與融合，培養具有堅實的數理基礎知識和地球物理專業知識的優秀人才，國家教育部批準“云南麗江地球物理野外實踐教育基地”項目（后簡稱“野外實踐項目”），以開展教學方式改革，強化實踐教學環節。為了培養大學生的自主學習能力、實踐動手能力和科技創新能力，現從野外實踐項目中提出部分經費，用于鼓勵和支持大學生積極參加科技創新研究。

二、資助對象

武漢大學測繪學院地球物理專業和大地測量專業（A方向）的全日制在校二年級和三年級本科生均可申報。

三、資助方向

重點資助以下研究方向：

（1）地球重力場理論、方法與應用；

（2）大地測量地球物理反演理論、方法及應用；（3）地球自轉、自由震蕩、內部物理及地球動力學；（4）空間大地測量理論、技術及應用；（5）地震波理論及應用、層析成像、地震成因；（6）勘探及應用地球物理；

（7）地磁、地電、地熱理論及應用。

四、資助額度及期限

每個立項項目資助強度為2000-4000元。執行年限為1～2年，其中二年級學生可以申請2年期限(4000元)，三年級學生只能申請1年期限(2000元)。每個項目參 1 與人數：2～4人。共設立20個項目：二年級學生，10個項目，三年級學生，10個項目。

五、申請規定

項目屬于自由申請，建議申請者咨詢專業老師，詳細了解項目規定和要求，且必須選擇測繪學院一名在職老師作為項目的指導老師。申請者必須填寫《武漢大學測繪學院大學生科研項目立項申請書》，申請結果待組織有關專家進行評審確定后公布。

六、成果管理

項目研究成果，包括：1）研究報告；2）研究論文；3）數據；4）軟件；5）專利；6）其他形式（申報時請注明）。成果如果公開發表，需在顯著位置標注“教育部武漢大學-云南麗江地球物理野外實踐教育基地”項目資助。項目完成后，將組織有關老師對研究成果進行考核評定。考核形式：提交研究成果（至少包括前面所列的前四項成果）紙質文檔三份，電子文檔一份，并進行現場答辯。

七、申請截止日期

2014年啟動項目的申請截止日期：2015年3月15日。請在申報書截止日期之前，將申報書一式兩份紙質本及電子文檔提交給曹黎老師。

八、聯系人

曹黎老師，電話：027 68771695；156 2356 4399； e-mail: lcao@sgg.whu.edu.cn

武漢大學測繪學院

2014年12月26日

第四篇：武漢大學測繪學院變形監測數據處理考試知識點總結

變形： 變形是自然界普遍存在的現象，它是指變形體在各種荷載作用下，其形狀、大小及位置在時間域和空間域中的變化。變形監測：就是利用測量與專用儀器和方法對變形體的變形現象進行監視觀測的工作。其任務是確定在各種荷載和外力作用下，變形體的形狀、大小及位置變化的空間狀態和時間特征。變形監測工作是人們通過變形現象獲得科學認識、檢驗理論和假設的必要手段。

變形體：變形體的范疇可以大到整個地球，小到一個工程建(構)筑物的塊體，它包括自然和人工的構筑物。

變形監測對象： ①全球性的變形研究，如監測全球板塊運動、地級移動、地球自轉速率變化、地潮等；②區域性變形研究，如地殼形變監測、城市地面沉降等；③工程和局部性變形研究，如監測工程建筑物的三維變形、滑坡體的滑動、地下開采引起的地表移動和下沉等。變形監測的內容

應根據變形體的性質與地基情況來定。要求有明確的針對性，既要有重點，又要作全面考慮，以便能正確反映出變形體的變化情況，達到監視變形體的安全、了解其變形規律之目的。有工業與民用建筑物，水工建筑物，地面沉降

(以水工建筑物為例)：對于土壩，其觀測項目主要為水平位移、垂直位移、滲透以及裂縫觀測；對于混凝土壩，以混凝土重力壩為例，由于水壓力、外界溫度變化、壩體自重等因素的作用，其主要觀測項目為垂直位移(從而可以求得基礎與壩體的轉動)、水平位移(從而可以求得壩體的扭曲)以及伸縮縫的觀測，這些內容通常稱為外部變形觀測。此外，為了了解混凝土壩結構內部的情況，還應對混凝土應力、鋼筋應力、溫度等進行觀測，這些內容通常稱為內部觀測。雖然內部觀測一般不由測量人員進行，但在進行檢測數據處理時，特別是對變形原因作物理解釋時，則必須將內、外部觀測的資料結合起來進行分析。

變形監測的目的和意義：對于工程建筑來說，確保安全，驗證設計，災害防治。①實用上的意義，主要是掌握各種建筑物和地質構造的穩定性，為安全性診斷提供必要的信息，即便及時發現問題并采取措施；②科學上的意義，包括更好地理解變形的機理，驗證有關工程設計的理論和地殼運動的假說，進行反饋設計以及建立有效的變形預報模型。

.變形監測的方法：取決于變形體的特征、變形監測的目的、變形大小和變形速度

全球性變形監測：空間大地測量(GPS,VLBI,SLR,LLR,衛星重力探測技術)。區域性變形監測：GPS,InSAR,精密水準測量。工程和局部性變形監測：地面常規測量技術、地面攝影測量技術、特殊和專用的測量手段、以GPS為主的空間定位技術。傳統的地表變形監測方法采用的是大地測量法和近景攝影測量法。

變形監測的特點：1）周期性重復觀測；2）精度要求高；3）多種測繪技術的綜合應用；4）監測網著重研究點位的變化。

1.隨機現象：在同樣條件下進行同樣的觀察或實驗，卻可能發生種種不同結果的現象，稱為隨機現象或偶然現象。2.統計規律性：表面上看來，隨機現象的發生，完全是隨機的、偶然的，沒有什么規律可循。但是，如果我們在相同的條件下進行多次重復的實驗或大量的觀察，就會發現隨機現象結果的出現，也具有一定的規律性。在自然界和人類社會中，這種現象是普遍存在的，看起來毫無規律的隨機現象，卻有著某種規律性的東西隱藏在它的后面。我們稱這種規律性為隨機現象的統計規律性。

3.偶然誤差分布特點：①就誤差的絕對值而言，小誤差比大誤差出現的機會多，故誤差的概率與誤差的大小有關；②大小相等，符號相反的正負誤差的數目幾乎相等，故誤差的密度曲線是對稱于誤差為0 的縱軸；③極大的正誤差與負誤差的概率非常小，故絕對值很大的誤差一般不會出現。

4.隨機過程(函數)：在動態監測中，對某一個不斷變化的監測點進行觀察，每一個觀察結果是一個確定的隨時間或空間變化的函數(例如一條記錄曲線)，對于觀察時間間隔內的每一瞬時，這一函數都有一個確定的數值。但由于隨機誤差的存在，多次的重復觀測會得到不完全相同的函數結果(例如一組記錄曲線)。這種函數，對于自變量(時間或空間)的每一個給定值，它是一個隨機變量，我們稱這種函數為隨機函數。通常把自變量為時間t的隨機函數叫做隨機過程。

5.研究隨機過程的意義：隨著現代變形監測自動化需求和科學研究的發展，越來越迫切地需要了解監測對象過程的變化，這時監測點可能是隨時間或空間而連續變化的。因此，監測過程和監測結果也是隨時間或空間而連續變化的。在近代物理學、無線電技術、自動控制、空間技術等學科中，都大量應用隨機過程理論。變形的幾何量和物理量的監測，過去以靜態監測為主。如今，隨著儀器設備的進步和自動監測要求提高，對幾何量和物理量的動態實時監測日益增加。顯然，用過去靜態測量精度評定方法是不能正確地評定動態測量結果的，而且也不能進一步地分析動態監測中的特殊現象。因此，有必要研究隨機過程理論。

6.假設檢驗的一般步驟：1.提出原假設H0；2.選擇一個合適的檢驗統計量U，并從樣本（子樣觀測值）求出統計量U的值u；3.對于給定的顯著水平α，查U的分布表，求出臨界值u0，用它劃分接受域W0和拒絕域W1，使得當H0為真時，有P{U∈W1}=α；4.比較u（統計量U的值）和u0，若u落在拒絕域W1中，就拒絕H0，若u落在接受域W0中，就接受H0。

7.隨機變量的特征量：概率分布函數、算數平均值、標準差。隨機過程的特征量：①概率密度函數②均值、方差和均方值；③自相關函數；④譜密度函數。8.自相關函數：均值和方差是表征隨機過程在各個孤立時刻的統計特性的重要特征量，但不能反映隨機過程不同時刻之間的關系。因此，除均值和方差外，我們還要用另一個特征量來反映隨機過程內不同時刻之間的相關程度，這種特征量叫相關函數或自相關函數。

9.頻譜分析法：在實用上，我們不僅關心作為隨機過程的數據的均值和相關函數，而且往往更關心隨機數據的頻率分布情況，也就是研究隨機過程是由哪些頻率成分所組成，不同頻率的分量各占多大的比重等。這種分析方法就是所謂的頻譜分析法。

10.各態歷經隨機過程：對于平穩過程，為求特征量，需作大量實驗，獲得多個隨機過程的現實，然后在各t時刻上求特征量估計。而在測量實踐中，對某一時刻t要取得大量的現實是十分困難的，甚至是不可能的。但是，可以從一個現實(即單個觀測得到的時間歷經)來求特征量。許多平穩隨機過程都可以這樣做，我們把這一類的平穩過程稱為各態歷經隨機過程。

GPS的作業方式分為周期性和連續性：周期性變形監測：因為有的變形體的變形極為緩慢，在局部時間域內可以認為是穩定的，其監測頻率有的是幾個月，有的甚至長達幾年，此時，采用GPS靜態相對定位法進行測量，數據處理與分析一般都是事后的。連續性變形監測：指的是采用固定監測儀器進行長時間的數據采集，獲得變形數據序列。雖然連續性監測模式也是對測點進行重復性的觀測，但其觀測數據是連續的，具有較高的時間分辨率。

變形分析的內涵：透過現象看本質，從雜亂無章中找出其內在規律，然后遵循規律辦事。變形分析的研究內容：變形的幾何分析和變形的物理解釋。幾何分析是對變形體的形狀和大小的變形作幾何描述，其任務在于描述變形體變形的空間狀態和事件特性。變形物理解釋的任務是確定變形體的變形和變形原因之間的關系，解釋變形的原因。

幾何分析：參考點的穩定性分析、觀測值的平差處理和質量評定以及變形模型參數估計等.變形物理解釋的方法可分為統計分析法、確定函數法和混合模型法。

統計分析法：以回歸分析模型為主，是通過分析所觀測的變形（效用量）和外因（原因量）之間的相關性，來建立荷載-變形之間的關系的數學模型，它具有后驗的性質，是目前應用比較廣泛的變形成因分析法。

確定函數法：以有限元法為主，它是在一定的假設條件下，利用變形體的力學性質和無力相知，通過應力與應變關系建立荷載與變形的函數模型，然后利用確定函數模型預報在荷載作用下變形體可能的變形。具有先驗的性質，比統計模型物理意義明確，但計算工作量較大，并對用作計算的基本資料有一定的要求。混合模型法：對于那些與效用量關系比較明確的原因量（如水質分量）用有限元法德計算值，而對于另一些與效用量關系不是很明確或采用相應的物理理論計算成果難以確定他們之間函數關系的原因量則仍采用統計模型，然后與實際值進行擬合而建立的模型

變形體：對可能產生變形的各種自然或人工的建筑物或構筑體我們可以統稱為變形體。變形觀測：對變形體在運動中的空間和時間域內進行周期性的重復觀測，就稱為變形觀測。地面監測方法：主要是指用高精度測量儀器(如經緯儀、測距儀、水準儀、全站儀等)測量角度、邊長和高程的變化來測定變形，它們是目前變形監測的主要手段。常用的地面監測方法主要有兩方向(或三方向)前方交會法、雙邊距離交會法、極坐標法、自由設站法、視準線法、小角法、測距法及幾何水準測量法，以及精密三角高程測量法等。常用前方交會法、距離交會法監測變形體的二維(X,Y方向)水平位移；用視準線法、小角法、測距法觀測變形體的水平單向位移；用幾何水準測量法、精密三角高程測量法觀測變形體的垂直(Z方向)位移。

地面監測方法的優點：①能夠提供變形體的變形狀態，監控面積大，可以有效地監測確定變形體的變形范圍和絕對位移量；②觀測量通過組成網的形式可以進行測量結果的校核和精度評定；③靈活性大，能適用于不同的精度要求、不同形式的變形體和不同的外界條件。測量機器人：是一種能代替人進行自動搜索、跟蹤、辨識和精確照準目標并獲取角度、距離、三維坐標以及影像等信息的智能型電子全站儀。

固定式變形監測優缺點：優點 高效、全自動、準確、實時性強、結構簡單、操作簡便等特點，特別適用于小區域內的變形監測，可實現全自動的無人守值的形變監測。缺點①沒有多余的觀測量，測量的精度隨著距離的增長而顯著地降低，且不易檢查發現粗差；②系統所需的測量機器人、棱鏡、計算機等設備因長期固定而需要采取特殊的措施保護起來；③這種方式需要有雄厚的資金作保證，測量機器人等昂貴的儀器設備只能在一個變形監測項目中專用。

移動式半自動監測：在各觀測墩上安置整平儀器，輸入測站點號，進行必要的測站設置，后視之后測量機器人會按照預置在機內的觀測點順序、測回數，全自動地尋找目標，精確照準目標、記錄觀測數據，計算各種限差，作超限重測或等待人工干預等。完成一個測點的工作之后，人工將儀器搬到下一個施測的點上，重復上述的工作，直至所有外業工作完成。這種移動式網觀測模式可大大減輕觀測者的勞動強度，所獲得的成果精度更好。8.根據攝影時攝影機內外方位元素是否已知，攝影測量的數據處理方式分為空間前方交會發，空間后交-前交法，嚴密解法以及直接現行變換法

地面攝影測量方法：就是在變形體周圍選擇穩定的點，在這些點上安置攝影機，并對變形體進行攝影，然后通過內業量測和數據處理得到變形體上目標點的二維或三維坐標，比較不同時刻目標點的坐標得到它們的位移。

優點：① 可以同時測定變形體上任意點的變形；②提供完全和瞬時的三維空間信息；③大量減少野外的測量工作量；④可以不需要接觸被測物體；⑤有了攝影底片，可以觀測到變形體以前的狀態。

方式：①固定攝站的時間基線法；②立體攝影測量法。時間基線法是把兩個不同時刻所拍的像片作為立體像對，量測同一目標像點的左右和上下視差，這些視差乘以像片比例尺即為目標點的位移。立體攝影測量分為正直攝影、等偏攝影、交向攝影和等傾攝影。

GPS變形監測的特點：①測站間無須通視；②可同時提供監測點的三維位移信息；③全天候監測；④監測精度高；⑤操作簡便，易于實現監測自動化；⑥GPS大地高用于垂直位移測量。GPS變形監測分為：周期性監測模式和連續性監測模式。

GPS變形監測自動化系統組成：數據采集，數據傳輸，數據處理、分析和管理等部分。地面三維激光掃描儀組成：掃描儀、控制器(計算機)、電源供應系統。

三維激光特點：快速、不接觸、穿透、實時、動態、主動性、高密度、高精度、數字化、自動化

三維激光優點：①速度快，密度高，精度高，特別適合大面積或者表面復雜的物體測量及其物體局部細節測量；②不需要接觸物體，昏暗和夜間都不影響外業測量；③快速和準確地獲取表面、體積、斷面、截面、等值線等；④方便將3D模型轉換到CAD系統中，直接供工程設計。

數據處理：數據采集、數據預處理、幾何模型重建和模型可視化。.特殊的測量手段：應變測量、準直測量、傾斜測量。

特點：①測量過程簡單；②容易實現自動化觀測和連續監測；③提供的是局部的變形信息。25.測量機器人三大改正：距離的差分改正（大氣條件的變化對距離測量的影響）、球氣差的改正（在極坐標的單向測量中必須考慮球氣差對高程測量的影響）、方位角的差分改正（因水平度盤零方向的變化對水平方位角的影響）。

.垂線測量：垂線有兩種形式：正垂線和倒垂線。正垂線一般用于建筑物各高程面處的水平位移監測、撓度觀測和傾斜測量等。倒垂線大多用于巖層錯動監測、撓度監測，或用作水平位移的基準點。正垂線觀測中的誤差主要有夾線誤差、照準誤差、讀數誤差、對中誤差、垂線儀的零位漂移和螺桿與滑塊間的隙動誤差等。倒垂線測量的誤差主要來源于浮體產生的誤差、垂線觀測儀產生的誤差、外界條件變化產生的誤差。倒垂測量中，還會因儀器的對中、調平、讀數和零位漂移等因素使測量結果產生誤差。怎樣指定變形監測方案：變形監測方案的制定必須建立在對工程場地的地質條件、施工方案、施工周圍環境詳盡的調查了解基礎之上，同時還需與工程建設單位、施工單位、監理單位、設計單位以及有關部門進行協調。由于變形監測方案的制定將影響到觀測的成本、成果的精度和可靠性，因此，應當認真、全面地考慮。

變形監測方案制定的主要內容：監測內容的確定；監測方法、儀器和監測精度的確定；施測部位和測點布置的確定；監測周期的確定。

五固定：觀測點位（測站)；觀測人員；觀測設備；觀測方法和路線；觀測環境條件 監測內容的確定：監測內容的確定主要根據監測工程的性質和要求，在收集和閱讀工程地質勘察報告、施工組織計劃的基礎上，根據工程周圍和環境確定變形監測的內容。變形監測方法和儀器的選擇主要取決于工程地質條件以及工程周圍的環境條件，根據監測內容的不同可以選擇不同的方法和儀器。

變形監測精度的確定：制定變形監測的精度取決于變形的大小、速率、儀器和方法所能達到的實際精度，以及觀察的目的等。和其他測量工作相比，變形觀測要求的精度高，典型精度是1mm或相對精度為10的-6次方。確定合理的測量精度是很重要的，過高的精度要求使測量工作復雜，增加費用和時間；而精度定得太低又會增加變形分析的困難，使所估計的變形參數誤差大，甚至會得出不正確的結論。一般來說，如果變形觀測是為了使變形值不超過某一允許的數值，以確保建筑物的安全，則其觀測的誤差應小于允許變形值的1/10-1/20；如果是為了研究變形的過程，則其誤差應比上面這個數值小得多，甚至應采用目前測量手段和儀器所能達到的最高精度。

監測點位布置：必須安全、可靠，布局合理，突出重點，并能滿足監測設計及精度要求，便于長期監測。

沉降觀測工作點的布設：1）沉降監測工作點應布設在最有代表性的部位，還要考慮到建筑物基礎的地質條件，建筑物特征，建筑物內部應力分布狀況等。2）工作點應與建筑物連接牢固，使工作點的高程變化能真正反映建筑物的沉降變化情況。3）工作點的點位應便于觀測。

變形監測的頻率取決于變形的大小、速度以及觀測的目的。變形監測頻率的大小應能反映出變形體的變形規律，并可隨單位時間內變形量的大小而定。變形量較大時，應增大監測頻率；變形量減小或建筑物趨于穩定時，則可減小監測頻率。建筑物變形監測內容有哪些。

（1）建筑物沉降監測,水平位移監測,傾斜位移監測,裂縫監測,撓度監測 觀測值的誤差分類： ①粗差（也稱錯誤），它是由于觀測中的錯誤所引起的，例如，GPS觀測中的周跳現象，水準觀測時的讀錯、記錯等；②系統誤差。它是在相同的觀測條件下作一系列的觀測，而觀測誤差在大小、符號上表現出系統性，③偶然誤差（也稱隨機誤差），它是在相同的觀測條件下作一系列的觀測，而觀測誤差在大小、符號上表現出偶然性。監測資料檢核的意義：

如果在監測資料中存在錯誤或系統誤差，就會對后續的變形分析和解釋帶來困難，甚至得出錯誤的結論。同時，在變形監測中，由于變形量本身較小，臨近于測量誤差的邊緣，為了區分變形與誤差，提取變形特征，必須設法消除較大誤差（超限誤差），提高測量精度，從而盡可能地減少觀測誤差對變形分析的影響。變形監測資料處理的首要工作是分析變形觀測值的質量，包括觀測值的精度和可靠性。這里所指的觀測值既可以是原始觀測值，也可以是經一定處理后的觀測值（如GPS測量所得到的基線向量、坐標等）。.變形監測檢核的方法：

變形監測檢核的方法很多，應根據實際觀測情況而定。包括野外檢核和室內檢核。室內檢核工作，具體有:①原始記錄的校核；②原始資料的統計分析，如粗差檢驗法；③原始資料的邏輯分析：根據監測點的內在物力意義來分析原始實測值的可靠性。包括：一致性分析：時間---效應量、原因---效應量；相關性分析：空間點位的相關性。邏輯分析，若存在大的偏差，則有兩種可能： ①誤差引起（大誤差或粗差）；②真實變形（突變），是險情的萌芽。監測資料管理系統分為：

①人工管理處理。②計算機輔助人工處理。③數據庫管理系統。

.數據篩選步驟：①組成誤差方程與法方程式；②解法方程式并作整體檢驗，求Qvv；③計算局部檢驗統計量與假設檢驗。

監測資料的插補：由于各種主、客觀條件的限制，當實測資料出現漏測時，或在數據處理時需要利用等間隔觀測時，則可利用已有的相鄰測次或相鄰測點的可靠資料進行插補工作。插補方法:①按內在物力聯系進行插補；②按數學方法進行插補：(線性內插法、拉格朗日內插計算、用多項式進行曲線擬合、周期函數的曲線擬合、多面函數擬合法)。小波變換的基本思想是用一族函數去表示或逼近一信號或函數

小波變換在變形分析中的作用：①觀測數據濾波。對于變形體的變形監測，觀測數據序列中的有用信號和噪聲的時頻特特性通常是不一樣的。有用信號在時域和頻域上是局部化的，表現為低頻特性；而噪聲在時頻空間中的分布是全局性的，它在整個觀測的時域內處處存在，在頻域上表現為高頻特性。因此，小波濾波可有效地分離有用信號s(t)和噪聲n(t)，實現消噪的目的；②變形特征提取。借助于小波變換的局部時頻分析特征，可以聚焦到信號的任意細節，在很強的背景噪聲下，可有效地提取反映變形的特征信息。尤其對于非平穩突變(或非線性)變形、非等時間間隔觀測以及弱信號等特征提取，將會是一種很好的方法。另外，在高層和高聳建筑的動態監測中，可以高精度地實現振動特征提取。③不同變形頻率的分離。對于復雜周期或多種頻率混雜的變形特征可進行有效分離，這對變形的物理解釋是十分有用的。④觀測精度估計，進行小波濾波后，一方面實現了消噪的目的，另一方面所分離出的噪聲實質上反映了變形監測系統的觀測精度，由噪聲量可以更為客觀地評定監測系統的精度。消噪的步驟：①小波分解。比如，根據問題的性質，選擇一組Daubechies小波濾波系數構造變換矩陣W，并確定其分解層次J，然后對觀測數據x(t)進行J層小波分解。②小波分解高頻系數的閾值量化處理。選擇閾值的規則有多種，其意義在于從高頻信息中提取弱小的有用信號，而不至于在消噪過程中將有用的高頻特征信號當做噪聲信號而消除。:③小波重構。用小波分解的第J層的低頻系數和經過閾值量化處理后的第1層至第J層的高頻系數進行重構，可得到消噪后的觀測數據序列估計值。若將閾值量化處理后的小波分解高頻系數進行重構，便可得到觀測精度的估計值。

.變形監測成果的整理：便于應用分析，方便對監測數據的分析、決策和反饋向需用單位提供資料或歸檔保存整編基礎平時資料計算、分析的基礎上，按規定對整編年份的監測資料進行整編。

觀測資料的整編常用的圖表:觀測點變形過程線與建筑物變形分布圖。

變形過程線：是以時間為橫坐標，以累積變形值(位移、沉陷、傾斜和撓度等)為縱坐標繪制成的曲線。觀測點變形過程線可明顯地反映出變形的趨勢、規律和幅度，對于初步判斷建筑物的工作情況是否正常是非常有用的。

變形過程線的繪制：①根據觀測記錄填寫變形數值表；②繪制觀測點實測變形過程線；③實測變形過程線的修勻。

建筑物變形分布圖：能夠全面地反映建筑物的變形狀況。有：①變形值剖面分布圖；②建筑物(或基礎)沉陷等值線。

.參考網：在測量中，當觀測量是未知量的相對觀測量而不是絕對觀測量時，要由相對觀測量求得未知量的值必須有初始值作為參考。比如在水準測量中，高差是兩個點高程的相對觀測量，而不是某一個點高程的絕對觀測量，一個水準網中各點的高程計算必須有一個高程已知點，這個已知點就是該網的基準點。必要的基準參數構成網的基準，或稱參考系。

.變形監測網：在變形觀測中，為了采集變形體的變形信息需要布設變形監測網。通過在不同時間對變形監測網進行重復觀測，來獲取布設在變形體上目標點的位移。變形監測網是控制網在變形監測中的一種形式。它可能是水準網、三角網、邊角網或GPS網。所以變形監測網的觀測量都是坐標的相對觀測量，需要給定參考系才能計算各觀測周期網點的坐標。變形監測網：分為絕對網、相對網。絕對網：有部分點布設在變形體外的監測網； 相對網：網的全部點都在變形體上的監測網。變形監測網的布設原則：1）變形監測控制網的起算點或終點要有穩定的點位，應布設在牢靠的非變形區，為了減少觀測點誤差的積累，距觀測區又不能過遠。2）為了便于迅速獲得觀測成果，變形監測控制網的圖形結構應盡可能的簡單。3）在確保變形監測控制網具有足夠精度的條件下，控制網應盡量布設一次全面網；在特殊條件下，才允許分層控制。4）實測原則：測量儀器、設備和測量方法的選擇，要量力而行，不能超越現有的經濟、技術條件，不能提出過高的要求。5）控制網設計時，應盡量采用先進技術，盡可能多地獲取建筑物變形數據，特別是絕對位移數據和時間信息。控制點便于長期保存。6）變形監測控制網應與建筑施工采用相同的坐標系統

.參考點(基準點)：對于絕對網，那些布設在變形體外的全部點或部分點是作為位移測量和計算的參考對象的點，稱為參考點或基準點。絕對位移：如果參考點是穩定不動的，變形監測網以它們為參考所測量的目標點的位移就是真實的位移，也叫絕對位移。

.參考系虧損(基準虧損):相對網由于沒有參考點，以坐標為參數的間接平差模型的系數矩陣出現秩虧，這種現象叫做參考系虧損或基準虧損。

GPS變形監測網數據處理：GPS變形監測網平差方法分為靜態平差和動態平差。

靜態平差：是把各期的觀察數據分別進行平差處理，而不考慮兩期之間的動態參數，通過統一基準來進行變形分析。

動態平差：是將監測網作為動態系統，納入監測點的變形參數，將各期觀測數據聯合進行平差處理。

平均間隙法基本思想：先進行兩周期圖形一致性檢驗（或集體檢驗），如果檢驗通過，則確認所有參考點是穩定的。否則，就要找出不穩定點。尋找不穩定點的方法是“嘗試法”，一次去掉每一點，計算圖形不一致性減少的程度，使得圖形不一致性減少最大的那一點是不穩定的點。排除不穩定點后再重復上述過程，直到圖形一致性（指去掉不穩定點后的圖形）通過檢驗為止。

GPS監測網變形分析基準的統一：GPS監測網是在相隔一定時間后分期進行觀測的，由于GPS衛星星歷、電離層折射等誤差的影響，各期基線向量間之間可能存在系統性的尺度差異和方位差異，若不顧及這種系統性的偏差，則可能導致將系統性偏差當作變形值來處理，從而影響變形分析結果的正確性。所以，對GPS監測網的各期觀測資料，除了保持其位置基準的統一之外，還必須消除各期觀測值之間的尺度偏差和方位偏差，實現位置基準、尺度基準和方位基準的統一。

.多元線性回歸分析：多元線性回歸的中心問題是：確定對變量影響的因子及它們之間的關系，運用最小二乘法求回歸方程中的回歸系數

它是研究一個變量(因變量)與多個因子(自變量)之間非確定關系(相關關系)的最基本方法。該方法通過分析所觀測的變形(效應量)和外因(原因)之間的相關性，來建立荷載-變形之間關系的數學模型。其數學模型為：(1)具體分析步驟：①建立多元線性回歸方程。多元線性回歸數學模型用矩陣表示為y=xβ+ε；由最小二乘原理可求得β的估值為(2)事實上，這只是我們對問題初步分析所得的一種假設，所以，在求得多元線性回歸方程后，還需要對其進行統計檢驗。②回歸方程顯著性檢驗。如果因變量y與自變量x1,x2,?,xp之間不存在線性關系，則模型(1)中的β為零向量，即有原假設：H0:β1=0，β2，?，βp=0 將此原假設作為模型(1)的約束條件，求得統計量(3).在原假設成立時，統計量F應服從F(p,n-p-1)分布，故在選擇顯著水平α后，可用下式檢驗原假設：(4).對回歸方程的有效性(顯著性)進行檢驗。若上式成立，即認為在顯著水平α下，y對x1,x2,?,xp有顯著的線性關系，回歸方程是顯著的。③回歸系數顯著性檢驗。回歸方程顯著，并不意味著每個自變量x1,x2,?,xp對因變量y的影響都顯著，我們總想從回歸方程中剔除那些可有可無的變量，重新建立更為簡單的線性回歸方程。檢驗因子xj是否顯著的原假設為：H0:βj=0.原假設的統計量(5)，若統計量(6)，則認為回歸系數(7)在1-α的置信度下是顯著的，否則是不顯著的。對回歸系數進行一次檢驗后，只能剔除其中的一個因子，然后重新建立新的回歸方程，再對新的回歸系數逐個進行檢驗，重復以上過程，直到余下的回歸系數都顯著為止。.逐步回歸計算：

逐步回歸計算是建立在F檢驗的基礎上逐個接納顯著因子進入回歸方程。當回歸方程中接納一個因子后，由于因子之間的相關性，可使原先已在回歸方程中的其他因子變成不顯著，這需要從回歸方程中剔除。所以在接納一個因子后，必須對已在回歸方程中的所有因子的顯著性進行F檢驗，剔除不顯著的因子，直到沒有不顯著因子后，再對未選入回歸方程的其他因子用F檢驗來考慮是否接納進入回歸方程(一次只接納一個)。反復運用F檢驗，進行剔除和接納，直到得到所需的最佳回歸方程。逐步回歸計算步驟：

①由定性分析得到對因變量y的影響因子有t個，分別由每一因子建立1個一元線性回歸方程，求相應的殘差平方和S剩，選其最小的S剩對應的因子作為第一個因子入選回歸方程。對該因子進行F檢驗，當其影響顯著時，接納該因子進入回歸方程。②對余下的t-1個因子，再分別依次選一個，建立二元線性方程(共有t-1個)，計算它們的殘差平方和及各因子的偏回歸平方和，選擇與max(β(倒v)j平方/cjj)j都為下標

對應的因子為預選因子，作F檢驗，若影響顯著，則接納此因子進入回歸方程。③選第三個因子，方法同②，則共可建立t-2個三元線性回歸方程，計算它們的殘差平方和及各因子的偏回歸平方和，同樣，選擇 max(β(倒v)j平方/cjj)j都為下標的因子為預選因子，作F檢驗，若影響顯著，則接納此因子進入回歸方程。在選入第三個因子后，對原先已入選的回歸方程的因子應重新進行顯著性檢驗，在檢驗出不顯著因子后，應將它剔除出回歸方程，然后繼續檢驗已入選的回歸方程因子的顯著性。④在確認選入回歸方程的因子均為顯著因子后，則繼續開始從未選入方程的因子中挑選顯著因子進行回歸方程，其方法與步驟③相同。反復運用F檢驗進行因子的剔除與接納，直至得到所需的回歸方程。

1.選第一個因子。由分析結果，對每一影響因子x與因變量y建立一元線性回歸方程。由顯著性檢驗來接納因子進入回歸方程。

2.選第二個因子。對一元回歸方程中已選入的因子，加入另外一個因子，建立二元線性回歸方程進行檢驗。

3.選第三個因子。根據已選入的二個因子，依次與未選入每一因子，用多元回歸模型建立三元線性回歸方程，進行檢驗來接納因子。在選入第三個因子后，應對原先已選入回歸方程的因子重新進行顯著性檢驗。4.繼續選因子。

多元線性回歸分析的應用：

①變形的成因分析，當式yt=β0+β1xt1+β2xt2+?+βpxtp+εt中的自變量xt1,xt2,?,xtp為因變量的各個不同影響因子時，則上述方程可用來分析與解釋變形與變形原因之間的因果關系；②變形的預測預報，當式。。中的自變量xt1,xt2,?,xtp在t時刻的值為已知值或可觀測值時，則方程可預測變形體在同一時刻的變形大小。4.時間序列分析特點：

逐次的觀測值通常是不獨立的，且分析必須考慮到觀測資料的時間順序，當逐次觀測值相關時，未來數值可以由過去觀測資料來預測，可以利用觀測數據之間的自相關性建立相應的數學模型來描述客觀現象的動態特征。時間序列的基本思想：

對于平穩、正態、零均值的時間序列{xt},若xt的取值不僅與其前n步的各個取值xt-1,xt-2,?,xt-n有關，而且還與前m步的各個干擾at-1,at-2,?,at-m有關(n,m=1,2,?)，則按多元線性回歸的思想，可得到最一般的ARMA模型：。。

5.ARMA模型建立的一般步驟：A數據獲取與預處理；B模型結構選擇；C模型結構調整；D模型參數估計；E模型適用性檢驗

6.偏相關函數對AR模型具有截尾性，而對MA模型具有拖尾性

.ARMA模型與回歸模型的區別：根本區別在于回歸模型可以描述隨機變量與其他變量之間的相關關系。但是，對于一組隨機觀測數據x1,x2,?,即一個時間序列{xt}，它卻不能描述其內部的相關關系；另一方面，實際上，某些隨機過程與另一些變量取值之間的隨機關系往往根本無法用任何函數關系式來描述。這時，需要采用這個隨機過程本身的觀測數據之間的依賴關系來揭示這個隨機過程的規律性。xt和xt-1,xt-2,?同屬于時間序列{xt},是序列中不同時刻的隨機變量，彼此相互關聯，帶有記憶性和繼續性，是一種動態數據模型。.灰色系統理論：

灰色系統理論研究的是貧信息建模，它提供了貧信息情況下解決系統問題的新途徑。它把一切隨機過程看做是在一定范圍內變化的、與時間有關的灰色過程，對灰色量不是從尋找統計規律的角度，通過大樣本進行研究，而是用數據生成的方法，將雜亂無章的原始數據整理成規律性較強的生成數列后再作研究。灰色理論認為系統的行為現象盡管是朦朧的，數據是雜亂無章的，但它畢竟是有序的，有整體功能的，在雜亂無章的數據后面，必然潛藏著某種規律，灰數的生成，是從雜亂無章的原始數據中去開拓、發現、尋找這種內在規律。變形監測中灰色建模的基本思路：

對離散的帶有隨機性的變形監測數據進行“生成”處理, 達到弱化隨機性、增強規律性的作用然后由微分方程建立數學模型；建模后經過“逆生成”還原后得到結果數據

灰色系統:信息不完全的系統稱為灰色系統。信息不完全一般指：①系統因素不完全明確；②因素關系不完全清楚；③系統結構不完全知道；④系統的作用原理不完全明了。

灰數、灰元、灰關系：灰數是指信息不完全的數，即只知大概范圍而不知其確切值的數，灰數是一個數集，灰元是指信息不完全的元素；灰關系是指信息不完全的關系。

灰數的白化值：是指，令a為區間，ai為a中的數，若(一個○，里面一個×)在a中取值，則稱ai為(一個○，里面一個×)的一個可能的白化值。

累加生成：即對原始數據列中各時刻的數據依次累加，從而形成新的序列。累減生成：即對生成序列的前后兩數據進行差值運算。遞推式Kalman濾波步驟：

①由變形系統的數學模型關系式(狀態方程和觀測方程)，確定系統狀態轉移矩陣Φk/k-

1、動態噪聲矩陣Γk-1和觀測矩陣Hk。②利用m組觀測數據中的第一組觀測數據，確定濾波的初值，包括：狀態向量的初值X0及其相應的協方差陣P0、觀測噪聲的協方差陣Rk和動態噪聲的協方差陣Qk。③讀取m組觀測數據，實施Kalman濾波。④存儲濾波結果中最后一組的狀態向量估計X和相應的協方差陣P。⑤等待當前觀測時段的數據。⑥將上述m組觀測數據中的第一組觀測數據去掉，把當前新的一組觀測數據放在其最后位置，重新構成m組觀測數據，回到步驟①，重新進行Kalman濾波。如此遞推下去，達到自動濾波的目的。人工神經網絡的特點:①以分布方式存儲知識，知識不是存儲在特定的存儲單元中，而是分布在整個系統中；②以并行方式進行處理，即神經網絡的計算功能分布在多個處理單元中，大大提高了信息處理和運算的速度；③有很強的容錯能力，它可以從不完善的數據和圖形中通過學習作出判斷；④可以用來逼近任意復雜的非線性系統；⑤有良好的自學習、自適應、聯想等智能，能適應系統復雜多變的動態特性。

神經元只模擬了3個功能：對每個輸入信號進行處理，以確定其強度（權值）；確定所有輸入信號組合的效果（加權和）；確定其輸出（轉移特性）BP網絡：BP網絡即誤差反向傳播神經網絡，是一種按誤差逆傳播算法訓練的多層前饋網絡，是目前應用最廣泛的神經網絡模型之一。BP網絡能學習和存貯大量的輸入-輸出模式映射關系，而無需事前揭示描述這種映射關系的數學方程。它的學習規則是使用最速下降法，通過反向傳播來不斷調整網絡的權值和閾值，使網絡的誤差平方和最小。BP神經網絡模型拓撲結構包括輸入層、隱層和輸出層。BP網絡算法：

把輸入模式從輸入層傳到隱含層節點，經隱含層節點逐層處理后，產生一個輸出模式傳至輸出層，這一過程成為正向傳播；如果經正向傳播在輸出層沒有得到所期望的輸出模式，則轉為誤差反向傳播過程，即把誤差信號沿原連接路徑返回，并通過修改各層神經元的連接權值，使誤差信號為最小；重復正向傳播和反向傳播過程，直至得到所期望的輸出模式為止。

13.變形按其時間特性可分為靜態模式、運動模式和動態模式。動態模式分為幾何分析和物理解釋兩部分。幾何分析主要是找出變形的頻率和振幅，而無力解釋是尋找變形體對作用荷載的幅度響應和相位響應，即動態響應。

頻譜分析是將時域內的觀測數據序列通過傅里葉級數轉換到頻域內進行分析，它有助于確定時間序列的準確周期并判別隱蔽性和復雜性的周期數據。統計模型存在的問題：

①當觀測資料序列較短或工程建筑物未經歷荷載極值工況時，由這些資料建立的數學模型不能用于監控建筑物的安全狀況；②統計模型主要依賴于數學處理，沒有聯系工程或建筑物的結構狀態，因此，對建筑物的變形狀態難以作出力學意義上的解釋。

位移(位移分量)：彈性體內任一點的位移，用它在坐標軸x,y,z上的投影u,v,w來表示，以沿坐標軸正方向為正，負方向為負，這3個投影稱為在該點的位移分量。

正應變：彈性體受力后，任一點P將產生形變，線段每單位長度的伸縮稱為正應變,線段之間的直角的改變稱為剪應變。有限單元：有限元法分析工程力學問題的基本特點是將結構物進行離散，即將連續體離散為有限多個在節點上互相連接的單元，這些單元簡稱為有限單元。.在劃分網格和布置節點時需注意以下幾個問題： ①單元形態一般取等參單元，每個單元的節點數依據建筑物及其地基的復雜程度以及變形和溫度測點的位置來確定，其中變形和溫度測點一般應作為單元的節點，以減小計算內插所產生的誤差；②為了使單元的形函數比較合理，要求單元的最小二面角應大于30°，單元的最長和最短邊的比值要小于5。另外，在建筑物的某些部位，單元的尺寸與壩高之比要大于臨界尺寸。

有限元法基本思路：首先對分析域進行單元剖分，對每一個單元建立以單元節點位移為參數的位移插值函數，使得單元內任意一點處的位移可由單元節點位移內插求得。根據幾何方程和物理方程，可由位移插值函數求得單元內任意一點處的應變和應力。整個彈性體的應變位能可表示成節點位移的函數，外力(包括體積力和邊界力)所做的功也可表示成外力在節點上的等效力與節點位移的乘積。這樣，整個彈性體的變形可表示成節點位移和等效節點力(荷載)的函數。按照最小位能原理得到求節點平衡方程。在位移邊界條件的約束下，求得節點位移，繼而求得各個單元內的任意一點的位移、應變和應力。

變形的確定性模型：是利用變形體的結構、物理性質所建立起來的變形-荷載的關系模型。變形量有不同類型，相應的有不同類型的變形確定性模型，具體而言，有位移確定性模型、應力確定性模型等。

大壩位移確定性模型思路：

首先假設壩體和基巖的物理參數，用有限元法計算不同外荷載(水位或溫度)下的位移，通過對位移計算值的擬合，得到水位分量和溫度分量的表達式，由于采用假設的物理參數，須對擬合的表達式施加調整參數，調整參數修正假設的物理參數與實際的物理參數的偏差所引起的模型系數的誤差。由于時效分量的產生原因復雜，它綜合反映了壩體和基巖在多種因素影響下的不可逆變形，難以用確定性方法得到其表達式，因而它仍采用統計模式。

反分析：如果效仿系統識別理論，將正分析成果作為依據，通過一定的理論分析，借以反求建筑物及其周圍的材料參數，以及尋找某些規律和信息，及時反饋到設計、施工和運行中去，統稱為反分析。它包括反演分析和反饋分析兩個部分。反演分析是將正分析的成果作為依據，通過相應的理論分析，借以反求大壩等水工建筑物和地基的材料參數及其某些結構特征等

反饋分析是綜合應用正分析與反演分析的成果，并通過相應的理論分析，從中尋找某些規律和信息，及時反饋到設計、施工和運行中去，達到饋控的目的，另一方面還為未建壩的設計、施工反饋信息，達到優化設計、施工的目的，從而最大限度地從觀測資料中提取信息。

變形監測網優化設計

1.測量控制網有:測圖控制網、施工控制網、變形監測網。測量控制網的優化設計的含義:①在布設控制網時，希望在現有的人力、物力和財力條件下，使控制網具備最高的精度、靈敏度和可靠性；②控制網在滿足精度、靈敏度和可靠性要求的前提下，使控制網的成本（費用）最低。控制網優化設計問題分類：

①零類設計問題(基準選擇)。即對一個已知圖形結構和觀測計劃的自由網，為控制網點的坐標及其方差陣選擇一個最優的坐標系。這就是在已知設計矩陣A和觀測值的權陣P的條件下，確定網點的坐標向量X和其協因數陣Qxx，使X得某個目標函數達到極值。因此，零階段設計問題也就是一個平差問題。已知量：A,P，設計變量：X,Qxx ②Ⅰ類設計問題（結構圖形設計問題）。即在已知觀測值的權陣P的條件下，確定設計矩陣A，使網中某些元素的精度達到預定值或最高精度，或者使坐標的協因數陣最佳逼近一個給定的矩陣Q′xx（準則矩陣）。已知量：P,Qxx，設計變量：A ③Ⅱ類設計問題（觀測值權的分配問題）。即已知設計矩陣A，確定觀測值的權陣P，使某些元素達到預定的精度或精度最高，或者使坐標的協因數陣最佳逼近一個給定的矩陣Q′xx。已知量：A,Qxx。設計變量：P ④Ⅲ類設計問題（網的改造或加密方案的設計問題）。通過增加新點和新的觀測值，以改善原網的質量。在給定的改善質量的前提下，使改造測量工作量最小，或者在改造費用一定的條件下，使改造方案的效果最佳。已知量：Qxx，設計變量：A,P 控制網優化設計的方法：

①解析設計法：是通過建立優化設計問題的數學模型，包括目標函數和約束條件，選擇一種恰當的尋優算法，求出問題的嚴格最優解。

優點：所需機時一般較少，理論上比較嚴密，其最終結果是嚴格最優的。

缺點：優化設計問題的數學模型比較復雜，有時難以建立，最終的結果有時是理想化的，在實際中實施起來比較困難或者不可行。②機助設計法：是將電子計算機的計算能力和判別能力同設計者的知識和經驗結合起來，通過對一個憑經驗擬定的初始設計方案，進行分析、計算，求出各項質量指標，并對設計方案進行不斷地修改，直到設計者滿意的一種設計方法。

解析法優缺點：優點是所需機時一般較少，理論上比較嚴密，其最終的結果是嚴格最有的：缺點是優化設計問題的數學模型比較復雜，有事難以建立，最終的結果有時是理想化的，在實際中實施起來比較困難或者不可行：

機助法優點：⑴適應性廣，可用于除零階段設計問題外的任何一階段設計，特別是Ⅰ類、Ⅱ類和各種混合的設計問題；⑵設計結果的合理性和切實可行性。由于設計過程中融入了設計者的知識和經驗，是最終結果一定是實際的，切實可行的。⑶計算模型簡單，可直接利用平差模型和分析模型，一般無需建立優化設計的數學模型，有利于一般人員掌握和在生產單位的推廣使用。缺點：所需的機時一般較多，最終結果相對于解析法而言，在嚴格的數學意義上可能并非最優，只是一種近似最優解，但是這種差別在實用上并不太重要。.優化設計步驟： ①分析實際問題，結合各種設計要求，建立優化設計問題的數學模型②選擇適當的求解方法，編制電算程序，在計算機上進行求解；③分析解算的合理性，可行性，并對成果作出評價。.控制網優化設計的質量標準：

⑴精度—描述誤差分布離散程度的一種度量（精度指標有方差或均方根差）；

⑵可靠性—發現和抵抗模型誤差的能力大小的一種度量（內部可靠性，外部可靠性）； ⑶靈敏度—監測網發現某一變形的能力大小的一種度量（變形監測網的總體靈敏度、監測網的局部靈敏度與單點靈敏度）； ⑷經濟—建網費用。.機助法優化設計系統：

原理：對一個根據經驗設計的初始網，利用平差模型和網的分析模型，對各項質量指標進行評估。若質量指標未達到或高于設計要求，則根據分析結果，采用人機對話的形式適當改變原設計方案，再進行分析評估。如此多次修改，直到各項指標都滿足設計要求，設計者感到滿足為止。

1、如基準線兩端點確有位移，則對觀測點偏離值有何影響，推導公式并分析其精度。

對于基準線觀測，如圖所示，當端點Ａ、Ｂ由于本身位移而變動到了Ａ’、Ｂ’

時，則對P點進行觀測所得到的偏離值不再是Li’，而變成了Li。

由圖不難看出，端點位移對偏離值的影響為:

?i?Li??Li?

SiB??a??b???bSAB

Li??Li??i?Li??b??a??bSiBSAB

P點實際偏離AB基準線的偏離值為:

假設Pi點首次觀測時，偏離基準線的偏離值為L’0i，則所求該點的實際位移值為 :

?a??b?i?Li??b??idi??Li??i??L0SiB?L0SAB

Ki?

因觀測點至基準線端點距離為一常數，令

故上式寫成：

SiBSAB

?idi?Li?Ki??a??1?Ki???b?L0

Pi點位移值的精度計算公式 :

2222md?2m?2K?2K?1?mii測端i??

Ki?

對上述中誤差計算公式進行分析：（1）當觀測點在基準線中點時，取

SiB1?SAB2

1222md?2m?m端測i2

（2）當觀測點靠近任一端點時，取近似值 ：

Ki?0或Ki?1

222md?2m?m測端i

對基準線法的精度進行分析：

1222md?2m?m端測i2

（1）當觀測點在基準線中點時：

（2）當觀測點靠近任一端點時：

222md?2m?m測端i

由此可見，觀測點越靠近基準線端點，則端點位移對變形觀測的影響越大。

但此時，實際測定觀測點偏離值的精度較高，因此，在實際變形觀測工作中，仍認為在整條基準線上測定觀測點位移值的精度均勻一致，即整條測線上任意點位移值的精度比 較接近。

第五篇：測繪gps實習總結

測繪gps實習總結2010-06-29 13：13實習情況總結

這次GpS實習包括兩大部分--GpS靜態測量和動態測量，測繪gps實習總結。其中靜態測量包括現有資料的收集(包括武大地圖、已知點數據資料等)、實地勘踏選點并進行標記、調度方案的確定、正式外業數據采集、最后也就是最重要的內業處理。動態測量包括利用GpS RTK技術進行RTK地形測量用于繪制等高線圖以及利用RTK進行放樣操作。

這次實習，實習成果如本報告第一到第三部分所展示，從整體來說，通過靜態測量建立了武漢大學一校區到三校區的的國家C級GpS控制網，而通過動態RTK地形測量獲得了武漢大學三校區友誼廣場的等高線圖。其中在靜態測量的內業處理中，通過基線解算、獨立環閉合差檢驗、三維無約束平差、二維約束平差等過程可以很容易的得到重復基線長度較差、無約束和約束平差后各點的大地坐標和空間直角坐標。

實習體會與收獲

在這次實習中，我深刻體會了現代的測繪在空間衛星技術下的發展和GpS在各方面的領域的廣泛運用。也深刻的理解了現代社會對內業處理工作者的高知識水平的要求。

在內業處理過程中，經過自動化的基線解算和平差，通過刪減衛星調整基線來提高精度讓我懂得了如何去“精益求精”。在現代社會科技發展過程中，空間衛星技術和其他的測繪技術將更加長遠發展，那么就對我們現在還未走入社會的測繪人要求更多而且要求更高，數學計算和協調能力是測繪的顯性要求，而編程能力和英語能力將是測繪的隱性要求而且將會越來越突出，實習總結《測繪gps實習總結》。

值得一提的是，在靜態測量實習過程中由于其中一臺GpS接收機因為電源耗盡無法正常開機而使我們第二天的數據采集不能按照計劃的調度方案執行。因而需要臨時調整調度方案，這對我們而言是個非常好的鍛煉機會。一開始各組長和隊長都有點慌，因為這樣會導致我們原先的計劃全被打亂，而且要重新安排調度計劃。一方面我們需要按照國家C級網的要求進行觀測(每個點得觀測至少2個時段，每個時段至少觀測60分鐘)，但另一方面由于接收機數量上會減少一臺，加上電池的工作時間有限，以及老師要求我們每個時段得觀測一個半小時左右。這樣便出現了一個問題，對于剩下的任務我們如果依然按照規范和老師的硬性要求去做一天絕對完成不了任務。最后請教老師，發現老師很快的對剩下的任務進行了規劃，也就是說，只要觀測網能夠反應大致的區域，可以讓部分點只觀測一個時段，這樣就能在一天內順利的完成任務。從最后內業處理的結果來看，老師的布局還是比較不錯的。我想可能是我們所觀測的基線不長(平均就幾百米的樣子)，因而基線處理的結果基本上是固定解。這次突發事件對于我們隊來說是彌足珍貴的，這樣的一次外業數據采集不僅鍛煉了我們的團隊精神，而且從這樣一個比較小的突發事件中也讓我們學到了很多的東西。

建議與意見

我感覺本次實習內容的安排大體上是不錯的，老師們的指導和講解也是盡心盡力；但感覺內業數據處理部分老師應該講得更詳細一點，這樣更有助于同學對軟件的熟悉與對書本知識的消化。其次，感覺這次外業數據采集同學們還是比較空閑，所以建議學院在今后GpS實習中可以增加適當的項目，比如專門花一兩天來學習接收機的電子手簿，或者是能夠交換儀器進行實習操作，使大家既能掌握天寶接收機的操作也能掌握萊卡接收機的操作，這樣我們才能夠從中學到更多的知識。所以希望學院對GpS實習更加重視一些，能給學生更多的實習和鍛煉的機會。