误差理论在大坝变形观测中的应用

误差理论在大坝变形观测中的应用

国家电网公司甘肃省刘家峡水电厂甘肃省临夏州731600

摘要:在大坝变形观测时,不论是沉陷观测或水平位移观测,测量值与真实值之间都会存在偏差,这个偏差就是测量误差。实践中我们总是采用各种手段尽可能的减小测量误差,使精度逐渐提高。本文结合刘家峡水电厂坝基沉陷观测,利用“最小二乘法”原理对测量值进行平差计算,通过实际测量图形导出一些固定的系数,以后每次测量可直接利用观测值计算改正数,再将改正数加到对应的测量值上,从而计算出最接近于真实值的测量值。这样的测量结果能最真实的反映出大坝的变形情况,为分析大坝变形,寻找其运行规律提高可靠的数据支持。

关键词:测量误差、沉陷观测、最小二乘法、平差计算、改正数

引言

在观测中,由于人员、仪器、测量环境、方法等因素影响,使得测量结果与实际值之间存在一定偏差,这种偏差就叫做测量值的误差。实际测量中通常是采用适宜的测量环境、校验合格的测量仪器、熟练掌握测量技术的人员以及不断完善的测量方法和理论,以尽可能减少测量误差来提高测量的精确度。

如何将测量仪器精度的不完善和人为因素以及外界条件对测量误差的影响进一步减小,已成为研究提高测量精度的重要课题。本文以刘家峡水电厂▽1631沉陷观测系统为例,介绍测量平差理论在该系统中的应用。

1条件观测平差理论

在水准测量中,我们需要精确的掌握各测点的未知量,仅仅对这些点进行相应次数的测量是不够的,这样不能发现测量中出现的粗差和错误,因此我们在实际测量中测量次数往往大于我们需要了解的未知量的个数,因此测量结果之间就产生了矛盾,为了消除这些矛盾,让最终测量结果更接近真实值,我们就需要将测量中的误差平均分配到每一次的测量当中去,这里就涉及到了测值的平差计算,其原理就是“最小二乘法”。用“最小二乘法”原理研究观测误差的基本性质,消除观测结果与理论要求的矛盾,求得最可靠的结果,这个过程称为平差计算。

测量平差是德国数学家高斯于1821~1823年在汉诺威弧度测量的三角网平差中首次应用,以后经过许多科学家的不断完善,得到发展,测量平差已成为测绘学中很重要的、内容丰富的基础理论与数据处理技术之一。测量平差就是为了处理观测条件对测量误差的影响,对多余测量的数据进行平差计算,以求得最符合现场实际的结果和评定测量结果的精度一种手段。

对某一图形进行观测,若有n个观测值,t个未知数,则r=n-t称为多余观测,有r多余观测就会产生r个条件方程式。若r=4就有四个条件方程式:

这样以后复测计算时,就可直接根据观测值计算每一环的闭合差,然后代入改正数计算式,很快就可以算出每一个改正数vi。实际计算时,可根据w1、w2、w3、w4,求出k1、k2、k3、k4,然后按k值相减或k值便可求出vi,这样比直接计算更加简便。

3结束语

在大坝测量工作的实践和研究活动中,测量平差对于大坝变形监测中的数据处理有着十分重要的作用。其本质就是对测量中的随机误差进行了有效的减弱,这样得到的监测数据最可靠、最直观的反应了大坝变形情况,能够及时发现大坝运行中的问题,保证大坝的全稳定运行,有着广泛的应用价值。

参考文献

[1]蒋芳林、李清义.水工观测技术.甘肃省电力工业局编.1992.

[2]邓念武.测量学.中国电力出版社.2004.

[3]高澜、马毅、赵强、姚桂英、怡学林.刘家峡水电站首次大坝定期检查技术文件.刘家峡水电厂.1990.

[4]邱森.线性代数.武汉大学出版社.2011

[5]朱方正、李大美.计算方法.武汉大学出版社.2003.

[6]孔祥元、郭际明、刘宗泉.大地测量学基础.武汉大学出版社.2009.

[7]李娜.线性代数.中国水利水电出版社.2000.

[8]姜晨光.高等测量学。化学工业出版社.2016.

标签:;  ;  ;  

误差理论在大坝变形观测中的应用
下载Doc文档

猜你喜欢