隧道测量误差控制方案的研究

论文摘要

本文主要从三个方面研究了隧道误差控制。其一是平面控制网优化设计。本文认真研究了控制网的质量指标,根据控制网的可靠性并参考精度指标和费用问题,用VC++结合Mat lab开发了控制网优化设计板块。在这个板块中,主要依据控制网的平均多余观测量的性质开发面向对象的控制网进行优化设计,力图使所布设的控制网在内外可靠性优良,且主要控制点的点位精度满足施工要求的基础上降低观测费用。其二是粗差探测。首先运用控制网的各种条件关系进行观测数据预处理,再根据概率论与数理统计的理论对观测值进行检验,最后对观测数据运用改进的选权迭代法进行粗差探测。其三是各阶段测量方案的优化选择。根据误差限差的要求和各阶段测量对隧道横向贯通误差影响的预估计,进行布设和观测方案的优化选择。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 误差及其减弱措施
• 1.1.1 误差的来源
• 1.1.2 减弱误差影响的手段
• 1.2 对粗差的认识
• 1.3 误差探测发展概况
• 1.4 现有测量数据处理系统的缺陷
• 1.5 本文研究内容
• 2 控制测量的优化设计
• 2.1 控制网的质量指标
• 2.1.1 精度标准
• 2.1.2 可靠性标准
• 2.1.3 费用标准
• 2.2 优化设计的策略
• 2.2.1 平均多余观测量的计算方法
• 2.2.2 控制网的多余观测量的性质
• 2.2.3 边角精度匹配问题
• 2.3 控制网二类优化设计的意义和方法
• 2.4 模拟观测的实现
• 2.4.1 伪随机数进的检验方法
• 2.4.2 伪随机数的数据变换
• 2.5 控制网质量指标的定量化验证过程
• 2.5.1 控制网优化设计的计算机模拟实现
• 2.5.2 控制网优化设计模块的功能
• 2.5.3 实验及设计效果的对比分析
• 2.6 本章小结
• 3 粗差探测
• 3.1 发现粗差的方法
• 3.2 根据概率论与数理统计进行粗差探测的方法
• 3.2.1 角度观测值的检验
• 3.2.2 边长观测值的检验
• 3.2.3 高差观测值的检验
• 3.2.4 角度、边长、高差观测受外界条件影响的检验
• 3.3 带权数据探测法
• 3.4 选权迭代法
• 3.5 改进的带权数据探测法
• 3.6 粗差定位的过程
• 3.7 各个测量阶段的数据预处理的数学模型
• 3.7.1 平面和高程控制网的数据预处理
• 3.7.2 联系测量的数据预处理
• 3.7.3 盾构机人工姿态测量的数据预处理模型
• 3.8 粗差探测效果分析与验证
• 3.8.1 验证跟概率论与数理统计进行粗差探测的可行性
• 3.8.2 粗差探测方法的比较与探讨
• 4 各阶段测量方案的确定
• 4.1 误差分配
• 4.1.1 平面控制测量的误差分配
• 4.1.2 高程测量误差分配
• 4.2 地面测量
• 4.2.1 地面GPS 控制网的布设
• 4.2.2 地面精密导线网的布设
• 4.2.3 地面高程控制网的布设
• 4.2.4 地面控制网的误差误差预计
• 4.3 联系测量
• 4.3.1 联系三角形法
• 4.3.2 联合定向法
• 4.3.3 竖直导线法
• 4.3.4 竖井联系测量对隧道横向贯通误差的影响
• 4.4 地下导线测量
• 4.4.1 地下导线布设
• 4.4.2 洞内高程控制测量
• 4.4.3 加测陀螺方位角地下导线
• 4.4.4 影响地下导线测量的误差因素
• 4.4.5 地下导线测量的误差估计
• 4.5 盾构机姿态与环片测量
• 4.5.1 盾构机的姿态描述
• 4.5.2 盾构机激光导向系统的原理
• 4.5.3 盾构机位置偏离量和方向偏离量的计算
• 4.5.4 第一种盾构机姿态人工测量的方法
• 4.5.5 第二种人工测定盾构机姿态的方法
• 4.6 本章小节
• 5 误差控制与探测系统的研发
• 5.1 开发的目标
• 5.2 开发过程
• 5.3 组成
• 5.4 数据库的建立
• 5.4.1 控制点基本信息库表
• 5.4.2 高程网观测值及平差信息库表
• 5.4.3 模拟观测值及控制网优化信息库表
• 5.4.4 控制网整体平差信息库表
• 5.4.5 粗差探测库表
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集