基于WTLS的井筒变形监测算法及方案设计

针对基于最小二乘的常规井筒变形监测算法中,系数矩阵往往包含观测值误差影响,难以解算出井筒变形最优解,提出一种抗差加权整体最小二乘算法。该算法通过同时对待求参数和系数矩阵进行估计,克服常规最小二乘系数矩阵受观测值随机误差影响;同时结合IGGⅢ三段权函数抗差因子,调整各观测值权函数,消除观测值粗差对最终变形估计值的影响,得到最优的井筒变形值。最后分别采用模拟和实测井筒数据对算法进行了验证,结果表明:当观测值含有随机误差时,整体最小二乘算法优于最小二乘,但都无法抵御观测粗差影响;抗差加权整体最小二乘算法可以有效抵御观测粗差,修正观测随机误差影响,且精度优于抗差最小二乘;采用抗差加权整体最小二乘算法对实测井筒变形数据进行解算结果与实际相符,可以增强变形监测结果的可靠性,提高井筒变形量精度。     

基于抗差权因子函数IGGⅢ方案对选权因子的改化方法

综合分析了几种抗差估计方法理论,从等价权出发,受IGGⅠ方案和IGGⅢ方案的启发,对IGGⅢ方案进行了改化,并通过实例对这种改化方法与其它几种方案的计算结果进行比较,得到较好的抗差结果。     

GPS网空间无约束平差的抗差解法

本文根据抗差估计IGGⅢ方案的基本原理，介绍了GPS网空间无约束平差的抗差解式。通过算例，说明了该方法在获得GPS网的可靠性的参数估值和精度信息的同时，对粗差进行了正确的定位，并给出了其近于实际的估值。     

局部分析法与IGGⅢ法在水准网粗差探测中的对比分析

受外界条件、仪器、人为等因素的影响,测量数据可能存在粗差,严重影响平差结果的精度。通过局部分析法与选权迭代IGGⅢ法在高等级水准网粗差探测应用中的对比分析,验证了两种方法的有效性。其中,IGGⅢ法通过迭代计算调整等价权的大小使粗差影响减小,平差结果与不含粗差时相差1mm以内,但每次迭代都需进行一次平差计算。局部分析法不需要预先进行平差计算即可对粗差准确定位,简单有效。     

水准网抗差估计程序设计

大量的水准测量实践表明,由于各种原因(如仪器操作不当、读数错误、记录和计算错误)可能会产生粗差。经典平差总是假设观测值中只含有偶然误差,不含有粗差且平差模型正确,当观测值中存在粗差时,经典最小二乘估计对粗差的探测不够准确且平差结果误差较大,因此,必须寻求新的能抗粗差的平差方法。为此,从最常用的IGGⅠ方案出发,利用VB6.0编制了抗差估计计算程序,并用于水准网粗差探测和平差计算。实践证明,该程序操作简单、界面友好、能满足实际的工程需要。     

抗差EKF滤波在单频低成本接收机定位算法中的应用

文中针对低成本接收机观测数据质量中存在的问题,基于Python语言,编写单系统单频GNSS载波相位差分定位程序,对传统的EKF算法做出改进,建立了IGGⅢ抗差模型的改进抗差EKF数学模型,实现标准EKF算法及高度角与信噪比联合定权的改进抗差EKF算法。结果表明,在观测数据含有粗差时,采用该方法进行解算,相比于标准EKF定位模型改善显著,可以为低成本接收机提供切实有效的抗差方法。     

抗差卡尔曼滤波在矿山建筑物变形监测数据处理中的应用

针对经典监测数据处理模型无法抵抗测量粗差的缺点,将稳健估计和卡尔曼滤波相结合,提出将抗差卡尔曼滤波模型应用到矿山建筑物变形监测数据处理中,并对矿山工程实例进行了模拟计算,结果表明抗差卡尔曼滤波模型能有效地抵抗粗差,提高数据处理结果的可靠性。     

GPS相关观测量稳健估计探讨

用GPS采集的观测数据与常规方法有很多不同之处,主要是所建立的函数存在模型误差,其次,随机模型也存在误差,一般指的是模型中的系统误差和粗差。在测量数据服从正态分布情况下,最小二乘估计具有最优无偏的统计性。当测量数据受到粗差干扰而偏离正态分布时,由于最小二乘估计不具备抗粗差的能力,就要寻找具有抗粗差能力的估计理论和方法。通过实验数据分析和比较,认为等价方差-协方差稳健估计法对粗差具有较强的抵抗能力,从而可以提高大规模整体平差成果精度。     

两种抗差Kalman滤波在隧道监测中的应用研究

标准的Kalman滤波模型,要求系统噪声统计特性满足零均值白噪声等条件,但在实际工程应用中,一般会因复杂环境而难以满足要求。为此,以实际铁路隧道沉降监测为背景,对基于自适应因子的抗差Kalman滤波和基于稳健估计的抗差Kalman滤波的应用进行了比较研究。结果表明,两种抗差滤波算法均能抵御粗差影响,但前者应用效果更佳。     

矿区高精度GPS网平差的质量控制方法研究

GPS定位技术现已成为建立矿区地表首级控制网的主要手段,而GPS网平差阶段的质量控制方法是影响整个矿区测量基准精度的重要因素,因而重点对受到粗差污染的矿区GPS网平差质量控制方法进行研究。针对传统抗差模型的缺点,在标准化残差构造的抗差模型基础上,对IGGⅢ权因子函数进行改进,并提出将迭代过程中的单位权中误差改为由中位函数计算,导出了相应的抗差迭代解式,给出了GPS网平差成果的检验方法。算例结果表明:该抗差模型能够有效抵御不同形式的粗差对平差结果的影响,为高精度矿区测量基准的建立提供了更为可靠的数据源。     

抗差估计对粗差的定位定量探测

常规的粗差探测方法 ,不仅对粗差的定位效果不理想 ,而且对粗差大小的确定更显得无能为力。本文应用抗差估计理论 ,对一模拟水准网进行了粗差探测 ,结果表明 ,抗差估计不仅能准确地对粗差进行定位 ,而且也定量地反映了粗差的大小 ,并且实现了粗差探测和平差计算同步完成的目标。     

基于稳健遗传算法的矿山开采沉陷预计参数反演

概率积分法是我国矿山开采沉陷预计的主要方法,其预计的精度直接取决于参数的准确性,如何利用科学的方法准确地求取预计参数是实际应用中的关键问题。本文针对利用遗传算法反演概率积分法参数时抗粗差能力差的问题,提出将稳健估计与遗传算法相融合的方法,提高反演参数过程中对异值点的抗干扰能力,保证参数求取结果稳健、精确。通过实验得出:单纯采用遗传算法进行参数的反演时,当粗差出现在下沉盆地边缘时,其抗差能力较强;而当粗差出现在拐点处和下沉盆地中心时,其抗差能力较差,反演结果严重偏离理论值,而采用稳健遗传算法可以获得较为稳定、精确的参数。     

定位参数抗差估计的快速算法

针对定位参数抗差估计的计算问题，简要论述了抗差估计的两种基本这代方法；为提高其计算效率，作者提出了一种快速算法，用可变尺度因子来修正Huber的常数尺度因子，结果表明了此法的合理性。     

VRS测量数据中粗差的检验与估计方法

针对VRS数据中存在粗差的问题,采用中位数判别法,推导了抗差加权最小二乘估计方法及其数学模型。利用实验分析了粗差对VRS正常观测值解算定位的影响,采用粗差探测与抗差估计相结合的方法来处理异常数据,结果表明,基于粗差探测和抗差加权最小二乘估计相结合的粗差处理方法可以有效地控制和抵御粗差的影响。     

矿区高精度相关GPS数据处理的质量控制体系研究

针对高精度相关GPS数据的特点,介绍了数据处理过程中应该注意的问题,并构造了相关对称权函数来提高数据处理的质量和解算速度。首先从影响数据处理质量的主要因素分析,重点对含有粗差的相关观测数据的抗差估计模型进行研究,构造相关对称权函数对原有IGIII方案进行改进,以保证权矩阵和相应法矩阵的对称性。结果表明,改进算法不仅大大节约解算时间,同时保证模型的正确性,提高了数据处理质量。     

稳健统计方法在老采空区沉降数据处理中的应用

老采空区地基沉降和变形监测是沉降研究的可靠方法。基于监测数据进行沉降规律的分析和预测预报,指出了应用最普遍的统计方法即最小二乘回归分析方法存在的问题,应用稳健估计对含有粗差的沉陷数据进行了回归分析,得到了比较好的结果。     

稳健统计方法在老采空区沉降数据处理中的应用

老采空区地基沉降和变形监测是沉降研究的可靠方法。基于监测数据进行沉降规律的分析和预测预报,指出了应用最普遍的统计方法即最小二乘回归分析方法存在的问题,应用稳健估计对含有粗差的沉陷数据进行了回归分析,得到了比较好的结果     

稳健估计的应用问题

在简述稳健估计原理的基础上,指出在应用中残差Ｖ代替真误差建立准则函数,用最小二乘法估计残差Ｖ为权函数初值等问题需要进上步研究探讨,以提高稳健估计的有效性。     

基于中位数回归分析的矿区变形监测数据处理

经典的一元和多元线性回归模型多采用最小二乘方法进行参数解算,但最小二乘估计无抗差能力,遇到异常值干扰易导致参数估值出现偏差。为提高回归分析方法的抗差性,将中位数引入回归分析方法中,提出了一种基于中位数的回归分析方法。详细分析了回归分析的相关理论以及基于中位数的回归分析方法的基本原理;以淮北某矿区建筑物的实际变形监测数据为例,分别对变形监测数据进行了最小二乘回归分析、抗差最小二乘回归分析以及中位数回归分析,并对其拟合及预测效果进行了对比。结果表明：观测量受到粗差污染时,中位数回归分析方法可有效抵抗异常值的影响,拟合效果及预计结果均优于其他2种方法,对于提高矿区变形监测数据的处理精度及效率有一定的参考价值。     

抗差估计（IGGI方案）在粗差探测中的应用

以同一水准网为例，通过数据探测法和抗差估计两种方法对其进行粗差探测，说明抗差估计(IGGI方案)在粗差探测中的优越性，得出一些有益的结论。