GPS变形监测网的数据处理理论与方法

东北测绘季刊第卷年第期现势问题热点变形监测网的数据处理理论与方法王景阳赵长胜蔺生祥，齐齐哈尔勘察测绘研究院，黑龙江齐齐哈尔辽宁工程技术大学，辽宁沈阳应用取代传统的地表变形监测网，可以提高外业观测的效率，而观测值上三维基线向量，平差结果是地心坐标系的三维坐标。

通过多项重复观测数据的动态平差，可获得各监测站的三维移动，三维速率，并可求出加速率。

本文研究了三维监测网的分期动态平差方法，平差基准的选取和平差成果的利用。

关键词监刚网变形分析动态平差中图分类号文献标识码文章编号一叩阅川呢一二邓飞一眼一刁飞司一眼旋引言按传统地面测量方法布设矿区地表变形监测网，通常是将水平变形和地表沉降分别布网测设。

因受到各种因素的限制，末能建立高精度三维监测网。

考虑矿区的通视条件，监测网一般布设在变形区走向和倾向的主断面上。

由于误差传播因素监测网布设范围不可能很大。

这就使变形分析时难以找到稳定的基准，影响变形分析的质量。

技术以其速度快精度高全天候和不受通视条件限制，不受边的长短限制等优点，现在已经广泛用来建立地表变形监测网，直接测定变形区的三维空间变形，布设范围可扩大至采区外的相对稳定区域，建立可靠的变形分析稳定基准。

对监测网的观测成果进行平差计算和变形分析，一般以基线向量三维坐标差（山，勿，。

幻作为观测值，利用布设在相对稳定区的监测点来确定变形监测网的位置基准，尺度基准和方位基准。

在三维坐标系统中，要有位置基准的三个分量，一个尺度基准和方位基准的三个分量。

如果考虑变形速度，还应加入速度基准的三个分量。

由于基线向量观测值的尺度和方法受卫星星历，电离层折射等误差的影响，不同时期的观测结果之间可能存在系统性的尺度差异和方位差异，所以，对监测网数据处理时，必须注意这一点。

本文研究了三维监测网的动态平差模型基准数据的选取方法成果转换与应用和变形分析等内容。

监测网的动态平差模型设有某监测网，为了获得三维变形规律，要对监测网做多期重复观测。

经期重复观测后，分别有基线向量观测值矩阵玩设第期泛，两点间基线向量的三维直角坐标差观测值为。

黔，钾，叮尹，以点的三维坐标为未知数，以点的三维坐标变化率为附加参数，并设戈夕蝉州产州创刘夕洲尹护州尸1七其中兮，州，刁为中心时刻坐标，兮为中心化时间，双抖心之为未知参数的改正数，是观测时间与中心化时间的时间差。

考虑每期观测值存在各自的尺度和方位差异，为了消除这种系统性差异的影响，在各期网平差中分别设立尺度参数和三个方法参数，设其分别为户二十币云妙睡则有观测方程为娜为伏叨广。

对畔邓凸乙璐竺洲犷七放毕夕政收稿日期一东北测绘季刊第卷年第期现势问题热点掩综合考虑坐标变化率参数大，亨，之尺度参数和方位参数云妙兹幻并顾及方位参数是一个微小量，以代替二。

以。

代替以代替其平方项，则三维动态平差的误差方程式为不由陌队四旧陌比四吻门曰旧。

一乙以仁平差成果转换与变形分析监测网三维平差成果属地心坐标系与实际应用的平面和高程坐标系有转换过程。

坐标系统是一标系，为了避免坐标系统转换时，高程异常值误差影响，而变形分析主要确定高程的相对变化率（下沉值和长度相对变化率（变形值因此采用固有坐标系统是可行的。

平差成果转换步骤为①由三维空间坐标（）计算大地坐标②由大地坐标（计算高斯平面坐标③由三维空间坐标变化率（欠，亨，玄计算大地坐标变化率方④由大地坐标变化率启，乙计算高斯平面坐标变化率亥，全⑤由变化率计算加速率。

变形分析包括下述内容①地表沉降值*大下沉值，下沉盆地的下沉等值线图的绘制②水平变形，沿主断面和其它任意方向的变化率，可以计算任意方向水平变形值，绘制水平变形曲线③曲率计算，曲率是水平变形的变化率，根据空间点的加速度计算曲率值，绘制曲率的等值线图。

尺度参数和旋转参数的显著性检验按文献[幻，组成检验统计量为卜了。ó之K一产护月、十局（K均L毛乙一戈乙丫一戈矶jZ乙匕可犷苟：K蹄下与乙澎。

刃刀协妈甘丘义）健贬夕三一斌酬州人今Z凸黔盯尹以恕，比罗叮钾将式（）写成矩阵表达式为戈穿，全梦，又其中，举三大，，亨，，之，，么，之若记玄叉全戈一刀召扩，，犷丁则式（可简写为之）一系数矩阵牙的序号为了对了求得适合于进行变形分析的**解，应根据具体问题选定监测网的位置基准，坐标变化率基准，尺度基准和方法基准。

设所选定的基准对应的基准方程为百则有解之尸乙式中二端一为G尸基线向量观测值的协方差矩阵，而吼尸叮一`百一，其中丁以干以平差基准的选取矿区采空区地表变形监测可以找到稳定区的控制点，所以可以找到固定位置基准和固定位置变化率基准，故此矿区监测网宜采用固定位置和固定变化率基准。

在稳定区内一般设个固定点（设编号为则以点的空间距离为尺度基准，以号点坐标为位置基准。

这样取重心方位基准，固定位置基准，固定尺度基准和固定速率基准，此时有孔儿一八眯洲川。

一入罕一叮一罕州丫一兮一罕兮。

鱿罕州叮一群呈一侧呈其中了护为观测值个数，为被检验显著性的个参数，，一为误差方程式系数矩阵的秩，为附加矩阵sG的秩，二丫尸v.

假设检验玩的拒绝域为占若，一，，己当上式成立时，个转换参数是显著的。

结束语建立监测网的目的是进行采空区上方地表沉降变形分析。

地表变形分析必须在同样基准下进行，监测网动态平差不仅要考虑位置基准，而且要注意到尺度和方位基准的变化，还需有速率基准的引入。

监测网的三维形变分析以及矿区地表岩层变形应力分析尚需进一步探讨。

金国雄，刘大杰，施一民等著。

卫星定位的应用与数据处理上海同济大学出版社，一陶本藻。

平差模型假设检验的统一方法及其应用〔测绘学报，们昭