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1、变形监测数据处理变形监测数据处理3-2-13-2-13.2 3.2 变变形形监测监测方案方案 变形变形监测监测内容内容的确定的确定 监测监测方法、方法、仪仪器和器和监测监测精度的确定精度的确定 监测监测部位和部位和测测点布置的确定点布置的确定 变变形形监测频监测频率的确定率的确定 综综合合变变形形监测监测系系统统 第三三章数数理理统统计计的的有有关关理理论论3.2 3.2 变变形形监测监测方案方案监测监测方法、方法、仪仪器和器和监测监测精度的确定精度的确定第三三章数数理理统统计计的的有有关关理理论论 一般来讲，从实用的目的出发，对于连续生一般来讲，从实用的目的出发，对于连续生产的产的大型车间大
2、型车间（钢结构、钢筋混凝土结构的建筑（钢结构、钢筋混凝土结构的建筑物）通常要求观测工作能反映出物）通常要求观测工作能反映出1mm的沉陷量；的沉陷量；对于一般的厂房，没有很大的传动设备、连续性对于一般的厂房，没有很大的传动设备、连续性不大的车间，要求能反映出不大的车间，要求能反映出2mm的沉陷量。因此，的沉陷量。因此，对于对于监测监测点高程的点高程的测测定定误误差，差，应应在在11mmmm以内。以内。而而为为了科学研究的目的，往往了科学研究的目的，往往则则要求达要求达0.10.1mmmm的精度。的精度。 3.2 3.2 变变形形监测监测方案方案监测监测方法、方法、仪仪器和器和监测监测精度的确定精
3、度的确定第三三章数数理理统统计计的的有有关关理理论论 对对于于水工建筑物水工建筑物，根据其，根据其结结构、形状不同，构、形状不同，观测观测内容和精度也有差异。即使内容和精度也有差异。即使对对于同一建筑物于同一建筑物（如拱（如拱坝坝）的不同部位，其）的不同部位，其观测观测精度也不相同，精度也不相同，变变形大的部位（形大的部位（拱冠拱冠）的）的观测观测精度可稍低于精度可稍低于变变形形小的部位（如小的部位（如拱座拱座）。）。对对于混凝土大于混凝土大坝坝，测测定定变变形形值值的精度一般的精度一般为为11mmmm；对对于土工建筑物，于土工建筑物，测测定其定其变变形形值值的精度不低于的精度不低于22mmm
4、m。3.2 3.2 变变形形监测监测方案方案监测监测方法、方法、仪仪器和器和监测监测精度的确定精度的确定第三三章数数理理统统计计的的有有关关理理论论3.2 3.2 变变形形监测监测方案方案监测监测部位和部位和测测点布置的确定点布置的确定第三三章数数理理统统计计的的有有关关理理论论 监测点监测点布设在变形体的特征部位，重点突出；布设在变形体的特征部位，重点突出； 基准点基准点应布设在稳定位置。应布设在稳定位置。3.2 3.2 变变形形监测监测方案方案变变形形监测频监测频率的确定率的确定第三三章数数理理统统计计的的有有关关理理论论 变形监测的频率变形监测的频率取决于变形的大小、取决于变形的大小、速
5、度以及观测的目的。速度以及观测的目的。3.2 3.2 变变形形监测监测方案方案综综合合变变形形监测监测系系统统第三三章数数理理统统计计的的有有关关理理论论 综综合合应用各种方法和技术，取长应用各种方法和技术，取长补短，满足变形监测工作需要。补短，满足变形监测工作需要。3.2 3.2 变变形形监测监测方案方案 变形变形监测监测内容内容的确定的确定 监测监测方法、方法、仪仪器和器和监测监测精度的确定精度的确定 监测监测部位和部位和测测点布置的确定点布置的确定 变变形形监测频监测频率的确定率的确定 综综合合变变形形监测监测系系统统 第三三章数数理理统统计计的的有有关关理理论论本章的主要内容本章的主要
6、内容 第第三三章章变变形形监监测测技技术术 v 3.1 3.1 变变形形监测监测技技术术 v 3.2 3.2 变变形形监测监测方案方案 v 3.3 3.3 变变形形监测监测网网优优化化设计设计 3.3 3.3 变变形形监测监测网网优优化化设计设计 测量控制网包括：测量控制网包括： 测图控制网、施工控制网、变形监测网测图控制网、施工控制网、变形监测网测量控制网优化设计具有理论性和实用性：测量控制网优化设计具有理论性和实用性： 1 1）在在人人、财财、物物的的条条件件下下，控控制制网网具具有有最最好好的的精度、灵敏度和可靠性；精度、灵敏度和可靠性； 2 2）在在满满足足精精度度、灵灵敏敏度度和和可
7、可靠靠性性的的条条件件下下，控控制网的成本最低。制网的成本最低。第三三章数数理理统统计计的的有有关关理理论论3.3 3.3 变变形形监测监测网网优优化化设计设计 控制网控制网优优化化设计问题设计问题的分的分类类及解法及解法 控制网控制网优优化化设计设计的的质质量量标标准准 变变形形监测监测网机助法网机助法优优化化设计设计系系统统 第三三章数数理理统统计计的的有有关关理理论论3.3 3.3 变变形形监测监测网网优优化化设计设计控制网控制网优优化化设计问题设计问题的分的分类类及解法及解法第三三章数数理理统统计计的的有有关关理理论论零类设计（基准设计）零类设计（基准设计）一类设计（结构图形设计）一类
8、设计（结构图形设计）二类设计（观测值权的分配）二类设计（观测值权的分配）三类设计（网的改造或加密方案设计）三类设计（网的改造或加密方案设计）3.3 3.3 变变形形监测监测网网优优化化设计设计控制网控制网优优化化设计问题设计问题的分的分类类及解法及解法第三三章数数理理统统计计的的有有关关理理论论控制网控制网优优化化设计设计方法：方法： 解析设计法解析设计法 机助设计法机助设计法3.3 3.3 变变形形监测监测网网优优化化设计设计控制网控制网优优化化设计设计的的质质量量标标准准第三三章数数理理统统计计的的有有关关理理论论质质量量指标：指标： 精度精度 可靠性可靠性 灵敏度灵敏度 经济经济3.3
9、3.3 变变形形监测监测网网优优化化设计设计变变形形监测监测网机助法网机助法优优化化设计设计系系统统第三三章数数理理统统计计的的有有关关理理论论机助法机助法优优化化设计设计的基本原理：的基本原理： 1 1）初步方案）初步方案 2 2）数学模型）数学模型 3 3）显示、人机对话）显示、人机对话 4 4）调整方案）调整方案 5 5）成果输出）成果输出本章的主要内容本章的主要内容 第第三三章章变变形形监监测测技技术术 v 3.1 3.1 变变形形监测监测技技术术 v 3.2 3.2 变变形形监测监测方案方案 v 3.3 3.3 变变形形监测监测网网优优化化设计设计 举例举例 一、概述一、概述 第第三
10、三章章变变形形监监测测技技术术 采采用用常常规规大大地地测测量量仪仪器器与与全全球球定定位位系系统统（GPS）相相结结合合，对对某某大大坝坝（坝坝体体全全长长18.2km ）坝坝顶顶和和护护坡坡进进行行周周期期性性的的三三维维变变形形监监测测，以以满满足足大大坝坝安安全全运运行行管管理理的的需需要要。该该方方案案本本着着变变形形监监测测工工作作及及时时、观观测测精精度度高高、数数据据可可靠靠、监监测测全全面面且且重重点突出、费用经济等要求进行设计。点突出、费用经济等要求进行设计。 举例举例 二、设计依据二、设计依据第第三三章章变变形形监监测测技技术术 本本方方案案技技术术设设计计依依据据于于相
11、相关关的的国国家家标标准准和和行行业业标准进行。所引用的部分技术规范：标准进行。所引用的部分技术规范：举例举例 三、监测范围、监测精度和监测周期三、监测范围、监测精度和监测周期第第三三章章变变形形监监测测技技术术 1. 1. 监测范围：坝顶、护坡。监测范围：坝顶、护坡。2. 2. 监监测测精精度度：水水平平位位移移和和垂垂直直位位移移的的测测量量中中误误差差1.0mm1.0mm（位位移移量量中中误误差差相相对对于于工工作作基基点点计算）。计算）。3. 3. 监监测测周周期期：开开始始按按1 1测测次次/ /月月或或1 1测测次次/2/2月月。观观测测一一定定测测次次后后，再再根根据据实实际际变
12、变形形情情况况确确定定监测周期。监测周期。举例举例 四、监测方案四、监测方案第第三三章章变变形形监监测测技技术术 4.1 4.1 水平位移监测水平位移监测 考考虑虑到到坝坝体体全全长长18.2km18.2km，水水平平位位移移监监测测方方案案可可采采用用如如下方式进行布置：下方式进行布置：1 1GPSGPS基基准准网网：如如图图1 1所所示示，由由6 6点点组组成成。其其中中，G04G04、G06G06点点设设置置在在大大坝坝的的延延长长线线上上，G05G05位位于于坝坝顶顶的的下下游游。G01G01、G02G02、G03G03设设置置在在大大坝坝下下游游的的适适当当位位置置处处。要要求求G0
13、1G01、G02G02、G03 G03 、G04G04、G06G06五点位于稳定、不易破坏的基岩上。五点位于稳定、不易破坏的基岩上。 举例举例 四、监测方案四、监测方案第第三三章章变变形形监监测测技技术术 4.1 4.1 水平位移监测水平位移监测 2 2GPS工工作作基基准准网网：如如图图2所所示示，由由20点点组组成成。其其中中，G04、G05、G06为为上上述述图图1中中基基准准网网点点，该该工工作作基基准准网网点点与与图图1的的基基准准网网点点联联为为一一起组成起组成GPS监测基准网。监测基准网。 举例举例 四、监测方案四、监测方案第第三三章章变变形形监监测测技技术术 4.1 4.1 水
14、平位移监测水平位移监测 3 3监监测测网网：利利用用图图2 2所所示示的的大大坝坝下下游游工工作作基基准准点点，采采用用高高精精度度全全站站仪仪，按按图图3 3所所示示对对坝坝顶顶、护护坡坡的的工工作作基基点点进进行行观观测测，也也可可以以一一次次性性同同时时测定坝顶和护坡的各监测点。测定坝顶和护坡的各监测点。 如如果果按按图图3 3仅仅测测定定工工作作基基点点，则则工工作作基基点点数大致为数大致为150150个。个。 如如果果按按图图3 3对对所所有有测测点点进进行行测测定定，按按25m25m间间隔设置测点，则测点数大致为隔设置测点，则测点数大致为24002400个。个。 举例举例 四、监测
15、方案四、监测方案第第三三章章变变形形监监测测技技术术 举例举例 四、监测方案四、监测方案第第三三章章变变形形监监测测技技术术 4.1 4.1 水平位移监测水平位移监测 4 4视视准准线线法法：如如果果上上述述按按图图3仅仅测测定定工工作作基基点点，则则在在400m之之内内的的测测点点可可以以用用视准线法进行测定。视准线法进行测定。 举例举例 四、监测方案四、监测方案第第三三章章变变形形监监测测技技术术 4.2 垂直位移监测垂直位移监测垂垂直直位位移移监监测测网网采采用用一一等等精精密密水水准准测测量量，可可以以将将水水平平位位移移监监测测的的基基准准点点G01、G02、G03 、G04、G06
16、同同时时作作为为垂垂直直位位移移监监测测基基准准点点，并并在在G01或或G03附附近近另另设设置置一一个个水水准准稳稳定定点点和和G06或或G04构成水准稳定点组。构成水准稳定点组。 垂垂直直位位移移监监测测点点与与水水平平位位移移监监测测同同点点位位，另另外外，在在坝坝顶顶上上游游增增加加一一排排垂垂直直位位移移监监点点。这这样样，垂垂直直位位移移测测点点总总数数大大致致为为3200个个。垂垂直直位位移移测测点点可以采用二等精密水准测量。可以采用二等精密水准测量。 举例举例 四、监测方案四、监测方案第第三三章章变变形形监监测测技技术术 4.3 点位标志点位标志水水平平位位移移监监测测网网点点
17、采采用用强强制制归归心心的的仪仪器器观观测测墩墩，水水平平位位移移测测点点建建议议采采用用强强制制归归心心标标志志，这这样样有有利利于于提提高高观观测测精精度度，节节省省观测时间。观测时间。垂垂直直位位移移监监测测基基准准点点建建立立在在水水平平位位移移监监测测网网点点附附近近，也也可可以以采采用用同同标标石石。垂垂直直位位移测点与水平位移测点同标石。移测点与水平位移测点同标石。 举例举例 四、监测方案四、监测方案第第三三章章变变形形监监测测技技术术 4.4 监测设备监测设备 为为提提高高工工作作效效率率、缩缩短短外外业业工工作作时时间间，监测设备按如下进行基本配置：监测设备按如下进行基本配置
18、：双频双频GPS接收机（如接收机（如Trimble 5700）68台；台； 0.5全自动跟踪全站仪（如全自动跟踪全站仪（如TCA2003）2台；台； 精密数字水准仪（如精密数字水准仪（如NA 3003）4台。台。举例举例 四、监测方案四、监测方案第第三三章章变变形形监监测测技技术术 4.5 监测时间监测时间 在在正正常常天天气气条条件件下下，按按上上述述配配置置监监测测仪仪器器设设备备，在在一一个个星星期期（5-7天天）内内完成一测次（周期）的监测成果。完成一测次（周期）的监测成果。 强制归心监测点强制归心监测点第第三三章章变变形形监监测测技技术术 强制归心监测点强制归心监测点第第三三章章变变形形监监测测技技术术 强制归心监测点强制归心监测点第第三三章章变变形形监监测测技技术术 强制归心监测点强制归心监测点第第三三章章变变形形监监测测技技术术 GPSGPS监测监测第第三三章章变变形形监监测测技技术术 GPSGPS监测监测第第三三章章变变形形监监测测技技术术 GPSGPS监测监测第第三三章章变变形形监监测测技技术术 GPSGPS监测监测第第三三章章变变形形监监测测技技术术 结束语结束语谢谢大家聆听！谢谢大家聆听！44
