利用稳健迭代权法验证整体单点检验法

赵仁东+肖胜昌+施俊稳

摘 要：在变形监测工作中，利用不同的方法对监测数据进行稳定性计算，相互验证是非常有必要的。本文通过实例，利用稳健迭代权法验证整体、单点检验法，稳定性分析结论是一致的。

关键词：变形监测网 稳健迭代 检验量 统计量 稳定性分析

中图分类号：TP301 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）11（a）-0023-04

Abstract：In the process of deformation monitoring，The stability analysis of the monitoring network is carried out using different calculation methods，It is very necessary to mutually verify one another。An example is given in this paper，Using robust iterative weight method to verify the whole and block test method，The stability conclusion is consistent。

Key Words：Deformation monitoring network；Robust iteration；Inspection quantity；Statistic；Stability analysis

1 变形监测网稳定性分析

1.1 同精度检验

变形监测复测数据经平差计算，满足规范和设计要求后，复测成果自动绘制位移矢量图、位移柱状图、位移曲线图等图表，并进行两次观测同精度检验。

两次观测同精度检验是证明两次独立观测的母体方差是否相等，即两次独立观测的单位权中误差是同一个母体方差的子样值。两期观测同精度是采用单点检验法的前提条件，因此在任意两期观测成果进行稳定性分析时，应先检验判断，按F检验法进行检验。

1.2 整体检验法及分块检验法

监测网的变形分析的目的是通过对比分析计算结果，检验判断基准的稳定性，确保每次平差计算所采用的起算点或基准点的稳定性，以及判断其他工作基点和测点的稳定性。

整体检验法也称为“平均间隙法”，该方法是通过统计检验的方法，对变形监测网作几何图形一致性的检验，以判明该网在两期观测之间是否发生了显著位移，如果通过检验，则认为所有参考点是稳定的，否则在单点检验基础上，通过尝试法依次寻找动点，直至图形一致性检验（去掉动点后）通过，进行分块检验。

1.3 稳健迭代权法

稳健迭代权法，也称为一次范数最小估计，将位移视为模型误差，运用稳健迭代权估计具有较强定位模型误差的能力，将自由网平差中基准变换公式中基准的权阵以稳健迭代权估计法的权函数代替进行迭代计算，以求得较理想的基准。

这里采用一次范数最小准则只是为了定义一个较理想的参考系，使位移场少受扭曲，有利于变形模型的初步鉴别，而不是参数估计。

2 实例分析

云南省澜沧江干流上某大型水电站枢纽区外部变形监测控制网点位布置见图1，整网由14点组成，5座监测控制网基准点分布于枢纽区下游江两岸，9座监测控制网点分布于整个枢纽区及坝前段水库两岸边坡。至2017年初，已完成4期复测，其中C2点第1次复测时已被破坏，C9点第2次复测时建立。

根据4次复测资料，对该监测控制网进行稳定性分析，采用稳健迭代权法验证整体、分块检验法。

2.1 整体、分块检验

经相邻两次观测同精度检验后，进行整体、分块检验。各次复测检验见表1。从表1中看出：

（1）第一次复测，平面网在两次观测图形一致性检验中失败，说明平面网中存在变形点。单点检验成果中有A3、A5、C4、C5、C6有纵向或横向坐标通过，采用通过尝试法依次寻找动点，直至图形一致性检验（去掉动点后）通过，分块检验显示A3、C4两点与首次建网时位移不显著，此两点中纵向或横向坐标单点检验失败是由于平差后点位精度非常小，微小的测量误差就可能导致失败，如采用较小的显著水平（α=0.01）则单点检验通过。

（2）第二次复测，两次观测图形一致性检验失败。单点检验成果中有A4、C4、C6、C5、C7有纵向或横向坐标通过，分块检验显示，点A2、C4、C6、C5、C7位移不显著，此5点有纵向或横向坐标检验也通过，说明此5点是稳定的。

（3）第三次复测，两次观测图形一致性检验中失败。单点检验成果中有A3、C3、C6、C7、C8、C9有纵向或横向坐标通过，分块检验显示点A3、C3、C9位移不显著，此3点有纵向或横向坐标检验也通过，说明此3点是稳定的。

（4）第四次复测，两次观测图形一致性检验中失败。单点检验成果中A4有横向坐标通过，分块检驗显示点A2、A4、C2位移不显著，说明此3点是稳定的。

2.2 稳健迭代权法检验

利用稳健迭代权法计算相邻两期观测数据，检验结果见表2。从表2中看出：

（1）第一次复测时，A3和C6检验通过，A2、A5、C3、C4、C5、C7有纵向或横向坐标检验通过。

（2）第二次复测时，A4、C4、C6、C7检验通过，A2、C3、C5、C9有纵向或横向坐标检验也通过。

（3）第三次复测时，A3和C3检验通过A5、C4、C7、C8有纵向或横向坐标检验也通过。

（4）第四次复测时，A2和A4检验通过，A3、C3、C5、C6、C7、C8、C9有纵向或横向坐标检验也通过。

2.3 验证

稳健迭代权法和整体、分块检验法检验结果比较见表3。从表3中看出稳健迭代权法计算结论与整体检验法和分块检验法是基本一致的，结合监测网点位移矢量和位移趋势，说明两种计算方法成果是可靠的，分析结果也与各监测网点点位综合情况一致。

3 结论

利用稳健迭代权法和整体、分块检验法对监测控制网观测数据进行检验，通过稳定分析验证，得出以下结论。

（1）利用稳健迭代权法和整体、分块检验法进行相邻两期变形监测数据稳定性检验是合理的、可靠的。

（2）利用稳健迭代权法验证整体、分块检验法，验证结果基本一致，符合实际情况，相互验证，能反映观测数据的精准性，能提高稳定性分析的可靠性。

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