论文总字数：25463字

摘 要

三维多点后方交会法是在地铁隧道监测中普遍应用的方法。它是在工作基点上设站，向多个坐标已知的基准点观测斜距、天顶距、水平方向角，从而平差解算出工作基点的三维坐标。本文深入分析三维多点后方交会的国内外研究现状，将高程和平面坐标放在一起，研究了三维平差的具体原理和方法。除此之外，本文还研究了在多点后方交会三维平差中，定权方式和粗差剔除的原理。本文还结合具体实例，通过编写相关平差计算程序证明了三维多点后方交会中的一些方法的可行性。

关键词：三维多点后方交会 工作基点 平差 定权 粗差剔除

Research On The Measurement And Data Processing Of 3D Multipoint Resection

ABSTACT

3D multipoint resection method is widely used in metro tunnel monitoring.Setting up a station on the work basis point,it observes slant distances, zenith distances and horizontal angles from several reference points whose coordinates are known, then calculate the 3D coordinates of reference points through adjustment. This paper deeply analyses the research status of 3D multipoint resection home and abroad, puts vertical and plane coordinate together and studies the specific principles and methods of three dimensional adjustment. In addition, this paper also studies the fixed weight methods and the principle of gross error elimination in multipoint resection three dimensional adjustment. This article also combined with the specific examples, by writing the related adjustment calculation programs to calculate the results in 3D multipoint resection and to prove the feasibility of some methods.

Key Words: 3D multipoint resection;Work basis point;Adjustment;Fixed weight; Gross error elimination

目 录

摘 要 I

ABSTACT II

第一章 引言 1

1.1 选题背景和依据 1

1.2 国内外研究和应用现状 2

1.2.1 地铁隧道变形监测方法应用现状 2

1.2.2 三维多点后方交会研究现状 2

1.3 论文研究内容和结构组织安排 4

1.3.1 本文研究内容 4

1.3.2 论文组织结构 5

第二章 三维多点后方交会原理 6

2.1 后方交会基本概念和应用 6

2.2 二维后方交会基本原理 6

2.2.1 角度后方交会 6

2.2.2 测边后方交会 8

2.2.3 边角后方交会 8

2.3 三角高程测量原理 9

2.4 三维后方交会原理 10

第三章 三维多点后方交会在地铁隧道中的应用 12

3.1 基准点及工作基点的布设 12

3.2 数据采集方法 13

3.3 多点后方交会三维间接平差模型 14

3.3.1 按方向平差 15

3.3.2 按角度平差 19

3.3.3 不同定权方法研究 21

第四章 粗差处理与基准网稳定性 24

4.1 粗差处理 24

4.1.1 经典粗差探测法 24

4.1.2 数据探测法 24

4.1.3 丹麦法选权迭代法 25

4.2 基准网稳定性 26

第五章 具体算例分析 27

5.1 算例介绍和计算方案设计 27

5.1.1 算例介绍 27

5.1.2 计算方案设计 29

5.2 不同平差方法结果分析 29

5.2.1 一、二维分开平差与三维整体平差结果分析 29

5.2.2 按方向平差与按角度平差结果分析 30

5.2.3 经验定权和方差分量估计定权平差结果分析 30

5.3 修正c值丹麦法粗差剔除应用及可行性分析 32

5.4 算例总结 34

第六章 总结与展望 36

6.1 总结 36

6.2 展望 37

参考文献 38

致谢 40

第一章 引言

1.1 选题背景和依据

近年来，中国的经济和城市化进程得到全面迅速发展，便利的交通出行越来越引起人们重视。各大城市的交通建设也从地上转为地下交通，以解决交通阻塞、环境污染等问题。根据世界各个国家城市化发展的长期实践，轨道交通因其大运量、高速度、安全便捷等系统固有优势成为城市主要交通运输方式之一。因此，国内的轨道交通建设愈加频繁，其中，地铁隧道的建设正是避免交通堵塞问题的理想方式。目前，国内各大城市都在修建或计划修建地铁，我国国民经济的快速发展，施工测量技术和设备制造装备技术的提高也为修建地铁隧道提供了强大的经济和技术支持。地铁在城市运行中作用明显，已经成为人们出行不可或缺的交通方式。

地铁具有线网规模大、客运量高、运营组织复杂等特点。受地质条件、施工环境和技术、周边环境以及客流量等多种因素影响，地铁隧道结构自运营时起就存在不同程度的结构安全隐患，如隧道结构变形、隧道渗漏水、沉降等。地铁隧道的安全完全取决于隧道结构的稳定，一旦发生结构变形，所造成的安全危害难以想象。因此为保障地铁运营期安全，就要对地铁隧道结构实施长期变形监测，以便能够及时发现和治理地铁隧道结构中可能存在的安全隐患。

地铁隧道发生的变形主要是垂直位移、隧道收敛变形、水平位移，对地铁结构的变形监测主要内容有垂直位移监测、水平位移监测、隧道收敛监测等。而在地铁隧道变形监测中，需要建立变形监测基准网，变形监测基准网的稳定对变形监测实施和监测数据处理至关重要。而变形监测基准网由基准点和工作基点组成，因此，无论是水平位移还是垂直位移监测中，都力求基准点和工作基点保持稳定，以此作为变形监测数据处理的依据。但是在实际情况中，由于工作基点设置在离变形区不远处，因此其稳定性常常受到地铁隧道结构荷载及其他周围环境的影响。因此在变形监测中，需要对工作基点进行稳定性观测。采用的方法是利用自由设站原理，采用多点后方交会的方式来获取工作基点的平面坐标和高程。获得工作基点的坐标和高程数据后，如何对其进行粗差检验和平差改正，从而为

研究基准网稳定性和监测变形点做准备，成为当前研究的重要课题。

请支付后下载全文，论文总字数：25463字