【正文】 程和運(yùn)營(yíng)期間，都需要對(duì)它們進(jìn)行變形觀測(cè)，確保工程建筑物的穩(wěn)定性，為安全運(yùn)行診斷提供必要的信息，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并采取措施。電子水準(zhǔn)儀以其時(shí)尚的外觀設(shè)計(jì)、操作方便、高精度等諸多優(yōu)點(diǎn),得到了廣大測(cè)繪工作者的青睞，在各種工程的變形監(jiān)測(cè)中得到了非常廣泛的應(yīng)用。從這幾種原理的共同性的角度看，都使用了光學(xué)水準(zhǔn)儀的光路原理，也都使用了條形碼標(biāo)尺,條碼明暗相間，通過(guò)改變明暗條碼的寬度實(shí)現(xiàn)編碼，且條碼不存在重復(fù)的碼段。如圖13所示，碼元0和1分別與條碼的黑自相對(duì)應(yīng)。其所謂的相似二角形空間變換幾何關(guān)系如圖14所示，這利用相似二角形空間幾何比例關(guān)系其實(shí)是所有電子水準(zhǔn)原理所共同采用的(包括相關(guān)法、相位法、RAB原理以及葉氏原理也實(shí)質(zhì)都使用了這種望遠(yuǎn)鏡成像的光學(xué)比例關(guān)系)，所有電子水準(zhǔn)原理的精測(cè)過(guò)程實(shí)質(zhì)都是使用了這種幾何關(guān)系。但若減少碼元寬度顧及近距離又對(duì)遠(yuǎn)距離的圖像分辨不利。（3）相位法相位法原理的基本特征是利用標(biāo)尺條碼圖像信號(hào)中的幾個(gè)不同周期碼的波譜的相位差來(lái)實(shí)現(xiàn)粗測(cè)，算法是快速傅里葉變換，其運(yùn)算量也不小。圖17 RAB原理的碼寬調(diào)制編碼原理（5）葉氏原理葉氏原理是武漢大學(xué)發(fā)明并實(shí)現(xiàn)的數(shù)字電子原理，已經(jīng)應(yīng)用于博飛DAL系列和蘇光EL系列電子水準(zhǔn)儀中。就三種使用載碼調(diào)制的原理而言，幾何法必須增加細(xì)條紋碼克服近距離時(shí)信息密度過(guò)低的缺陷，RAB原理和葉氏原理只需增加調(diào)制級(jí)數(shù)就可以輕易解決近距離時(shí)信息密度低的問(wèn)題。（3）速度快：由于省去了報(bào)數(shù)、聽(tīng)記、現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算的時(shí)間以及人為出錯(cuò)的重測(cè)數(shù)量，測(cè)量時(shí)間與傳統(tǒng)儀器相比可以節(jié)省1/3左右。目前市場(chǎng)上的電子水準(zhǔn)儀分為不同精度的兩個(gè)等級(jí)(與采用的標(biāo)尺也有關(guān)系)，常用的高精度電子水準(zhǔn)儀及其指標(biāo)見(jiàn)表11所示。1039。（3）不同電子水準(zhǔn)儀的不同點(diǎn)：由于各廠家的標(biāo)尺編碼規(guī)則不同，電子讀數(shù)的原理也不同，導(dǎo)致不同廠家的產(chǎn)品在技術(shù)指標(biāo)和性能上也有一些差別。這主要是因?yàn)椴趟倦娮铀疁?zhǔn)儀在讀數(shù)時(shí)，僅用到中絲上下各15cm的標(biāo)尺截距，并沒(méi)有用的到全視場(chǎng)的條碼，所以當(dāng)視線靠近地面時(shí)，受折光差的影響小，而其它兩種儀器利用視場(chǎng)中的所有條碼，靠近地面的條碼也參加讀數(shù)，而最后的判讀結(jié)果是所有這些條碼的平均值，所以受折光差的影響大。但是也應(yīng)該注意，雖然通常調(diào)焦波動(dòng)，對(duì)測(cè)量結(jié)果只產(chǎn)生微不足道的影響，但若是大量測(cè)量都是這樣，就會(huì)影響最后的測(cè)量精度。但是，這類(lèi)儀器的中絲附近條碼不允許遮擋。⑥線路測(cè)量：公路、鐵路、河道、隧道等縱、橫斷面測(cè)量。按研究的范圍可以分為：全局性變形，區(qū)域性變形，局域性變形。外部觀測(cè)的內(nèi)容主要有沉降觀測(cè)、位移觀測(cè)、傾斜觀測(cè)、裂縫觀測(cè)和擾度觀測(cè)等。建筑物傾斜位移分為兩類(lèi)：一類(lèi)表現(xiàn)為以不均勻的水平位移為主；另一類(lèi)則表現(xiàn)為以不均勻的沉降為主。典型的變形觀測(cè)精度要求是1mm或者相對(duì)精度1106。這類(lèi)方法的測(cè)量精度高,應(yīng)用靈活,適用于不同變形體和不同的工作環(huán)境,但野外工作量大,不易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)和連續(xù)監(jiān)測(cè)。 變形觀測(cè)的重要意義大型水工建筑物、工業(yè)與交通建筑物、高大建筑物群體和許多精密機(jī)械的安裝、導(dǎo)軌以及尖端科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)設(shè)備由于自然條件的影響與變化，例如，建筑物地基的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、土壤的物理性質(zhì)、大氣溫度的 影響與變化，會(huì)引起建筑物的變形。c) Max dist:輸入最大測(cè)量距離, 當(dāng)測(cè)量的距離超過(guò)此距離時(shí)會(huì)警告用戶(hù),30m。第一次從PCMCIA卡中下載數(shù)據(jù)時(shí)需先安裝PCMCIA卡的驅(qū)動(dòng)程序, 然后就可以直接從PCMCIA卡復(fù)制文件到計(jì)算機(jī)中。（3）測(cè)量方法:儀器及配套水準(zhǔn)尺均應(yīng)在有效檢定期內(nèi)。除路線拐彎處外，每一測(cè)站上儀器與前后視標(biāo)尺的三個(gè)位置，一般為接近一條直線。電子水準(zhǔn)儀獲取的是編碼尺多條編碼的信息，其結(jié)果取平均效應(yīng)，其檢驗(yàn)方法與光學(xué)水準(zhǔn)儀有所差別。/2mm(拓普康)的圓水準(zhǔn)器，長(zhǎng)時(shí)間的使用、運(yùn)輸或溫度變化，都會(huì)使氣泡偏離其正確位置而產(chǎn)生漂移，致使儀器豎軸傾斜，無(wú)法建立正確的水平視線。由于環(huán)境溫度、機(jī)械振動(dòng)(如儀器搬站等)、望遠(yuǎn)鏡調(diào)焦和磁場(chǎng)(包括地球磁場(chǎng)和外部電磁場(chǎng))會(huì)引起i角變化。（2）與條碼尺有關(guān)的誤差：①尺底面缺陷尺底面缺陷包括零點(diǎn)誤差、尺底面不平和尺底面與尺的軸線不垂直等。國(guó)外對(duì)電子水準(zhǔn)儀的研究結(jié)果表明，有些儀器讀數(shù)存在周期誤差，如Wild NA2000在視距15 mm,波長(zhǎng)為2 mm的周期誤差。確定電子水準(zhǔn)儀的檢定項(xiàng)目，既要參照光學(xué)自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的定方法，還要增加新的檢驗(yàn)項(xiàng)目和裝置，制定新的檢定方法和手段，才能檢驗(yàn)儀器的各方面性能，全面、客觀反映儀器精度是否達(dá)標(biāo)。（1）Forshler method(富斯特乃爾法)如圖41上在相距45 m處設(shè)立兩根標(biāo)尺A、B，并將此距離分成二等份，并在其連線上設(shè)2個(gè)儀器站2，相距標(biāo)尺約15 m,然后從測(cè)站量測(cè)兩個(gè)標(biāo)尺。3樓的建筑面積皆為40308米2，地下室2990米2，一至三層商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)8970米2。由于省去了人工讀數(shù)、報(bào)數(shù)、聽(tīng)記和現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算的時(shí)間，測(cè)量時(shí)間與傳統(tǒng)儀器相比可以節(jié)省一半左右；③效率高。水準(zhǔn)基點(diǎn)NNN3三個(gè)點(diǎn)為一組，并定期進(jìn)行觀測(cè)，根據(jù)觀測(cè)成果選其中比較穩(wěn)定的點(diǎn)為起算基點(diǎn)。(3)對(duì)三個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行了三次觀測(cè)，在滿(mǎn)足限差的前提下，取其平均值作為三個(gè)點(diǎn)的高稱(chēng)。22010/4/12177。由上述公式分別計(jì)算可得出各點(diǎn)在不同時(shí)間段的沉降速度如表49所示：表49 沉降速度表 速度天數(shù) A B C D E F00000003168106136157184344383414 注:沉降速度單位mm由上表即可繪制出各點(diǎn)沉降的速度曲線圖如下：圖411 各點(diǎn)沉降圖 從圖上可以看出，六個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)的沉降速度曲線基本吻合，在工程前期隨著荷載的增加，沉降速度呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)，而后慢慢趨于穩(wěn)定且減小，直到工程竣工后緩慢沉降。（4）通過(guò)對(duì)沉降速度曲線和沉降等值線圖的分析，可以分析出沉降在工程范圍內(nèi)大致的走向。感謝我的家人和朋友對(duì)我學(xué)習(xí)、工作的關(guān)心、理解和支持。關(guān)鍵詞：時(shí)鐘估計(jì) 精密定軌 實(shí)時(shí) 卡爾曼濾波器近實(shí)時(shí)精密單點(diǎn)定位越來(lái)越多的應(yīng)用擴(kuò)大了對(duì)高精度全球定位系統(tǒng)和短延時(shí)時(shí)鐘產(chǎn)品的需要。目前，只有少數(shù)的提供精確的（近）實(shí)時(shí)軌道/時(shí)鐘產(chǎn)品可用。相應(yīng)的時(shí)鐘從較短的23分鐘的數(shù)據(jù)計(jì)算，包括一弧8分鐘重疊到以前的批處理（Zandbergen等，2006年）。該濾波器所使用的軌道信息來(lái)自于最新的IGS超快速產(chǎn)品的預(yù)測(cè)部分，它還能預(yù)測(cè)完整的全球定位系統(tǒng)星座的時(shí)鐘偏移和漂移。他媽包括所有的衛(wèi)星，并且通過(guò)每個(gè)站都可見(jiàn)。人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，這一程序在更新測(cè)量中改進(jìn)了濾波器的穩(wěn)定性。為了能夠執(zhí)行卡爾曼濾波器時(shí)間更新，在系統(tǒng)模型中對(duì)狀態(tài)向量的預(yù)測(cè)必須指向下一個(gè)時(shí)刻。作為結(jié)果，測(cè)量值的權(quán)重在濾波器的更新中減少，從而導(dǎo)致了濾波器的分歧。對(duì)測(cè)量精度的評(píng)估中可以輕易的發(fā)現(xiàn)對(duì)觀測(cè)量噪聲有意義的設(shè)置。時(shí)鐘偏移的過(guò)程噪聲的偏差為3厘米，時(shí)間常數(shù)是600秒。假設(shè)載波相位測(cè)量的為常數(shù)，并且沒(méi)有引入過(guò)程噪聲。站的位置是已知的，時(shí)鐘偏移在所有的測(cè)量中都一樣，它必須從殘差中計(jì)算出或者刪除掉。之后，檢查狀態(tài)向量的歧義性。在濾波器的測(cè)量校正之后，狀態(tài)向量和相關(guān)的協(xié)方差矩陣存儲(chǔ)在校平器中以備后用。因此，在插入數(shù)據(jù)開(kāi)始是，正向?yàn)V波器的不良估計(jì)的加權(quán)值低于后向?yàn)V波器的更優(yōu)估計(jì)值，反之亦然。徑向軌道誤差或時(shí)鐘誤差對(duì)所有的衛(wèi)星來(lái)說(shuō)都是一樣的，為了計(jì)算它們，建立了空間范圍誤差信號(hào)方程，它將會(huì)影響到已計(jì)算出的空間范圍誤差信號(hào)。 Hauschild . Oliver MontenbruckAbstract In this article, an algorithm for clock offset estimation of the GPS satellites is presented. The algorithm is based 。時(shí)鐘產(chǎn)品的評(píng)估策略在生產(chǎn)出軌道時(shí)鐘產(chǎn)品之后，隨之就產(chǎn)生了一個(gè)問(wèn)題，就是怎樣確定這樣一個(gè)產(chǎn)品在應(yīng)用中是否取得最優(yōu)的效果，也就是對(duì)產(chǎn)品的評(píng)價(jià)。濾波器狀態(tài)的權(quán)重是由它們的協(xié)方差所決定的，當(dāng)向后的這個(gè)運(yùn)程完成后，校平器將會(huì)計(jì)算超前和滯后結(jié)果的平均值。因此，濾波器時(shí)鐘估計(jì)值作為一個(gè)虛擬的參考時(shí)鐘，它是和預(yù)計(jì)IGU時(shí)鐘的平均值聯(lián)系在一起的。在載波相位的監(jiān)視和篩選過(guò)程中，也用到了類(lèi)似的方法，但是當(dāng)前時(shí)刻和前一時(shí)刻載波相位的時(shí)間差異避免了在這一步中粗略估計(jì)所帶來(lái)的混亂。該數(shù)據(jù)篩選的核心部分是一個(gè)完整的監(jiān)視過(guò)程，它通過(guò)測(cè)量偽距和載波相位測(cè)量來(lái)檢測(cè)和刪除異常值。假設(shè)地面站的差分天頂延遲隨時(shí)間變化很小，那么過(guò)程噪聲每個(gè)小時(shí)只會(huì)產(chǎn)生2毫米的偏差。對(duì)于衛(wèi)星時(shí)鐘狀態(tài)的過(guò)程噪聲的設(shè)定，并沒(méi)有因?yàn)闀r(shí)鐘類(lèi)型的不同而有所差異。這一個(gè)過(guò)程噪聲和測(cè)量噪聲的選擇決定了濾波器是否對(duì) 基于系統(tǒng)的基礎(chǔ)上在增加更多的權(quán)重，還是增加到實(shí)際測(cè)量上。為了從真值補(bǔ)償該系統(tǒng)的偏差，狀態(tài)向量中引入了過(guò)程噪聲這一元素。為了彌補(bǔ)這些偏差，每個(gè)站都有一個(gè)差分天頂?shù)穆窂窖舆t估計(jì)，然后這種映射到一個(gè)微分對(duì)流層斜坡延遲，使用了海拔獨(dú)立測(cè)繪功能。已估計(jì)的時(shí)鐘偏移對(duì)所有的觀察和測(cè)量進(jìn)行修正。該濾波器狀態(tài)包括星座中所有32顆衛(wèi)星的衛(wèi)星時(shí)鐘誤差和時(shí)鐘漂移。研發(fā)的軌道/時(shí)鐘產(chǎn)品將用于支持低地球軌道衛(wèi)星定軌低地球軌道衛(wèi)星）用于即將到來(lái)的太空飛行任務(wù)，其中需要近實(shí)時(shí)定軌精度精確到810厘米。然而，在我們文中所提到的近實(shí)時(shí)軌道和時(shí)鐘產(chǎn)品已經(jīng)投入使用，它是用于支持MetOpMission 所專(zhuān)用的。因此，這些軌道/時(shí)鐘產(chǎn)品便無(wú)法購(gòu)買(mǎi)力平價(jià)的應(yīng)用中使用，因?yàn)樵谶@個(gè)應(yīng)用中，載波相位的定位精確到厘米級(jí)。并提出該過(guò)濾器算法和數(shù)據(jù)處理方案。在此，謹(jǐn)向劉老師致以誠(chéng)摯的謝意!特別要感謝我老師在兩年半的學(xué)習(xí)和工作中給予我的悉心指導(dǎo)，使我對(duì)測(cè)量平差及變形數(shù)據(jù)處理的認(rèn)識(shí)從理論到實(shí)踐有了質(zhì)的飛躍。（2）電子水準(zhǔn)儀精度高、速度快、效率高，在沉降觀測(cè)中有良好的應(yīng)用。2樓沉降荷載時(shí)間曲線如下圖所示：圖55 A點(diǎn)沉降圖圖56 B點(diǎn)沉降圖圖57 C點(diǎn)沉降圖圖58 D點(diǎn)沉降圖圖59 E點(diǎn)沉降圖圖510 F點(diǎn)沉降圖N號(hào)點(diǎn)的沉降速度： Vn= mm/dSnm、Snm1分別表示m1次和m次觀測(cè)時(shí)（即前后兩次觀測(cè)）N點(diǎn)的沉降值，T表示兩次觀測(cè)的間隔天數(shù)。每期觀測(cè)按秩虧水準(zhǔn)網(wǎng)進(jìn)行平差， 得各期工作基點(diǎn)的高程數(shù)值見(jiàn)表52。(1)建筑物沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)與基點(diǎn)構(gòu)成閉合水準(zhǔn)測(cè)線。具有多種水準(zhǔn)導(dǎo)線測(cè)量模式及平差和高程放樣功能，可進(jìn)行角度、面積和坐標(biāo)等測(cè)量。水平視線讀數(shù)和視距讀數(shù)都是采用大量條碼分劃圖像經(jīng)處理后取平均得出來(lái)的，因此削弱了標(biāo)尺分劃誤差的影響。然而兩標(biāo)尺A、B相距約30 m，而測(cè)站1在A、B的中間，測(cè)站2在標(biāo)尺A后約3m處。i角誤差可以調(diào)用儀器上的校正菜單，采用以下四種方法進(jìn)行檢驗(yàn)和校正。 電子水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正通過(guò)前面對(duì)電子水準(zhǔn)儀的原理及誤差的分析，可以看出:影響電子水準(zhǔn)儀測(cè)量精度的誤差源比較多，既有繼承自光學(xué)自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的誤差源，又包含了由于光電技術(shù)的使用帶來(lái)的新的誤差源。 ④其它 包括普通水準(zhǔn)尺的聯(lián)接誤差和因潮濕引起的膨脹。⑤高程誤差其它原因?qū)е碌摹八矫鎯A斜”誤差⑥望遠(yuǎn)鏡調(diào)焦誤差當(dāng)觀測(cè)前后視距不等時(shí)，望遠(yuǎn)鏡在旋進(jìn)或旋出的過(guò)程中，引起視準(zhǔn)軸的位置發(fā)生變化，從而給觀測(cè)值帶來(lái)影響。后者指補(bǔ)償器的平衡位置和靜止位置之差。目前各廠家電子水準(zhǔn)儀上安裝有靈敏度為839。它的測(cè)量速度快，操作簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)內(nèi)外業(yè)一體化，代表了水準(zhǔn)儀的發(fā)展方向。④自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的圓水準(zhǔn)器，嚴(yán)格置平。（2）測(cè)量模式:后前前后、后后前前、后前。當(dāng)觀測(cè)結(jié)束并且已經(jīng)觀測(cè)了最后的閉合點(diǎn),可以按下測(cè)段結(jié)束鍵Lend結(jié)束測(cè)量, 同時(shí)輸入結(jié)束點(diǎn)高程、點(diǎn)號(hào)、代碼, 此時(shí)儀器將顯示出起始點(diǎn)和終點(diǎn)的高程之差,前后視距和等信息。 第三章 電子水準(zhǔn)儀的觀測(cè)方法 DiNi 12電子水準(zhǔn)儀的簡(jiǎn)介（1）DiNi 12電子水準(zhǔn)儀的基本圖示：由于我們學(xué)校以及本論文中測(cè)量數(shù)據(jù)所采用的電子水準(zhǔn)儀均為天寶DINI12型電子水準(zhǔn)儀，故重點(diǎn)介紹DINI12電子水準(zhǔn)儀的結(jié)構(gòu)及使用方法，其基本圖示如圖31所示：圖 31 DiNi 12型電子水準(zhǔn)儀圖示（2）DiNi 12電子水準(zhǔn)儀進(jìn)行沉降觀測(cè)的使用方法:①儀器參數(shù)設(shè)置：使用儀器前需對(duì)儀器參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，主要是如下幾項(xiàng), 以下各值為按一級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量等級(jí)設(shè)定:a)Height Unit:測(cè)量的高程的單位和記錄到內(nèi)存的單位,m。工程建筑物變形觀測(cè)的基本方法,要根據(jù)建筑物的變形性質(zhì),使用情況,觀測(cè)精度,周?chē)沫h(huán)境以及對(duì)觀測(cè)的要求來(lái)選定。要求從不同時(shí)期的大量數(shù)據(jù)中，精確確定變形信息，必須采用嚴(yán)密的數(shù)據(jù)處理方法。所進(jìn)行的觀測(cè)稱(chēng)為擾度觀測(cè)。 測(cè)定水平位移的方法很多,有常規(guī)的地面控制測(cè)量方法，如導(dǎo)線，前方交會(huì)法等；也有各專(zhuān)用方法，如基準(zhǔn)線法，正、倒垂線法等。內(nèi)部觀測(cè)內(nèi)容由建筑物的內(nèi)部應(yīng)力，溫度變化的測(cè)量，動(dòng)力特征及其速度的測(cè)定等，一般不由測(cè)量工作者完成。靜態(tài)變形通常是指變形觀測(cè)的結(jié)果只表示在某一時(shí)期內(nèi)的變形值，也就是說(shuō)，它只是時(shí)間的函數(shù)；動(dòng)態(tài)變形是指在外力影響下而產(chǎn)生的變形，故它是以外力為函數(shù)來(lái)表示的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)對(duì)于時(shí)間的變化，其觀測(cè)結(jié)果是表示建筑物在某一時(shí)刻的瞬時(shí)變形。④連續(xù)精密測(cè)量：與計(jì)算機(jī)相聯(lián)，實(shí)時(shí)、自動(dòng)連續(xù)測(cè)量。天寶的電子水準(zhǔn)儀是利用對(duì)稱(chēng)于視準(zhǔn)軸上下各15cm的標(biāo)尺編碼來(lái)讀數(shù)，即使視場(chǎng)中有多余的標(biāo)尺編碼，也不參與讀數(shù)，這部分標(biāo)尺被遮擋不影響測(cè)量值，若視距位于最小視距和幾米之間時(shí)(視場(chǎng)角是一定的)，落在視場(chǎng)里的編碼尺段只要有10cm就能觀測(cè)。這種讀數(shù)原理對(duì)條碼分劃邊沿的成像質(zhì)量要求高，要求