【正文】 文與預報值 之11,tuT 1y差大于 KS 時，則認為測值異常。即:17 ()ksy??1式中:k 為系數(shù)，它與置信水平 及樣本數(shù) m 有關。?(3)關聯(lián)分析檢驗法在安全監(jiān)測中為監(jiān)測某一工程部位的安全情況，一般要布置許多測點，由于測點布置在同一建筑體上，因此，各測點的測值之間存在某種聯(lián)系，即如果建筑物工作狀態(tài)正常，則測數(shù)據(jù)一般應處于正常狀態(tài)，而當建筑物的結構發(fā)生變化時，則相關測點的監(jiān)測數(shù)據(jù)都應發(fā)生相應變化。相反，如果某一測點的測值發(fā)生異常，而其相關測點的測值正常，則認為建筑物的結構正常，監(jiān)測系統(tǒng)可能發(fā)生了異?；虮O(jiān)測數(shù)據(jù)含有粗差。因此，可以利用這種相關性，來相互檢核各塔段監(jiān)測數(shù)據(jù)的可靠性。粗差的探測是數(shù)據(jù)處理的一個重要內(nèi)容。設 是正態(tài)總體 )的一nx,.21 ,(2?uN個隨機樣本， 是該樣本的順序統(tǒng)計量。檢驗粗差的一般方法是：原假nxx?.21設 :觀測值中不存在粗差，則對于所組成的某種統(tǒng)計量 ，找出臨界值 ，使 P(0H )(xSnc )= 。若 ，就認為存在粗差。若 ，則認為無粗差。單個粗差 探)(xSnc?)(xSnc)(xnc測有很多方法，其中效果比較好的是萊因達準則法、格拉布斯 ESD 統(tǒng)計檢驗和狄克松統(tǒng)計量檢驗。(1) 萊因達準則法“萊因達”準則又稱“ ”準則。根據(jù)誤差理論，隨機誤差 服從正態(tài)分布， 為?3 ??標準差，一般是未知的，通常用貝塞爾公式算得 S 代替 ，以 代替真值。??L ()iLni???1 ()12??nvsi其中 。對某個時刻的觀測值 ，若其殘差 vi 滿足 ，則判定iiLv??iLSL31??為粗差。i(2)ESD 統(tǒng)計檢驗對來自正態(tài)總體 的隨機樣本構成順序量 組成統(tǒng)計量),(2?uN())2()1(.nxx? ()sxgsxgnn)1()(,?????? ()22)(1?i18 ()??nix1以 來 判斷最大值是否為粗差， 來判斷最小值是否為粗差。即由隨機樣本計算出?ng39。?ng統(tǒng)計量 ，若 ，則在 水平下認為 x(n)是粗差。 之值 可由專),(ang???),(ang?用表查得。若數(shù) 據(jù) 中 存在兩個或兩個以上粗差時，ESD 統(tǒng)計檢驗法有可能一個粗差也檢驗不出來。這是由于當次大值也是粗差時，以最大值計算出的 不一定很大，并?n不一定超 ,檢驗量受到污染，降低了檢驗功效。只有確實存在一個粗差時，檢)(?驗才能獲得良好的結果。 (3)狄克松檢驗該檢驗工作的原理是，如果數(shù)據(jù)中的最大(或最小)值不是粗差，則它與次大(或第三大值)之差也不會過分地大。檢驗時，不用 s 作為 的估值，而是用極差來估計 。??由統(tǒng)計量推導分布函數(shù)，根據(jù)臨界值表，當 rr(n，a)時，即表明最大值(或最小值)異常。相對于 ESD 統(tǒng)計檢驗，狄克松檢驗中根據(jù)不同的 n 值，選用極差或似極差[等]來估計 。此外，當 n10 時，考察最大值 與第三大值)3()(2)(_,xxnn ?)(nx的間距來判斷 是否異常，對避免多個粗差的污染，提高檢驗功效有一定的作?)(n用。 多個粗差的定位方法上述的 ESD 統(tǒng)計檢驗及狄克松檢驗作為單個粗差探測的方法，通常能達到較好的效果，但如有多個粗差時，若采用接連實施單個粗差檢驗的方法，則效果很差。特別是在均值同側出現(xiàn)多個粗差時，容易產(chǎn)生粗差的“遮蔽”現(xiàn)象。這主要是因為在檢驗統(tǒng)計量中，應用了總體的位置參數(shù)估計和尺度參數(shù)估計，而這些估計的統(tǒng)計量本身抵抗粗差“污染”的能力很差，因此常產(chǎn)生檢驗的失敗。樣本分位值法能實現(xiàn)多個粗差的檢驗，而且計算方法簡便，抵抗粗差.“污染”的41能力較強，通常均能取得較好效果。該方法的基本原理如下:設 ，為 X 的獨立同分布樣本，而 ，為它的順序統(tǒng)計量。)()2(1,.nx )()2(1.,nx如果 ，且總體方差未知(可采用樣本觀測值對 作估計)，對多個粗差作~2?uNX 2?檢驗時， 樣本分位值檢驗的統(tǒng)計量如下:4 ()??)()(1342nnxs??? 19 ()??)()(1(1342nnxs???或者 () )()(.134maninir xs? 式中 ， ,????????????不 為 整 數(shù) 時當 為 整 數(shù) 時當 n413n 134???rns是右側、左側及兩側的粗差檢驗統(tǒng)計量，由于采用 作為總體位置參??)()(432nx?數(shù)的估計，以 作為尺度參數(shù)估計，因此具有較好的抗異常污染?)()(43?nx的能力。這是容易理解的，因為粗差通常位于順序統(tǒng)計量的首、尾兩端，舍去首、尾兩端可能含有粗差的數(shù)據(jù)而以中段部分計算總體位置參數(shù)及尺度參數(shù)的估值，對樣本序列進行粗差判別，則避免受到粗差污染的影響，使檢驗結果更為可靠并適應于對多個粗差共存時的準確判別。對于剔除的粗差，可用一個與前一點數(shù)值相等的數(shù)據(jù)或取前一點與后一點數(shù)值的平均值補上，也可以用預測值代替，以保持數(shù)據(jù)序列的連續(xù)性。5 GPS監(jiān)測數(shù)據(jù)預處理近年來,隨著全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS( Global Positioning System) 技術的快速發(fā)展, GPS 技術得到了廣泛應用,特別是在精度要求較高的監(jiān)測領域,GPS 技術幾乎代替了常規(guī)監(jiān)測方法由于GPS 測量是通過接收衛(wèi)星發(fā)射的信號來確定地面點的位置,在信號傳播過程中會受到衛(wèi)星鐘的鐘差、衛(wèi)星星歷誤差、相對論效應、地球自轉的影響、電離層折射誤差、對流層折射的誤差、多路徑效應的誤差、接收機鐘差等多種誤差源的影響。變形監(jiān)測受觀測條件的影響,致使衛(wèi)星失鎖或者信號在傳播過程中受到影響,勢必給GPS 觀測值帶來誤差,從而大大降低GPS 定位精度,難以應用在高精度要求的測量中。進行數(shù)據(jù)的預處理,能有效消除各種觀測噪聲,有利于正確確定整周模糊度,以及周跳的探測與修復。從而提高GPS 的定位精度,使其達到毫米甚至亞毫米量級,以便能廣泛地應用于各種高精度要求的重大工程中。 數(shù)據(jù)的采集由于一般監(jiān)測點間距離都較短(1km左右),所以采用單頻或雙頻GPS 接收機均能滿足數(shù)據(jù)采集的要求。在監(jiān)測的作業(yè)過程中,嚴格按照《全球定位系統(tǒng)( GPS) 測量規(guī)范( 20GB/T18314 2022) 》進行外業(yè)觀測作業(yè)。其中,衛(wèi)星截止高度角為13176。同時觀測的有效衛(wèi)星數(shù)大于等于4 顆。有效觀測衛(wèi)星總數(shù)大于等于6 顆。觀測時段數(shù)為1 。觀測時段長度大于等于120 min 。采樣間隔15 s 。時段中任一衛(wèi)星的有效觀測時間大于等于15min 。儀器高觀測前后各量取一次,取其平均值作為儀器高。　數(shù)據(jù)的誤差來源 與衛(wèi)星有關的誤差（1) 衛(wèi)星星歷誤差。由衛(wèi)星星歷所給出的衛(wèi)星位置與衛(wèi)星的實際位置之差稱為衛(wèi)星星歷誤差。星歷誤差主要由定軌站的數(shù)量及其地理分布、觀測值的數(shù)據(jù)及精度、定軌時所用的數(shù)學模型和定軌軟件的完善等因素有關。 （2) 衛(wèi)星鐘的鐘誤差。衛(wèi)星上雖然使用了高精度的原子鐘,但它們也不可避免地存在誤差,這種誤差即包含系統(tǒng)性的誤差鐘差、鐘速和頻漂等偏差,也包含隨機誤差。系統(tǒng)誤差遠較隨機誤差的值大,而且可以通過檢驗和對比來確定并通過模型來加以改正而隨機誤差只能通過鐘的穩(wěn)定度來描述其統(tǒng)計特性,無法確定其符號和大小。（3) 相對論效應。相對論效應是指由于衛(wèi)星鐘和接收機鐘所處的狀態(tài)運動速度和重力位不同而引起的兩臺鐘之間產(chǎn)生相對鐘誤差的現(xiàn)象。與信號傳播有關的誤差電離層延遲電離層含平流層是高度在60～1000km 的大氣層。在太陽紫外線、Χ射線、β射線和高能粒子的作用下,該區(qū)域內(nèi)的氣體分子和原子將產(chǎn)生電離,形成自由電子和正離子。帶電粒子的存在將影響無線電信號的傳播,使傳播速度發(fā)生變化,傳播路徑產(chǎn)生彎曲,從而使信號在經(jīng)過該層內(nèi)所用的時間發(fā)生延遲。電離層延遲取決于信號傳播路徑上的電子含量TEC 和信號的頻率f。而TEC又與時間、地點和太陽黑子數(shù)等多種因素有關。測碼偽距觀測值和載波相位觀測值所受到的電離層延遲大小相同,但符號相反。對流層延遲對流層是高度在50km 以下的大氣層。整個大氣層中的絕大部分質量集中在對流層中。GPS衛(wèi)星信號在對流層中的傳播速度V = c/ n。c為真空中的光速,n 為大氣折射率,其值取決于氣溫、氣壓和相對濕度等因子。此外,信號的傳播路徑也會發(fā)生彎曲。由于上述原因使距離測量值產(chǎn)生的系統(tǒng)性偏差稱為對流層延遲。對流層延遲對測碼偽距和載波相位觀測值的影響是相同的。多路徑誤差經(jīng)某些物體表面反射后到達接收機的信號如果與直接來自衛(wèi)星的信號疊加干擾后進入接收機,就將使測量值產(chǎn)生系統(tǒng)誤差,這就是多路徑效應誤差。多路徑誤差對測碼21偽距觀測值的影響要比對載波相位觀測值的影響大得多。多路徑誤差取決于測站周圍的環(huán)境、接收機的性能以及觀測時間的長短。 與接收機有關的誤差接收機鐘的鐘誤差由于接收機鐘大多采用的是石英鐘,因而其鐘誤差較衛(wèi)星鐘的鐘誤差更為顯著。該項誤差主要取決于鐘的質量,與使用時的環(huán)境也有一定關系。它對測碼偽距觀測值和載波相位觀測值的影響是相同的。進行GPS 基線解算時,需已知其中一個端點在WGS —84 坐標系的近似坐標,近似坐標的誤差過大也會對解算結果產(chǎn)生影響。該項誤差對測碼偽距觀測值和載波相位觀測值的影響是相同的。接收機的測量噪聲在進行GPS 測量時,由于儀器設備及外界環(huán)境影響而引起的隨機測量誤差,其值取決于儀器性能及作業(yè)環(huán)境的優(yōu)劣。一般而言,測量噪聲的值遠小于上述的各種偏差值。觀測足夠長的時間后,測量噪聲的影響通常可以忽略不計。 預處理方法GPS 觀測數(shù)據(jù)預處理的主要目的是對原始觀測數(shù)據(jù)進行編輯、加工和整理,分流出各種專用的信息文件,為基線解算做準備,數(shù)據(jù)預處理工作完善與否,對隨后的基線解算和平差結果的精度將會產(chǎn)生重要的影響。載波相位觀測值可以組成無窮多種不同的線性組合觀測值,而我們需要的只是那些對GPS 測量有實際價值和意義的線性組合觀測值,這些觀測值至少符合下列標準的一個或多個:（1) 線性組合后構成的新“觀測值”應能保持模糊度的整數(shù)特性,以利于正確確定整周模糊度。（2) 線性組合后構成的新“觀測值”應具有適當?shù)牟ㄩL,有助于模糊度固定。（3) 線性組合后構成的新“觀測值”應不受或基本不受電離層折射的影響。（4) 線性組合后構成的新“觀測值”應具有較小的測量噪聲。根據(jù)這些標準組合成一些常用的線性組合,現(xiàn)用 、 表示載波相位觀測值,用 、1L2 1P表示測碼偽距觀測值分別予以介紹。2P.消電離層組合LC組合為:22 () fbcffLffL2121)(213????????該組合消除了電離層的影響,即 的電離層延遲為零,但模糊度不具有整數(shù)特性。3L同樣,偽距觀測L C組合: ()????)(1322ffP將(1) 式減去(2) 式可得: ()2133fbcPLW???無幾何條件約束組合= = + ( )4L21?iond21b??= +ion 2121)(b?? = + ()iond21??其中, 為模糊度差, 為窄波長。這種組合能消除衛(wèi)星鐘和接收機21b???1?鐘的影響,不受軌道、測站幾何條件的影響。但是,它受電離層延遲的影響,可以用來確定電離層模型。這種線性組合也同樣適用于測碼偽距觀測: = ()214piond ()??bLw14???　寬巷觀測值23 ()21)(121215 fbcdfLffLion???????? ()iondfPfP????21215 )(?這種組合觀測值的波長約為86cm ,約為λ1 ,λ2的四倍。因此,這種線性組合被稱作寬巷組合。相應的模糊度 （）ijklijklijklnn215?? 叫做寬巷模糊度。聯(lián)立(7) 式和(8) 式,可得: ()212121215