【正文】 （式47）單位權(quán)中誤差計(jì)算公式為 （式48）本程序使用C語(yǔ)言作為編程語(yǔ)言，有以下函數(shù)組成：1) MyBreak信息提示函數(shù)2) ij對(duì)稱(chēng)矩陣下標(biāo)計(jì)算函數(shù)3) PrintM數(shù)組輸出函數(shù)4) PrintM2對(duì)稱(chēng)矩陣輸出函數(shù)5) PrintEquation線性方程組輸出函數(shù)6) inverse對(duì)稱(chēng)正定矩陣求逆函數(shù)7) Calculate_BQBT權(quán)逆陣傳播函數(shù)8) Calculate_q權(quán)倒數(shù)計(jì)算函數(shù)9) 構(gòu)造函數(shù)10) 析構(gòu)函數(shù)11) GetStationNumber點(diǎn)名獲取函數(shù)12) Inputdata原始數(shù)據(jù)輸入函數(shù)13) Printdata原始數(shù)據(jù)寫(xiě)至結(jié)果文件函數(shù)14) ca_H0高程近似值計(jì)算函數(shù)15) ca_ATPA組成法方程函數(shù)16) ca_dX高程平差值計(jì)算函數(shù)17) ca_V殘差計(jì)算函數(shù)18) PrintResult平差值輸出函數(shù)19) Quasi_Stable擬穩(wěn)平差計(jì)算函數(shù)20) main主函數(shù)上述函數(shù)全部為在C語(yǔ)言中自定義的函數(shù)。擬穩(wěn)平差將全部高程點(diǎn)分為擬穩(wěn)點(diǎn)和非擬穩(wěn)點(diǎn)兩部分，僅在擬穩(wěn)點(diǎn)參數(shù)的平方和最小的約束下求法方程式的解。水準(zhǔn)網(wǎng)平差中至少有一個(gè)已知高程點(diǎn)。 圖31觀測(cè)站的布置形式示意圖本程序處理的原始數(shù)據(jù)包括各個(gè)點(diǎn)的平面坐標(biāo)和各個(gè)點(diǎn)之間的觀測(cè)高差，其中點(diǎn)位的平面坐標(biāo)用于計(jì)算水準(zhǔn)路線的長(zhǎng)度，用以定權(quán)，原始數(shù)據(jù)以excel表格形式如下圖（32）和（33）所示 圖32 點(diǎn)位的平面坐標(biāo) 圖33 各點(diǎn)的觀測(cè)高差4擬穩(wěn)平差程序概述自由網(wǎng)擬穩(wěn)平差公式設(shè)誤差方程式為 （式41）式中：為n維自由項(xiàng)向量；V是n維殘差向量；A為系數(shù)矩陣；X是t維參數(shù)向量，這里X是高程點(diǎn)近似值的平差改正數(shù)。剖面線狀觀測(cè)站通常由兩條互相垂直且相交的觀測(cè)線所組成。網(wǎng)格狀觀測(cè)站可以對(duì)整個(gè)采動(dòng)影響范圍進(jìn)行觀測(cè)，所得資料比較全面、準(zhǔn)確，但測(cè)點(diǎn)數(shù)目較多，野外觀測(cè)和室內(nèi)成果整理工作量大，且受地形、地物條件的限制，所以只在研究專(zhuān)門(mén)問(wèn)題時(shí)采用。短期觀測(cè)站只是在急需開(kāi)采沉陷資料的情況下才采用。2. 普通觀測(cè)站和短期觀測(cè)站普通觀測(cè)站的觀測(cè)時(shí)間較長(zhǎng)（一般在一年以上），它是在地表移動(dòng)的開(kāi)始到移動(dòng)結(jié)束的整個(gè)過(guò)程中定期進(jìn)行觀測(cè)，主要用于研究地表移動(dòng)和變形的規(guī)律。開(kāi)采沉陷觀測(cè)站的類(lèi)型有以下幾種：1 .按觀測(cè)站設(shè)置的地點(diǎn)不同可分為：（1）地表移動(dòng)觀測(cè)站：測(cè)點(diǎn)布設(shè)在地表。所謂觀測(cè)站，是指在開(kāi)采影響范圍內(nèi)的地表、巖層內(nèi)部或其它研究對(duì)象上，按一定要求設(shè)置的一系列互相聯(lián)系的觀測(cè)點(diǎn)。為了進(jìn)行實(shí)地觀測(cè)，必須在開(kāi)采進(jìn)行以前，在選定的地點(diǎn)設(shè)置開(kāi)采沉陷觀測(cè)站。認(rèn)識(shí)巖層與地表移動(dòng)這一復(fù)雜過(guò)程，目前的主要方法是實(shí)地觀測(cè)。是它們免受或減少開(kāi)采的有害影響，減少地下資源的損失，必須研究地下開(kāi)采引起的巖層與地表移動(dòng)規(guī)律。然后，隨著工作面繼續(xù)向前推進(jìn)，地表的影響范圍不斷擴(kuò)大，下沉值不斷增加，在地表就形成一個(gè)比開(kāi)采范圍大得多的下沉盆地。地表移動(dòng)盆地的形成：地表移動(dòng)盆地是在工作面的推進(jìn)過(guò)程中逐漸形成的。這種地表沉陷區(qū)稱(chēng)為地表移動(dòng)盆地，或稱(chēng)下沉盆地。本程序是針對(duì)地表移動(dòng)盆地而言。當(dāng)采深和采厚的比值較?。ㄒ话阈∮?0）或具有較大的地質(zhì)構(gòu)造時(shí)，地表的移動(dòng)和變形在空間和時(shí)間上將是不連續(xù)的，移動(dòng)和變形的分布沒(méi)有嚴(yán)格的規(guī)律性，地表可能出現(xiàn)較大的裂縫或坍塌坑。開(kāi)采引起的地表移動(dòng)過(guò)程，受多種地質(zhì)采礦因素的影響，因此，隨開(kāi)采深度、開(kāi)采厚度、采煤方法及煤層產(chǎn)狀等因素的不同，地表移動(dòng)和破壞的形式也不完全相同。通過(guò)實(shí)地多次觀測(cè)這些指定位置的點(diǎn)的高程和平面坐標(biāo)，確定這些點(diǎn)的空間位置坐標(biāo)，進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，觀察這些點(diǎn)的沉降情況、沉降速度、沉降變化等，判斷并預(yù)測(cè)這些點(diǎn)位在空間中的變化趨勢(shì)。從空間上來(lái)說(shuō)，若地下開(kāi)采的范圍較小、開(kāi)采的礦物的埋藏深度較小，則開(kāi)采沉陷波及的范圍往往只局限于開(kāi)采區(qū)域的周?chē)膸r體；若開(kāi)采范圍較大、開(kāi)采礦物的埋藏深度較大，則開(kāi)采沉陷波及的范圍就會(huì)從巖體發(fā)展到地表，引起“地表移動(dòng)”。巖體在受到各種不同開(kāi)采方法影響時(shí)，產(chǎn)生的開(kāi)采沉陷是一個(gè)在時(shí)間上和空間上都是非常復(fù)雜的過(guò)程。巖體本身是一種非常復(fù)雜的介質(zhì)。 1沉降監(jiān)測(cè)網(wǎng)概述 沉降監(jiān)測(cè)網(wǎng)的形成有用礦物被采出以后，開(kāi)采區(qū)域周?chē)膸r體的原始應(yīng)力平衡狀態(tài)受到破壞，應(yīng)力重新分布，到達(dá)新的平衡。為了監(jiān)測(cè)采空區(qū)和采區(qū)對(duì)周邊建筑、環(huán)境和其它地物的影響，這時(shí)要布設(shè)沉降觀測(cè)網(wǎng)，用以監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)采區(qū)和采空區(qū)對(duì)環(huán)境的影響。這些采空區(qū)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著不可小覷的阻礙。因此從2003年起到2013年這十年，是煤炭行業(yè)黃金的十年。沉降監(jiān)測(cè)網(wǎng)擬穩(wěn)平差及程序設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目錄ABSTRACT 31沉降監(jiān)測(cè)網(wǎng)概述 6 沉降監(jiān)測(cè)網(wǎng)的形成 62地下開(kāi)采引起的地表移動(dòng)和破壞 6 6 73沉降監(jiān)測(cè)網(wǎng)的數(shù)據(jù)來(lái)源 7 7 84擬穩(wěn)平差程序概述 9 9 10 11 30 31 31 31 32 33 33 34 35緒論中國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展隨著改革開(kāi)放而騰飛，而經(jīng)濟(jì)的發(fā)展離不開(kāi)對(duì)各種能源的需求。中國(guó)經(jīng)濟(jì)從2003年起進(jìn)入了重化工階段，對(duì)能源的需求快速增長(zhǎng)，尤其是對(duì)煤礦的需求大大增加。煤礦企業(yè)挖走了大部分的煤，但是造成了開(kāi)采沉陷留下了大量的采空區(qū)。其中尤其對(duì)國(guó)家的基礎(chǔ)設(shè)施影響極大，例如：在交通中的影響，鐵路和國(guó)家高速公路不得穿過(guò)采空區(qū)上方。本文正是基于這一理論的基礎(chǔ)上，研究擬穩(wěn)平差在沉降觀測(cè)網(wǎng)中的應(yīng)用以及程序設(shè)計(jì)。在此過(guò)程中，使巖層和地表產(chǎn)生連續(xù)的移動(dòng)、變形和非連續(xù)的破壞（開(kāi)裂、冒落等），這種現(xiàn)象稱(chēng)為“開(kāi)采沉陷”。它不僅是由各種不同性質(zhì)的巖層組成，而且還由于各種地質(zhì)作用（如褶皺、斷層、開(kāi)裂、火成巖、侵入，陷落柱等）而產(chǎn)生了大量的不連續(xù)面。在時(shí)間上來(lái)說(shuō)，在移動(dòng)的過(guò)程中，開(kāi)采沉陷的形式和大小在不同的時(shí)間上是不同的，也就是說(shuō)，此時(shí)的開(kāi)采沉陷是“動(dòng)態(tài)的”；隨著時(shí)間的推移，開(kāi)采沉陷的形式和大小逐漸趨向于穩(wěn)定，開(kāi)采沉陷變成“靜態(tài)的”或“最終的”。沉降監(jiān)測(cè)網(wǎng)是為了監(jiān)測(cè)“地表移動(dòng)”的表面上指定位置的點(diǎn)的沉降變化而建立的一種水準(zhǔn)網(wǎng)。2地下開(kāi)采引起的地表移動(dòng)和破壞所謂地表移動(dòng)，是指在采空區(qū)面積擴(kuò)大到一定范圍后，巖層移動(dòng)發(fā)展到地表，是地表產(chǎn)生移動(dòng)和變形，在地表沉陷的研究中稱(chēng)這一過(guò)程和現(xiàn)象為地表移動(dòng)。在采深和采厚的比值比較大時(shí)，地表的移動(dòng)和變形在空間和時(shí)間上是連續(xù)的、漸變的，具有明顯的規(guī)律性。地表移動(dòng)和破壞的形式，歸納起來(lái)有：地表移動(dòng)盆地、裂縫及臺(tái)階、坍塌坑。在開(kāi)采影響波及到地表以后，受采動(dòng)影響的地表從原有標(biāo)高向下沉降，從而在采空區(qū)上方地表形成一個(gè)比采空區(qū)面積還大的沉陷區(qū)域。在地表移動(dòng)盆地形成的過(guò)程中，改變了地表原有的形態(tài)，引起了高低、坡度及水平位置的變化。一般是當(dāng)回采工作面自開(kāi)切眼開(kāi)始向前推進(jìn)的距離相當(dāng)于1/4~1/2H0（H0 為平均采深）時(shí)，開(kāi)采影響即波及到地表，引起地表下沉。 3沉降監(jiān)測(cè)網(wǎng)的數(shù)據(jù)來(lái)源要保護(hù)井巷、建筑物、水體及鐵路等。巖層與地表移動(dòng)的過(guò)程十分復(fù)雜，它是許多地質(zhì)采礦因素綜合影響的結(jié)果。通過(guò)觀測(cè)獲得大量的第一性資料，然后對(duì)這些資料進(jìn)行綜合分析，找出各種因素對(duì)移動(dòng)過(guò)程的影響規(guī)律。簡(jiǎn)稱(chēng)觀測(cè)站。在采動(dòng)過(guò)程中，根據(jù)需要定期觀測(cè)這些測(cè)點(diǎn)的空間位置及其相對(duì)位置的變化，以確定各測(cè)點(diǎn)的位移和點(diǎn)間的相對(duì)移動(dòng)，從而掌握開(kāi)采沉陷的規(guī)律。主要研究地表移動(dòng)和變形的規(guī)律；（2）巖層內(nèi)部觀測(cè)站：測(cè)點(diǎn)一般布設(shè)在井下巷道或巖層內(nèi)部的鉆孔中，用于研究巖層內(nèi)部的移動(dòng)和變形規(guī)律；（3）專(zhuān)門(mén)觀測(cè)站：為了某一個(gè)特定的目的所設(shè)立的觀測(cè)站，如建筑物觀測(cè)站、鐵路觀測(cè)站、邊坡移動(dòng)觀測(cè)站等。短期觀測(cè)站觀測(cè)時(shí)間較短（幾個(gè)月到一年），只在移動(dòng)過(guò)程中的某個(gè)階段進(jìn)行觀測(cè)，而對(duì)觀測(cè)資料的處理，求出一些近似的移動(dòng)參數(shù)，如最大下沉速度、走向移動(dòng)角等。3. 按步站形式的不同分為：（1）網(wǎng)狀觀測(cè)站：在產(chǎn)狀復(fù)雜的煤層或在建筑物密集的地區(qū)開(kāi)采時(shí)，可考慮多布設(shè)一下測(cè)點(diǎn)，組成網(wǎng)格狀觀測(cè)站。（2）剖面線狀觀測(cè)站：是指在沿移動(dòng)盆地主斷面的方向上，將觀測(cè)點(diǎn)布設(shè)成直線的觀測(cè)站。沿走向主斷面布設(shè)的觀測(cè)線稱(chēng)為走向觀測(cè)線，沿傾斜主斷面布設(shè)的觀測(cè)線稱(chēng)為傾斜觀測(cè)線。由上式（41）組成法方程式； （式42）式中，P為觀測(cè)值的權(quán)矩陣，對(duì)稱(chēng)正定。假如網(wǎng)中沒(méi)有已知高程點(diǎn)，誤差方程式的系數(shù)陣A的秩就會(huì)小于t，法方程的系數(shù)陣也會(huì)降秩。設(shè)水準(zhǔn)網(wǎng)中共有t個(gè)點(diǎn)，其中s個(gè)點(diǎn)為擬穩(wěn)點(diǎn)，為擬穩(wěn)點(diǎn)參數(shù)解向量，約束條件為 （式43）我們采用虛擬觀測(cè)值法求解。：應(yīng)用程序都需要通過(guò)計(jì)算機(jī)界面動(dòng)態(tài)地顯示一些提示性信息，例如，正定矩陣求逆計(jì)算遇到被求逆的矩陣是非正定矩陣，程序就無(wú)法繼續(xù)運(yùn)行，應(yīng)該通過(guò)用戶(hù)界面顯示“矩陣求逆失敗”的提示信息，然后終止程序運(yùn)行。 va_list argptr。 vsprintf(buffer, fmt, argptr)。ifdef VC_EXTRALEAN AfxMessageBox(buffer)。 getchar()。對(duì)稱(chēng)矩陣的下標(biāo)計(jì)算，就是當(dāng)對(duì)稱(chēng)矩陣僅存下三角矩陣時(shí)根據(jù)矩陣元素的行號(hào)和列號(hào)確定相應(yīng)矩陣元素在數(shù)組中的存儲(chǔ)位置。}設(shè)有雙精度型數(shù)組A，數(shù)組長(zhǎng)度為size，函數(shù)PrintM將數(shù)組A的元素寫(xiě)入指定文件，函數(shù)原型如下：void PrintM(FILE *fp,double A[],int size, int t,char* fmt, char* title,bool IsLabel)fp——文件指針A——待輸出的double（雙精度）型數(shù)組Size——數(shù)組的長(zhǎng)度，即輸出元素的總個(gè)數(shù)t——每行元素的個(gè)數(shù)，即每t個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行一次換行fmt——輸出格式title——標(biāo)題字符串地址，默認(rèn)值為空IsLabel——當(dāng)值為邏輯真時(shí)每行添加行號(hào)，為假時(shí)不加行號(hào)，默認(rèn)值為真函數(shù)源代碼如下：void PrintM(FILE *fp,double A[],int size, int t,char* fmt, char* title,bool IsLabel){ if(title)fprintf(fp,\n %s: ,title)。 for(int i=0。i++) { if(i%t==0) { j++。 else fprintf(fp,\n