Главная » 2014»Июль»20 » Скачать Технология повышения надежности геодезических построений. Родионова, Юлия Валерьевна бесплатно
01:46
Скачать Технология повышения надежности геодезических построений. Родионова, Юлия Валерьевна бесплатно
Технология повышения надежности геодезических построений
Диссертация
Автор: Родионова, Юлия Валерьевна
Название: Технология повышения надежности геодезических построений
Справка: Родионова, Юлия Валерьевна. Технология повышения надежности геодезических построений : диссертация кандидата технических наук : 25.00.32 Новосибирск, 2006 140 c. : 61 07-5/1013
Объем: 140 стр.
Информация: Новосибирск, 2006
Содержание:
Введение
1 Анализ проблемы поиска грубых ошибок измерений в геодезических построениях
11 Классификация ошибок измерений
12 Аналитический обзор методов контроля и поиска грубых ошибок измерений
121 Методы контроля и поиска грубых ошибок измерений по невязкам условных уравнений
122 Методы контроля и поиска грубых ошибок измерений по поправкам из уравнивания
123 Дополнительные методы поиска грубых ошибок измерений в линейно-угловых ходах
13 Поиск грубых ошибок измерений методом наложения графиков поправок
131 Сущность метода наложения графиков поправок
132 Вычисление и оценка точности грубых ошибок измерений
133 Тестирование нивелирной сети на грубые ошибки измерения превышений
2 Надежность типовых геодезических построений
21 Понятие технической надежности геодезических сетей
22 Математическая надежность геодезических сетей
221 Понятие ?-надежности геодезических сетей
222 Надежность высотных геодезических построений
223 Надежность плановых геодезических построений
224 Особенности обеспечения высокого уровня надежности геодезических построений
3 Исследование возможностей преобразования традиционных схем плановых геодезических построений с целью повышения их надежности
31 Оценка возможностей контроля и поиска грубой ошибки измерения элемента треугольника
32 Анализ возможностей контроля и поиска грубой ошибки измерения элемента треугольника с использованием G -матрицы
33 Анализ возможности поиска грубой ошибки в цепочках треугольников с использованием G -матрицы
34 Анализ возможности поиска грубой ошибки измерения элемента четырехугольника с использованием G -матрицы
35 Анализ возможности поиска грубой ошибки в системах четырехугольников с использованием G -матрицы Варианты схем плановых геодезических сетей повышенной надежности
36 Формулы для расчета необходимого количества измерений в высотных и плановых геодезических построениях, характеризующихся высоким уровнем надежности
37 Анализ возможностей поиска грубой ошибки измерения элемента плановой геодезической сети города Муравленко Преобразование плановой геодезической сети города Муравленко в соответствии с требованиями надежности
Введение:
В настоящее время для выполнения топографо-геодезических работ активно применяются средства и методы спутниковых измерений. Однако при этом не потеряли своей актуальности и вопросы, связанные с использованием традиционных средств и методов производства измерений, поскольку в ряде случаев применение спутниковой аппаратуры бывает невозможным или существенно ограниченным. В качестве примеров можно указать на трудности её использования при производстве измерений в городских условиях с многоэтажной застройкой и в залесенной местности.
Основными характеристиками качества геодезических построений, определяющими их значение для практического использования, до недавнего времени были два показателя: плотность пунктов и ошибки их положения в плане и по высоте.
Поскольку в процессе сбора и обработки измерительной информации неизбежно ее искажение вследствие влияния дополнительных факторов (грубых и систематических ошибок измерений, ошибок исходных данных и так далее), в настоящее время при оценке качества геодезических построений, по предложению Ваагс1а учитывают ещё одну важную характеристику — надёжность геодезического построения.
Понятие надёжности геодезической сети связано с её возможностями реагировать на влияние дополнительных факторов, в частности, грубых ошибок измерений. "Различают внутреннюю надёжность (контролируемость сети от искажающих факторов) и внешнюю (как показатель влияния невыявленных малых помех на оценки параметров и их функций)" [1]. Из данного определения следует, что показатели надёжности геодезической сети не менее важны, чем показатели точности, однако, в действующих инструкциях по построению плановых и высотных сетей отсутствует перечень параметров надёжности и допусков на их значения, что является существенным пробелом в практике оценки возможности применения геодезических построений для выполнения определенных видов работ. В связи с этим, разработка параметров, характеризующих надежность геодезических построений, и оценка эффективности их практического применения являются актуальными задачами.
Разработке концепции оценки надежности геодезических построений посвящены работы Маркузе Ю.И. [1], [2], Вагина В.А. [3], [4], [5], [6]. Однако попытки применить на практике предложенную концепцию оценки надёжности показали, что некоторые её положения проработаны недостаточно полно. Во-первых, неясно, какой конкретно статистический тест следует применять для контроля и обнаружения грубых ошибок измерений. Во-вторых, в геодезических построениях различного вида вычисленные значения показателя внутренней надёжности некоторых измерений оказываются несоответствующими реальной ситуации. В-третьих, имеются работы, авторы которых ставят под сомнение правильность "алгебраической сущности" показателя внутренней надёжности и формулы для его вычисления [7]. Очевидно, необходимо усовершенствовать существующую концепцию оценки надёжности. Для достижения данной цели в диссертации исследуются различные проблемные аспекты существующей концепции оценки надёжности геодезических построений, предлагаются пути ее совершенствования.
Проблема надежности актуальна для геодезических сетей, в которых повторные измерения выполнить невозможно (сети, создаваемые для наблюдения за различными деформациями и смещениями, геодезическое обоснование тахеометрической съемки, создаваемое одновременно с выполнением съемки электронным тахеометром и тому подобное). В таких сетях, при необходимости, обнаружить и устранить грубые ошибки измерений можно только с помощью аналитических методов, которые эффективны лишь в случае, если геодезическая сеть характеризуется высокой степенью надежности, а именно, грубая ошибка в любом измерении сети может быть обнаружена однозначно. Поскольку большинство стандартных схем геодезических построений не обладает достаточным уровнем надежности для однозначного обнаружения грубой ошибки в любом измерении, актуальным и значимым является разработка схем геодезических построений повышенной надежности и в целом, установление принципов построения геодезических сетей, гарантирующих их высокую надежность [8], [9], [10], [11], [12], [13].
Целью диссертационной работы является разработка технологии повышения надежности геодезических построений, включающей применение нового метода поиска грубых ошибок измерений, современного программного обеспечения, новых параметров, существенно дополняющих существующую концепцию оценки надежности, новых принципов построения геодезических сетей, обеспечивающих высокий уровень их надежности.
Основные задачи исследований:
• доказать возможность поиска и оценивания грубых ошибок измерений по значениям поправок, полученным из уравнивания геодезического построения параметрическим способом метода наименьших квадратов;
• обеспечить получение максимально полной информации о грубых ошибках измерений и возможностях их обнаружения в геодезических построениях любой сложности, автоматизировать процесс получения такой информации;
• усовершенствовать существующую концепцию оценки надежности геодезических построений;
• установить принципы построения геодезических сетей повышенной надежности;
• обеспечить повышение качества создания геодезических сетей.
Методологическую и теоретическую основу исследований составляют научные труды известных ученых: Линника Ю.В., Baarda W., Маркузе Ю.И., Коугия В.А., Гудкова В.М., Хлебникова A.B., Мицкевича В.И., Сазонова А.З., Нгуен Данг Ви, Хьюбера Д.П., Мудрова В.И., Кушко В.Л., Fletcher'a R., Grant'a J.A., Hebden'a M.D., Rizos'a С., Дьякова Б.Н., Соломонова A.A. и других. При выполнении диссертационных исследований использовались: положения теории ошибок измерений и теории вероятностей, метод наименьших квадратов, экспериментальный метод модельных исследований, метод сравнений и аналогий, метод обобщений и другие методы.
Новизну исследований отражают следующие научные результаты, полученные как лично автором, так и при его непосредственном участии:
• разработан новый метод поиска грубых ошибок измерений — метод наложения графиков поправок, позволяющий в любом геодезическом построении обнаруживать все возможные комбинации грубых ошибок измерений, производить вычисление значений грубых ошибок и выполнять оценку точности полученных значений, выявлять отдельные измерения и комбинации измерений, в которых принципиально невозможно обнаружить грубые ошибки;
• разработано новое программное обеспечение (программный продукт ЫАЬСК) для выполнения исследования надежности геодезических построений, в отдельном модуле которого впервые реализован алгоритм метода наложения графиков поправок [14];
• принципиально усовершенствована концепция оценки надежности геодезических построений; при этом впервые обоснована необходимость характеристики самой возможности обнаружения грубых ошибок измерений в геодезических построениях, а для числовой характеристики данной возможности обосновано применение новых специальных параметров;
• сформулированы новые рекомендации по созданию геодезических построений, соблюдение которых позволит обеспечить их высокое качество.
Практическая значимость работы заключается в создании технологии повышения надежности геодезических построений и внедрении основных ее составляющих в производство и учебный процесс.
Программный продукт КАЬОЯ, предназначенный для уравнивания различных геодезических построений и тестирования геодезических построений на грубые ошибки измерений, включая функции вычисления и оценки точности грубых ошибок, зарегистрирован в Реестре программ для ЭВМ (свидетельство об официальной регистрации № 2005610718, выдано Федеральной службой по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам) и внедрен в производственную деятельность ФГУП ПО "Инженерная геодезия" и ОАО "ЮжКузбассТИСИЗ". Применение программного продукта ЫАЬОЛ позволило повысить эффективность выполнения производственных работ и производительность труда.
Концепция надежности геодезических построений, проектирования геодезических сетей с повышенной надежностью и алгоритм тестирования геодезических построений на грубые ошибки измерений, реализованный в программном продукте ЫАЬОЯ, внедрены в учебный процесс Санкт-Петербургского государственного горного института (Технического университета) по дисциплине "Геодезия".
В ряде опубликованных работ, отражающих основное содержание диссертации, приведены рекомендации по использованию результатов исследований на производстве, в научно-исследовательской работе, учебном процессе.
Основные результаты исследований, выполненных по теме диссертации, отражены в четырнадцати научных работах, докладывались на LUI международной научно-технической конференции "Современные проблемы геодезии и оптики", посвященной 70-летию СГГА (г. Новосибирск) в 2003 году, на LIV научно-технической конференции "Современные проблемы геодезии и оптики", посвященной 225-летию геодезического образования в России (г. Новосибирск) в 2004 году, на Московской международной научно-практической конференции "Геопространственные технологии и сферы их применения" (г. Москва) и научном конгрессе "ГЕО-Сибирь-2005" (г. Новосибирск) в 2005 году, на международном научном конгрессе "ГЕО-Сибирь-2006" (г. Новосибирск) в 2006 году.
На защиту выносятся следующие научные положения: а) уровень надежности геодезической сети определяется, главным образом, эффективностью метода, применяемого для поиска грубых ошибок измерений, и принципами построения сети. В связи с этим наиболее применимыми являются новый высокоэффективный и универсальный метод поиска грубых ошибок измерений — метод наложения графиков поправок и принципы оптимизации построения сетей по критериям надежности; б) существующая концепция оценки надежности геодезических построений требует усовершенствования, что обусловлено необходимостью установления самой возможности обнаружения грубых ошибок в геодезических построениях. Для характеристики возможности обнаружения грубых ошибок в геодезических построениях предлагается использовать новые специальные параметры надежности; в) имеется резерв повышения качества геодезических построений. Он связан с соблюдением новых предлагаемых принципов построения геодезических сетей, обеспечивающих высокий уровень их надежности.
