地铁车站基坑工程第三方监测数据处理软件开发.pdf
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1、分析和总结了地铁车站基坑工程监测数据处理的主流方法和流程,归纳和提炼了存在的关键技术难题,给出了其软件开发的完整解决方案。【关键词】基坑工程;地铁车站;第三方监测;数据处理软件【中图分类号】TP391.990引言全站仪免棱镜模式的激光测距三维定位法具有精度高、速度快、灵活便捷的任意点置镜、适应现场施工要求的显著特点,成为基坑工程安全性监测的主流方法。对于任意点置镜的灵活布网方式监测网,要求其后续的数据处理算法必须是基于最小二乘原理。这就对与其配套数据处理软件在网形无关性、软件通用性、成果规范性、报表完整性等方面提出了较高的要求。实现基坑工程监测工作的内外业一体化、信息化具有重要的现实意义 1-
2、5项目组依托西南交通大学相关团队,研制了针对全站仪观测数据的基坑工程变形监测数据处理软件系统NETee。该软件具有4个显著特点:(1)NE T e e 软件采用非线性最小二乘平差方法,解决了平面控制网平差的网形无关性问题,为通用的边角网平差软件。(2)NETee软件采用先建立间接平差模型,再转化为条件平差模型的方法,以条件方程式的独立最小环方式实现了完整的闭合差检查功能。(3)NETee软件基于坐标变换的快速相对点位误差椭圆在长半轴E和短半轴F、纵坐标X和横坐标Y、边长的纵向和横向等方向上的算法,丰富了相对点位精度指标的成套输出,适应多种工程测量规范【1-4 对特殊方向的精度评定要求。(4)N
3、E T e e 软件实现了MicrosoftOfficeExcel格式和WPS格式的成果报表和AutodeskAutoCAD格式控制网平面图的输出,实现了平差与数据处理成果的信息化接入。1非线性最小二乘平差方法解决概略坐标计算现有的基坑工程监测数据处理软件,一般只能处理常规网形,比如导线网、三角网、大地四边形、中点多边形、角度和距离交会等。对于按照最小二乘平差原理组建的任意控制网的网形,由于概略坐标的解算问题没有彻底解决,导致后续的平差计算无法进行下去。为解决此问题,现有的测量平差与数据处理软件要求前期的外业测量不能按照最小二乘平差原理任意布设控制网的网形,控制网的网形只能选取常规网形,导致外
4、业作业严重受限,不能根据实际情况灵活布网,工作效率大幅度下降。或者可以任意布网,但后续需要人工完成概略坐标的计算,无法实现全过程的信息化处理。NETee软件基于非线性最小二乘原理,采用了改进的序94【文献标志码】A列二次规划算法,修正了算法的理论缺陷和漏洞、完善了其快速步长调整算法,通过“原线性最小二乘平差模型一转换为非线性规划模型一再转换为序列二次规划模型一又转换为序列线性平差模型”这一组合的适于计算机编程计算的非线性组合算法,解决了适用于任意平面测量控制网的坐标自动解算问题,使得控制点概略坐标解算与最小二乘平差同步进行,从理论方法上全面解决了测量平差与数据处理软件系统通用性和全信息化的矛盾
5、,消除了数据处理方法对外业测量控制网布网的制约,也避免了手工进行控制点概略坐标的计算问题,极大提高了内外业测量的工作效率。2转化为条件平差模型解决粗差探测和控制网质量检查现有的基坑工程监测数据处理软件大都具有可靠性指标(多余观测分量)的计算能力,但还没能实现完整的闭合差检查。在间接平差模型转化为条件平差模型的通用方法基础上,NETee软件采用了先间接平差、后条件平差的2 套平差的数据处理方法,综合了间接平差和条件平差的优点,数据处理过程具有较全面的质量检查机制,实现了软件的查错和质量检查功能。具体来说,具有几点优点:可进行完整的控制网闭合差检查;法方程解算工作量较小;误差方程列立简单而有规律,
6、易于实现任意网的电算。网形设计不受限制;平差成果包含了参数及其精度评定的完整信息;无需再推算参数及其精度评定公式;可直接生成网图。3相对误差椭圆分解算法计算多种复杂精度评定指标在基于坐标变换的快速相对点位误差椭圆在长半轴E和短半轴F、纵坐标X和横坐标Y、边长的纵向和横向等方向算法的基础上,NETee软件丰富了相对点位精度指标的成套输出,增加了控制网任意2 点间相对点位误差椭圆在长半轴E和短半轴F、纵坐标X和横坐标Y、边长的纵向和横向等方定稿日期 2 0 2 2-0 9 -2 0作者简介 范思思(1990 一),女,本科,工程师,研究方向为工程测量、工程监测;范喆宇(198 7 一),男,本科,
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