一种自适应水准数据处理方法技术

本发明专利技术提出了一种自适应水准数据处理方法，包括以下步骤：S1，获取外业观测数据；S2，对步骤S2中获取的外业观测数据进行自适应水准处理后，得到其自适应水准数据；S3，根据步骤S2中得到的自适应水准数据得到其高程。本发明专利技术能够在有效确定存在多个数据异常情况下，可有效减弱或消除粗差对水准参数稳健估计带来的影响。充分利用观测数据中的有效信息，提高参数估计的抗干扰性，限制异常数据信息，获得较为可靠的、具有实际意义的有效估值。具有实际意义的有效估值。具有实际意义的有效估值。

【技术实现步骤摘要】
一种自适应水准数据处理方法


[0001]本专利技术涉及一种水准测量
，特别是涉及一种自适应水准数据处理方法。

技术介绍

[0002]水准测量是实现获取地面高程、沉降监测的重要手段，其基本原理是测定两点间的高差，并进行严密平差获取线路待测点的高程。高精度水准测量需要在野外按规范要求进行数据的采集，同时需要确定各项限差和指标是否超限，当指标合格之后按国家规范要求进行观测数据的各项误差改正及参数估计等工作。在进行数据处理时，由于对数据中的异常误差很难进行很好的监控和预警，影响水准测量的精度。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种自适应水准数据处理方法。
[0004]为了实现本专利技术的上述目的，本专利技术提供了一种自适应水准数据处理系统，包括外业观测数据获取模块、自适应水准处理模块和高程数据结果展示模块；
[0005]外业观测数据获取模块的数据输出端与自适应水准处理模块的数据输入端相连，自适应水准处理模块的数据输出端与高程数据结果展示模块的数据输入端相连；
[0006]外业观测数据获取模块用于获取外业观测数据；
[0007]自适应水准处理模块对外业观测数据获取模块中获取的外业观测数据进行自适应水准处理后，得到其自适应水准数据；
[0008]高程数据结果展示模块用于根据自适应水准处理模块中得到的自适应水准数据得到其高程，并将高程数值展现在移动智能手持终端上。
[0009]本专利技术还公开了一种自适应水准数据处理方法，包括以下步骤：
[0010]S1，获取外业观测数据；
[0011]S2，对步骤S1中获取的外业观测数据进行自适应水准处理后，得到其自适应水准数据；
[0012]S3，根据步骤S2中得到的自适应水准数据得到其高程。
[0013]在本专利技术的一种优选实施方式中，在步骤S2中包括以下步骤：
[0014]S21，对获取的外业观测数据进行数据预处理；
[0015]S22，对步骤S21中预处理后的外业观测数据进行水准误差改正；
[0016]S23，根据步骤S22中水准误差改正后的数据构建水准网形；
[0017]S24，初始化参数；
[0018]S25，权系数的确定。
[0019]在本专利技术的一种优选实施方式中，水准网形的构建方法为：
[0020][0021]其中，B表示观测值构成的系数矩阵；
[0022]表示未知参数的近似值改正数；
[0023]L表示观测值与其近似值之差；
[0024]V表示观测值的改正数矩阵；
[0025]在残差平方和最小的前提下进行参数求解：
[0026][0027]其中，min表示求最小值；
[0028]V表示观测值的改正数矩阵；
[0029]V
T
表示V的转置矩阵；
[0030]B表示观测值构成的系数矩阵；
[0031]表示未知参数的近似值改正数；
[0032]L表示观测值与其近似值之差；
[0033]表示的转置矩阵。
[0034]在本专利技术的一种优选实施方式中，在步骤S24中初始化参数包括：
[0035][0036]其中，σ0为单位权中误差。
[0037]在本专利技术的一种优选实施方式中，单位权中误差的计算方法为：
[0038][0039]其中，Δ表示测段往返测高差不符值。
[0040]在本专利技术的一种优选实施方式中，在步骤S25中确定权系数的方法为：
[0041][0042]其中，表示观测值的归一化残差；
[0043]c0表示第一调和系数；
[0044]c1表示第二调和系数；
[0045]1e
‑
6表示为1
×
10
‑6；
[0046]||表示取绝对值；
[0047]w
i
表示自适应因子。
[0048]在本专利技术的一种优选实施方式中，在步骤S25中包括对权系数进行更新，更新后确定权系数矩阵。
[0049]在本专利技术的一种优选实施方式中，在步骤S25之后还包括精度评定。
[0050]在本专利技术的一种优选实施方式中，验后单位权误差的计算方法：
[0051][0052]其中，V表示观测数据的残差序列；
[0053]V
T
表示残差序列V的转置矩阵；
[0054]P表示最终更新之后的权函数；
[0055]n表示测段数；
[0056]t表示必要观测个数；
[0057]表示验后单位权中误差。
[0058]综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术能够在有效确定存在多个数据异常情况下，可有效减弱或消除粗差对水准参数稳健估计带来的影响。充分利用观测数据中的有效信息，提高参数估计的抗干扰性，限制异常数据信息，获得较为可靠的、具有实际意义的有效估值。
[0059]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0060]本专利技术的上述方法和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0061]图1是本专利技术流程示意框图。
[0062]图2是本专利技术实现流程示意图。
具体实施方式
[0063]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0064]如图1和2所示，具体步骤如下：
[0065]A、数据预处理：根据往返水准往返观测数据，进行各项指标差和限差的检查，并确定各项指标满足规范要求。
[0066]B、水准误差改正：结合水准往返观测数据，进行每米间隔尺长、温度、潮汐、固体潮和水准面不平行等误差项改正，得到较为“干净”的水准观测数据和每千米偶然中误差。
[0067]C、初始化参数：设计权函数和观测数据的随机模型。权函数的配置如下式所示：
[0068][0069]式中：σ
i
为下标i对应参数的中误差；σ0为单位权中误差；p
i
表示当前观测值对应的权。
[0070]确定先验单位权中误差的方法是利用实际测量的数据确定先验的单位权中误差，基本方法是选择每千米高差中数偶然中误差M
Δ
作为先验单位权中误差，选择M
Δ
的前提是对于所有的测段都进行了往返观测。
[0071]具体计算方法：
[0072][0073]式中，Δ为测段往返测高差不符值(单位为mm)；ΔΔ表示Δ
×
Δ即往返测段高差不符值的平方；R为测段长度(单位为km)；[]表示累计和；n为测段数，M
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自适应水准数据处理系统，其特征在于，包括外业观测数据获取模块、自适应水准处理模块和高程数据结果展示模块；外业观测数据获取模块的数据输出端与自适应水准处理模块的数据输入端相连，自适应水准处理模块的数据输出端与高程数据结果展示模块的数据输入端相连；外业观测数据获取模块用于获取外业观测数据；自适应水准处理模块对外业观测数据获取模块中获取的外业观测数据进行自适应水准处理后，得到其自适应水准数据；高程数据结果展示模块用于根据自适应水准处理模块中得到的自适应水准数据得到其高程，并将高程数值展现在移动智能手持终端上。2.一种自适应水准数据处理方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，获取外业观测数据；S2，对步骤S1中获取的外业观测数据进行自适应水准处理后，得到其自适应水准数据；S3，根据步骤S2中得到的自适应水准数据得到其高程。3.根据权利要求2所述的自适应水准数据处理方法，其特征在于，在步骤S2中包括以下步骤：S21，对获取的外业观测数据进行数据预处理；S22，对步骤S21中预处理后的外业观测数据进行水准误差改正；S23，根据步骤S22中水准误差改正后的数据构建水准网形；S24，初始化参数；S25，权系数的确定。4.根据权利要求3所述的自适应水准数据处理方法，其特征在于，在步骤S23中，水准网形的构建方法为：其中，B表示观测值构成的系数矩阵；表示未知参数的近似值改正数；L表示观测值与其近似值之差；V表示观测值的改正数矩阵；在残差平方和最小的前提下进行参数求解...

【专利技术属性】
技术研发人员：向泽君，马万军，岳仁宾，郭彩立，李维平，朱清海，方忠旺，黄思量，刘远凯，李鹏，
申请(专利权)人：重庆市勘测院重庆市地图编制中心，
类型：发明
国别省市：