工程测量学综合课程设计报告－工程控制网模拟计算、分析与优化设计.docx

工程测量学综合课程设计报告一工程控制网模拟计算、分析与优化设计目录第一章附合导线模拟计算错误!未定义书签。1.1 模拟计算错误!未定义书签。1.1.1 模拟导线的总体信息错误!未定义书签。1.1 .2模拟计算步骤错误!未定义书签。1.2 统计计算错误!未定义书签。1.3 假设检验错误!未定义书签。1.3.1后验单位权中误差显著性检验错误!未定义书签。1.3.2组间后验单位权中误差的中误差的显著性检验错误!未定义书签。1.4粗差影响分析错误!未定义书签。第二章基于观测值可靠性的工程控制网优化设计.错误!未定义书签。2.1 模拟计算错误!未定义书签。1 .1.1网的基本信息错误!未定义书签。2 .L2模拟计算（过程同附合导线，略）错误!未定义书签。2.2 优化设计错误!未定义书签。2.2.1优化设计的原理错误!未定义书签。2.2.2网的优化设计步骤错误!未定义书签。2.2.3.优化效益分析错误!未定义书签。2.2.4.优化方法评述错误!未定义书签。第三章隧道洞外GPS平面控制网横向贯通误差影响值计算错误！未定义书签。3.1GPS网模拟计算的原理与方法错误!未定义书签。3.2测量误差所引起的隧道横向贯通误差的计算与分析错误！未定义书签。3.2.1模拟计算错误!未定义书签。3.2.2生成贯通误差影响值计算文件错误!未定义书签。3.2.3贯通误差影响值计算错误!未定义书签。3.2.4结果分析错误!未定义书签。第四章问题回答错误!未定义书签。第五章结束语错误!未定义书签。参考文献错误!未定义书签。第一章附合导线模拟计算1.1 模拟计算模拟计算法是一种试算法，它的一般作法是：根据优化的任务，结合设计者的知识和经验，制定出初始设计方案，用模拟的观测值对该方案做平差计算，并且对平差结果做评价,进而对初始方案进行修改，再计算，再修改，如此循环，直到使结果达到要求，认为满意为止。1.1.1 模拟导线的总体信息本次采用的模拟导线为9个点的等边直伸附合导线，全长约4公里，导线平均边长为500米左右。1.1.2模拟计算步骤1 .人工生成模拟观测方案设计文件“许雪晴一附合导线.FA2”在主菜单“新建”下输入等边直伸导线的模拟观测数据，格式按照COSA2的规定输入，另存为“许雪晴一附合导线.FA2”。文件如下：1.8,2,2DXP6,18006.951,4001.245GPSA,08508.984,1010.325GPSPl,08000.254,1503.561DXP5,18012.9873501.654GPSB,07010.654,4900.564DXP4,18024.564,2999.587GPSP7,08003.546,4509.387DXP3,18009.524,2502.365DXP2,18015.687,1998.654GPSPlS:DXP3,DXP5L:GPSA,DXP2DXP5S:DXP2L:DXP4,DXP6DXP2S:DXP4,DXP6LiGPSPI,DXP3DXP6S:GPSP1,DXP3L:DXP5,GPSP7DXP3S:DXP5,GPSP7L:DXP2,DXP4GPSP7S:DXP2,DXP4L:DXP6,GPSBDXP4S:DXPL:DXP3,DXP52 .生成正态标准随机数单击主菜单“设计”栏的下拉菜单击“生成正态标准随机数”，将弹出一对话框，要求输入相关参数,此处的2个参数分别用于控制生成不同的随机数序列和最多可生成多少个服从（0,1）分布的正态随机数。该文件中的随机数用于网的优化设计，借此可生成不同精度下的模拟观测值。3 .生成平面网初始观测值文件“许雪晴一附合导线.IN2”单击“生成初始观测值文件”，选择“平面网”，在弹出的对话框中选择文件“许雪晴一附合导线.FA2”，则自动生成初始观测值文件“许雪晴一附合导线.IN2”。如下：1.800,3.000,2.000,1GPSA,8508.984000,GPSPl,8000.254000,1010.3250001503.561000GPSB,7010.654000,4900.564000GPSP7,8003.546000,4509.387000GPSPlGPSPl,L,0.0000GPS,L,0.0000DXP3,L,182.290995DXP2,L,132.194123GPSPl,S,495.339139DXP2,S,495.335088DXP3,S,503.744870DXP24 .生成平面网平差结果文件“许雪晴一附合导线.ou2”单击“平差”主菜单下的“平面网”，则自动对观测值进行平差，生成平差结果文件''许雪晴一附合导线.OU2”最弱边及其精度FROMTOA(dms)MA(sec)S(m)MS(cm)S/MSE(cm)F(cm)T(dms)GPSPlDXP288.1251371.86495.334230.1443440000.4480.144178.3655单位权中误差和改正数带权平方和先验单位权中误差：1.80后验单位权中误差：1.41多余观测值总数:3平均多余观测值数：0.150PVVl=5.958PVV2=5.960这里还给出一组平差后验单位权中误差很小（为0.30）的异常情况:平差坐标及其精度NameX(m)Y(m)MX(cm)P4Y(cm)MP(cm)E(cm)F(cm)T(dms)GPSA8508.98401010.3250GPSPl8000.25401503.5610GPSB7010.65404900.5640GPSP78003.54604509.3870DXP28015.69401998.65520.4470.1450.4700.4480.144178.3654DXP38009.53692502.36600.7370.1830.7600.7370.183179.5543DXP48024.57802999.59060.8420.1940.8640.8420.1940.0044DXP58012.99663501.65500.7410.1830.7630.7410.1830.0536DXP68006.95464001.24640.4580.1450.4800.4580.1450.0810MX均值:0.65My均值：0.17MP均值:0.67最弱点及其精度NameX(m)Y(m)MX(cm)MY(cm)MP(cm)E(cm)F(cm)T(dms)DXP48024.57802999.59060.8420.1940.8640.8420.1940.0044网点间边长、方位角及其相对精度EROMTOA(dms)M(sec)S(m)MS(cm)S/MSE(cm)F(cm)T(dms)GPSPl DXP2 88. 1249501.86495.33490.143440000.450.14178.3654GPSP7 DXP6 270.2303581. 86 508. 1520 0. 14 351000 0. 46 0. 140. 0810DXP2 GPSPl268.1249501.86495.33490.143440000.450.14178.3654最弱边及其精度FROMTOA(dms)MA(SeC)S(m)MS(cm)S/MSE(cm)F(cm)T(dms)GPSPlDXP288.1249501.86495.334870.1443440000.4480.144178.3654单位权中误差和改正数带权平方和先验单位权中误差：1.80后验单位权中误差：0.30多余观测值总数：3平均多余观测值数:0.150PVVl=0.265PVV2=0.2655.附合导线网图“许雪晴一附合导线.map"单击“网图”菜单选择网图文件“许雪晴附合导线.map”图IT附合导线网图1.2统计计算对同一个观测方案文件，用不同的（0,1）分布正态随机数模拟生成观测值文件，取方向中误差为先验单位权中误差，进行附合导线平差，可得不同的平差结果。具体地分为2组，每组模拟计算30次（一共60次），相当于对同一条附合导线，用相同的仪器、精度和方法观测了60次，得到60个平差结果。其结果列于表1。我们通过计算发现：附合导线后验单位权中误差（先验值为L80"）的变化幅度很大（0.302.39"）,且绝大部分小于先验值。为此，有必要研究附合导线后验单位权中误差之中误差这一问题。在间接观测平差中，后验单位权中误差按下式计算式中，为观测值的权，U为观测值改正数，为观测值个数，为独立未知数个数。由于平差结果的中误差（如坐标中误差、点位中误差、方位角和边长的中误差等）都是根据外计算的，故外的正确性关系到平差结果精度评定的正确性，讨论外的中误差有重要意义。“F的中误差就是叶雪安教授提出的“中误差之中误差”。我们将按（1）式计算的60个作为先验单位权中误差的子样，为了进行比较，以相同的精度对一个全边角也进行了模拟计算（30组）（具体步骤见第二章）按2小组和全边角网组进行统计分析。按下式计算每组的均值和中误差（结果见表1）:而o=4网（I-2）r=l（,-）2乌（1-3）n-由表1可见，2小组的后验单位权中误差最或然值为1.357，1.380（与先验值相差较大）,后验单位权中误差之中误差为0.716，0.632。而边角网的后验单位权中误差最或然值（1.782）非常接近先验值（1.80"）,后验单位权中误差之中误差只有0.159。表1-1后验单位权中误差、均值和中误差之中误差（单位："）组后验单位权中误差（先验值0=1.8"）以）（）/77.,lo(")1(30)0.872.060.301.680.720.731.712.761.30().851.220.960.981.231.901.260.611.622.061.022.231.181.151.891.59L911.320.741.171.691.3570.7162(30)1.411.151.721.272.391.601.961.882.051.091.510.780.520.671.331.601.161.380.941.660.741.151.370.781.181.921.561.002.141.491.3800.632全边角1.921.831.791.801.601.641.541.561.79网组2.111.621.701.721.431.731.711.841.901.7820.159(30)2.011.861.931.601.911.672.001.701.861.941.821.941.3假设检验对表1-1的结果进行假设检验，首先检验2小组和全边角网组的后验单位权中误差最或然值，看是否与先验值Oo有显著性差别。再检验2小组后验单位权中误差之中误差之间是否有显著性差别闻。1.3.1后验单位权中误差显著性检验零假设：H0:=0(1-4)备选假设：H1rw00(1-5)作统计量西)一CTOZ八t=一At(f)(1-6)7?当f,ot时，接受“；当目，t时，接受H-即后验单位权中误差与先验Ff'2值1.80有显著性差别。其中，/为/分布的自由度，在这里等于29,a为显著水平，取0.05,t(I为分位值，检验结果如表2所示。由表得知：附合导线中后验单位权中误差最或f'2然值与先验值。有显著性差别，且都小于先验值。说明后验单位权中误差不是。的无偏估计量。而全边角网中后验单位权中误差最或然值与先验值。O没有显著性差别，说明其后验单位权中误差是°的无偏估计量。表1.2后验单位权中误差的显著性检验组号o(")E)t飞检验结果11.81.3570.7163.3882.045拒绝儿21.81.3800.6323.6412.045拒绝全边角网组1.81.7820.1590.6202.045接受儿1.3.2组间后验单位权中误差的中误差的显著性检验对表一计算所得的第1、2组的中误差之中误差进行F检验，零假设和备选假设为:H0:（1-7）H1:bjbj（1-8）作统计量其中，&）以为分位值，4一1和勺-1为自由度，在这里均等于29,为显著水平，取0.05。当/时，接受修；否则，接受计算得：F=1.285,小于分位值IaT“小）0（1.841）,接受40,说明这两组的中误差之中误差无显著差别，由此推得，表1,2两组的中误差之中误差都无显著差别，说明采用统计法计算的中误差之中误差是可靠的。1.4粗差影响分析在附合导线的一个方向观测值中加入10粗差，后验单位权中误差增大到2.79（未加入粗差时为0.94"）,导线点的坐标变化达2.0cmo有时加入一个粗差后，后验单位权中误差并不显著增大，但导线点的坐标变化仍会变大。且导线观测值的粗差很难通过粗差探测方法发现，粗差也可能被探测出来，但不能准确定位。同样对全边角网（网的具体信息见第二章）在一个方向观测值中加入10粗差，平差后后验单位权中误差变化不大，点击“平差”菜单下的“粗差探测”选项，看是否能发现所模拟的粗差：粗差探测结果FROMTOTYPEVALUE(m)M(seccm)V(seccm)G.Error(seccm)轴2岛0L213.4132860.70-4.60-8.6012对加入粗差前后的观测值文件进行平差，并用“工具”下的“叠置分析”作结果比较分析:点号DX(m)DY(m)X(m)Y(m)P(m北20.0000.0000.0010.0010.002南10.000-0.0000.0010.0010.002轴1-0.002-0.0030.0010.0020.002南20.000-0.0000.0010.0010.002轴20.0000.0000.0000.0000.000轴30.0000.0000.0010.0000.001轴40.0000.0000.0010.0010.002岛O0.0030.0020.0010.0010.002北10.0000.0000.0010.0010.002以上结果说明，对于附合导线来说，观测值的粗差很难通过粗差探测方法发现。只有在假设已知坐标无粗差时，当一个方向（或一条边长）存在粗差时，才有可能被检测出来,而且观测值粗差对平差结果的影响较大，而对于全边角网却很容易探测出粗差，且粗差对平差结果影响不大。综合考虑原因，是由于附合导线多余观测数较小（3）,图形强度不大，而全边角网的多余观测数（81）则大得多，网型较强，从而其抵抗以及探测粗差的能力强。第二章基于观测值可靠性的工程控制网优化设计2.1模拟计算2.Ll网的基本信息2. 目前在大多数大型工程中，其高精度平面控制网都是采用地面边角网的布设方案，也有少数采用GPS网的形式。以下将模拟桥梁控制网（地面边角网），点数为9,已知1点1方向,平均边长为100O米。3. 1.2模拟计算（过程同附合导线，略）1 .生成边角网观测方案文件“许雪晴_桥梁控制网.FA2”0.70,1,1轴1,1,635,轴2,0,920,23402280228023002140南2,1,800,北1,1,1670,北2,1,1650,岛0,1,880,轴2,轴3,A,24902160248026000.0轴3,1,轴4,1,南1,1,1600,1790,850,轴11.:南1,岛0,S:南L北1,北1,轴2,轴3,轴4,北2,南2,轴2,轴3,轴4,北2,南2,岛0轴21.:南1,北1,S:南1,北1,轴4,北2,岛0,南2,Jftl轴4,北2,岛0,南2,轴1轴3轴1L:南1,北1,轴4,北2,岛0,南2,轴1北2S:南L北1,轴4,北2,岛0,南2,轴1L:岛0,南2,轴1,轴2,南1,轴3,轴4,轴4北1L:北2,岛0,南2,轴1,轴2,轴3,南LS:岛0,南2,轴1,轴2,南L轴3,轴4,北1北1S:北2,岛0,南2,轴L轴2,轴3,南1,南2北1L:轴1,南1,轴2,北1,轴3,轴4,北2,北1岛0L:轴4,北2,轴3,岛0,南2,轴L轴2,S:轴1,南1,轴2,北1,轴3,轴4,北2,南1岛OS:轴4,北2,轴3,岛0,南2,轴1,轴2,岛0南1L:南2,轴L南1,轴2,北L轴3,轴4,南1北2Ldtb轴4,轴3,北2,岛0,轴2,南2,S:南2,轴L南1,轴2,北1,轴3,轴4,轴1北2Sdtb轴4,轴3,北2,岛0,轴2,南2,2.平差结果文件“许雪晴一桥梁控制网.OU2”：方向平差结果FROMTOTYPEVALUE(dms)M(sec)V(sec)RESULT(dms)Ri轴2南1L0.0000000.700.440.0000440.55轴2北1L107.2829300.700.33107.2829630.79轴2轴4L117.5256620.70-1.06117.5255560.80轴2北2L131.5312120.70-0.21131.5311910.80最弱边及其精度FROMTO(dms)MA(SeC)S(m)MS(cm)S/MSE(cm)F(cm)T(dms)南2岛053.5820700.45136.014740.0443060000.0440.03055.0347单位权中误差和改正数带权平方和先验单位权中误差:0.70后验单位权中误差：0.70多余观测值总数:81平均多余观测值数:0.764PVVl=39.924PVV2=39.923许雪晴桥梁控制网控制网总体信息已知点数：1未知点数：8方向角数：1固定边数：0方向观测值数：70边长观测值数：35方向观测先验精度:0.70边长观测先验精度（A,B）:LoO,LOO实际生产中，根据任务要求和设计者的知识和经验，制定初始设计方案，按以上的操作步骤，即可以方便的对初始方案进行平差计算，得到不同的平差结果，这也就为下一步进行网的优化设计打好了基础。2.2优化设计2.2.1优化设计的原理控制网优化设计的原理是先设计一个“肥”网（或“密”网），然后在满足设计精度的前提下，剔除一些多余的观测值，具有量化的优化设计准则。换句话说，也就是要求一定的观测精度下费用最省，或是一定的费用能达到最好的精度。主要依据工程的具体要求来合理的设计。对于控制网而言，精度，可靠性和费用是其基本的3个标准。如何在这三者之间寻求最优，这就需要我们对网进行优化设计：制定出初始设计方案，用模拟的观测值对该方案做平差计算，对平差结果做评价，对初始方案再进行修改，再计算，再修改，如此多次重复，直到最后获得较理想的方案。2.2.2网的优化设计步骤有了前面生成的全边角网，选择菜单“设计一平面网优化设计”，首先选择要优化设计的控制网对应的平面观测值文件（许雪晴.桥梁控制网.IN2）,然后自动对该网进行平差计算,平差完毕后，弹出平面网优化设计信息界面。根据平均多余观测分量的初始值，给定一个较小一些的平均多余观测分量设计值，然后单击“确认”按钮，重新平差计算，将自动删去多余观测分量较大的观测值。在平差后弹出新的平面网优化设计信息界面。在该界面下，平均多余观测分量的设计值与前面的给定值相等或十分接近，这时要单击“取消”按钮退出，同时将生成“许雪晴桥梁控制网yIN2"的优化设计观测值文件和“许雪晴桥梁控制网.SC2”的含已删除观测值的结果文件（可查看所删除的多余观测分量较大的那些观测值）。2. 2.3优化效益分析1 .比较初始方案与优化方案的坐标差（取平均多余观测分量为060）叠置分析结果文件2.优化前后的网图比较点号DX(In)DY(m)X(m)Y(m)P(m)北20.0000.0020.0020.0010.002南1-0.000-0.0010.0010.0010.002轴1-0.001-0.0010.0010.0020.002南2-0.0000.0000.0010.0010.002轴20.0000.0000.0000.0000.000轴30.0000.0000.0020.0000.002轴4-0.0010.0010.0020.0020.003岛O-0.0020.0000.0020.0010.002北1-0.0010.0000.0030.0010.003图2-2优化后网图图2T优化前网图3.删除文件（许雪晴.桥梁控制网.sc2）（R,=0.60）1轴1>北1LRi=-0.852轴1>轴3LRi=-O.853轴1>轴4LRi=-O.8510轴4>岛OSRi=-O.844轴1>北2LRi=-O.8511轴4>南2SRi=-O.865轴4>岛0LRi=-O.8512轴4>南1SRi=-O.8313 北1>岛OSRi=-0.8415北2>南2SRi=-0.8314 北1>南2SRi=-O.864.结果分析分析以上被删除的观测值，发现被删除的都是那些多余观测分量（0.80以上）较大的方向观测值和边长观测值,将他们结合网图进行分析,发现这些观测值都与边长和网型有关,即它们对应的边长都比较长，这说明它们精度不高，在网中地位较低。为了进一步比较分析,我取不同的平均多余分量,对不同的平差结果文件进行优化设计。结果列入下表：表2T网优化前后参量对比优化后）鸟（优化前）''s0.650.600.550.700.780.680.710.770.680.670.670.650.630.720.57删除观测值个数方向观测值253035边长观测值121517（注：（优化后）指优化卮的后验单位权中误差，单位秒；（优化前）指优化前的后验单位权中误差，单位秒；Ri指选择的平均多余观测分量。优化前的平均多余观测分量均为0.77o）对表格中数据的相应文件进行比较，发现对于同一控制网，当取不同的随机数（模拟不同的观测值）时，后验单位权中误差不一样，优化设计后Sc2文件中删除的观测值一样；当取不同方向观测精度时，Sc2文件中删除的观测值一样；当取不同的平均多余观测分量Ri时，结果不一样，Ri越小，则Sc2文件中删除的观测值越多。即删除文件（.sc2）与选择的平均多余观测分量有关，删除的观测值的数量也与平均多余分量有关。我们知道，对于控制网，观测值的多余观测分量是其内部可靠性的量度，那些多余观测分量较大的可靠性较小，相应地，它们也会影响到与其邻近的、结构上紧密相关的那些观测值，造成网的各观测值没有均匀的可靠性。但是在控制网的设计中，我们必须要求在网形结构和精度配置上使各观测值有比较均匀的可靠性。为了兼顾精度和可靠性及费用问题，删除一些多余观测分量较大的、在网中地位较低的观测值是有必要的。2.2.4优化方法评述根据以上过程，可以说优化设计的原理是先设计一个“肥”网（或“密”网），然后在满足设计精度的前提下，剔除一些多余的观测值，该方法在本质上属于模拟法，但加进可靠性指标后，具有量化的优化设计准则，不以人的知识和经验为转移，优化结果既具有一致性,也不失严密性。但该方法也有其缺点，通过上面的例子可以看出，将多余观测分量从0.77变到0.60,减少了近一半的观测值，减少了费用。但是要注意的一个问题就是随着多余观测分量的减小，网的可靠性也在降低，因此，虽然在有些情况下，多余观测分量很小，而后验精度也符和要求，但是这样的网还是不取的。因为这时网的可靠性降低，会影响粗差探测的能力，有时反而会得不偿失，需要依据工程的具体要求来合理的设计。第三章隧道洞外GPS平面控制网横向贯通误差影响值计算3.1 GPS网模拟计算的原理与方法GPS网的观测量是伪距、载波相位和时间，通过静态同步观测，可以解算出基线向量及其协方差阵，GPS网的平差是将生成的基线向量作为观测值进行的。要对GPS网的原始观测值或生成观测值进行模拟无疑是很困难的。但是将基线向量投影到某一个参考椭球面上并进一步投影到高斯平面后，该基线向量实际上是一条长度和方向都已知的边，因此，我们可以将GPS网看作是观测了边长和方向的平面网，根据上述思想，可以将GPS网按照下面两种方法进行模拟：(1)边长和方向全测的边角网，观测值为边长和方向。(2)边长及其方位角全测的全边方位角网，观测值为边长和方位角。3.2 测误差所引起的隧道横向贯通误差的计算与分析3.2.1模拟计算人工生成隧洞网观测方案文件”许雪晴一隧洞网.FA2”，在“设计”菜单项中直接生成初始观测值文件“许雪晴隧洞网.in2”。1 .平面观测值文件“许雪晴隧洞网.FA2”0.7,1,1出，1,497660进1,0,506350进，1,506040出2,1,497230进2,1,506410出3,1497800进3,1,506180贯通点，1,501850出Ij,497350进，出，A,45.0进1出1L:进2,进3,进，出2,出，出3,出1L:进3,进2,出，出2,出3,进1,进S:进2,进3,进，出2,出，出3,出1S:进3,进2,出，出2,出3,进1,进进出L:出2,出3,出1,进1,进2,进3L:进3,进2,出2,出3,出1,进1S:出2,出3,出1,进1,进2,进3S:进3,进2,出2,出3,出1,进1进2出2L:出2,出3,出，出1,进3,进,进1L:进3,进2,出3,出1,出，进1,进S:出2,出3,出，出1,进3,进,进1S:进3,进2,出3,出1,出，进1,进进3出3L:出2,出3,出，出1,进，进1,进2L:出1,进1,进，出，进3,进2,出2S:出2,出3,出，出1,进，进1,进2S:出1,进1,进，出，进3,进2,出22.平差结果文件“许雪晴一陵洞网.oU2”最弱边及其精度EROMTO(dms)MA(sec)S(m)MS(cm)S/MSE(cm)F(cm)T(dms)出1出2134.2445450.76169.702050.179950000.1790.062133.0060单位权中误差和改正数带权平方和后验单位权中误差:0.73多余观测值总数：60平均多余观测值数:0.732PVVl = 71.416 PVV2 =3.控制网网图“许雪晴一隧洞网.map”71.416先验单位权中误差:0.70图3-1隧道控制网图3.2.2贯通误差影响值计算文件根据控制网的洞口点和定向点精度、贯通点的位置以及贯通面的方向，在完成网平差之后，直接估算隧道贯通误差影响值。为此首先人工建立一个贯通误差引导文件，该文件也是一个标准的ASCH文件，命名为“许雪晴一隧洞网.GTI”。文件如下：进，进1,出，出1,贯通点，,501850,135.0进，进1,出，出2,贯通点，,501850,135.0进，进1,出，出3,贯通点，,501850,135.0进，进2,出，出1,贯通点，501850,135.0进，进2,出，出2,贯通点，,501850,135.0进，进2,出，出3,贯通点，,501850,135.0进，进3,出，出1,贯通点，,501850,135.0进，进3,出，出2,贯通点，,501850,135.0进，进3,出，出3,贯通点，501850,135.03.2.3贯通误差影响值计算为了选取最优的定向点方案，在次计算中，可准备多种不同的进出口点与定向点的组合，每一种组合占一行（见文件“许雪晴隧洞网.GTI在主菜单单击“工具”下面的“贯通误差影响值计算”将自动计算贯通误差影响值,并将结果存放在文件“许雪晴一隧洞网.GTOw中。EnDijEnMq(CM)贯通误差影响值=T(D.M.S)DeDijDeMl(CM)E(CM)F(CM)进进1出出15.0650.1255.0650.125135.33122进进1出出24.9160.1254.9160.124135.42488进进1出出35.0090.1255.0090.125135.07047进进2出出14.9410.1254.9410.126135.24066进进2出出24.7810.1254.7810.125135.33342进进2出出34.9030.1254.9030.125134.56543进进3出出15.0610.1255.0610.127135.26138进进3出出24.9030.1254.9040.125135.352095.0260.1255.0260.125135.002363. 2.4结果分析在隧道施工中，由于控制测量、联系测量、地下控制测量以及细部放样的误差，使得两个相向开挖的工作面的施工中线，不能理想地衔接而产生错开的现象，即所谓的贯通误差。其在线路中线方向的投影长度为纵向误差，其在垂直中线方向上的投影为横向误差，在高程方向上的投影为高程误差。推导整理可得隧道地表三角网按方向的坐标平差时贯通点的横向和纵向贯通误差权函数式如下（3-1）（3-2）（具体推导过程见参考文献-论隧道施工三角网和边角网测量误差对横向贯通误差的影响和网的优化设计测绘学报1982年第3期）d（%）=MCPaCkdXc+（1+MPbck）dyc-MPackdxk-XP-bckdykSajadxj-+WPhJa）例+xjpajadxa+ASk电/孔（3T）d(p)=(1-ack)dxc-Ay卬bckdyc+AySackdxk+A%bckdyk-O->>aja)的+%bjady厂yjpajadxa-力bjadya(3-2)（J为隧道进口端三角网控制点，C为出口端的控制点，A、K分别为进出口的定向点，r4分别为进、出口联系角。国=券-y,+S"Sin（C十刀.）-S加Sin（T,"+4J=XC-Xi+SSCQS（7；J+/?，）一S，cos（7沁+丽）由上式可以看出，地表三角网测量误差所引起的隧道横向、纵向贯通误差与进、出口点,进、出口定向点的坐标精度有关，与进、出口点与贯通点之间的横、纵坐标差（直线隧道中为j、C点与P点之间的距离）有关。对于铁路山岭隧道来说，纵向误差只要不大于定测中线的误差，能够满足铺轨的要求即可，高程误差影响隧道的坡度，但其容易满足限差的要求；而横向误差如果超过了限差,就会引起隧道中线几何形状的改变，甚至洞内建筑物侵入规定限界而使已衬砌部分拆除重建，给工程造成损失。一般取两倍中误差作为各项贯通误差的限差。考虑以上因素，比较上面几组不同的组合方案，选择进进2出出2（显著小于规范的30OnIm）这一组较好。第四章问题回答1 .工程控制网的质量准则是什么？有何作用？答：网的质量准则主要是精度、可靠性、建网费用，对于变形监测网还包括灵敏度和可区分度。精度指标是描述误差分布离散程度的一种度量，精度准则常采用的有点位精度，相对点位精度(包括误差椭圆)以及特征值以及主元(或主分量)等指标。网的可靠性指标指发现和抵抗模型误差的能力大小的一种度量，建议采用平均多余观测分量或衡量。灵敏度是变形监测网特殊的质量准则，指监测网发现某一变形的能力大小的一种度量。表现为网点在特定方向上的精度，只有在特殊情况下才需要作灵敏度计算。一般，可以采用误差椭圆近似地进行评价，即网点在要求的方向上误差应较小，如尽量靠近误差椭圆的短轴方向。2 .工程控制网优化设计的方法有哪些？各有何优缺点？答：工程控制网优化设计有解析法和模拟法两种，它们都需要依靠程序在计算机上作大量和复杂的计算，显然都是机助法。解析法是以最优化理论为基础的严密方法，其数学模型一般表示为/(X)minO(X)O,(X)=0第一式称目标函数，第二、三式称约束条件。优化设计的实质是在给定的约束条件通过求目标函数的极值而得到最优解。目标函数可以是精度、可靠性、灵敏度或费用等指标，约束条件也可以是上述指标，目标函数和约束条件都是一种经过简化的数学模型，总不能完全反