Nghiên cứu áp dụng lý thuyết bình sai bền vững để phát hiện và loại bỏ ảnh hởng của sai số thô

Bộ giáo dục v đo tạo Trờng đại học mỏ - địa chất Bùi thị Hồng Thắm Nghiên cứu áp dụng lý thuyết bình sai bền vững để phát v loại bỏ ảnh hởng sai số thô luận văn thạc sĩ kỹ thuật H Nội - 2008 Bộ giáo dục v đo tạo Trờng đại học mỏ - địa chất Bùi thị Hồng Thắm Nghiên cứu áp dụng lý thuyết bình sai bền vững để phát v loại bỏ ảnh hởng sai số thô Chuyên ngành: Kỹ thuật Trắc địa Mà số: 60.52.85 luận văn thạc sĩ kỹ thuật Ngời hớng dẫn khoa học: PGS.TS Đỗ Ngọc Đờng H Nội - 2008 Lời cam đoan Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết luận văn trung thực cha đợc công bố công trình khác Tác giả đề tài Bùi Thị Hồng Thắm Mục lục Trang phụ bìa Lời cam đoan Mục lục Danh mục bảng Danh mục hình vẽ Mở đầu Chơng 1- Tổng quan công tác Xử lý số liệu làm giảm ảnh hởng sai số thô 1.1 Khái niệm phép đo sai số đo 1.2 Khái quát xử lý số liệu đo lới toạ độ lới độ cao theo phơng pháp số bình phơng nhỏ 1.3 Khái quát xử lý số liệu đo lới toạ độ lới độ cao theo phơng pháp số bình phơng mở rộng 1.4 Công tác xử lý số liệu làm giảm ảnh hởng sai số thô giới Việt Nam Chơng - Thiết kế tối u lới trắc địa ứng dụng độ tin cậy việc phát loại bỏ ảnh hởng sai số thô 2.1 Những khái niệm chung 2.2 Tiêu chuẩn chất lợng lới khống chế Chơng - Nghiên cứu áp dụng lý thuyết bình sai bền vững để làm giảm loại bỏ ảnh hởng sai số thô 3.1 Bình sai gián tiếp lới độ cao 3.2 Bình sai xử lý sai số thô phơng pháp lặp trọng số Chơng - Lới thực nghiệm, kết tính toán phân tích 4.1 Lới thực nghiệm chơng trình bình sai thực nghiệm 4.2 Các phơng án chơng trình bình sai thực nghiệm 4.3 Kết thực nghiệm Kết luận kiến nghị Tài liệu tham khảo Phụ lôc Trang 10 10 16 26 31 34 34 37 45 45 48 57 57 59 62 77 80 82 Danh mơc c¸c b¶ng Trang B¶ng 4.1 Sè liƯu gèc 57 B¶ng 4.2 Số liệu đo 58 Bảng 4.3 Mức đo thừa 62 Bảng 4.4 Sai số thô trị đo 63 Bảng 4.5 Sai số thô trị đo 63 Bảng 4.6 Sai số thô trị đo 64 Bảng 4.7 Sai số thô trị đo 64 Bảng 4.8 Sai số thô trị đo 65 Bảng 4.9 Khảo sát ko k1 67 Bảng 4.10 Khảo sát ko k1 67 Bảng 4.11 Kết bình sai độ lệch bình sai theo 68 phơng án 2, với phơng án Bảng 4.12 Độ cao sau bình sai điểm gán sai 69 số thô vào trị đo Bảng 4.13 Độ lệch kết bình sai theo phơng án với 69 phơng án gán sai số thô vào trị đo Bảng 4.14 Giá trị trọng số lần lặp cuối bình sai theo 70 phơng án gán sai số thô vào trị đo Bảng 4.15 Độ cao sau bình sai điểm gán sai 70 số thô vào trị đo Bảng 4.16 Độ lệch kết bình sai theo phơng án với 70 phơng án gán sai số thô vào trị đo Bảng 4.17 Giá trị trọng số lần lặp cuối bình sai theo phơng án gán sai số thô vào trị đo 71 Bảng 4.18 Độ cao sau bình sai điểm gán sai 71 số thô vào trị đo Bảng 4.19 Độ lệch kết bình sai theo phơng án với 71 phơng án gán sai số thô vào trị đo Bảng 4.20 Giá trị trọng số lần lặp cuối bình sai theo 72 phơng án gán sai số thô vào trị đo Bảng 4.21 Độ cao sau bình sai điểm gán sai 72 số thô vào trị đo Bảng 4.22 Độ lệch kết bình sai theo phơng án với 72 phơng án gán sai số thô vào trị đo Bảng 4.23 Giá trị trọng số lần lặp cuối bình sai theo 73 phơng án gán sai số thô vào trị đo Bảng 4.24 Độ cao sau bình sai điểm gán sai 73 số thô vào trị đo Bảng 4.25 Độ lệch kết bình sai theo phơng án với 73 phơng án gán sai số thô vào trị đo Bảng 4.26 Giá trị trọng số lần lặp cuối bình sai theo 74 phơng án gán sai số thô vào trị đo Bảng 4.27 Độ cao sau bình sai điểm gán sai 74 số thô vào trị đo Bảng 4.28 Độ lệch kết bình sai theo phơng án với 74 phơng án gán sai số thô vào trị đo Bảng 4.29 Giá trị trọng số lần lặp cuối bình sai theo phơng án gán sai số thô vào trị đo 75 Danh mục hình vẽ Trang Hình 1.1 Sơ đồ lới độ cao 17 Hình 3.1 Tuyến thuỷ chuẩn từ mốc xác định I đến mốc 46 xác định K Hình 3.2 Tuyến thuỷ chuẩn từ mốc cố định I đến mốc 46 xác định K Hình 3.3 Tuyến thuỷ chuẩn từ mốc xác định I đến mốc 47 cố định K Hình 4.1 Sơ đồ lới thực nghiệm 57 Hình 4.2 Sơ đồ khối chơng trình 60 Hình 4.3 Sơ đồ khối chơng trình 61 mở đầu Tính cấp thiết đề tài Việc xử lý số liệu trắc địa nói chung hay bình sai lới trắc địa nói riêng vấn đề thiếu công tác Trắc địa Từ đầu kỷ 19, Legendre Gauss đà đặt móng cho phơng pháp bình sai lới tam giác theo nguyên lý số bình phơng nhỏ với trị đo lới có sai số ngẫu nhiên Mạng lới tam giác Sumakhe Hannover (1820 - 1848) đà đợc Gauss bình sai theo lý thuyết ông đề xuất Nhiều nhà khoa học khác đà có nhiều đóng góp cho phát triển lý thuyết bình sai thời gian sau nh− F Helmet, O Shreiber, A.P Bolotov, A.N Cavich,… C¬ sở toán học phơng pháp bình sai lý thuyết xác suất, lý thuyết thống kê toán học phơng pháp số bình phơng nhỏ Trong năm kỷ 20 phơng pháp bình sai phát triển mạnh mẽ lý thuyết nh thực hành Nhiều nhà khoa học có nhiều đóng góp cho phát triển nh F.N Krasovski, N.A Urmaev, J.M Tienstra, W Fischer, E Grafarend, I.IU Pranhic - Pranhevich, A Bjerhammar, A.C Trebotarev, V.V Popov, V.D Bolsakov, W Baran, IU.I Markuze,… Sự phát triển khoa học kỹ thuật đà mở rộng mô hình tính toán bình sai Trong năm 1950 việc bình sai chặt chẽ đồng thời mạng lới cho nớc nhỏ công việc khó khăn hạn chế phơng tiện tính toán HiƯn víi kü tht tÝnh to¸n ph¸t triĨn, viƯc tự động trình xử lý số liệu trắc địa đà trở thành tất yếu Cùng với việc phát triển cđa khoa häc kü tht nãi chung, trang thiÕt bÞ phục vụ cho ngành Trắc địa không ngừng phát triển với loại máy móc thiết bị đại cho nguyên lý đo độ xác cao đáp ứng với yêu cầu thực tế Tuy nhiên, trình đo đạc xử lý số liệu trắc địa dù có xác đến đâu tránh đợc loại sai số, đặc biệt sai sè th« - sai sè sinh nhiỊu nguyên nhân khác nh thiếu thận trọng ngời làm công tác đo đạc hay xử lý sè liƯu, sù tÝch l sai sè hƯ thèng cđa máy móc, Mặt khác, chất lợng lới trắc địa việc phụ thuộc vào độ xác công tác đo đạc chịu ảnh hởng công tác thiết kế lới, thêm vào phơng pháp bình sai lới trắc địa truyền thống kể đến yếu tố sai số đo mà cha kể đến sai số kết cấu hình học lới Vì vậy, chọn đề tài nghiên cứu: Nghiên cứu áp dụng lý thuyết bình sai bền vững để phát loại bỏ ảnh hởng sai số thô Mục đích nghiên cứu - Hệ thống kiến thức đà có vấn đề độ tin cậy lới bình sai bền vững - Tìm hiểu quy luật ảnh hởng sai số thô đến trị đo nhằm giảm ảnh hởng sai số thô - Tìm hiểu cách xử lý số liệu - Trên sở xử lý số liệu theo cách dẫn đến việc phát sai số thô, làm giảm loại bỏ ảnh hởng sai số thô gọi ớc lợng bền vững hay bình sai bền vững Đối tợng phạm vi nghiên cứu - Đối tợng phạm vi nghiên cứu luận văn lới thuỷ chuẩn Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu ảnh hởng sai số thô đến trị đo - Nghiên cứu áp dụng lý thuyết bình sai bền vững để phát loại bỏ ảnh hởng sai số thô Phơng pháp nghiên cứu Các phơng pháp nghiên cứu đợc sử dụng luận văn là: - áp dụng lý thuyết độ tin cậy nghiên cứu ảnh hởng sai số thô - Bình sai lới thuỷ chuẩn theo phơng pháp truyền thống để nghiên cứu quy luật ảnh hởng sai số - So sánh kết bình sai bình sai truyền thống để rút kết luận cần thiết ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Cách xử lý số liệu trắc địa Cấu trúc luận văn Luận văn gồm chơng với hình vẽ 29 bảng Lời cảm ơn Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Đỗ Ngọc Đờng đà giúp đỡ, hớng dẫn khoa học suốt trình làm luận văn Tôi xin chân thành cám ơn Bộ môn Trắc địa cao cấp khoa Trắc địa Bản đồ trờng Đại học Mỏ - Địa chất đà giúp hoàn thiện đề tài Tôi xin cảm ơn Ban lÃnh đạo Trờng Cao đẳng Tài nguyên Môi Trờng Hà Nội, khoa Trắc địa - Bản đồ Trờng Cao đẳng Tài nguyên Môi Trờng Hà Nội bạn đồng nghiệp đà tạo điều kiện, giúp đỡ, góp ý trình làm luận văn Do thời gian hạn chế, kinh nghiệm kiến thức có hạn nên luận văn không tránh khỏi thiếu sót Tôi mong nhận đợc ý kiến đóng góp quý báu kết nghiên cứu luận văn đợc hoàn thiện Xin chân thành cảm ¬n! 102 End Sub Private Sub PrintTrong_so(P() As Double) Open TenFileOutput For Append As #1 Print #1, " " Print #1, " Trong so P " Print#1," ***************************************** " Dim i As Integer, j As Integer Dim Tstt As String * 3, Gtr As String * 10 Dim s1 As String, m() As Double Print #1, " " Print #1, " -P " Print #1, " | Print #1, " | | " Print #1, " | STT | | Print #1, " | | Gia tri p For i = To Ncc For j = To Ncc If i = j Then s1 = "" Tstt = str(i) Gtr = str(Round(P(i, j), 4)) s1 = s1 + " | " + Tstt + " | " + Gtr + " |" Print #1, s1 End If Next Next Print #1, " " | " " " 103 Close (1) End Sub Private Sub PrintMTDotincay_o(Ro() As Double) Open TenFileOutput For Append As #1 Print #1, " Print #1, " " Do tin cay Ro " Print#1," ***************************************** " Dim i As Integer, j As Integer Dim Tstt As String * 3, Gtr As String * 10 Dim s1 As String, TongRo As Double, m() As Double TongRo = For i = To UBound(Ro, 1) For j = To UBound(Ro, 2) If j = i Then TongRo = TongRo + Ro(i, j) End If Next Next Print #1, " " Print #1, " Print #1, " | Print #1, " Print #1, " Ro | " | | | STT | Print #1, " tamlon = tambe = 10 For i = To Ncc For j = To Ncc Gia tri ro | " " " | | " 104 If i = j Then If Ro(i, j) >= tamlon Then c1 = i tamlon = (Round(Ro(i, j), 4)) Else tamlon = tamlon End If If Ro(i, j) = tamlon Then c1 = i tamlon = (Round(R(i, j), 4)) Else " Gia tri r " | " " 106 tamlon = tamlon End If If R(i, j)