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粗差理论从60年代正式提出至今已有四十余年,它在测量数据处理中的研究和应用日益得到重视。在测量工作中,误差是不可避免的,但粗差的存在将严重影响数据处理结果,特别对于抗差能力不强的平差方法,如传统的最小二乘平差等影响更为显著。因此,研究高程测量粗差的探测和剔除方法,开发粗差探测和剔除软件显得十分重要。 首级高程控制网是施工测量的基准,鉴于大型工程首级高程控制网使用周期长,控制点的稳定性直接影响施工测量和工程建设的质量,因此研究稳定性分析方法,开发稳定性分析软件具有重要的现实意义。 针对高程测量粗差探测剔除和高程控制网稳定性分析两方面内容,本文主要作了以下粗差的研究: 1、学习数据探测理论,并结合苏通大桥高程控制网数据进行不同方法的粗差探测,计算和分析比较各种方法粗差探测的效果。 2、研究基于稳健估计的粗差剔除方法,利用选权迭代法,选用多种权函数对苏通大桥高程控制网数据进行粗差剔除,并分析和比较剔除效果。 3、线性规划与稳健估计理论相结合,利用具有稳定初值的选权迭代法对水准测量数据进行粗差探测和剔除。 4、学习GPS高程拟合方法,将稳健估计原理应用于GPS高程拟合,结合实例实现了GPS高程拟合中的粗差剔除。 5、研究小波分析方法,利用离散小波变换处理对沉降观测序列进行分析,通过小波多分辨率分析方法对变形观测数据进行分解和重构,对误差进行有效的分离,在小波变换后得到去噪后的变形曲线。 6、分析了不同高程控制基准及其选择原则,研究了相同基准下控制网单点和整体稳定性的检验方法。 7、根据苏通大桥高程控制网复测数据,分别采用t检验法、平均间隙法和分块间隙法进行单点和整体稳定性检验,并对检验结果进行比较和分析。 8、开发和研制了高程测量粗差剔除和高程控制网稳定性分析软件。软件采用VB语言编辑界面,实现数据的传入,采用MATLAB语言编辑各种功能计算和分析子程序,利用ActiveX技术实现VB对MATLAB的调用,实现对输入数据进行粗差剔除或控制网稳定性分析。