فایل مقایسه روش های نوین آنالیز پایداری در شبکه های میکروژئودزی
دسته بندي :
کالاهای دیجیتال »
رشته عمران و نقشه برداری (آموزش_و_پژوهش)
این پایان نامه در قالب فرمت word قابل ویرایش ، آماده پرینت و ارائه به عنوان پروژه پایانی میباشد
فهرست مطالب
چکیده.. 1
فصل اول مقدمه
1-1 معرفی موضوع تحقیق.. 2
1-2 مروري بر مطالعات انجام شده.. 4
1-3 اهداف تحقیق.. 6
1-4 معرفی فصلهای بعدی.. 9
فصل دوم روشهای سرشکنی مشاهدات در شبکههای ژئودزی.. 10
2-1 مبانی سرشکنی.. 10
2-1-1 خاصیت نا اریبی.. 11
2-1-2 خاصیت کمترین واریانس.. 11
2-1-3 خاصیت بیشترین درست نمایی.. 12
2-2 سرشکنی به روش کمترین مربعات.. 12
2-2-1 کمترین مربعات وزندار () 14
2-2-2 کمترین مربعات ( ).. 15
2-2-3 خصوصیات روش کمترین مربعات.. 16
2-3 تعریف دیتوم.. 16
2-3-1 حل مسائل منفرد و اضافه کردن قیود در معادلات.. 18
2-3-2 سرشکنی آزاد (سرشکنی با قیود داخلی).. 19
2-4 آزمونهای آماری.. 21
2-5 آزمونهای بعد از سرشکنی.. 24
2-5-1 آزمون فاکتور واریانس ثانویه.. 24
2-5-2 آزمون باقیماندههای استاندارد شده.. 27
2-6 معیارهای طراحی شبکههای کنترل جابهجایی.. 28
2-6-1 معیارهای دقت.. 29
2-6-1-1 معیارهای عمومی ( کلی) دقت.. 29
2-6-1-2 معیارهای منطقهای (محلی) دقت.. 29
2-6-1-2-1 بیضی خطای مطلق.. 30
2-6-1-2-2 بیضی خطای نسبی.. 31
2-6-2 معیارهای اعتمادپذیری.. 31
2-6-2-1 اعتمادپذیری داخلی.. 31
2-6-2-2 اعتمادپذیری خارجی.. 32
2-6-3 معیار هزینه.. 34
2-6-4 معیار حساسیت شبکه.. 34
فصل سوم روشهای تعیین میدان جابجایی در شبکه های کنترل جابجایی
3-1 شبکههای کنترل جابجایی.. 36
3-2 روش تست ثبات كلي شبکه.. 38
3-3 روش مینیمم کردن نرم اول.. 45
3-4 روش آنالیز زیرشبکه.. 50
3-4-1 آنالیز زیرشبکه با روش تست ثبات کلی.. 52
3-4-2 آنالیز زیرشبکه با روش مینمیمکردن نرم اول.. 52
فصل چهارم معرفی دادههای شبیه سازی شده و واقعی از یک شبکه کنترل جابجایی
4-1 دادههای شبیهسازی شده.. 54
4-2 دادههای واقعی مورد استفاده در این تحقیق.. 55
4-2-1 آمادهسازی دستگاهها برای عملیات صحرایی.. 58
4-2-2 دریافت و ثبت دادهها.. 58
4-2-3 فاصله زمانی بین مشاهدات دو اپک.. 59
4-2-4 پردازش مشاهدات GPS. 59
فصل پنجم نتایج عددی و مقایسه روشهای تعیین میدان جابجایی
5-1 شبکه کنترل جابجایی شبیه سازی شده.. 62
5-1-1 شبکه منظم با جابجاییهای مشخص.. 63
5-1-1-1 نتایج بدست آمده برای سناریوی اول.. 68
5-1-1-2 نتایج بدست آمده برای سناریوی دوم.. 69
5-1-1-3 نتایج بدست آمده برای سناریوی سوم.. 71
5-1-2 شبکه منظم با جابجاییهای تصادفی.. 72
5-1-2-1 نتایج بدست آمده برای سناریوی اول.. 73
5-1-2-2 نتایج بدست آمده برای سناریوی دوم.. 75
5-1-2-3 نتایج بدست آمده برای سناریوی سوم.. 76
5-1-3 شبکه نامنظم با جابجاییهای مشخص.. 77
5-1-3-1 نتایج بدست آمده برای سناریوی اول.. 79
5-1-3-2 نتایج بدست آمده برای سناریوی دوم.. 80
5-1-3-3 نتایج بدست آمده برای سناریوی سوم.. 82
5-1-4 شبکه نامنظم با جابجاییهای تصادفی.. 83
5-1-4-1 نتایج بدست آمده برای سناریوی اول.. 85
5-1-4-2 نتایج بدست آمده برای سناریوی دوم.. 86
5-1-4-3 نتایج بدست آمده برای سناریوی سوم.. 87
5-2 شبکه کنترل جابجایی واقعی.. 89
5-2-1 نتایج بدست آمده برای روشهای تست ثبات کلی و نرم اول 89
5-2-2 نتایج بدست آمده برای روش آنالیز زیرشبکه.. 90
5-2-3 تعیین میزان جابجایی نقاط ناپایدار.. 96
فصل ششم نتیجهگیری و پیشنهادات
6-1 خلاصه و نتیجهگیری.. 99
6-2 پیشنهادات.. 100
فهرست مراجع.. 101
پیوستها.. 104
فهرست جداول
جدول 2-1 حداکثر نیم قطر بزرگ بیضی خطای بردار جابهجایی نقاط 35
جدول 4-1 حداکثر تنظیمات پارامترهای پردازش مشاهدات در نرمافزار LGO 60
جدول 5-1 مختصات نقاط شبکه شبیه سازی شده.. 64
جدول 5-2 جابجایی نقاط بر حسب متر در سناریوی اول.. 67
جدول 5-3 جابجایی نقاط بر حسب متر در سناریوی دوم.. 67
جدول 5-4 جابجایی نقاط بر حسب متر در سناریوی سوم.. 67
جدول 5-5 کشف صحیح نقاط ناپایدار برای سناریوی اول در شبکه منظم با جابجاییهای مشخص.. 68
جدول 5-6 کشف صحیح نقاط ناپایدار برای سناریوی دوم در شبکه منظم با جابجاییهای مشخص.. 70
جدول 5-7 کشف صحیح نقاط ناپایدار برای سناریوی سوم در شبکه منظم با جابجاییهای مشخص.. 71
جدول 5-8 کشف صحیح نقاط ناپایدار برای سناریوی اول در شبکه منظم با جابجاییهای تصادفی.. 74
جدول 5-9 کشف صحیح نقاط ناپایدار برای سناریوی دوم در شبکه منظم با جابجاییهای تصادفی.. 75
جدول 5-10 کشف صحیح نقاط ناپایدار برای سناریوی سوم در شبکه منظم با جابجاییهای تصادفی.. 76
جدول 5-11 کشف صحیح نقاط ناپایدار برای سناریوی اول شبکه نامنظم با جابجاییهای مشخص.. 79
جدول 5-12 کشف صحیح نقاط ناپایدار برای سناریوی دوم شبکه نامنظم با جابجاییهای مشخص.. 81
جدول 5-13 کشف صحیح نقاط ناپایدار برای سناریوی سوم شبکه نامنظم با جابجاییهای مشخص.. 82
جدول 5-14 کشف صحیح نقاط ناپایدار برای سناریوی اول شبکه نامنظم با جابجاییهای تصادفی.. 85
جدول 5-15 کشف صحیح نقاط ناپایدار برای سناریوی دوم شبکه نامنظم با جابجاییهای تصادفی.. 86
جدول 5-16 کشف صحیح نقاط ناپایدار برای سناریوی سوم شبکه نامنظم با جابجاییهای تصادفی.. 88
جدول 5-17 نتایج حاصل از دو روش تست ثبات کلی و مینیمم سازی نرم اول.. 90
جدول 5-18 نتایج حاصل از آنالیز زیرشبکه اول.. 95
جدول 5-19 نتایج حاصل از آنالیز زیرشبکه دوم.. 95
جدول 5-20 نتایج حاصل از آنالیز زیرشبکه سوم.. 95
جدول 5-21 جابجایی محاسبه شده برای نقاط ناپایدار.. 96
جدول 5-22 جابجایی نقاط ناپایدار در جهت شمال، شرق و قائم 97
جدول 5-23 ابعاد بیضی خطا نقاط ناپایدار.. 98
فهرست اَشکال
شکل 2-1 (a) استفاده از یک برآوردگر دلخواه ، (b) استفاده از برآوردگر کمترین مربعات.. 14
شکل 2-2 خطای نوع اول و دوم در آزمونهای آماری.. 23
شکل 3-1 فلوچارت کشف نقاط ناپایدار با استفاده از روش تست ثبات کلی 44
شکل 3-2 فلوچارت مربوط به الگوریتم کشف نقاط ناپایدار با استفاده از روش مینیمم سازی نرم اول.. 49
شکل 4-1 نمای بالادست سد کبودوال.. 56
شکل 4-2 موقعیت نقاط شبکه میکروژئودزی اطراف سد.. 57
شکل 4-3 موقعیت نمایی از طولهای باز تشکیل داده شده در نرم افزار LGO.. 61
شکل 5-1 شبکه شبیهسازی متشکل از 8 نقطه (5 نقطه به عنوان نقاط مرجع و 3 نقطه موضوع).. 64
شکل 5-2 زیرشبکه اول متشکل از نقطه موضوع OBJ 1. 65
شکل 5-3 زیرشبکه دوم متشکل از نقطه موضوع OBJ 2. 66
شکل 5-4 زیرشبکه سوم متشکل از نقطه موضوع OBJ 3. 66
شکل 5-5 نمودار میلهای درصد کشف صحیح نقاط ناپایدار برای سناریوی اول در شبکه منظم با جابجاییهای مشخص.. 69
شکل 5-6 نمودار میلهای درصد کشف صحیح نقاط ناپایدار برای سناریوی دوم در شبکه منظم با جابجاییهای مشخص.. 70
شکل 5-7 نمودار میلهای درصد کشف صحیح نقاط ناپایدار برای سناریوی سوم در شبکه منظم با جابجاییهای مشخص.. 72
شکل 5-8 نمودار میلهای درصد کشف صحیح نقاط ناپایدار برای سناریوی اول در شبکه منظم با جابجاییهای تصادفی.. 74
شکل 5-9 نمودار میلهای درصد کشف صحیح نقاط ناپایدار برای سناریوی دوم در شبکه منظم با جابجاییهای تصادفی.. 76
شکل 5-10 نمودار میلهای درصد کشف صحیح نقاط ناپایدار برای سناریوی سوم در شبکه منظم با جابجاییهای تصادفی.. 77
شکل 5-11 شبکه نامنظم شبیه سازی شده.. 78
شکل 5-12 نمودار میلهای درصد کشف صحیح نقاط ناپایدار برای سناریوی اول در شبکه نامنظم با جابجاییهای مشخص.. 80
شکل 5-13 نمودار میلهای درصد کشف صحیح نقاط ناپایدار برای سناریوی دوم در شبکه نامنظم با جابجاییهای مشخص.. 82
شکل 5-14 نمودار میلهای درصد کشف صحیح نقاط ناپایدار برای سناریوی سوم در شبکه نامنظم با جابجاییهای مشخص.. 83
شکل 5-15 نمودار میلهای درصد کشف صحیح نقاط ناپایدار برای سناریوی اول در شبکه نامنظم با جابجاییهای تصادفی.. 86
شکل 5-16 نمودار میلهای درصد کشف صحیح نقاط ناپایدار برای سناریوی دوم در شبکه نامنظم با جابجاییهای تصادفی.. 87
شکل 5-17 نمودار میلهای درصد کشف صحیح نقاط ناپایدار برای سناریوی سوم در شبکه نامنظم با جابجاییهای تصادفی.. 88
شکل 5-18 زیرشبکه اول شامل نقطه KL1 و نقاط مبنای KL2, KR1, KR2. 92
شکل 5-19 زیرشبکه اول شامل نقطه KL3 و نقاط مبنای KL2, KR1, KR2. 93
شکل 5-20 زیر شبکه سوم شامل نقطه KR3 و نقاط مبنای KL2, KR1, KR2. 94
شکل 5-21 بیضی خطای نقاط ناپایدار کشف شده.. 98
چکیده
یکی از مسائل مهم در سازههای مهندسی و بررسی تغییر شکل زمین، کنترل جابجایی میباشد. بدین منظور لازم است در منطقه مورد بررسی شبکههای میکروژئودزی ایجاد گردند. این شبکهها متشکل از چندین نقطه مبنا و نقطه موضوع میباشد که موقعیت دقیق این نقاط در چندین اپک میبایست تعیین گردند. در مرحله بعدی باید نقاط پایدار شبکه با استفاده از روشهای موجود آشکارسازی از نقاط ناپایدار مشخص شوند. از جمله روشهای کلاسیک آشکارسازی نقاط ناپایدار میتوان به روش تست ثبات کلی و روش مینیمم سازی نرم اول اشاره نمود.
با توجه به خاصیت پخش کنندگی خطاها در روش کمترین مربعات، نقاط ناپایدار مانند مشاهدات اشتباه عمل کرده و میتواند موجب کشف ناصحیح نقاط ناپایدار شود که این موضوع نیز بر روی جابجاییهای برآورد شده تاثیر مستقیمی خواهد گذاشت. ایدهای که به منظور مقابله با این محدودیت مطرح میشود استفاده از آنالیز زیرشبکه میباشد. هر زیرشبکه تنها شامل یک نقطه موضوع و نقاط مبنا میباشد. هر زیرشبکه بطور جداگانه سرشکن شده و نقاط ناپایدار آن کشف خواهد شد.
در این تحقیق روشهای مختلف کشف نقاط پایدار در شبکههای میکروژئودزی شامل روشهای معمول تست ثبات کلی و مینیممسازی نرم اول و روش پیشنهادی این تحقیق، آنالیز زیرشبکه بررسی میشوند. کارایی و عملکرد این روشها در شبکه شبیه سازی شده و یک شبکه واقعی کنترل جابهجایی مورد ارزیابی قرار گرفت. در ابتدا به منظور بررسی کارایی این روشهای آشکارسازی کشف نقاط پایدار در شبکههای کنترل جابجایی از چندین نمونه دادههای شبیهسازی شده استفاده شد. مشاهدات شبیهسازی شده، مشاهدات طول مبنای GPS در نظر گرفته شدهاند. نتایج نشان میدهد که استفاده از روش آنالیز زیرشبکه بجای روش تست ثبات کلی باعث بهبود نتایج خواهد شد. در روش آنالیز زیرشبکه در تمام حالتهای شبیهسازی شده (شبکه منظم و نامنظم با جابجاییهای مشخص و تصادفی)، بهبود نتایج صحیح کشف نقاط، درصد قابل ملاحظهای است. این بهبود در همه حالتهای شبیه سازی شده به طور متوسط حدود 35 درصد است. بهبود نتایج روش زیرشبکه نسبت به روش مینیمم سازی نرم اول در حد یک درصد است. در ادامه الگوریتمهای کشف نقاط ناپایدار روشهای رایج و روش آنالیز زیرشبکه بر روی مشاهدات یک شبکه واقعی در اطراف سد کبودوال واقع در استان گلستان پیادهسازی شد که نتایج حاصل، در تطابق با نتایج شبکه شبیهسازی شده میباشد و حاکی از برتری روش آنالیز زیرشبکه نسبت به روشهای رایج است. در خاتمه میزان جابجایی نقاط ناپایدار کشف شده محاسبه گردید.
کلمات کلیدی: کنترل جابهجایی، تست ثبات کلی، مینیممسازی نرم اول، آنالیز زیرشبکه