独创性声明
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摘要
本文结合某矿区的实际，针对概率积分法参数反演中的病态性以及自适应拟合推估在开采沉陷预计中的应用，以MATLAB为平台，展开研究，主要研究内容和成果如下： 1、阐述了概率积分法的基本原理，包括静态预计和动态预计；推导了概率积分法参数反演的基本过程；讨论了非充分开采的参数修正。
2、探讨分析了概率积分法参数估计中法矩阵的病态性问题，并考虑应用岭估计法、截断奇异值法以及新的奇异值修正方案削弱法矩阵病态的可行性；研究分析病态性的处理与参数初值敏感性的关系，由于病态性的改善往往伴随参数初值敏感性的增加，因此引入分辨率的概念，对参数初值的敏感性做定量分析。
3、地表下沉可分为倾向部分和随机部分，对倾向部分可通过概率积分法函数描述，而随机部分则当作先验期望和方差已知的信号处理，用拟合推估方法来处理开采沉陷问题，根据自适应滤波的思想，引入赫尔默特方差分量估计，对信号的先验方差进行调整；引入抗差估计，建立抗差自适应拟合推估模型，处理含有粗差和异值的观测量。并结合实例，应用抗差自适应拟合推估对开采沉陷的静态预计与动态预计进行研究，算例结果表明：自适应拟合推估调整了信号与观测值之间的权比，使信号向量协方差矩阵与观测向
量的协方差矩阵协调一致，提高了估值的精度；在观测值含有粗差的情况下，抗差自适应拟合推估参
数估值的精度和稳定性得到明显提高。
关键词：概率积分法，开采沉陷预计，病态性，自适应拟合推估，抗差
ABSTRACT
The paper discusses the ill-conditioned problem of parameter inversion in probability-integral method and the application of adaptive collocation to mining subsidence prediction, based on the material of mining subsidence on a mining area and MATLAB software. The main works and contributions are summarized as follows:
1. The basic concepts of probability-integral method are expounded, including static prediction and dynamic prediction. The least squares process of parameter estimation is derived. The parameter modification for the conditions of various mining extents is discussed.
2. The geodetic ill-conditioned problem is analyzed, which exists in parameter inversion of probability-integral method. The ill-conditioned problem could be weakened by use of ridge estimation, SVD and a new singular value modification scheme. The relationship between the improvement of ill-conditioned problem and initial values of parameters is also analyzed. The improv
ement often increases the independence on the initial values. Resolution is derived, in order to quantitatively analyzing the independence.
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3. Ground surface subsidence can be divided into system part and stochastic part. The system part is described through the function of probability-integral method while the stochastic part is processed as signal with prior expectation and variance. In order to balance the covariance matrices of signals and observations, a Helmert type estimator of the variance components is derived, in which the corresponding adaptive factor is constructed by the ratio of the variance components of signals and observations. In order to avoid the influences of gross error, robust estimation is used, building the model of robust adaptive collocation. The actual numerical example shows that the accuracy of robust adaptive collocation is evidently improved.
Keywords:probability-integral method, mining subsidence prediction, ill-conditioned, adaptive collocation, robust
目录
摘要 ......................................................................................................... I ABSTRACT ............................................................................................... II 第一章绪论 (1)
1.1 研究目的 (1)
1.2 研究进展与现状 (2)
1.2.1 开采沉陷预计的研究进展与现状 (2)
1.2.2 概率积分法的研究进展与现状 (3)
1.2.3 测量平差病态性的研究进展与现状 (4)
1.2.4 自适应拟合推估的研究进展与现状 (4)如家酒店加盟
1.3 研究思路与主要结构 (5)
1.3.1 研究思路 (5)
1.3.2 主要结构 (5)
第二章开采沉陷预计基本方法 (7)
2.1 开采沉陷预计的常用方法 (7)
2.1.1 基于实测资料的经验方法 (7)
2.1.2 影响函数法 (8)
2.1.3 连续介质力学方法 (9)
2.1.4 随机介质理论 (9)
2.2 概率积分法基本原理 (9)
2.2.1 静态预计公式 (9)
2.2.2 动态预计公式 (12)
2.2.3 概率积分法的参数估计 (13)
2.2.4 非充分开采的参数修正 (16)
第三章病态性分析 (18)
3.1 病态性定义 (18)
3.2 病态性产生的原因 (19)
3.3 病态性的诊断方法 (21)
3.4 病态性的处理方法 (24)
三亚海鲜市场哪里便宜第四章抗差自适应拟合推估基本原理 (27)
4.1 拟合推估基本原理 (28)
4.2 自适应拟合推估基本原理 (29)
4.3 信号的协方差函数 (30)
4.4 赫尔默特方差分量估计 (31)
4.5 抗差估计 (33)
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第五章实例分析 (35)
5.1 矿区基本情况 (35)
5.1.1 地质采矿技术条件 (35)
5.1.2 观测站设计 (36)
5.1.3 观测站的观测工作 (37)
5.1.4 观测资料整理 (38)
5.2 概率积分法参数反演的病态性分析 (40)
5.2.1 病态性的判定 (40)
5.2.2 病态性的处理 (42)
5.2.3 分辨率比较 (46)
5.3 开采沉陷静态预计 (47)
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5.3.1 自适应拟合推估法 (48)
5.3.2 抗差自适应拟合推估法 (50)
5.4 开采沉陷动态预计 (52)
第六章总结与展望 (55)
6.1 总结 (55)
6.2 展望 (55)
致谢 (57)
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参考文献 (58)
攻读硕士期间发表论文情况 (62)
