Снип расчет фундаментов: СНиП 2.02.01-83 Основания зданий и сооружений

СП 22.13330.2016 Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83* (с Изменениями N 1, 2, 3)

СП 22.13330.2016

ОКС 93.020

Дата введения 2017-07-01

Предисловие

Сведения о своде правил

1 ИСПОЛНИТЕЛИ — Научно-исследовательский, проектно-изыскательский и конструкторско-технологический институт оснований и подземных сооружений им.Н.М.Герсеванова (НИИОСП им.Н.М.Герсеванова) — институт АО «НИЦ «Строительство»

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 «Строительство»

3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом градостроительной деятельности и архитектуры Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации (Минстрой России)

4 УТВЕРЖДЕН приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 16 декабря 2016 г. N 970/пр и введен в действие с 17 июня 2017 г.

5 ЗАРЕГИСТРИРОВАН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт). Пересмотр СП 22.13330.2011

В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего свода правил соответствующее уведомление будет опубликовано в установленном порядке. Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте разработчика (Минстрой России) в сети Интернет

ВНЕСЕНЫ: Изменение N 1, утвержденное и введенное в действие приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 20 ноября 2018 г. N 736/пр c 21.05.2019; Изменение N 2, утвержденное и введенное в действие приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 24 января 2019 г. N 43/пр c 25.07.2019; Изменение N 3, утвержденное и введенное в действие приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации (Минстрой России) от 22 ноября 2019 г. N 722/пр c 23.05.2020

Изменения N 1, 2, 3 внесены изготовителем базы данных по тексту М.: Стандартинформ, 2019

Введение

Настоящий документ содержит указания по проектированию оснований зданий и сооружений, в том числе подземных, возводимых в различных природных условиях, для различных видов строительства.

Разработаны НИИОСП им.Н.М.Герсеванова — институтом ОАО «НИЦ «Строительство» (д-р техн. наук , д-р техн. наук Е.А.Сорочан, канд. техн. наук И.В.Колыбин — руководители темы; д-р техн. наук Б.В.Бахолдин, д-р техн. наук А.А.Григорян, д-р техн. наук П.А.Коновалов, д-р техн. наук В.И.Крутов, д-р техн. наук Н.С.Никифорова, д-р те

СП 24.13330.2011 Свайные фундаменты. Актуализированная редакция СНиП 2.02.03-85 (с Опечаткой, с Изменениями N 1, 2, 3)

СП 24.13330.2011

Дата введения 2011-05-20

Предисловие

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила разработки — постановлением Правительства Российской Федерации от 19 ноября 2008 г. N 858 «О порядке разработки и утверждения сводов правил».

Сведения о своде правил

1 ИСПОЛНИТЕЛИ — Научно-исследовательский, проектно-изыскательский и конструкторско-технологический институт оснований и подземных сооружений им.Н.М.Герсеванова — институт АО «НИЦ «Строительство» (НИИОСП им.Н.М.Герсеванова)

(Измененная редакция, Изм. N 1).

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации (ТК 465) «Строительство»

3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом архитектуры, строительства и градостроительной политики

4 УТВЕРЖДЕН приказом Министерства регионального развития Российской Федерации (Минрегион России) от 27 декабря 2010 г. N 786 и введен в действие с 20 мая 2011 г.

5 ЗАРЕГИСТРИРОВАН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт). Пересмотр СП 24.13330.2010

Информация об изменениях к настоящему своду правил публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок — в ежемесячно издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего свода правил соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте разработчика (Минрегион России) в сети Интернет

ВНЕСЕНЫ опечатки, опубликованные в Информационном Бюллетене о нормативной, методической и типовой проектной документации N 6, 2011 г.

Опечатки внесены изготовителем базы данных

ВНЕСЕНЫ: Изменение N 1, утвержденное и введенное в действие приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 3 декабря 2016 г. N 885/пр c 04.06.2017; Изменение N 2, утвержденное и введенное в действие приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 20 ноября 2018 г. N 734/пр c 21.05.2019; Изменение N 3, утвержденное и введенное в действие приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 24 января 2019 г. N 40/пр c 25.07.2019

Изменения N 1, 2, 3 внесены изготовителем базы данных по тексту М.: Стандартинформ, 2017 год; М.: Стандартинформ, 2019

Введение

Настоящий свод правил устанавливает требования к проектированию фундаментов из разных типов свай в различных инженерно-геологических условиях и при любых видах строительства.

Разработан НИИОСП им.Н.М.Герсеванова — институтом ОАО «НИЦ «Строительство»: д-ра техн. наук Б.В.Бахолдин, В.П.Петрухин и канд. техн. наук И.В.Колыбин — руководители темы; д-ра техн. наук: А.А.Григорян, Е.А.Сорочан, Л.Р.Ставницер; кандидаты техн. наук: А.Г.Алексеев, В.А.Барвашов, С.Г.Безволев, Г.И.Бондаренко, В.Г.Буданов, A.M.Дзагов, О.И.Игнатова, В.Е.Конаш, В.В.Михеев, Д.Е.Разводовский, В.Г.Федоровский, О.А.Шулятьев, П.И.Ястребов, инженеры Л.П.Чащихина, Е.А.Парфенов, при участии инженера Н.П.Пивника.

Изменение N 2 разработано институтом АО «НИЦ «Строительство» — НИИОСП им.Н.М.Герсеванова (руководители темы — д-р техн. наук Б.В.Бахолдин, канд. техн. наук И.В.Колыбин, канд. техн. наук Д.Е.Разводовский; исполнители — д-р техн. наук Н.З.Готман, д-р техн. наук Л.Р.Ставницер, канд. техн. наук А.Г.Алексеев, канд. техн. наук А.М.Дзагов, канд. техн. наук В.А.Ковалев, канд. техн. наук А.В.Скориков, канд. техн. наук В.Г.Федоровский, канд. техн. наук О.А.Шулятьев, канд.техн. наук П.И.Ястребов) при участии д-ра техн. наук В.В.Знаменского, д-ра техн. наук В.А.Ильичева.

Изменение N 3 к своду правил подготовлено АО «НИЦ «Строительство» — НИИОСП им. Н.М.Герсеванова (руководители темы — д-р техн. наук Б.В.Бахолдин, канд. техн. наук И.В.Колыбин, канд. техн. наук Д.Е.Разводовский, д-р техн. наук Н.З.Готман, канд. техн. наук А.Г.Алексеев, канд. техн. наук А.М.Дзагов, канд. техн. наук В.В.Сёмкин, канд. техн. наук А.В.Скориков, канд. техн. наук В.Г.Федоровский, канд. техн. наук А.В.Шапошников, канд. техн. наук П.И.Ястребов, при участии д-ра техн. наук В.В.Знаменского, д-ра техн. наук В.А.Ильичева).

(Измененная редакция, Изм. N 2, 3).

1 Область применения

Настоящий свод правил распространяется на проектирование свайных фундаментов вновь строящихся и реконструируемых зданий и сооружений (далее — сооружений).

Свод правил не распространяется на проектирование свайных фундаментов сооружений, возводимых на вечномерзлых грунтах, свайных фундаментов машин с динамическими нагрузками, а также опор морских нефтепромысловых и других сооружений, возводимых на континентальном шельфе.

2 Нормативные ссылки

ГОСТ 5180-2015 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик

ГОСТ 5686-2012 Грунты. Методы полевых испытаний сваями

ГОСТ 8732-78 Трубы стальные бесшовные горячедеформированные. Сортамент

ГОСТ 8734-75 Трубы стальные бесшовные холоднодеформированные. Сортамент

ГОСТ 9463-2016 Лесоматериалы круглые хвойных пород. Технические условия

ГОСТ 10704-91 Трубы стальные электросварные прямошовные. Сортамент

ГОСТ 12536-2014 Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава

Виды и обустройство ленточного фундамента согласно СНиП

СНиП 50-101-2004: ленточный фундамент, его виды, обустройство, армирование

Основой любого здания является фундамент, и от того, как он заложен, будет зависеть прочность и надежность самого строения.

Довольно широкое распространение получил так называемый ленточный фундамент. Благодаря простоте исполнения и высокой надёжности этого типа основания, он пользуется заслуженной славой среди частных застройщиков и больших строительных организаций.

Краткое описание

Ленточный фундамент – это сплошная полоса из железобетона, которая идет по всей границе строения, равномерно распределяя нагрузку на грунт стен здания. Он бывает двух видов: непрерывный (монолитный или сплошной) и составной (сборный). Первый изготавливается непосредственно на строительной площадке методом заливки бетонного раствора в приготовленную траншею с предварительно установленным туда армированным поясом. Второй обустраивается из кирпича или, чаще, из железобетонных плит трапециевидной формы, характеристики и размеры которых соответствуют ГОСТ 13580-85.

По давлению здания на свою основу выделяют два варианта ленточного фундамента:

• • малозаглубленный. Он применяется при строительстве небольших домов, одноэтажных из дерева или кирпича, располагается по всему периметру здания и его высота может достигать 60 см. Такой фундамент позволяет существенно сократить расходы на его обустройство;
• • заглубленный. Используется для возведения многоэтажных домов, так как в этом случае требуется более прочная и надежная основа. Он выполняется путем укладки фундаментных блоков, скрепленных между собой цементным раствором, или заливается сплошным монолитом. Глубина последнего может достигать 1,2 см.

Этапы строительства

Для того чтобы ленточный фундамент был сделан правильно и прослужил длительный срок, нужно выполнять порядок действий, указанных в СНиП 50–101–2004:

1. • Территория будущего строительства очищается от мусора, кустарников деревьев и т.д. Участок выравнивается, производится разметка при помощи колышков и канатов.
2. • Ориентируясь на разметку, копают траншею. Работы можно проводить как в ручным способом, так и привлекая технику. Ширина траншеи должна превышать такой же параметр фундамента.
3. • Подошва канавы выравнивается песком и утрамбовывается, затем на него кладется гидроизоляция.
4. • При помощи досок или других материалов возводится опалубка, которая должна превышать уровень почвы минимум на 15 см. По периметру, изнутри она обкладывается гидроизоляционными материалами.
5. • Производится армирование фундамента. Усиление можно приобрести готовое или сделать самостоятельно.
6. • Подготовленную траншею наполняют густым бетонным раствором, при изготовлении смеси должен применятся цемент марки М250 или выше.
7. • Для затвердения бетонного раствора его оставляют в покое примерно на неделю.
8. • На завершающем этапе фундамент освобождают от опалубки и покрывают гидроизоляционным раствором.

Возведение составного ленточного фундамента повторяет практически все этапы монолитного кроме заливки. Только в этом случае вместо раствора применяются блоки, которые после укладки требуется скрепить между собой арматурой при помощи сварки, и залить проемы бетонной смесью. Возможно также применение кирпича или бута.

Следует помнить, что при изготовлении сборного фундамента экономится время, но финансовые затраты будут выше. Следует иметь в виду, что в местах сопряжения блоков может проступать вода.

Недочеты

При возведении фундамента возможны следующие ошибки, которые впоследствии могут повлиять на его долговечность:

1. • Недобросовестное проведение исследовательских работ. Если неправильно определить глубина промерзания земли и уровень прохождения грунтовых вод, то основа не простоит сто лет.
2. • Применение некачественного бетона или блоков с трещинами.
3. • Не выдержан температурный режим. Фундамент нужно обустраивать в теплое время года, при полном отсутствии заморозков.

Чтобы не повторять этих ошибок, нужно внимательно следить за всеми этапами работ.

У вас недостаточно прав для чтения этого закона в это время

У вас недостаточно прав для чтения этого закона в это время

Логотип Public.Resource. Org На логотипе изображен черно-белый рисунок улыбающегося тюленя с усами. Вокруг печати красная круглая полоса с белым шрифтом, в верхней половине которого написано «Печать одобрения», а в нижней половине — «Public.Resource.Org». На внешней стороне красной круглой марки находится круг. серебряная круглая полоса с зубчатыми краями, напоминающая печать из серебряной фольги.

Public.Resource.Org

Хилдсбург, Калифорния, 95448
Соединенные Штаты Америки

Этот документ в настоящее время недоступен для вас!

Уважаемый гражданин:

В настоящее время вам временно отказано в доступе к этому документу.

Public Resource ведет судебный процесс за ваше право читать и говорить о законах. Для получения дополнительной информации см. Досье по рассматриваемому судебному делу:

Американское общество испытаний и материалов (ASTM), Национальная ассоциация противопожарной защиты (NFPA),
и Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха (ASHRAE) v. Public.Resource.Org (общедоступный ресурс),
DCD 1: 13-cv-01215, Объединенный окружной суд округа Колумбия [1]

Ваш доступ к этому документу, который является законом Соединенных Штатов Америки, был временно отключен, пока мы боремся за
ваше право читать и говорить о законах, по которым мы решаем управлять собой как демократическим обществом.

Чтобы подать заявку на получение лицензии на чтение этого закона, ознакомьтесь с Сводом федеральных нормативных актов или применимыми законами и постановлениями штата
на имя и адрес продавца.Для получения дополнительной информации о постановлениях правительства и ваших правах гражданина в соответствии с нормами закона ,
пожалуйста, прочтите мое свидетельство перед Конгрессом Соединенных Штатов.
Вы можете найти более подробную информацию о нашей деятельности на публичном ресурсе.
в нашем реестре деятельности за 2015 год. [2] [3]

Спасибо за интерес к чтению закона. Информированные граждане — это фундаментальное требование для работы нашей демократии.
Благодарим вас за усилия и приносим извинения за возможные неудобства.

С уважением,

Карл Маламуд
Public.Resource.Org
7 ноября 2015 г.

Банкноты

[1] http://www.archive.org/download/gov.uscourts.dcd.161410/gov.uscourts.dcd.161410.docket.html

[2] https://public.resource.org/edicts/

[3] https://public.resource.org/pro.docket.2015.html

Мы не можем найти эту страницу

(* {{l10n_strings.REQUIRED_FIELD}})

{{l10n_strings.CREATE_NEW_COLLECTION}} *

{{l10n_strings.ADD_COLLECTION_DESCRIPTION}}

{{l10n_strings.COLLECTION_DESCRIPTION}}
{{addToCollection.description.length}} / 500

{{l10n_strings.TAGS}}
{{$ item}}

{{l10n_strings. ТОВАРЫ}}

{{l10n_strings.DRAG_TEXT}}

{{l10n_strings.DRAG_TEXT_HELP}}

{{l10n_strings.LANGUAGE}}
{{$ select.selected.display}}

{{article.content_lang.display}}

{{l10n_strings.AUTHOR}}

{{l10n_strings. AUTHOR_TOOLTIP_TEXT}}

{{$ select.selected.display}}

{{l10n_strings.CREATE_AND_ADD_TO_COLLECTION_MODAL_BUTTON}}
{{l10n_strings.CREATE_A_COLLECTION_ERROR}}

Калькулятор стандартного отклонения

Укажите числа, разделенные запятой, для расчета стандартного отклонения, дисперсии, среднего, суммы и погрешности.

Калькулятор связанной вероятности | Калькулятор объема выборки | Статистический калькулятор

Стандартное отклонение в статистике, обычно обозначаемое как σ , является мерой вариации или дисперсии (относится к степени растяжения или сжатия распределения) между значениями в наборе данных.Чем ниже стандартное отклонение, тем ближе точки данных к среднему (или ожидаемому значению), μ . И наоборот, более высокое стандартное отклонение указывает на более широкий диапазон значений. Подобно другим математическим и статистическим концепциям, существует множество различных ситуаций, в которых можно использовать стандартное отклонение, и, следовательно, множество различных уравнений. Помимо выражения изменчивости популяции, стандартное отклонение также часто используется для измерения статистических результатов, таких как предел погрешности.При таком использовании стандартное отклонение часто называют стандартной ошибкой среднего или стандартной ошибкой оценки относительно среднего. Приведенный выше калькулятор вычисляет стандартное отклонение генеральной совокупности и стандартное отклонение выборки, а также приближения доверительного интервала.

Стандартное отклонение населения

Стандартное отклонение генеральной совокупности, стандартное определение σ , используется, когда можно измерить всю генеральную совокупность, и представляет собой квадратный корень из дисперсии данного набора данных. В случаях, когда выборка может быть произведена по каждому члену генеральной совокупности, для определения стандартного отклонения для всей генеральной совокупности можно использовать следующее уравнение:

Для тех, кто не знаком с нотацией суммирования, приведенное выше уравнение может показаться сложным, но при обращении к его отдельным компонентам это суммирование не особенно сложно. i = 1 в суммировании указывает начальный индекс, т. Е. Для набора данных 1, 3, 4, 7, 8, i = 1 будет 1, i = 2 будет 3 и т. Д. . Следовательно, обозначение суммирования просто означает выполнение операции (x _i — μ ² ) для каждого значения до N , что в данном случае равно 5, поскольку в этом наборе данных 5 значений.

Пример: μ = (1 + 3 + 4 + 7 + 8) / 5 = 4,6
σ = √ [(1 — 4.6) ² + (3 — 4,6) ² + … + (8 — 4,6) ² )] / 5
σ = √ (12,96 + 2,56 + 0,36 + 5,76 + 11,56) / 5 = 2,577

Стандартное отклонение выборки

Во многих случаях невозможно произвести выборку каждого члена в популяции, что требует изменения приведенного выше уравнения так, чтобы стандартное отклонение можно было измерить с помощью случайной выборки изучаемой совокупности. Обычным оценщиком для σ является стандартное отклонение выборки, обычно обозначаемое s .Стоит отметить, что существует множество различных уравнений для расчета стандартного отклонения выборки, поскольку, в отличие от выборочного среднего, стандартное отклонение выборки не имеет единой оценки, которая была бы беспристрастной, эффективной и имела бы максимальную вероятность. Приведенное ниже уравнение представляет собой «скорректированное стандартное отклонение выборки». Это исправленная версия уравнения, полученного в результате модификации уравнения стандартного отклонения генеральной совокупности с использованием размера выборки в качестве размера генеральной совокупности, что устраняет некоторую систематическую ошибку в уравнении.Однако объективная оценка стандартного отклонения очень сложна и варьируется в зависимости от распределения. Таким образом, «скорректированное стандартное отклонение выборки» является наиболее часто используемым оценщиком стандартного отклонения генеральной совокупности, и его обычно называют просто «стандартным отклонением выборки». Это гораздо лучшая оценка, чем его нескорректированная версия, но все же имеет значительную систематическую ошибку для небольших размеров выборки (N

См. Раздел «Стандартное отклонение совокупности», чтобы узнать, как работать с суммированием. Уравнение по существу то же, за исключением члена N-1 в уравнении откорректированного отклонения выборки и использования значений выборки.

Применение стандартного отклонения

Стандартное отклонение широко используется в экспериментальных и промышленных условиях для проверки моделей на реальных данных. Примером этого в промышленных приложениях является контроль качества некоторых продуктов. Стандартное отклонение можно использовать для расчета минимального и максимального значения, в пределах которого какой-либо аспект продукта должен попадать в некоторый высокий процент времени.В случаях, когда значения выходят за пределы расчетного диапазона, может потребоваться внести изменения в производственный процесс для обеспечения контроля качества.

Стандартное отклонение также используется в погоде для определения различий в региональном климате. Представьте себе два города, один на побережье и один в глубине страны, с одинаковой средней температурой 75 ° F. Хотя это может вызвать убеждение в том, что температуры в этих двух городах практически одинаковы, реальность могла бы быть замаскирована, если бы учитывались только средние значения и игнорировалось стандартное отклонение. Прибрежные города, как правило, имеют гораздо более стабильные температуры из-за регулирования со стороны больших водоемов, поскольку вода имеет более высокую теплоемкость, чем земля; по сути, это делает воду гораздо менее восприимчивой к изменениям температуры, и прибрежные районы остаются теплее зимой и прохладнее летом из-за количества энергии, необходимого для изменения температуры воды. Следовательно, в то время как в прибрежном городе может быть диапазон температур от 60 ° F до 85 ° F в течение определенного периода времени, что приводит к среднему значению 75 ° F, во внутреннем городе может быть температура в диапазоне от 30 ° F до 110 ° F до результат то же среднее.

Другой областью, в которой широко используется стандартное отклонение, является финансы, где оно часто используется для измерения риска, связанного с колебаниями цен на некоторые активы или портфели активов. Использование стандартного отклонения в этих случаях позволяет оценить неопределенность будущей прибыли от данной инвестиции. Например, при сравнении акции A, которая имеет среднюю доходность 7% со стандартным отклонением 10%, с акцией B, которая имеет такую ​​же среднюю доходность, но стандартное отклонение 50%, первая акция, несомненно, будет более безопасным вариантом, поскольку стандартное отклонение запаса B значительно больше, при той же доходности.Это не означает, что в данном сценарии акции A являются определенно лучшим вариантом для инвестиций, поскольку стандартное отклонение может исказить среднее значение в любом направлении. В то время как акция A имеет более высокую вероятность средней доходности, близкой к 7%, акция B потенциально может обеспечить значительно больший доход (или убыток).

Это лишь несколько примеров того, как можно использовать стандартное отклонение, но существует гораздо больше. Как правило, вычисление стандартного отклонения полезно в любое время, когда необходимо знать, насколько далеко от среднего может быть типичное значение из распределения.

Расчет взвешенного геометрического снижения точности

Для достижения высокой точности в системах беспроводного позиционирования требуются как точные измерения, так и хорошее геометрическое соотношение между мобильным устройством и единицами измерения. Геометрическое снижение точности (GDOP) широко используется в качестве критерия для выбора единиц измерения, поскольку оно отражает геометрическое влияние на соотношение между ошибкой измерения и ошибкой определения местоположения. При вычислении значения GDOP метод максимального объема не обязательно гарантирует выбор четырех оптимальных единиц измерения с минимальным GDOP.Обычный метод инверсии матрицы для вычисления GDOP требует большого объема операций и вызывает большое потребление энергии. Чтобы выбрать подмножество наиболее подходящих единиц измерения местоположения, которые дают минимальную ошибку позиционирования, нам необходимо учитывать не только эффект GDOP, но и свойство статистики ошибок. В этой статье мы используем взвешенный GDOP (WGDOP) вместо GDOP для выбора единиц измерения, чтобы повысить точность определения местоположения. Портативные устройства глобальной системы позиционирования (GPS) и мобильные телефоны с чипами GPS могут просто обеспечивать ограниченные вычислительные возможности и мощность. Следовательно, очень важно получить WGDOP точно и эффективно. В этом документе предлагается два формирования WGDOP с меньшим количеством вычислений, когда для определения местоположения доступны четыре измерения. Предлагаемые формулы могут снизить вычислительную сложность, необходимую для вычисления обращения матрицы. Более простые формулы WGDOP для двухмерной и трехмерной оценки местоположения без инвертирования матрицы могут применяться не только к GPS, но и к беспроводным сенсорным сетям (WSN) и системам сотовой связи.Кроме того, предложенные формулы могут обеспечить точное решение расчета WGDOP без каких-либо ошибок аппроксимации.

1. Введение

При позиционировании оценки местоположения определяются посредством принятых сигналов, передаваемых мобильными устройствами на наборе базовых станций (BS), спутников или других датчиков. Во-первых, длина или направление радиотракта определяется посредством измерений сигнала. Во-вторых, положение MS выводится из алгоритмов радиолокации и известных геометрических соотношений. Системам мобильного позиционирования уделялось значительное внимание, и в последние несколько лет были предложены различные технологии определения местоположения. Среди методов мобильного позиционирования есть две основные категории — схемы на основе мобильных телефонов и сети. Оба подхода имеют свои преимущества и недостатки. Система глобального позиционирования (GPS) — это система позиционирования, которая может предоставлять пользователю информацию о местоположении, скорости и времени. Решения на основе мобильных телефонов обычно требуют модификации телефона для расчета своего собственного местоположения, если они полностью или частично оснащены приемником GPS.Преимущества использования мобильных методов заключаются в том, что они имеют глобальное покрытие и обычно обеспечивают гораздо более точные измерения местоположения. К недостаткам методов, основанных на использовании мобильных телефонов, относятся стоимость, избыточное оборудование и экономичная интегрированная технология. Надежность измерений GPS значительно снижается в зданиях или затененных местах, где прямая видимость (LOS) недоступна. Без помощи спутниковых систем сетевые схемы позиционирования используют измерения времени и угла для определения местоположения MS или для помощи в процессе определения местоположения MS.Вместо использования всех семи BS четыре BS с лучшей геометрией достаточно хороши для обеспечения достаточных измерений для определения местоположения в сетях сотовой связи. Схемы определения местоположения на основе сети относительно менее сложны с точки зрения аппаратного обеспечения по сравнению с методами на основе мобильных телефонов. Их можно использовать во многих ситуациях, когда сигнал GPS недоступен, например, в помещении и в городских районах каньона, или когда телефоны со встроенным GPS недоступны. Для многих приложений в беспроводных сенсорных сетях (WSN), таких как зондирование окружающей среды и измерение активности, очень важно знать расположение сенсорных узлов при сетевом позиционировании; это известно как «проблема локализации» [1].Идеальная технология определения местоположения должна обеспечивать надежную оценку местоположения во всех средах.

В этой статье рассматриваются как сетевой метод, так и метод на основе мобильного телефона, используя концепцию геометрического снижения точности (GDOP), которая изначально была разработана в качестве критерия для выбора оптимальной геометрической трехмерной конфигурации спутников в GPS. Общая цель алгоритма выбора спутника GPS — минимизировать GDOP для повышения точности определения местоположения.Чем меньше рассчитано значение GDOP, тем лучше будет геометрическая конфигурация. Избыточные измерения потребуют большого объема вычислений и могут не обеспечить значительного повышения точности определения местоположения. Когда доступно достаточное количество измерений, оптимальные измерения, выбранные с минимальным GDOP, могут предотвратить влияние плохой геометрии и могут обеспечить более высокую точность определения местоположения.

За последние несколько лет были проведены обширные исследования, пытающиеся получить приблизительное значение GDOP без выполнения инверсии матрицы. Саймон и Эль-Шериф [2, 3] предложили использовать нейронную сеть обратного распространения (BPNN) [4], чтобы получить приближение для функции GDOP. BPNN используется для изучения взаимосвязи между элементами матрицы измерений и собственными значениями ее инверсии. Три других отношения ввода-вывода были предложены в [5]. Мы представляем архитектуры отказоустойчивого обратного распространения (Rprop) для получения приблизительного GDOP [6]. Метод инверсии матрицы для расчета GDOP связан со значительной вычислительной нагрузкой.GDOP приблизительно обратно пропорционален объему тетраэдра, образованного вершинами четырех единичных векторов, направленных на выбранные спутники в GPS [7]. Четыре спутника равномерно распределяются с максимальной громкостью, что обеспечивает более точную оценку местоположения. Метод максимального объема требует небольшого времени вычислений при выборе подмножества с наибольшим тетраэдром в качестве оптимального [8]. Однако этот метод не подходит, потому что он может не выбрать нужные спутники с минимальным GDOP. Главный недостаток этих методов — ошибки аппроксимации. Чтобы избежать этих недостатков, в [9] предлагается простая формула в закрытой форме для расчета GDOP.

Традиционно при вычислении GDOP предполагается, что ошибки псевдодальности независимы и идентичны [10]. Было предложено несколько методов, основанных на GDOP, для повышения точности позиционирования GPS [7, 9, 11]. Фактически, измерения обычно имеют различную дисперсию ошибок [12]. Ошибка определения дальности GPS вызвана многими источниками, такими как эффект ионосферной задержки, тропосферной задержки, отношения несущей к шуму и многолучевости.GDOP и влияние этих ошибок можно рассматривать одновременно; расширение критериев GDOP используется для выбора спутника в [13]. Спутниковый сигнал также аппроксимируется путем объединения значения точности диапазона пользователя, отношения несущей к шуму, угла места и даты эфемерид. Взвешенный GDOP (WGDOP), учитывающий эти ошибки, был предложен в [14]. Высота каждого спутника и отношение сигнал / шум (SNR) вводятся как нечеткое подмножество для взвешивания GDOP и обеспечивают решение для определения местоположения [15]. Когда используются измерения барометрической высоты или априорная информация о высоте местности , обычная формула GDOP не может применяться и должна быть изменена [16], чтобы уменьшить влияние спутников с большой ошибкой и оценить влияние каждого спутника на расположение спутников. GDOP был сфокусирован как фактор для определения весовой матрицы и повышения точности измерений GPS [17]. Комбинации спутниковых группировок GPS и Galileo обеспечат более видимые спутники с лучшим геометрическим распределением, а доступность спутников будет значительно улучшена.Новый алгоритм, а именно алгоритм минимума WGDOP, был предложен в [18] для комбинированного навигационного приемника GPS-Galileo. В дополнение к вышеупомянутому, было предложено несколько статей, в которых основное внимание уделяется концепциям WGDOP для повышения точности позиционирования GPS [19–21]. Принимая во внимание различную дисперсию спутников, исследователи предложили различные меры WGDOP [13–21]. Большая часть исследовательской литературы требует обращения матрицы для вычисления WGDOP. Хотя они могут гарантировать достижение оптимального подмножества, вычислительная сложность обычно слишком дорога, чтобы быть практичной.

Высокая точность беспроводной системы позиционирования требует как точных измерений, так и хорошего эффекта GDOP. Если измерения имеют разные дисперсии ошибок или исходят от интегрированных систем позиционирования, минимальный критерий WGDOP подходит для выбора подходящих единиц измерения для уменьшения ошибки позиционирования. Оптимальные измерения, выбранные с минимальным WGDOP, могут помочь уменьшить неблагоприятные геометрические эффекты. Увеличение количества спутников всегда будет уменьшать значение WGDOP, поскольку наилучшее значение WGDOP может быть получено путем вычисления всех спутников в поле зрения.Если количество видимых спутников невелико, метод полного обзора является хорошим выбором для обеспечения высокоточного позиционирования [15]. Чтобы еще больше повысить точность позиционирования, можно использовать комбинированное использование нескольких созвездий. Когда ГЛОНАСС и Галилео выйдут на полную работоспособность, одновременно будет работать 70 ~ 90 навигационных спутников [22]. В любой момент в системе навигации нескольких созвездий находится более 30 спутников. В будущем нам будет очень сложно использовать метод all-in-view для позиционирования.Из-за ограниченных ресурсов, связанных со многими мобильными устройствами, и из-за того, что количество видимых спутников очень велико [18], можно использовать методы выбора единиц измерения. Если мы выберем 4 из 30 спутников, количество возможных подмножеств будет 27405. Вычисление WGDOP — это процесс, требующий много времени и энергии, и наиболее ожидаемо быстрое вычисление WGDOP. WGDOP вычисляется для всех подмножеств, и подмножество, которое дает наименьшее WGDOP, выбирается для оценки местоположения.

Развитие GPS, встроенного в современные мобильные телефоны, продолжает быстро расти, так как многие мобильные телефоны уже оснащены встроенным GPS.Несмотря на повышение производительности, эти устройства по-прежнему обладают ограниченными ресурсами, такими как количество каналов, емкость аккумулятора и возможности обработки. Выбор спутника может уменьшить количество спутников, используемых для позиционирования, и, как следствие, значительно сократить объем вычислений. Количество измерений может быть ограничено, и результирующая экономия нагрузки на процессор может быть использована, чтобы предложить больше свободного времени обработки, которое может быть использовано для других конкретных требований пользователя. С другой стороны, сокращение времени обработки сигнала приемником, предназначенным для выбора спутника, подразумевает как увеличение возможностей обработки, доступных для других целей, так и экономию батареи.Традиционный метод вычисления WGDOP заключается в использовании обращения матрицы, что требует огромного объема вычислений. Это может создать проблемы для практических приложений в реальном времени. Поэтому очень важно быстро и разумно выбрать подмножество с наиболее подходящими единицами измерения перед позиционированием.

Для эффективного расчета WGDOP в форме 2D и 3D формулировок, решения в замкнутой форме для двух формаций WGDOP предлагаются для случая каждого измерения с уникальной дисперсией и одного из измерений с более высокой точностью определения местоположения. Вычислительная нагрузка предложенных формул значительно меньше, чем у метода обращения матриц. При использовании ровно четырех измерений предлагаемые формулы обеспечивают наилучшую вычислительную эффективность. Предложенные формулы могут также обеспечить точное решение расчета WGDOP и не содержат ошибок аппроксимации. Относительно простые формулы WGDOP в замкнутой форме могут быть реализованы в упомянутых выше статьях [13–21]. Вычисления WGDOP для быстрой оценки могут применяться в системах GPS, WSN и сотовой связи.На практике единицами измерения систем GPS, WSN и сотовой связи являются спутники, датчики и BS соответственно.

Автор этой статьи предложил две новые архитектуры и представил четыре оригинальные архитектуры на основе нейронной сети Rprop для аппроксимации WGDOP [23]. Недостатком алгоритма WGDOP на основе Rprop является необходимость фазы обучения с несколькими шаблонами ввода-вывода. Мы собираем элементы связанной матрицы и желаемое значение WGDOP для обучения нейронной сети перед практическим использованием. После обучения элементы геометрической матрицы и взвешенной матрицы в качестве входных данных могут не только проходить через обученный Rprop, но и предсказывать более подходящий WGDOP. Судя по результатам моделирования, предлагаемые формулы WGDOP всегда обеспечивают гораздо лучшую точность, чем приближение WGDOP на основе Rprop [23]. Но предлагаемые эффективные формулы для WGDOP были разработаны, когда используются ровно четыре единицы измерения.

Остальная часть этого документа организована следующим образом: Раздел 2 описывает концепции GDOP и WGDOP.В разделе 3 рассматривается эффективное решение для расчета GDOP. Формулы замкнутой формулы для вычислений WGDOP в случае четырех измерений с неравными дисперсиями предлагаются в разделе 4. В разделе 5 мы исследуем эффективность предложенных формул с помощью имитационных экспериментов. Заключение приведено в разделе 6.

2. GDOP и WGDOP

GDOP — это задача выбора подходящих единиц измерения, что приводит к лучшей геометрической конфигурации и более точной оценке местоположения. Для достижения большей точности позиционирования желательно выбирать как можно меньшую комбинацию измерений с GDOP. Используя декартову систему координат 3D, расстояния между спутником и пользователем можно выразить как

где и — местоположения пользователя и спутника соответственно; — скорость света, обозначает сдвиг по времени, а — шум измерений псевдодальности. Уравнение (1) линеаризуется с помощью разложения в ряд Тейлора вокруг примерного положения пользователя, и первые два члена сохраняются.Определяя как при, можно получить

где « — соответственно смещения координат « и,
,, обозначают вектор прямой видимости (LOS) от спутников до пользователя.

Линеаризованные уравнения измерения псевдодальности принимают вид

где «, — матрица геометрии.

Согласно алгоритму наименьших квадратов (LS) решение (4) дается формулой

Основы полевых расчетов — Справка | ArcGIS Desktop

Ввод значений с клавиатуры — не единственный способ редактирования значений в таблице. В некоторых случаях вам может потребоваться выполнить математический расчет, чтобы установить значение поля для одной записи или даже для всех записей. Калькулятор поля в ArcMap позволяет выполнять как простые, так и сложные вычисления для всех или выбранных записей.

Кроме того, вы можете рассчитать площадь, длину, периметр и другие геометрические свойства для полей в таблицах атрибутов.

Выполнение вычислений геометрии пространственных объектов

Если вы работаете с таблицей атрибутов векторного слоя, вы можете легко вычислить площадь; периметр; 3D периметр; длина; Длина 3D; координаты центроида; координаты точки; минимальные и максимальные z-значения; или координаты начала, конца или середины с помощью диалогового окна «Расчет геометрии».

При выполнении вычислений можно использовать систему координат источника данных или фрейма данных. Кроме того, если в настоящий момент выбраны одна или несколько записей, вычисляются только выбранные записи.

В следующей таблице показаны геометрические свойства, которые можно рассчитать для различных типов элементов:

	Площадь	Периметр		Периметр		3D периметр Длина 3D	Координата X, Y или Z центроида	Координата X, Y или Z точки	Координата X, Y или Z начальной точки	X-, y- или z-координата конечной точки	X-, y- или z-координата средней точки	Мин. , макс. координаты z
Многоугольники
Характеристики линии					9 0002
Элементы аннотации			0				0	9682 9682 9682

Геометрические свойства, которые можно рассчитать для определенных типов элементов

Примечание:

Вы можете рассчитывать только z-координаты и 3D-измерения элемента, если элемент осведомлен о z.

Расчеты геометрии в ArcGIS являются планиметрическими — другими словами, они выполняются в проецируемом пространстве, а не в сферическом или геодезическом пространстве. Вы можете рассчитать площадь, длину или периметр объектов, только если используемая система координат является системой координат проекции. Если источник данных использует географическую систему координат, такую ​​как WGS 1984, и поэтому не спроецирован, вы можете использовать спроецированную систему координат фрейма данных для выполнения вычислений. В качестве альтернативы вы можете спроецировать источник данных.

Calculate Geometry работает с любым числовым или текстовым полем. Для наиболее точных результатов используйте поле типа double с желаемым количеством десятичных знаков. Если вы используете целочисленное поле, результат будет округлен до целого числа. Если вы используете текстовое поле, вы можете включить аббревиатуру единицы измерения, выбрать формат и так далее, чтобы легко создать готовое к использованию поле для маркировки.

Причины, по которым калькулятор поля может быть отключен

Если вы обнаружите, что команды «Калькулятор поля» или «Расчет геометрии» недоступны при щелчке правой кнопкой мыши по полю, проверьте следующее:

• Вы щелкнули правой кнопкой мыши поле, которое является управляется ArcGIS и поэтому не может редактироваться вручную.К ним относятся поле ObjectID (OID или FID); поля Shape_Length и Shape_Area для класса пространственных объектов базы геоданных; поля Area, Perimeter и # для класса точечных или полигональных объектов в покрытии; и поля FNODE #, TNODE #, LPOLY #, RPOLY #, Length и # для класса пространственных объектов дуги в покрытии.
• Источник данных таблицы доступен только для чтения, доступ на запись не может быть установлен для папки или базы геоданных, или источник данных имеет формат, который обычно нельзя изменить в ArcMap.Вы также можете работать с данными EDG или SDC или сервисами ArcIMS, которые обычно позволяют открывать их таблицы атрибутов, но не изменять данные.
• Вы не находитесь в сеансе редактирования, и вам нужно редактировать, чтобы вычислить данные. Например, вы должны находиться в сеансе редактирования при работе с версионными данными ArcSDE или классом пространственных объектов, который участвует в топологии базы геоданных, геометрической сети или классе отношений.
• Поле принадлежит таблице, которая была присоединена к вашей таблице.Вы можете рассчитывать значения только для полей в исходной таблице.
• Поле может быть растровым, большим двоичным или глобальным идентификатором, которое невозможно вычислить. Чтобы просмотреть тип поля, щелкните его правой кнопкой мыши и выберите Свойства.

Расширенные вычисления с помощью Калькулятора поля

Калькулятор поля позволяет выполнять расширенные вычисления с использованием блоков кода VBScript или Python, которые обрабатывают данные перед выполнением вычислений в выбранном поле. Например, используя демографические данные, вы можете захотеть найти самую большую возрастную группу в процентах от населения для каждого округа в Соединенных Штатах.

No related posts.