普通测量学第五章测量误差基本知识优秀课件

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第五章 测量误差基本知识PPT课件

第五章 测量误差基本知识PPT课件
测量学
2020年1第五章 测量误差基本知识 第一节 测量误差概述 第二节 偶然误差的特性 第三节 衡量精度的指标 第四节 误差传播定律及其应用 第五节 观测值的算术平均值及其
中误差 第六节 由真误差计算中误差
第五章 测量误差基本知识 第一节 测量误差概述
一、测量误差的定义 引子:
iliX (i1 ,2 , ,n) 例:
三角形三内角观测值之和的真误差: [l]X[l]180
双次观测值的真误差: di li' li''
第五章 测量误差基本知识 第二节 偶然误差的特性
第五章 测量误差基本知识
一、测量误差的定义
横轴
竖轴
视准轴
水准管轴
圆水准轴
第五章 测量误差基本知识 第一节 测量误差概述
二、测量误差的产生 1)外界环境
➢空气温度、气压、湿度、风力、日光照射、大气 折光、烟雾、辐射、磁场、地质条件
2)仪器条件
➢设计过程中仪器能达到的特定精度 ➢加工工艺中仪器结构的不完善 ➢使用过程中的磨损老化
三、测量误差的分类
1、系统误差
在相同观测条件下,对某量进行一系列观测,若误差 的数值和正负号按一定规律变化或保持不变(或者误 差数值虽有变化而正负号不变),具有这种性质的误 差称为系统误差。
性质:
在测量成果中具有累积性,对测量成果质量的影响较 为显著。
减弱措施:
具有一定的规律性,所以,可以通过加入改正数或采 取一定的观测措施来消除或尽量减少其对测量成果的 影响。
第五章 测量误差基本知识 第一节 测量误差概述
二、测量误差的分类与处理原则
2、偶然误差
处理原则:
不可避免,有多余观测,观测值间会产生往返差、 不符值、闭合差等矛盾,根据差值的大小,评定测 量的精度;

第五测量误差的基本知识优秀课件

第五测量误差的基本知识优秀课件
、 , 、 , 值有一定的限值。根据误差理论可知,在等精度观测的一组误
差中,误差落在区间 , 2 2 3 3 的概率分别为:
P 68.3% P2 295.4% P3 399.7%
允 限 3 m 或 允 限 2 m
超过上述限差的观测值应舍去不用,或返工重测。
5.2误差传播定律
2.相对误差
测量工作中,有时以中误差还不能完全表达观测结果
的精度。例如,分别丈量了100m及50m两段距离,其
中误差均为 0.1m
并不能说明丈量距离的精度,因为量距时其中误差或
相对误差,它是中误差的绝对值与观测值的比值,通

常用分子为1的分数形式表示。例如上例中前者的相
对误差为
0.1 1 100 1000
▪ 1、确定间接观测量与直接观测量之间的 函数关系
▪ 2、对各直接观测量求偏导,必要时将直 接观测量值带入求偏导。
▪ 3、将偏导值、直接观测量值带入误差传 播定律中求偏导
例1.量得某圆形建筑物得直径D=34.50m,其 中误差 mD 0.01m,求建筑物得圆周长及其 中误差。
解:圆周长
PD3.14 136.4 50 10.388 中误 m P 差 m D3.14 1( 60.0)10.0m 3
第五测量误差的基本知识
第五章 测量误差基本知识
5.1 测量误差与精度 5.2误差传播定律 5.3等精度直接观测量的最可靠值及其中误 差 5.4非等精度直接观测值的最可靠值及其中 误差
第五章 测量误差基本知识
▪ 主要内容:测量误差的概念、来源、分类 与处理方法;精度概念及评定标准;误差 传播定律;观测值中误差计算;直接观测 值的最可靠值及其中误差
▪ 精度定义:对某个量进行多次同精度的观 测中,其偶然误差分布的离散程度。

【测绘课件】第05章测量误差的基本知识-PPT精品文档

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lim n
n
2019/3/1
0 ——偶然误差的数学期望等于零
测量误差 9
直方图
横坐标:真误差
误 差 区 间 d" 0.0~0.5 0.5~1.0 1.0~1.5 1.5~2.0 2.0~2.5 2.5~3.0 3.0以上 和
纵坐标:
ni d n Y
0.417
0.250 0.188
第五章 测量误差基本知识
本章要求: 一、掌握误差的基本概念和特性;
二、掌握中误差的计算;
三、了解误差传播定律。
2019/3/1
测量误差
1
5.1 测量误差概念
一、测量误差产生的原因 二、测量误差的分类 三、多余观测 四、偶然误差的特性
2019/3/1
测量误差
2
一、测量误差产生的原因
仪器 观测者 外界环境
2019/3/1
测量误差
6
四、偶然误差的特性
真误差=真值-观测值 i=X-li (i =1,2,…,n) 例如:测量三角形内角和产生的偶然误差: = 180-l —— 闭合差
2019/3/1
测量误差
7
误 差 区 间 d" 0.0~0.5 0.5~1.0 1.0~1.5 1.5~2.0 2.0~2.5 2.5~3.0 3.0以上 和
为 正 值
误差个 数ni 19 13 8 5 2 1 0 48 频率 ni/n 0.198 0.135 0.083 0.052 0.021 0.010 0 0.50 ni — d n 0.396 0.271 0.167 0.104 0.042 0.021 0
为 负 值
误差个 数ni 20 12 9 4 2 1 0 48 频率 ni/n 0.208 0.125 0.094 0.042 0.021 0.010 0 0.50 ni — d n 0.417 0.250 0.188 0.083 0.042 0.021 0

39第5章 测量误差的基本知识PPT课件

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24.09.2020
二、相对误差(相对中误差)
——误差绝对值与观测量之比。
当观测误差与观测量的大小有关时必须采用相对误差。 用分子为1的分数表示。 分数值较小相对精度较高;分数值较大相对精度较低。
分母有效数字的取位及只舍不进规则
例2:用钢尺丈量两段距离分别得S1=100米,m1=0.02m; S2=200米,m2=0.02m。计算S1、S2的相对误差。
测量中,一般取两倍或三倍中误差作为容许误差,也称为限差:
|容|=2|m|或|容|=3|m|
14
24.09.2020
5.3 误差传播定律
一、倍数函数的中误差
设有函数式 Z kx
(x为观测值,K为x的系数)
全微分 Z kx (i 1,2,,n)
得中误差式 mZ k2mx2 k mx
例:量得 1:500地形图上两点间长度d=76mm0.2mm,
1.系统误差 — 误差出现的大小、符号相同,或按
规律性变化,具有积累性。
例: 误差 钢尺尺长误差ld 钢尺温度误差lt 水准仪视准轴误差I 经纬仪视准轴误差C ……
处理方法 计算改正 计算改正 操作时抵消(前后视等距) 操作时抵消(盘左盘右取平均)
……
● 系统误差可以消除或减弱。 (计算改正、观测方法、仪器检校)
(抵偿性):
li m 1 2 nli m 0
n
n
n n
特性(1)、(2)、(3)决定了特性(4),特性(4)具有实用意义。
9
24.09.2020
偶然误差的特性 1)有界性; 2)单峰性; 3)对称性; 4)抵偿性
偶然误差是观测过程中各种偶然误差源 影响的总和。它是无法消除的: 1)偶然误差的不可避免性; 2)偶然误差的随机性; 3)观测次数的有限性。

第测量学五章测量误差的基本知识课件

第测量学五章测量误差的基本知识课件

n个观测值为:l1,l2, ,ln ,则每次观测中产生的偶然
误差(“真误差”)为:1,

2
,n ,定义:
i X li
研究△的分布规律
偶然误差的分布规律
真误差的频率直方图
偶然误差的特性
❖在一定条件下的有限次观测中,偶然误差 的绝对值不会超过一定的限值;
❖绝对值较小的误差出现的频率较大,绝对 值大的出现的频率小;
m [] n
已知观测值的真误差求中误差,适 用的情况比较少。
改正数:vi Xˆ li 真误差:i X~ li
§5.5 误差传播定律
❖1 直接观测量和间接观测量 如圆的直径和面积
❖2 误差传播率的定义: 在测量工作中,有一些需要知道的量并非直 接观测量,而是由直接观测量通过一定的函 数关系计算而得到,由于直接观测量包含误 差,因而函数会受其影响也包含一定的误差 ,称之为误差传播。
第五章 测量误差的基本知识
❖§5.1 测量误差概述 ❖§5.2 偶然误差的统计特征 ❖§5.3 观测值的最或然值及改正数。 ❖§5.4 观测值的精度评定 ❖§5.5 误差传播定律 ❖§5.6 加权平均值及其中误差 ❖§5.7 最小二乘原理与测量平差
§5.1测量误差概述
❖定义 对于某个观测量,观测值与理论值之间 的差值称为测量误差。 ❖特点
Xˆ Xˆ
l1 l2
vn Xˆ ln
n
[vv] [( Xˆ li)2 ] min i 1
以此为条件对Xˆ求导:
d[vv]
dXˆ
2
n i 1
( Xˆ
li )
2(nXˆ
[l ])
0
Xˆ [l] n
§5.4 观测值的精度评定

第五章-测量误差基本知识(测)PPT课件

第五章-测量误差基本知识(测)PPT课件
粗差剔除:有些粗差可以通过分析观测值中的异常值加以 发现;有些粗差可以通过检核(如进行多余观测)计算加以 发现;而有些小粗差很难发现,对测量成果的精度影响极 大,已引起人们的高度重视,形成了现代误差理论中一个 重要内容,叫做“粗差探测”。
在进行测量工作时,测量人员只要有高度的责任 感和认真负责的态度,较完善地组织好观测方法 和记录工作,加强检核,严格执行“规范”等,
数的数学模型为: 称为高斯正态分
yf
21 e2 22
布概率密度函数。它是德
国科学家高斯(Causs)于
1974年17岁时研究误差的
规律时发现的。
第五章 测量误差的基本知识
图中每个小长方形的面积就形象地表达了该区间 真误差分布的频率。例如图中带有斜线的长方形 的面积为0.069,即表示真误差出现在+6″~ +9″ 区间的频率为0.069。
偶然误差,就其个别值而言,在观测前我们确实不 能预知其出现的大小和符号。但若在一定的观测条件下, 对某量进行多次观测,误差列却呈现出一定的规律性, 称为统计规律。而且,随着观测次数的增加,偶然误差 的规律性表现得更加明显。
例如,在相同的观测条件下,对358个三角形的内角进行 了观测。由于观测值含有偶然误差,致使每个三角形的内 角和不等于180°。设三角形内角和的真值为X,观测值 为L,其观测值与真值之差为真误差Δ。用下式表示为:
3 极限误差 限差的理论依据就是偶然误差的特性(1):误差不会超 过一定的限值。理论研究表明,误差落在区间 (-kσ,+kσ)
k=1时,P(|Δ|<σ)≈68.3% k=2时, P(|Δ|< 2σ)≈95.5% k=3时, P(|Δ|< 3σ)≈99.7% k=4时, P(|Δ|< 4σ)≈1。 在测量工作中,常取两倍中 误差作为误差的限值,作为测 量成果取舍的极限误差,Δ极=3 σ

第5章测量误差及测量平差ppt课件

第5章测量误差及测量平差ppt课件
四.测量误差处理
2 系统误差
对系统误差,通常采用适当的观测方法或加改正数 来消除或减弱其影响。
例如:在水准测量中采用前后视距相等来消除 视准轴不平行横轴误差、地球曲率差和大气折光差;
在水平角观测中采用盘左盘右观测来消除 视准轴误差、横轴误差和照准部偏心差;
在钢尺量距时,加尺长改正来消除尺长误差, 加温度改正来消除温度影响, 加高差改正来消除钢尺倾斜的影响等。
.
一.中误差
拐m
中误差的几何意义为偶然误差分布曲线两个拐点的横坐标
.
二.相对误差
相对误差是中误差的绝对 值与观测值之比
化成分子为1的分数式
m k
D
1 D
m
例:用钢尺分别丈量了100米及200米两段距离, 观测值中误差均为±0.01米,则相对误差为
T1=
0—.0—1 100
= —1 — 10000
n
n n
.
第一节 测量误差概述
四.测量误差处理 y
3 偶然误差
正态分布曲线
yf()
1
2
e22
2
lim 2
n
n
-21 -15 -9 -3 +3 +9 +15 +21
x=
-24 -18 -12 -6 0 +6 +12 +18 +24
.
第二节 衡量观测值精度的标准
精度:是指在对某一量值的多次观测中,各个观测值之间的 离散程度。
偶然误差分别出现在一倍、二倍、三倍中误差区 间内的概率为:
大于一倍中误差的偶然误差出现的可能性为32% 大于两倍中误差的偶然误差出现的可能性为5% 大于三倍中误差的偶然误差出现的可能性为0.3%
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m vv
n 1
m
n
5.2.3
取中误差的两倍或三倍作为允许 (极限)误差。 Δ允 = 2 m 或 Δ允 = 3 m
允 许 误 差
5.2.4
当误差大小与观测值本身有关时, 应用相对误差表示。其值是中误差 的绝对值与观测值的比值,以分子 为1的分数形式表示
相 对 误 差
5.3
设有一般函数Z=f (x1, x2, … , xn)。
集美大学,测量学与地图学课件
测量规范
5.4
算 术 平 均
xl1l2 lnl
n
n

M m
n
5.5



误 差
值 改 正
m vv
n 1




5.5
=


误测
差值
实 例
改 正 数



次序 1 2 3 4 5 6 Σ
观测值m v mm 119.913 +5 119.918 0 119.925 -7 119.920 -2 119.912 +6 119.920 -2

误差传播公式:

mZ= m1 +m2 + …+mn

5.3.3 一般线性函数

函数形式:Z= k1x1 k2x2 … knxn
误差传播公式:
2
mZ2= (k1m1) 2+ ( k2m2 ) 2 + … ( +knmn ) 2
算术平均值:对某量进行多次观测 后取算术平均值。
算术平均值中误差

国家测绘局 /

中国测绘科学研究院 / 武汉大学测绘学院 /

南方测绘 /

山东大学,测量学课件
福州大学,测量学教学网站

对上式用误差传播定律得
1
m z 2 x z1 2m x 2 1 x z2 2m x 2 21 x zn 2m x 2 n
5.3.1 倍数函数
函数形式:Z=k x
5.3
误差传播公式:mZ=k mx

5.3.2 和差函数

函数形式:Z=x1 x2 … xn
对称性:绝对值相等的正负误差出现的频 率相等;
抵偿性:当观测次数无限增大时,偶然误 差的算术平均值取近于零。
消除或者减弱的方法:平差处理
观测值中所包含的偶然误差
的大小说明了观测精度的高低。
5.2
偶然误差又称为真误差,其值为

某量的观测值与其真值的差值, 即

Δi = li -X

度 的 标 准
0
[vv]
计算
25 L=119.918
0
49 m 1184.9mm
61
4
36 mL m 2.0mm
4
6
118
书籍
《测量学》,合肥工业大学等合编,1993
《建筑工程测量》,李生平,2003

《工程测绘技术》,梁勇等,2000
Internet资源

国土资源部 /
例如,对某一三角形的三个内角进

行观测,其和不等于180°;又如
量 误
所测闭合水准路线的高差闭合差不 等于零等,这说明观测值中包含有 观测误差。研究观测误差的来源及

其规律,采取各种措施消除或减小
概 述
其误差影响,是测量工作者的一项 主要任务。
5.1.1 测量误差产生的原因
5.1.2 测量误差的分类及特性








2
5.1.2 =

测 量
系误
统差
误的
差分
类及Βιβλιοθήκη 特系统误差在相同的观测条件下作一系列观测, 若误差的大小及符号表现出系统性, 或按一定的规律变化,那么这类误 差称为系统误差。
特性
等值性 累加性 同号性
消除或者减弱方法
计算改正 合适的观测方法
中间法 盘坐盘右取平均值
对仪器进行检验和校正
5.2.1平均误差: 5.2.2中误差: 5.2.3允许误差: 5.2.4相对误差:
可以取真误差绝对值的平均值来衡 量观测值的精度。
5.2.1
平 1 2 n

n
n


取真误差平方和的平均值的平方根 来衡量观测值的精度。
当真值未知时,用观测值的改正数 计算
5.2.2
中 误 差
5.1.1
测量仪器
每种仪器有一定限度的精密程度,因
而观测值的精确度也必然受到一定的

限度。同时仪器本身在设计、制造、 安装、校正等方面也存在一定的误差,

如钢尺的刻划误差、度盘的偏心等。

观测者

由于观测者感觉器官鉴别能力有一定 的局限性,在仪器安置、照准、读数

等方面都产生误差。同时观测者的技
其中: x1, x2, … , xn是相互独立的
观测值,其中误差分别为m1, m2,
m3 … , mn。当x1, x2, … , xn 的真误

差分别为Δx1, Δx2, … , Δxn时,函数
差 传
Z的真误差为Δz。对函数求偏导, 并用Δz代替dz ,用Δx代替dx 。即 得
播 定
z x z1 x1 x z2 x2 x zn xn
普通测量学第五章测量误差基本 知识

5.1 测量误差概述

5.2 衡量精度的标准

5.3 误差传播定律

5.4 算术平均值及其中误差

5.5 用观测值的改正数计算中误差






测量工作中,尽管观测者按照
规定的操作要求认真进行观测,但
在同一量的各观测值之间,或在各
5.1
观测值与其理论值之间仍存在差异。
5.1.2 =

测 量
偶误
然差
误的
差分



偶然误差
在相同的观测条件下,对某量进行多 次观测,若误差在数值和符号上均不 相同或从表面看没有规律性,即为偶 然误差。
特性
有界性:在一定的观测条件下,多次观测 值产生的偶然误差不会超过一定的限值;
单峰性:绝对值较小的误差比绝对值较大 的误差出现的频率大;

术水平、工作态度及状态都对测量成 果的质量有直接影响。

外界条件

观测时所处的外界条件,如温度、湿

度、大气折光等因素都会对观测结果 产生一定的影响。外界条件发生变化,
观测成果将随之变化。
1
5.1.1
仪器、观测者和外界环境统称为 观测条件

观测条件相同的称为等精度观测 观测条件不同的称为非等精度观测
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