测量平差的基本概念
测量平差期末总结
测量平差期末总结一、引言测量平差是地理信息系统(GIS)和工程测量领域非常重要的一部分,它涉及到对测量数据进行处理、分析和计算。
测量平差能够提高测量数据的准确性和精确度,使得测量结果更加可靠和可信。
本文将对测量平差的一些基本概念、方法和步骤进行总结和分析,以期加深对测量平差的理解和应用。
二、测量平差的基本概念1. 测量平差的定义测量平差是指通过一系列的数学模型和计算方法,对原始的测量数据进行处理和分析,以获取更加准确和精确的测量结果的过程。
测量平差的目的是消除测量误差,提高测量数据的可靠性和精度。
2. 测量平差的分类根据测量数据的性质和采集方式的不同,测量平差可以分为直接平差和间接平差。
直接平差是指对直接测量数据进行处理和分析,如经纬度测量、高程测量等;间接平差是指对间接测量数据进行处理和分析,如距离测量、角度测量等。
3. 测量平差的基本原理测量平差的基本原理是基于观测量的合理模型和模型的参数估计。
通过观测量的数学模型,利用最小二乘法或加权最小二乘法等方法,求解模型的未知参数,从而得到测量结果的最优估计。
三、测量平差的方法和步骤1. 校正平差校正平差是指对原始的测量数据进行检验和修正的过程。
校正平差的目的是通过剔除异常观测值和消除系统误差,得到更加准确和可靠的测量数据。
2. 数学模型的建立数学模型是测量平差的基础,它是通过观测量的几何关系和误差模型建立的。
数学模型可以根据测量任务的不同而定,常见的数学模型有三角形测量模型、高程测量模型等。
3. 参数估计参数估计是指根据观测量和数学模型,利用最小二乘法或其他的数学方法,求解模型的未知参数。
参数估计的目的是最小化观测量和模型的差异,得到最优估计。
4. 平差计算平差计算是指根据参数估计的结果,利用平差公式和计算方法,对测量数据进行处理和分析。
平差计算的目的是消除观测量和模型之间的差异,得到平差结果。
四、测量平差的应用1. 地理信息系统(GIS)测量平差在GIS中有广泛的应用。
测量平差概要
测量平差概要一、基本概念01、极条件的个数等于中点多边形、大地四边形和扇形的总数。
02、在间接平差中,独立未知量的个数等于必要观测数。
03、协方差与权互为倒数。
04、在测量中产生误差是不可避免的,即误差存在于整个观测过程,称为误差公理。
05、在间接平差中,误差方程的个数等于观测值的个数。
06、协因数阵与权阵互为逆阵。
07、偶然误差的四个统计特性是:有界性、聚中性、对称性和抵偿性。
08、圆周条件的个数等于中点多边形的个数。
09、偶然误差服从正态分布。
10、只有包含中点多边形的三角网才会产生圆周角条件。
11、条件平差的法方程个数等于多余观测个数,间接平差的法方程的个数等于必要观测数。
12、描述偶然误差分布常用的三种方法是:列表法、绘图法、密度函数法。
13、同一个量多次不等精度观测值的最或是值等于其加权平均值。
14、应用权倒数传播律时观测值间应误差独立。
15、极限误差是指测量过程中规定的最大允许误差值,通常取测量中误差的3倍作为极限误差。
16、在平地,水准测量的高差中误差与水准路线长度的算术平方根成正比。
17、在水准测量中要求前后视距相等是为了消除i角产生的系统误差。
18、在测角中正倒镜观测是为了消除系统误差。
19、水准网的必要起算数据为1个,独立测角网的必要起算数据为4个。
20、在水准测量中估读尾数不准确产生的误差是偶然误差。
21、独立测角网的条件方程有图形条件、圆周条件和极条件三种类型。
22、定权时单位权中误差可任意给定,它仅起比例常数的作用。
23、测角精度与角度的大小无关。
24、观测值的权通常是没有量纲的。
25、在山地,水准测量的高差中误差与测站数的算术平方根成正比。
26、测角网的必要观测个数等于待定点个数的2倍。
27、仪器误差、观测者和外界环境的综合影响称为观测条件28、独立水准网的条件方程式只有闭合水准路线。
29、根据误差对观测结果的影响,观测误差可分为系统误差和偶然误差两类。
30、观测值的协因数与方差成正比,观测值的权与方差反比。
(整理)测量平差
测量平差一.测量平差基本知识 1.测量平差定义及目的在设法消除系统误差、粗差影响下,其基本任务是求待定量的最优估量和评定其精度。
人们把这一数据处理的整个过程叫测量平差。
测量平差的目的:一是通过数据处理求待定量的最优估值;二是评定观测成果的质量。
2.协方差传播律及协方差传播律是观测值(向量)与其函数(向量)之间精度传递的规律。
①观测值线性函数的方差: 函数向量:Y=F(X) Z=K(X)其误差向量为:ΔY=F ΔX ΔZ=K ΔX则随机向量与其函数向量间的方差传递公式为⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫====F D K D K D F D K D K D F D F D TXZYTXYZTXZTXY②多个观测值线性函数的协方差阵t×n×n ×t×n T n XX t t ZZ K D K D =③非线性的协方差传播T XX ZZ K KD D =3.权及常用的定权方法①权表示比例关系的数字特征称之为权,也就是权是表征精度的相对指标。
权的意义不在于它们本身数值的大小,而在于它们之间所存在的比例关系。
()n i iiP ,...,2,1220==σσi P 为观测值i L 的权,20σ是可以任意选定的比例常数。
②单位权方差权的作用是衡量观测值的相对精度,称其为相对精度指标。
确定一组权时,只能用同一个0σ,令0σσ=i ,则得:iiP ===02202021σσσσ上式说明20σ是单位权(权为1)观测值的方差,简称为单位权方差。
凡是方差等于20σ的观测值,其权必等于1。
权为1的观测值,称为单位权观测值。
无论20σ取何值,权之间的比例关系不变。
③ ⅰ.水准测量的权NC P h =式中,N 为测站数。
SC P h =式中,S 为水准路线的长度。
ⅱ.距离量测的权ii S C P =式中,i S 为丈量距离。
ⅲ.等精度观测算术平均值的权CP ii N=式中,i N 为i 次时同精度观测值的平均值。
测绘技术中的坐标平差和校正方法
测绘技术中的坐标平差和校正方法测绘技术是现代社会中不可或缺的一部分,它对于土地规划、城市建设、工业生产等方面起到了重要的作用。
在测绘过程中,坐标平差和校正方法是非常重要的环节。
本文将介绍测绘技术中的坐标平差和校正方法的基本概念和应用。
一、坐标平差的基本概念坐标平差是指通过一系列的测量观测值,对已知或未知的点坐标进行精确计算的一种方法。
在测绘中,我们通常使用全站仪、电子经纬仪等测量仪器来获得待测点的坐标观测值。
然而,由于测量仪器本身的误差以及环境条件的影响,观测值往往存在一定的误差。
通过坐标平差的方法,可以将这些误差进行处理,得到更为准确的坐标结果。
坐标平差的基本原理是基于最小二乘法。
最小二乘法是一种数学工具,它通过定义一个目标函数,使得观测值与计算值的差异最小化。
在坐标平差中,目标函数通常为观测值与计算值之间的平方和的最小化。
通过最小化目标函数,可以得到最优的坐标平差结果。
二、坐标平差的常用方法在坐标平差中,常用的方法包括条件方程法、最小二乘法、变权方差法等。
条件方程法是一种基于条件方程组的平差方法。
在条件方程法中,通过建立条件方程组来描述待测点的位置关系,然后将观测值代入条件方程中进行计算。
最小二乘法是一种通过最小化观测值与计算值的平方和来进行坐标平差的方法。
变权方差法是一种根据每个观测值的精度不同,对其进行加权处理的方法。
这些方法在实际应用中各有优缺点,可以根据实际情况选择合适的方法进行坐标平差。
三、校正方法的基本概念校正方法是指通过对已有数据进行处理,使其达到规定的精度和准确度的一种方法。
在测绘中,校正方法通常用于处理控制点和基准点的坐标。
控制点是用于确定测量网中其他点坐标的已知点,而基准点是作为参考的固定点。
通过对控制点和基准点的坐标进行校正,可以提高整个测绘网络的精度和准确度。
校正方法主要包括绝对校正和相对校正两种。
绝对校正是通过对控制点和基准点进行具体的观测和测量,来获得它们的准确坐标。
测量平差的基本原理和计算方法
测量平差的基本原理和计算方法测量平差是测量学中一个重要的概念,它用于消除测量误差,提高测量精度。
本文将介绍测量平差的基本原理和计算方法。
一、测量平差的基本原理测量平差的基本原理是通过对测量数据进行处理,消除不可避免的误差,得到更为准确的结果。
在实际的测量过程中,由于各种因素的影响,测量结果往往不是完全准确的。
而通过平差可以将这些误差分布在测量要素上,使得整个测量结果更为合理。
平差的基本原理包括以下几个方面:1. 观测误差的性质:观测误差是服从一定的概率分布的,一般满足正态分布或其近似分布。
2. 绘图、观测和计算误差的连接性:测量平差将绘图误差、观测误差和计算误差联系在一起,通过适当的方法进行计算处理。
3. 误差的耦合性:测量过程中的各个要素之间存在着一定的关系,其误差也会相互影响。
通过平差可以将这些误差合理地分配和补偿。
二、测量平差的计算方法测量平差的计算方法有很多种,下面将介绍几种常见的方法。
1. 最小二乘法:最小二乘法是一种常用的测量平差方法,其基本思想是将误差的平方和最小化。
通过对误差进行建模和优化,可以得到一组最优解。
2. 最大似然估计法:最大似然估计法是一种基于统计原理的测量平差方法。
它根据观测数据的概率分布,选择出最具可能性的结果。
通过最大化似然函数,可以得到一组最优解。
3. 权值平差法:权值平差法是一种根据观测精度的大小,给予不同权值的平差方法。
通过给观测数据引入权值,可以使得精度高的数据在计算过程中起到更大的作用,从而提高整体的测量精度。
4. 卡尔曼滤波法:卡尔曼滤波法是一种基于状态估计的测量平差方法。
它通过建立状态模型和测量模型,利用观测数据进行误差修正,从而得到更加准确的结果。
三、测量平差的应用测量平差在实际应用中有着广泛的应用。
以下通过几个领域的案例来说明。
1. 地理测量:在地理测量中,测量平差常用于大地测量和地图制图。
通过平差可以消除地球曲率、大地水准面等因素的影响,得到更加准确的测量结果,提高地图的精度和真实度。
平差的名词解释
平差的名词解释在测量领域中,平差是一种常用的技术手段,它的作用是对测量结果进行处理和修正,以提高测量数据的准确性和可靠性。
平差的核心思想是通过对测量误差进行分析和处理,得到更接近真实值的测量结果。
一、平差的概念和背景平差是一个摘自英文单词“adjustment”的中文翻译,它最初源于土地测量工程,并在后来广泛应用于各个测量领域。
在传统的测量中,由于各种误差的存在,例如仪器、人为、大地形态等因素,所得到的测量结果是不完全准确的。
因此,平差便成为了必不可少的一环,用以处理和修正这些误差,以达到更高的测量精度。
二、平差的基本原理平差的基本原理是通过测量数据的统计分析和数学模型的建立,对原始测量数据进行加权调整,以降低误差对测量结果的影响。
具体而言,平差过程包括以下几个步骤:1. 数据预处理:对原始测量数据进行检验和筛选,去除明显的异常值和错误数据。
2. 观测方程的建立:通过观测原理和测量公式,建立代表测量对象间关系的数学模型,即观测方程。
3. 误差分析:对观测方程中各个观测量的误差进行分析,确定其误差特征和大小。
4. 加权计算:根据误差分析结果,对观测方程中的各个观测量进行加权计算,以提高高精度数据的权重,低精度数据的权重降低。
5. 解算和调整:通过数值计算方法,解算出最优平差结果,并进行调整,使观测方程的残差(测量值和计算值之间的差异)达到最小。
6. 结果评定:对平差结果进行可靠性评估,包括检验残差是否符合一致性条件、评定测量精度等。
三、平差的应用领域平差广泛应用于各个测量领域,包括但不限于:1. 土地测量:在土地测量中,平差常用于确定地块边界和计算地形图等工作。
通过对地块边界点的测量数据进行平差处理,可以提高地块边界的准确性和精度,避免土地纠纷的发生。
2. 工程测量:在工程测量中,平差常用于确定建筑物、桥梁、道路等工程物体的位置和形态。
通过对工程测量数据的平差处理,可以提高工程设计的精度,确保施工的准确性。
测量平差
第0章 绪 论地球科学的测量数据或观测数据是指用一定的仪器、工具、传感器或其他手段获取的反映地球与其他实体的空间分布有关的信息数据。
任何观测数据总是包含有信息和干扰两部分,采集数据就是为了获取有用的信息。
干扰也称为误差,是除了信息以外的部分。
在实际工作中,需要进行大量观测数据的处理,它是测量工作重要环节之一。
高斯(Gauss)和勒戎德尔(Legendre)于19世纪初创立了解决这一问题的基本理论和方法,即最小二乘法。
从那时起,两个世纪以来,随着科学与技术的不断进步,特别是近代科学与技术的发展,最小二乘法也增添了许多新的内容,理论更趋全面严谨,方法更加灵活多样,应用也更为广泛。
《误差理论与测量平差》课程的任务,就是介绍这一方面的有关理论和方法。
本章将说明观测数据总是不可避免地带有误差,以及测量平差所研究的内容,最后介绍本课程的任务和内容。
§0.1 测量平差的基本概念在测量工作中,由于受测量过程中客观存在的各种因素影响,使得一切测量结果都不可避免地带有误差。
例如,对一段距离进行重复观测时,各次观测的长度总不可能完全相同。
又如,一个平面三角形三内角之和理论上应等于180°,实际上,如果对这三个内角进行观测,其三内角观测值之和一般不等于180°,而存有差异。
这种差异的产生,是因为观测值中含有观测误差。
于是,研究观测误差的内在规律,对带有误差的观测数据进行数学处理并评定其精确程度等,就成为测量工作中需要解决的重要实际问题。
一、误差来源观测误差产生的原因很多,概括起来主要有以下四个方面:观测者:由于观测者的感觉器官的鉴别能力有一定的局限性,因此在仪器的安置、照准、读数等方面都会产生误差。
同时,观测者的工作态度、技术水平以及情绪的变化,也会对观测成果的质量产生影响。
测量仪器:所谓测量仪器,是指采集数据所采用的任何工具和手段。
由于每一种仪器只具有一定限度的准确度,由此观测所得的数据必然带有误差。
测量平差定义
测量平差定义测量平差是指通过多次测量得到的观测数据,通过一定的计算方法,使得测量结果符合一定的规律,达到一定的精度要求的一种方法。
在测量工程中,为了减小误差,提高测量的精度和可靠性,常常需要进行平差处理。
测量平差的目的是通过对观测数据进行处理,得到更加准确和可靠的测量结果。
在实际测量过程中,由于测量仪器的误差、观测人员的操作误差、环境条件的变化等原因,测量结果往往存在一定的误差。
通过测量平差可以将这些误差进行合理的分配和抑制,从而提高测量结果的精度和可靠性。
测量平差的方法有很多种,常见的包括最小二乘平差法、权中心平差法、条件平差法等。
最小二乘平差法是一种常用的平差方法,它通过最小化观测数据与平差结果之间的残差平方和来确定平差结果。
权中心平差法则是根据各观测数据的精度,将权重合理分配给每个观测数据,从而达到最优平差结果。
测量平差的过程主要包括观测数据的处理和平差计算两个步骤。
观测数据的处理包括数据的录入、检查、筛选等步骤,其主要目的是保证观测数据的准确性和可靠性。
平差计算则是在观测数据的基础上,根据平差模型和平差方法,进行平差计算,得到最终的平差结果。
在测量平差的过程中,需要注意一些常见的问题。
首先是观测数据的选择和处理要合理,需要考虑到具体的测量任务和测量要求。
其次是需要保证测量仪器的精度和稳定性,以及观测人员的操作准确性。
此外,还需要注意数据的传输和存储过程中的数据保护和安全性。
测量平差在实际工程中有着广泛的应用。
在土木工程中,测量平差可以用于测量建筑物、道路等工程的坐标和形状;在地理测量中,测量平差可以用于测量地球表面的形状和地理坐标;在电力工程中,测量平差可以用于电力线路的测量和设计等。
通过测量平差,可以提高工程的精度和可靠性,为工程建设提供准确的基础数据。
测量平差是一种通过对观测数据进行处理,得到更加准确和可靠的测量结果的方法。
它在测量工程中起着重要的作用,可以提高测量结果的精度和可靠性,为工程建设提供准确的基础数据。
测绘技术中的测量平差原理解析
测绘技术中的測量平差原理解析测绘技术中的测量平差原理解析引言:测绘技术在现代社会发挥着重要的作用,它涉及到土地界定、地籍管理、基础设施规划等众多领域。
在测绘过程中,测量平差是一个关键的环节。
本文将探讨测绘技术中的测量平差原理及其应用。
1. 测量平差的概念和目的测量平差是指通过一定的数学方法,根据观测数据的误差特征和认定标准,对测量结果进行矫正和调整,以提高测量精度和可靠性的过程。
其主要目的是消除观测误差,减小测量结果的不确定性,使其更符合实际情况。
2. 测量平差的基本原理2.1 观测数据的模型化测量平差首先要对观测数据进行模型化,即将观测量表示为数学方程。
这些方程通常由测量的基本原理和几何关系得出。
例如,在高程测量中,可以利用水准差测量方程将观测数据进行模型化。
2.2 误差的传递与权系数的确定测量中的各种误差会通过观测数据的模型传递到测量结果上。
为了实现测量精度的提高,需要对各个误差源进行分析,并确定权系数。
权系数决定了各观测量对最终结果的影响程度,可以通过误差传递公式进行计算。
2.3 平差方程的建立和求解通过观测数据的模型化和误差分析,可以建立平差方程。
平差方程的求解是整个测量平差的核心环节,它通常是一个较为复杂的数学问题,需要运用矩阵运算、最小二乘法等数学方法进行求解。
2.4 结果的检验和精度评定平差结果的检验是测量平差的最后一步。
通过与实际情况对比,验证平差结果的准确性。
同时,还要评定平差结果的测量精度和可靠性,通常包括单位权中误差、最大误差等参数。
3. 测量平差的应用领域测量平差在实际测绘工作中有广泛的应用。
以下是几个典型的应用领域:3.1 地理信息系统(GIS)建设测量平差为GIS建设提供了精确的地理数据。
在将各种原始数据整合到GIS中时,需要进行数据匹配和转换,这就需要借助测量平差的方法来处理不同数据源的不一致性。
3.2 基础设施建设在基础设施建设中,测量平差可以用于道路设计、建筑物定位、矿山开采等过程中。
测量平差概述
系统误差具有累计性 测量规范中所制定的种种限制都是 减少系统误差对观测结果的影响。
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例子
某钢尺的注记长度为30m,经鉴定后,它的实 际长度为30.016m,即每量一整尺,就比实际 长度量小0.016m,也就是每量一整尺段就有 +0.016m的系统误差。这种误差的数值和符号 是固定的,误差的大小与距离成正比,若丈量 了五个整尺段,则长度误差为 5×(+0.016)=+0.080m。若用此钢尺丈量结果为 167.213m,则实际长度为: 167.213+×0.0016=167.213+0.089=167.302(m)
技术水平 工作态度
精密度 误 差
温度、湿度 风力 等
观测条件对观测成果产生影响,不可避免产生观测误差 观测条件较好则观测质量较高,观测条件较差则观测质 量较低,观测条件相同则观测质量相同。
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观测值不可避免地存在误差
仪器工具误差 环境误差:随时间变化、大气折光、无线电传 播干扰、多路径效应 图像转换误差 基准误差 定轨误差 输入误差 人员误差
测绘科学与技术
大地测量与测量工程
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政治 摄影测量与遥感
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测绘界的院士知多少?
» 测绘界的院士知多少?
夏坚白、王之卓、方 俊 陈永龄、陈俊勇、刘先琳 李德仁、宁津生、刘经南 许厚泽、魏子卿、王家耀 王任享、高 俊、张祖勋 许其凤、叶淑华
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二、测量平差学科的研究对象
经典测量平差范畴(只包含偶然误差)
近代测量平差范畴(系统误差与粗差) 测量平差理论和方法是测绘学科中测量数据 处理和质量控制方面重要的组成部分,并在 现代GPS(全球定位系统)、GIS(地理信息 系统)、RS(遥感)及其集成的高新测量 技术以及高精度自动化数字化数据采集和处 理中得到广泛应用。
《测量平差基础》课件
平差模型是描述测量数据与未知参数之间关系的数学模型,通过建立 合适的平差模型,可以对测量数据进行处理和分析。
参数估计
平差中的参数估计是通过对测量数据的处理和分析,求解出未知参数 的最估计值的方法。
误差传播
平差中的误差传播是研究误差对测量结果的影响,以及如何减小误差 的方法。
02
测量误差理论
误差的来源与分类
来源
仪器误差、观测者误差、外界条件误差
分类
系统误差、偶然误差、粗差
误差的传播与处理
误差传播定律
描述观测值之间误差关系的规律
误差处理方法
消除法、替代法、组合法
《测量平差基础》ppt课件
目 录
• 测量平差基础概述 • 测量误差理论 • 平差计算方法 • 平差应用实例 • 平差软件介绍
01
测量平差基础概述
平差的概念与意义
平差的概念
平差是通过对测量数据的处理,消除 或减小误差,提高测量精度的方法。
平差的意义
通过对测量数据的平差处理,可以提 高测量成果的可靠性和精度,为各种 工程和科学研究提供准确的数据支持 。
平差的分类与目的
平差的分类
根据处理方法和目的的不同,平差可 以分为多种类型,如参数平差、条件 平差、最小二乘法平差等。
平差的目的
平差的主要目的是减小或消除测量误 差,提高测量精度,确保测量成果的 可靠性和准确性。
平差的基本原理
数学基础
平差的基本原理基于数学中的最小二乘法、线性代数和概率统计等知 识。
测量平差基础名词解释
第一章1、观测误差产生的原因很多,概括起有以下三种:测量仪器(感觉器官的局限、技术水平、工作态度)、观测者(具有一定限度的准确度)、外界条件(温度、湿度、风力、大气折光等)。
2、偶然误差:在相同的观测条件下作一系列的观测,如果误差在大小和符号上都表现出偶然性,即从单个误差看,该列误差的大小和符号没有规律性,但就大量误差的总体而言,具有一定的统计规律,这种误差称为偶然误差,也叫随机误差。
采取措施:处理带有偶然误差的观测值,就是本课程的内容,也叫做测量平差。
3、系统误差:在相同的观测条件下作一系列的观测,如果误差在大小、符号上表现出一致性,或者在观测过程中按一定的规律变化,或者为一常数,这种误差就称为系统误差。
消除或削弱的方法:采取合理的操作程序(正、倒镜,中间法,对向观测等);用公式改正,即加改正数。
4、粗差:粗差即粗大误差,或者说是一种大量级的观测误差,是由于测量过程中的差错造成的。
发现、剔除粗差的方法:进行必要的重复测量或多余观测,采用必要而又严格的检核、验算等,发现后舍弃或重测。
5、测量平差两大任务:(1)、求平差值(求未知量的最佳估值);(2)、精度评定(评定测量成果精度)。
6、测量平差第二章789、真值:任一观测量,客观上总是存在一个能代表其真正大小的数值,这一数值就称为该观测值真值10、真误差:真值与观测值之差11、残差(改正数):改正数(V)= 平差值()- 观测值()12、偶然误差的四个统计特性:(1)一定观测条件下,误差绝对值有一定限值(有限性);(2)绝对值较小的误差比绝对值较大的误差出现概率大(渐降性);(3)绝对值相等的正负误差出现概率相同(对称性);(4)偶然误差的数学期望为零(抵偿性)13、平均误差:在一定的观测条件下,一组独立的偶然误差绝对值的数学期望,称为平均误差14、或然误差:误差出现在(- ρ,+ ρ)之间的概率等于1/2,即15、极限误差:通常将三倍(或两倍)的中误差作为极限误差,即16、相对中误差的定义是:中误差与观测值之比,即17、精度:是指误差分布的密集或离散程度,即:L与E(L)接近程度。
平差知识点总结
平差知识点总结一、平差的基本概念1.平差的定义平差是指利用数学方法对一组测量数据进行处理和分析,消除或减小测量误差,从而得到比较准确的测量结果的过程。
平差是保证测量精度的重要手段,它通过对测量数据的处理,能够提高测量结果的准确性和可靠性。
2.平差的分类根据不同的处理方法和目的,平差可以分为几何平差、最小二乘平差、参数平差、条件平差、闭合平差等多种类型。
其中,最小二乘平差是平差技术中应用最广泛的一种,它通过最小化残差的平方和来确定未知参数的估计值,是一种较为常用的平差方法。
3.平差的应用平差技术在工程测量、地形测绘、地质勘探、地球物理探测等领域都有着广泛的应用。
在实际测量中,由于测量仪器、环境等因素的影响,测量数据往往会存在一定的误差,平差技术可以通过对测量数据进行处理,消除或减小这些误差,从而得到准确的测量结果。
二、平差的基本原理和方法1.平差的基本原理平差的基本原理是利用数学方法对测量数据进行处理和分析,通过建立数学模型和求解未知参数的估计值,最终得到较为准确的测量结果。
平差的核心是通过最小化残差来确定未知参数的估计值,使得观测值和计算值之间的差异达到最小,从而提高测量结果的准确性。
2.平差的基本方法平差的基本方法包括观测数据的处理、数学模型的建立、参数的求解以及结果的检查和评定等几个步骤。
在实际平差中,需要根据具体的测量任务和条件选择合适的平差方法,对测量数据进行适当的处理和分析,最终得到满足精度要求的测量结果。
三、平差的要素和步骤1.平差的要素平差的要素包括观测数据、数学模型、未知参数、观测方程、法方程、权矩阵等几个方面。
其中,观测数据是进行平差的基础和原始资料,数学模型是求解未知参数的理论基础,未知参数是待求解的目标,观测方程和法方程是平差计算的基本方程,权矩阵则是对观测值的权重进行考虑和处理。
2.平差的步骤平差的一般步骤包括数据预处理、误差分析、参数估计、残差分析等几个方面。
在进行平差计算之前,首先需要对观测数据进行预处理,包括数据的加工、筛选、检查等工作;然后通过误差分析求解未知参数的初始值,并进行参数估计;最后进行残差分析,检查和评定结果的精度和可靠性。
测绘技术中的位置平差与坐标平差方法
测绘技术中的位置平差与坐标平差方法在测绘技术中,位置平差与坐标平差方法是非常重要的内容。
它们可以解决测量数据中存在的误差,从而提高测量结果的准确性和可靠性。
本文将介绍位置平差与坐标平差方法的基本概念、应用范围以及常见的平差方法。
一、位置平差与坐标平差的基本概念1. 位置平差:位置平差是通过测量数据的处理,确定测点相对于参考点的位置坐标。
通过位置平差,可以得到测量结果的平均值和精度范围,从而提高定位的准确性。
2. 坐标平差:坐标平差是通过对测量数据的处理,求解出所有点的坐标,并将其调整到最佳拟合。
通过坐标平差,可以消除测量误差对坐标计算结果的影响,提高坐标的精度和可靠性。
二、位置平差与坐标平差的应用范围位置平差与坐标平差广泛应用于各个领域,如地质勘探、土地管理、航空航天等。
以下以测绘工程为例,说明其应用范围。
在测绘工程中,位置平差与坐标平差方法被用于解决测量数据的误差,获得准确的地理位置信息。
通过平差方法,可以确定控制点的位置,从而为地图制作、道路规划以及其他地理空间分析提供基础数据。
三、常见的位置平差与坐标平差方法1. 最小二乘法:最小二乘法是一种常见的平差方法,它通过将测量残差的平方和最小化,来求解未知参数。
最小二乘法能够有效地消除误差并求得拟合的最佳解。
2. 施莱弗平差法:施莱弗平差法也是一种常用的平差方法,它是基于全局误差最小化的原理,通过迭代计算方法来求解未知量。
施莱弗平差法的优点是能够处理多目标、多约束的情况,并获得全局最优解。
3. 角度平差法:角度平差法通过测量角度的平差,来确定点的位置坐标。
角度平差法适用于三角网的测量,通常配合最小二乘法来进行计算。
4. 距离平差法:距离平差法是通过对测量距离进行平差,来消除测量误差。
距离平差法适用于直线测量和间接测量,可以应用于不同类型的测量任务。
四、总结位置平差与坐标平差方法在测绘技术中起着重要作用。
通过位置平差方法,可以获得测量结果的平均值和可靠范围,提高定位的准确性。
测量平差程序设计
测量平差程序设计测量平差程序设计是测绘工程中非常重要的一个环节,可以有效地提高测量结果的精度和可靠性。
本文将从测量平差的基本原理、常用的测量平差方法以及测量平差程序的设计流程等方面展开讨论。
一、测量平差的基本原理测量平差是指通过对测量观测数据进行处理,消除和减小误差,使其符合测量精度要求的一种数学方法。
其基本原理是根据观测数据中存在的误差特性,利用最小二乘法进行误差分析和数据处理,得到更加可靠、准确的测量结果。
二、常用的测量平差方法1. 闭合式平差方法:闭合式平差方法适用于具有测量闭合环路的情况,通过测量闭合环路的各个边长和角度,利用最小二乘法求解未知点的坐标。
2. 自由网平差方法:自由网平差方法适用于具有三角网或多边形网的情况,通过测量各个定点的坐标和边长,利用三角形相似性原理以及最小二乘法进行数据处理,求解未知点的坐标。
3. 条件方程平差方法:条件方程平差方法适用于具有各种观测条件约束的情况,通过设置条件方程,将约束条件引入计算中,通过最小二乘法求解未知点的坐标。
三、测量平差程序设计流程测量平差程序设计的核心是根据具体的测量任务和要求,设计合适的程序以实现数据处理和结果计算。
以下是测量平差程序设计的基本流程:1. 数据输入:将测量观测数据输入到程序中,包括测点坐标、角度观测值、边长观测值等。
2. 参数设置:根据具体的测量方法和要求,设置相关的参数,如平差方法、最小二乘法的迭代次数、收敛标准等。
3. 数据预处理:对输入数据进行预处理,包括数据格式的转换、异常值的检测和剔除、数据的排序等。
4. 平差计算:根据所选的平差方法,利用最小二乘法进行测量平差计算,求解未知点的坐标。
5. 结果输出:将计算得到的平差结果输出,包括各个点的坐标、闭合差、误差限等。
6. 结果分析:对平差结果进行分析和评价,检查是否满足测量任务的精度要求,如果不满足,可修改参数和重新运行程序。
7. 结果展示:根据需要,将平差结果以表格或图形的形式展示出来,便于查看和分析。
测量平差方法及误差分析技巧
测量平差方法及误差分析技巧引言:测量平差在各个领域中都起到了至关重要的作用,无论是土地测量、工程测量还是地理测量都离不开精确的测量平差。
本文将介绍测量平差的基本原理、方法以及误差分析技巧,以帮助读者更好地理解和应用这些知识。
一、测量平差的基本原理1.1 测量平差的定义测量平差是指在测量中,通过对测量数据进行处理和分析,用数学方法将观测值修正为比较可靠的数值,并确定其精度和可靠度的过程。
1.2 测量平差的基本原理测量平差的基本原理是以观测数据为基础,通过适当的计算和修正方法,使测量结果达到满足一定精度要求的条件。
二、测量平差的方法2.1 误差的分类误差是指由于种种原因导致观测值与真值之间的差异。
根据产生误差的原因,可将误差分为系统误差和随机误差两类。
2.2 测量平差的方法2.2.1 最小二乘法最小二乘法是一种常用的测量平差方法,其基本原理是通过构建误差方程,使误差的平方和最小化,从而得到最优的修正数值。
2.2.2 加权最小二乘法加权最小二乘法是在最小二乘法的基础上,引入权重因子,对观测值进行加权处理,以更好地反映各个观测值的可靠性。
2.2.3 置信椭圆法置信椭圆法是一种通过误差椭圆的几何性质,结合观测弥散矩阵,进行测量平差的方法。
通过确定椭圆的长轴、短轴和倾斜角度,可对误差进行合理的修正和分析。
三、误差分析技巧3.1 误差的传递规律误差在测量过程中具有传递性,即观测结果的误差会随着计算过程的推进而逐渐增大。
因此,在进行误差分析时,需要考虑不同环节中误差的传递规律,以准确评估测量结果的可靠性。
3.2 概略误差与精确误差概略误差是指由于设备精度、人为操作等因素导致的测量误差,通过一些常见的公式和方法可以进行较为粗略的估计。
精确误差是在概略误差的基础上,通过更加精细的计算和分析得到的误差值,更贴近实际测量结果的误差。
3.3 误差理论和误差估计误差理论是关于误差发生的规律的理论体系,包括误差分类、误差分布等。
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• 测量平差简介 • 必要元素数
– 必要元素数的概念 – 必要元素数的性质
• 必要观测数
– 必要观测数的概念 – 平差问题存在的条件
• 间接平差模型
2020/7/18
什么是测量平差?
• 观测值中包含有“误差”
– 对某“量”进行多次观测,多次观测结果并不相 等
– 问:如果对该“量”只作一次观测,该观测值是 否不含误差?
• 此时观测值所含误差不能被发现,这个结果是不可靠 的。为了保证观测结果的正确性必须对该“量”进行 两次或两次以上的观测,使得误差通过观测值之间的 差异表现出来,平差的一个主要任务就是“消除差异 ”,求出被观测量的最可靠结果。
– 平差问题存在的前提条件。
2020/7/18
必要元素数的概念
• 几何模型中包含多种“量”(真值)
• 总观测数用n表示: • 当n<t时:
模型不能确定 • 当n=t时:
模型能唯一确定 • 当n>t时:
可以确定多个模型 平差问题存在的条件是:n>t
2020/7/18
间接平差函数模型
• 在实际计算中可以把观测量或待定量设为参数X • 选定t个相互独立参数
L ~ F(X ~)
n1
t1
n L ~ 1n B t tX ~ 1d n0 1
2020/7/18
lBX od0L
内容小结
• 必要元素数的概念 • 必要元素数的性质 • 必要观测数的定义 • 平差问题存在的条件 • 间接平差模型
2020/7/18
ha
C
(8)(7) 面积、周长……
B
a
2020/7/18
必要元素数的概念
• 确定一个几何模型,需确定其中的部分“量”
(1) 形状 任意两个内角 (2个元素)
(2) 形状与大小 2内角+1边长,1内角+2边长,3边长 (3个元素)
(3) 形状、大小与位置 2点坐标+(1) 1点坐标+ 1边方位角+(2) 3点坐标 (6个元素)
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必要元素数的概念
• 确定某个模型所必需的最少的元素个数,称 为必要元素数。
• 记必要元素数的符号为T。
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必要元素数的性质
• 必要元素的个数T只取决于模型本身 • 所有的必要元素都是彼此函数独立的量 • 模型中所有的量都是必要元素的函数 • 一个模型中函数独立的量最多只有T个 • 模型中作为必要元素的“量”不是唯一
以平面三角形为例:
(1)角度:三个内角∠A、∠B、∠C
(2)边长:三条边长a、b、c
(3)高:三边上的高ha、hb、hc
(4)坐标:三点的平面坐标
A
(5) Xa,Ya; Xb,Yb; Xc,Yc;
(6)(5) 方位角:TAB ;TBC ;TCA
c hc
hb b
(7)(6) 坐标差:ΔXAB ,ΔYAB ;……
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水准网间~ X ~ 参 1X ~ 2X ~ 3 T 数 H ~ B H ~ C H ~ D T
h ~ 1 X ~ 1
H A
h ~ 2 X ~ 2 H A
h ~ 3 X ~ 2 X ~ 3
h ~ 4
X ~ 3 H A
的
2020/7/18
必要观测数的定义
• 外部配置:用于推算其它元素的平差前后不 发生改变的元素。
• 外部配置不需通过观测得到。
• 必要观测数:确定某个模型所必需的最少的 观测值的个数,称为必要观测数。
• 必要观测数用符号t表示。
• 必要观测数的性质
必要元素 外部配置
必要观测
2020/7/18
平差问题存在的条件
h ~ 5 X ~ 1 X ~ 2
h ~ X ~ 206 20/7/18
1
X ~ 3
间接平差函数模型
• 方程个数n<n+t未知数个数
(观测值改正数n;参数改正数t)
L ~ B X ~
n1 nt t1
d0
n1
Ln 1n B t(Xot~ x 1 )d n 0 1 B~xl
n1 nt t1 n1