內(nèi)容:了解測(cè)量誤差來源及產(chǎn)生的原因;掌握系統(tǒng)誤差和偶然誤差的特點(diǎn)及其處理方法;理解精度評(píng)定的指標(biāo)(中誤差、相對(duì)誤差、容許誤差)的概念;了解誤差傳播定律的應(yīng)用。 重點(diǎn):系統(tǒng)誤差和偶然誤差的特點(diǎn)及其處理方法。 難點(diǎn):中誤差、相對(duì)誤差、容許誤差的概念;誤差傳播定律的應(yīng)用。 § 5.1 測(cè)量誤差的概念 測(cè)量誤差按其對(duì)測(cè)量結(jié)果影響的性質(zhì),可分為系統(tǒng)誤差和偶然誤差。 一、系統(tǒng)誤差 (system error) 1、定義:在相同觀測(cè)條件下,對(duì)某量進(jìn)行一系列觀測(cè),如誤差出現(xiàn)符號(hào)和大小均相同或按一定的規(guī)律變化,這種誤差稱為系統(tǒng)誤差。 2、特點(diǎn):具有積累性,對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響大,但可通過一般的改正或用一定的觀測(cè)方法加以消除。 二、偶然誤差 (accident error) 1、定義:在相同觀測(cè)條件下,對(duì)某量進(jìn)行一系列觀測(cè),如誤差出現(xiàn)符號(hào)和大小均不一定,這種誤差稱為偶然誤差。但具有一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。 2、特點(diǎn): (1)具有一定的范圍。 (2)絕對(duì)值小的誤差出現(xiàn)概率大。 (3)絕對(duì)值相等的正、負(fù)誤差出現(xiàn)的概率相同。 (4)數(shù)學(xué)期限望等于零。即: 誤差概率分布曲線呈正態(tài)分布,偶然誤差要通過的一定的數(shù)學(xué)方法(測(cè)量平差)來處理。 此外,在測(cè)量工作中還要注意避免粗差 (gross error) (即:錯(cuò)誤)的出現(xiàn)。
偶然誤差分布頻率直方圖
§ 5.2 衡量精度的指標(biāo) 測(cè)量上常見的精度指標(biāo)有:中誤差、相對(duì)誤差、極限誤差。 一、中誤差 方差: —— 某量的真誤差, [] ——求和符號(hào)。 規(guī)律:標(biāo)準(zhǔn)差 估值(中誤差 m )絕對(duì)值愈小,觀測(cè)精度愈高。 在測(cè)量中,n為有限值,計(jì)算中誤差 m 的方法,有: 1、用真誤差( true error )來確定中誤差——適用于觀測(cè)量真值已知時(shí)。 真誤差Δ——觀測(cè)值與其真值之差,有: 標(biāo)準(zhǔn)差 中誤差(標(biāo)準(zhǔn)差估值) , n 為觀測(cè)值個(gè)數(shù)。 [ 例題 ] :對(duì) 10 個(gè)三角形的內(nèi)角進(jìn)行了觀測(cè),根據(jù)觀測(cè)值中的偶然誤差(三角形的角度閉合差,即真誤差),計(jì)算其中誤差。
2、用改正數(shù)來確定中誤差(白塞爾公式)——適用于觀測(cè)量真值未知時(shí)。
V ——最或是值與觀測(cè)值之差。一般為算術(shù)平均值與觀測(cè)值之差,即有:
二、相對(duì)誤差 1、相對(duì)中誤差 = 2、往返測(cè)較差率 K= 三、極限誤差(容許誤差) 常以兩倍或三倍中誤差作為偶然誤差的容許值。即: 。 § 5.3 誤差傳播定律及其應(yīng)用 誤差傳播定律 設(shè) 、 … 為相互獨(dú)立的直接觀測(cè)量,有函數(shù) ,則有:
[ 例題 ] : 在水準(zhǔn)測(cè)量中,讀數(shù) a 與 b 的誤差分別為 ma = ±3mm 與 mb = ±4mm ,則高差 h 的中誤差 mh 等于多少? 解:高差計(jì)算公式為: h=a-b 由函數(shù)形式可知其屬于和差函數(shù),則根據(jù)誤差傳播定律可知: m = ± [ 例題 ]: 電磁波測(cè)距三角高程公式: h = Dtgα+i-v ,已知: D= 192.263m ± 0.006m , α=8°9′16″±10″ , i= 1.515m ± 0.002m , v= 1.627m ± 0.002m ,求 h 值及其中誤差 mh 。 解:高差 h=Dtgα+i-v= 27.437m ,對(duì)此式各項(xiàng)求偏導(dǎo),其系數(shù)有: f1 =0.1433, f2 =0.9513, f3 =+1, f4 =-1, 應(yīng)用誤差傳播公式,有:
故: mh =± 7mm 最后結(jié)果寫為: h=27.437± 0.007m |
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