测量5测量误差的基本知识课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,测量实践中可以发现，测,量结果不可避免的,存在误差,，比如：,1,、对同一量多次观测，其观测值不相同2,、观测值之和不等于理论值：,三角形,+,+,180,闭合水准,h0,5.1,测量误差概述,BM,A,1,2,3,一、,测量误差的来源,等精度观测：观测条件相同的各次观测不等精度观测：观测条件不相同的各次观测1.,仪器误差,2.,观测误差,3.,外界条件的影响,观测条件,粗差,：因读错、记错、测错造成的错误二、,测量误差的分类,在相同的观测条件下，无论在个体和群体上，呈现出以下,特性,：,误差的绝对值为一常量，或按一定的规律变化；,误差的正负号保持不变，或按一定的规律变化；,误差的绝对值随着单一观测值的倍数而积累1,、,系统误差,在相同的观测条件下，对某量,进行了多次观测，误差的大小、符号相同或,按一定的规律变化例：,钢尺,尺长、温度、倾斜改正,水准仪,i,角,经纬仪,c,角、,i,角,注意：系统误差具有累积性，对测量成果影响较大消除和削弱的方法,:,（,1,）校正仪器；,（,2,）观测值加改正数；,（,3,）采用一定的观测方法加以抵消或削弱。

在相同的观测条件下，对某个固定量作一系列的观测，如果,误差出现的大小和符号均不一定，即没有任何规律性,，这类误差称为偶然误差2,、偶然误差,水准测量,：估读时有时过大，有时偏小；,经纬仪测量水平角,：大气折光使望远镜中目标的成像不稳定，引起瞄准目标有时偏左、有时偏右偶然误差的特性,真误差,观测值与理论值之差,误差概率分布曲线,+3 +6 +9 +12 +15 +18 +21 +24,X,=,-24 -21 -18 -15 -12 -9 -6 -3,0,绝对值相等的正、负误差出现的机会相等，,可相互抵消；（,对称性,）,同一量的等精度观测，其偶然误差的算术平,均值，随着观测次数的增加而趋近于零，,即：,在一定的条件下，偶然误差的绝对值不会超,过一定的限度,;,（,有界性,）,绝对值小的误差比绝对值大的误差出现的机,会要多；（,密集性、区间性,）,（,抵偿性,）,误差处理的原则：,1,、粗差：舍弃含有粗差的观测值，,并重新进行观测,2,、系统误差：按其产生的原因和规律,加以改正,、,抵,消和削弱,3,、偶然误差：根据误差特性合理的处理观测数据,减少,其影响返回,哪个结果好呢？,精度：,又称精密度，指在对某量进行多,次观测中，各观测值之间的离散,程度。

评定精度的标准,中误差,容许误差,相对误差,5.2,衡量精度的指标,一、中误差,定义,在相同条件下，对某量（真值为,X,）进行,n,次独立观测，观测值,l,1,，,l,2,，,，,l,n,，,偶然误差（真误差）,1,，,2,，,，,n,，则中误差,m,的定义为：,式中,式中：,例：试根据下表数据，分别计算各组观测值的中误差解：第一组观测值的中误差：,第二组观测值的中误差：,(,绝对值,),，说明第一组的精度高于第二组的精度说明：中误差越小，观测精度越高,-m,2,-m,1,+m,1,+m,2,Y,不同中误差的正态分布曲线,用改正数计算中误差：,改正数,：最或是值与观测值之差，用,v,表示，即：,v=x-l,式中：,v,为观测值的改正数；,l,为观测值；,x,为观测值的最或是值,改正数求中误差,的,白塞尔,公式：,定义,由偶然误差的特性可知，在一定的观测条件下，偶然误差的绝对值不会超过一定的限值这个限值就是容许（极限）误差二、容许误差（极限误差）,测量中通常取,2,倍或,3,倍中误差作为偶然,误差的容许误差；,即,容,=2,m,或,容,=3,m,极限误差的作用：,区别误差和错误的界限偶然误差的绝对值大于中误差,9,的有,14,个，占总数的,35%,，绝对值大于两倍中误差,18,的只有一个，占总数的,2.5%,，而绝对值大于三倍中误差的没有出现。

中误差、真误差和容许误差均是绝对误差相对误差,K,是中误差的绝对值,m,与相,应观测值,D,之比，通常以分母为,1,的分式,来表示，称其为相对（中）误差即,:,三、相对误差,一般情况,:,角度、高差的误差用,m,表示，,量距误差用,K,表示与距离测量中的相对较差不同,例,已知：,D,1,=100m,m,1,=0.01m,，,D,2,=200m,m,2,=0.01m,，求：,K,1,K,2,解：,返回,水准测量：,h=a-b,三角高程测量：,A,B,大地水准面,l,H,A,h,AB,H,B,l,tan,v,i,概念,误差传播定律,：阐述观测值的中误差与观测值函数,中误差的关系的定律函数形式,倍数函数,和差函数,线性函数,一般函数,5.3,误差传播定律,一、线性函数的误差传播定律,设线性函数为：,式中 为独立的直接观测值，,为常数，相应的,观测值的中误差为 设非线性函数的一般式为：,式中：为独立观测值；,为独立观测值的中误差求函数的全微分，并用“,”,替代“,d”,，得,二、一般函数,式中：是函数,F,对 的偏导,数，当函数式与观测值确定后，它们均为常数，因此上式是线性函数，其中误差为：,误差传播定律的一般形式,例,已知：测量斜边,D=50.000.05m,，测得倾角,=15000030,求：水平距离,D,解：,1.,函数式,2.,全微分,3.,求中误差,1.,列出观测值函数的表达式：,2.,对函数式全微分，得出函数的真误差与观测值真误差之间的关系式：,式中，是用观测值代入求得的值。

求观测值函数中误差的步骤：,三、运用误差传播定律的步骤,3,、根据误差传播率计算观测值函数中误差：,注意：在误差传播定律的推导过程中，要求观,测值必须是独立观测值误差传播定的几个主要公式：,函数名称,函数式,函数的中误差,倍数函数,和差函数,线性函数,一般函数,返回,设在相同的观测条件下对未知量观测了,n,次，观测值为,l,1,、,l,2,l,n,，中误差为,m,1,、,m,2,m,n,，则其算术平均值（最或然值、似真,值）,L,为：,一、求最或是值,L,5.4,算术平均值及其中误差,设未知量的真值为,x,，可写出观测值的真误差公式为,（,i=1,，,2,，,，,n,）,将上式相加得,或,故,推导过程：,由偶然误差第四特性知道，当观测次数,无限增多时，,即 （算术平均值）,说明，,n,趋近无穷大时，算术平均值即为真值因为,式中，,1,n,为常数由于各独立观测值的精度相同，设其中误差均为,m,设平均值的中误差为,m,L,，则有,二、算术平均值中误差,m,L,由此可知，算术平均值的中误差为观,测值的中误差的 倍,故,三、精度评定,第一公式,第二公式,（白塞尔公式）,条件：观测值真值,x,已知,条件：观测值真值,x,未知，,算术平均值,L,已知,其中,观测值改正数，,例题：设用经纬仪测量某个角,6,测回，观测之列于,表中。

试求观测值的中误差及算术平均值中误差算术平均值,L,中误差是：,返回,。