现代大地测量学论文
几种创新大地测量数据处理理论与方法概述
现代测量平差与数据处理理论发展概述经典的测量平差与数据处理是以高斯-马尔柯夫模型为核心：
L AX =+? (1a)
()0E ?=,2()D σ?=,21Q P σ-=? (1b)
()Rnk A n =, ()()R Q R P n == (1c)
这里L 为观测向量,?为误差向量,X 为未知参数向量,A 为X 的系数矩阵,()E 为数学期望,2σ为单位权方差,P 为观测权矩阵,Q 为协因素矩阵,n 为观测个数。现代测量平差与数据处理理论仍然是以高斯-马尔柯夫模型为核心,通过该模型在不同层面上的扩充、发展形成了若干新理论、新方法。各种现代平差理论与方法与经典平差模型的关系可以描述如图1所示【1】
图1 各种现代平差理论与方法与经典平差模型的关系图
1．测量平差主要发展状况概述
测量平差估计准则的发展：高斯最小二乘理论的发展，相关平差理论的发展，极大验后估计准则，稳健估计的准则，统计决策的基本概念，容许性的概念。
测量平差数据质量评估及质量控制理论的发展：经典的数据质量评估与质量控制理论，现代的方差协方差估计理论的发展，赫尔黙特方差估计理论，二次无偏估计法，方差分量的Bayes 理论，方差估计的精度评定。
稳健估计主要介绍：稳健估计理论的发展，污染误差模型构成，污染误差模型在测量数据处理中的具体形式，稳健性度量的概念，各种稳健性度量准则，影响函数的定义，影响函数的确定。稳健估计的种类，稳健的M 估计的原理，选权迭代法的基本原理，测量中常用的几种选权迭代法，均方误差最小的稳健估计，污染误差模型下的测量数据处理理论。一次范数最小的估计，一范最小估计的性质，一范最小估计的算法（线性规划法，迭代法），P 范最小的原理，算法。粗差探测的理论，data-snooping 的原理和方法，可靠性理论（内可靠性，外可靠性），稳健估计理论在测量中的应用及发展现状。 时间序列数据处理的理论发展：实时动态数据的处理概况，动态数据的卡尔曼滤波（动态模型的建立，滤波），动态数据的预报，动态数据的平滑，随机过程与时间序列的概念，平稳随机过程和平稳时间序列，时间序列的随机线性模型平稳自回归模型，平稳自回归可逆滑动平均混合模型，线性模型的自
相关函数和偏相关函数，模型的初步识别，模型参数的矩估计，模型参数的最小二乘估计，模型的检验和改进时间序列的预报。
多源数据的融合：多源数据的融合的基本概念，多源数据的融合的基本方法，先验信息的描述，Bayes 估计的原理，Bayes 准则，无信息先验，共扼分布，损失函数的概念，经验Bayes 估计，Bayes 假设检验，Bayes 预测，Bayes 估计在测量中的应用，方差分量的Bayes 估计，Bayes 估计的广义可容许性。 有偏估计：容许性的概念，病态方程问题，均方误差的概念，stein 估计，岭估计，岭参数的确定，主成分估计，有偏估计在测量中的应用。【02~08】
本文根据上述扩展，将作重介绍几种现代新发展起来的几种处理方法。
2.几种创新方法介绍
关于粗差—抗差估计
抗差估计的提出是与粗差(Gross error)相联系的,粗差指离群的误差,由失误、观测模式差、分布模式差而来,它实际不可避免,观测模式差是指局部对全局性的系统差,没有有效的估计方法,就结果而言,观测模式比估计方法更重要。
所谓抗差估计,实际是在粗差不可避免的情况下,选择估计方法使未知量估值尽可能减免粗差的影响,得出正常模式下的最佳估值。抗差估计也包括方差估计和假设检验。最小二乘估计为粗差所吸引,使未知量估值偏离,但在正常分布模式下,此法具有优越的数学和统计性能。因此一个有效估计方法必须具有保留最小二乘法的优越性同时增加其抗差性。
设有观测子样{i x }其相互独立,观测权为{i p },i 由1至n 。M 估计是由观测{i x }求参量{j θ}的估值j 由1至m,余差为{vi}。求j θ的条件是[p ρ
]就j θ极小,即
1[][()][]0j j j
P
P P ρρυυυωυθυυθθ????=??=??=???? （1） 其中ρ是挑选的极值函数。
（1）式是估值方程,直接计算往往很困难,但它可改写为(
)0mn
V
PV A PV θ
?''==? （2） 其中,
111
1
m
n n m
V
υυθθθ
υυθθ????????=???????????????
??，记为A
1
(),(
)ii ii i i i i P P P P P V
ρωυ?==?=? ω称为权因子。 (2)式可以看作最小二乘解的法方程,相应观测方程nm nl
ml
nl
A X V θ=+ 等价权P (3)
计算P 要知道υ,它可取适当的近似值,权的精度要求不高。我们称P 为等价权,因为取它作为观测方程(3)的权所得出的法方程,正是估值方程(1)。
这样利用等价权P 可将M 估计化为最小二乘估计,这无论在计算、估算方案制定上都带来很大的便利,我们就充分利用它。
通过权因子,可以对不同的极值函数ρ进行对比,反之,若规定了权因子,也可以找出相应的极值函数。
下面列举几种通常有效的估计方案,这里作了适当的改化。在k υσ=时,权因子均为1, σ为观测权中误差, k 为倍数。 (1)经典的最小二乘估计(LS)
极值函数: 2
()2
i i υρυ=
(4)
权因子:1,权与i υ无关等价权: ii i P P =
(2)绝对和极小(LAS)或称一次范数最小极值函数: ()i i k ρυσυ= (5)
权因子: si ()
()i i i
i
K gn K συσ
ωυυυ=
=
等价权: ii i i i
i
K P p p σ
ωυ==
(3)Huber 估计
极值函数: 2
2
,2()()
,2
i i i i i K K K K υυσρυσσυυσ<=
-
≥ (6)
权因子:
1,(),i i i i
K K K υσ
ωυσ
υσυ<=≥
等价权: ,,i i ii i i i
P K P PK K υσ
σ
υσ
υ<=≥
(4)丹麦法
极值函数:2
22,2
()(exp(1),i i i i
i i K K K K K υυσ
ρυυσσυυσσ
<=
-+-
+≥ (7)
权因子: 1,()(1)/exp(1),i i i
i i K K K K υσ
ωυυσ
υσ
υσ
<=
--≥ 等价权: ,(1)/exp(1),I i ii i
i i i
P K P K P K K υσ
υσ
υσυσ
<=
-
-
≥ (5)IGGI 方案
极值函数: 2
,2
(),,i i i i i i K K K C υυσ
ρυσυσυγσυγσ
<=≤≤≥ (8)
权因子: 0
001,(),0,i i i i
i K K K υσ
σωυσυγσυυγσ
<=
≤≤≥
等价权: 0
,,0,i i ii i i i
i P K K P P K υσ
σσυγσυυγσ
<=
?≤≤≥ 抗差方案的选择IGGI 方案：
从上节列举的几种估计方案看,一个有效的抗差方案应作如下考虑:有一界限K σ,i υ在限内采用最小二乘法,权因子为1;限外权因子随υ的增大由1逐渐减小。绝对和极小的最简单情形联系于中位数,正负余差权之和相等。观测变动只须保持余差符号不变,解不受影响,因此具有优越的抗差性。抗差理论证明,它的影响函数(Influence function)绝对值不变(不因粗差而异);其崩溃污染率(Breakdown point)为权大值1/2(污染率在此限内,估值在界内)。这和最小二乘解(平均值)相比,具有明显的优越性。但由界限现代测量平差与数据处理理论的进展K σ向内,权因子由1无限增大,这与观测权大大不符。从测量误差理论来看,界限K σ之K 可取(按正态分布,误差在±σ以外的概率仅为,限外之观测既不能完全否定,又要限制其有害作用,采用抗差权因子
11b b
K ωυ
σ
+=
+ （9）
以除低观测权是可取的。式中b 取正值。当余差超出±σ时,(正常模式下,概率为,在观测模式可用的情况下,不应作为观测信息,即取0ω= (从抗差估计看,粗差也不能过大)。如按绝对和方案(5),当υ=σ
时,仅达3/5,权因子缩小嫌慢。丹麦法权因子采用exp(1)K υ
σ
-,且在叠代计算中累乘因子,没有抗差上的论证,它实质上是淘汰法。
综上所述,余差在±σ以内,采用原观测权,即此段用最小二乘法; ±σ以外,观测不用,即淘汰法;在±σ~±σ之间(包括±σ,按绝对和极小取权因子1
/K ωυσ
=作为抗差方案,这个方案就是IGGI 方
案。【09】
关于数据融合
大地测量观测数据类型越来越多,有距离观测、方向(或角度)观测以及点的位置观测等,由于观测仪器、观测时间、观测方案不同,即使是同类型观测,也可能造成观测量间不相容。综合处理各类大地测量观测信息有多种模式,如序贯平差法[1]、整体平差法等。无论采用哪种平差方法,都涉及观测信息的函数模型和随机模型的构造与选择问题,同时还涉及数据融合的方式问题,即基于观测信息的融合或基于导出观测量(伪观测量)的融合。一般情况下,基于独立观测信息的融合是一种较为严密的融合。在实践中,大地测量数据融合经常需要虑函数模型误差和随机模型误差,如在2000中国GPS 大地控制网数据融合中,不同等级的GPS 观测函数模型顾及了函数模型误差(如基准差、地壳形变误差、轨道误差等),在多时段、多等级的GPS 观测信息的融合中,采用了顾及各类随机模型误差的方差分量估计【10,11】。
2.2.1 观测信息的融合
2.2.1.1 基于观测信息的融合
在进行观测信息的融合时,可以分别考虑函数模型和随机模型误差。现考虑
两类观测信息1L 和2L ,相应的权阵为111P -=∑,.122P -=∑,1∑, 2∑为相应的协
方差矩阵,其误差方程分别为:
111V A X L =- (1) 222V A X L =- (2)
式中,X 为t ×1待估参数向量;1A 、2A 分别为1L 、2L 的设计矩阵;1V 、2V 为1L 、
2L 的残差向量;1L 、2L 的维数分别为1n 、2n 。式(1)和式(2)的参数解为:
1111222111222()()T T T T
X A P A A P A A P A A P A -=++ (3)
验后协方差矩阵为:
210111222()T T K
A PA A P A σ-=?+∑
(4)
2
111222
12T T V PV V PV n n t
σ+=
+- (5) 2.2.1.2 具有函数模型误差的观测信息融合解
若考虑L1有系统误差,则可以对其函数模型进行改进,即
1111V A X B S L =+- (6)
式中,S 为模型系统误差;1B 为相应的系数矩阵。 对式(2)和式(6)求解,则待估参数向量解为:
1
111222
111111222
111
111
111
T T
T T T
T
T
T
X A P A A P A A PB A PL A P L S B P A
B PB
B PL
-++=
?
(7)
2.2.1.3 具有随机模型误差的观测信息融合解 若考虑观测向量1L 、2L 的随机模型误差,则
1
21111101111111111
2
1111102222222222
2()()()()2()()T T n tr N N tr N N N N tr N N N N V PV tr N N N N n tr N N tr N N N N V PV σσ------------+=-+
(8)
式中,111222T T N A P A A P A =+;1111T N A P A =;2222T N A P A =。
解得201σ和2
02σ后,重新调整1L 、2L 的权:
(1)21
101/k k P p σ+=,(1)2
2202/k k P p σ+= (9) 若考虑观测函数模型误差,在估计正常模型 参数X 的基础上,同时解算模型系统参数S ,采用 方差分量估计调节1L 、2L 的权阵,此时,方差分量 估计式与式(8)相同,只是其法方程矩阵不同,即
111
111
1111
111
T T T T A P A
A P
B N B P A B PB = , 2222
00
T
A P A N = 2.2.2 各类观测信息平差结果的融合
2.2.2.1 最小二乘融合解
假设由观测方程(1)和(2)单独求解,其参数估值及相应的验后协方差矩阵分别为:
11111111()T T
X A P A A PL -= (10)
12222222()T T
X A P A A P L -= (11)
1
12
11101()T X A PA σ-=?∑
(12)
2
12
22202
()T X A P A σ-=?∑
(13) 基于1L 、2L 的单独平差结果的观测方程为:
11X V X X =- , 111
X X P -
=∑ (14) 22X V X X =- , 221
X X P -
=∑ (15)
其融合解为:
1212112()()X X X X X P P P X P X -=++ (16)
当忽略201σ和2
02σ的差异时,基于观测信息的融合解式(3)与基于观测信息的
单独平差结果的融合解式(16)是等价的。
若考虑1L 有系统误差,其误差方程仍为式(6),则系统误差S 对1X 的影响为:
11111111()T T
X A P A A PB S -?=- (17)
对残差的影响为:
111111111()T T V A A P A A PB S -?=- (18)
当忽略S 对2
01σ的影响,系统误差S 对最小二
乘融合解的影响为:
1211111()T X X X P P A PB S -?=-+ (19)
若考虑1L 有随机模型误差1?∑其误差方程可采用方差分量估计重新标定
1L 、2L 的方差因子及其相应的权阵。关于联合平差的方差分量估计已有现成的
结果[2-6]。这里仅给出常用的Helmert 方差分量估计公式仍为式(1),则随机模型误差对1L 的平差结果1X 的影响为:
1111()X J L A X ?=- (20)
对1X 的协因数的影响为:
111X X Q JAQ ?=- (21)
式中,1
111111
()T T X X J Q A AQ A -=?+∑;11111()T X Q A P A -=。 1?∑对最小二乘融合解的影响为:
11211212121111212[()][()()][][]
X X X X X X X X X X X P P P P P X X P X P P P X P X --?=+?++?+?+-++
(22)
式中,1
X P ?为1?∑对虚拟观测量1X 的权阵的影响量。如果同时考虑S 、1?∑对
参数估值1X 及其协方差的影响,将给实际计算带来极大困难。因为当1L 含有系
统误差时,会对平差结果1X 有影响,虽对其协因数无影响,但对方差因子2
01σ有
影响,从而对验后协方差矩阵有影响。当1L 有随机模型误差时,对平差结果1X 及其协方差都有影响,而且它们的影响是交叉的、不可分离的。 2.2.2..2 具有函数模型误差的平差结果的融合 假使1L 的平差结果含有模型误差,则相应的观测方程为:
1111X X V X R S X =+- (23)
式中,1
X S 为模型系统误差;1R 为相应的系数矩阵。基于式(23)和式(15)的最小
二乘融合解为:
1211211
111
112
11
1
1
2
X X X X X T T
T X X X X P P P R P X P X X
S R P R P R R P R -++=?
(24)
比较式(7)和式(24)不难发现,这两种顾及函数模型误差的融合解一般是不等价的。当观测信息含有系统误差时,基于观测信息的融合解比基于平差结果的融合解更合理,因为基于平差结果的融合模式中无法分别考虑各观测信息的系统误差,即观测信息的系统误差已混叠到最后的平差参数中,即使在平差参数的观测方程中可以估计系统误差,但此时的系统误差已是各种误差的结合,
其估计及控制效果都不如直接基于观测信息的融合。 2.2.2.3 具有随机模型误差的平差结果的融合
一般情况下,各类观测信息的内符合精度较高,因而导致各类观测平差结果的协方差矩阵过于理想,于是基于平差结果i X (1,2)i =)及其i
X P
11111111
222222
22
1
111112121
1
1
1
1
2
2()()
()
()
2()()
T X X X X X X X X x T x X X X X X X X X t tr N P tr N P N P tr N P N P V P V tr N P N P t tr N P tr N P N P V P V σσ
------------+=
-+
（25）
式中,1
2
X X N P P =+
比较式(8)和式(25)不难发现:①尽管二者都是Helmert 严密方差分量估计解,但由于二者
基于不同的随机变量,则解一般不等价;②基于观测信息的残差二次型一般远大于基于参数平差值的残差二次型;③基于参数平差值融合的方差分量估计解容易造成式(25)的法方程矩阵的对角线元素为负,甚至造成负方差现象。【12】
关于非线性问题—非线性模型的参数估计
测量平差与数据处理所涉及到的误差模型基本上是两种:函数误差模型和随机误差统计模型。随机误差模型主要用于观测值权的估计,这方面的内容将在专门的文献中论述。对于函数误差模型,测量学上大致有两种情形: 1)结构关系模型即函数关系明确,模型误差由参数测量的不准确引起。例如,平面上三角形的
三内角和为180°,这一函数关系明确,模型误差由实际测量角误差产生。 2)相关关系模型即函数关系不明确,模型误差由函数关系、参数的数量及参数的测量误差引
起。例如,在确定GPS 水准高程时,高程异常的拟合函数的选择带有主观性,函数关系不十分明确。
对上述两类模型而言,只要二者的模型性质相同,参数的估计方法是基本一致的。在测绘领域内,人们习惯于在线性空间内研究一些问题,因此绝大多数的非线性问题都是通
过转化为线性问题来解决的,究其原因:①测量平差与数据处理中多数非线性模型的线性性较强,模型中未知参数多有充分的近似值。基于这类模型的间接数据处理方法能够基本满足过去乃至现在一些实际工作对数据处理精度的要求;②理论上尚未提供成熟而又适用的非线性测量数据处理方法。测量平差与数据处理所涉及到的数学模型大多是非线性模型,对非线性模型作线性化处理必然导致信息的损失和特征的改变[1]。随着测绘技术的进步和生产实践的发展,既有的间接数据处理方法可能成为制约测量数据精度进一步提高的主导因素。因此研究非线性模型空间内的测量平差与数据处理方法已成为当今测绘学科发展的迫切需要。
2.3.1 非线性误差模型
2.3.1.1 误差模型
上节已经提到测量学上所涉及的函数误差模型有两种情形。对于结构关系模型下的参数点计,其数学模型如下:
()i j i L f x e =+ (1,2,...;1,2,...)i n j m == (1a)
()0i E e = (1b)
()()Cov e r =∑ (1c)
式中, f 表示非线性函数关系,i L 是观测量,可能含有随机误差,小粗差及可变系统误差,考虑到粗差的随机特性及系统误差的二象性【13】,因此认为i e 是由
i L Li 引起的随机误差分量;f 对i e 没有贡献。模型(1a)~(1c)用于估计非随机参
数j x 的或然值。对于相关关系模型下的参数点估计,测量数据处理上称为回归
拟合或数字逼近。其数学模型如下:
(;)i i i j i y f x s e εθ=+++ (1,2,...;1,2,...)i n j m == (2a)
()0;()0i i E e E ε== (2b)
()()Cov e r =∑ (2c)
式中,f 是非线性映射关系;i x ,i y 是直接观测量;s 是模型误差效应,主要由f 引起;随机误差i e 主要由i y 贡献,i ε主要由i x 产生,可根据实际情况决定是否考虑其影响。模型(2a)~(2c)用于估计误差模型中未知参数j θ,s 。 2.3.1.2 随机误差模型假设
式(1c)、(2c)中()r ∑是由方差—协方差构成的线性或非线性正定对称矩阵,r 是含在()r ∑中的未知参数。当()r ∑退化为∑时,随机误差模型呈线性形式。从测量误差统计的观点来看,∑大致有如下几种情形:
(1)2I σ=∑ I 表示单位矩阵,式中子样观测值是相互独立的,且观测误差服从相同的概率分布,即等精度独立观测。
(2)201,1,(...,)n diag p p p σ=∑或1
2
222
201,2(,...,)n n k nk diag I I I σσσσ=∑
式中子样观测值是相互独立的,观测误差或组间观测误差不服从同一母体分布,即观测精度不等,组内观测精度相同。
(3)2111
1212
112
1122......
...
...
...
...n n m m m m m mn
Q Q Q Q Q Q σσσσσσ=
∑
上式表明子样观测值是相关观测值,观测精度不等。此时(1a)、(2a)中的i
e 应写成:
i i i e ξη=+ (3)
i ξ为相关部分,i η是独立的随机部分。对于i ξ,其部分延流模式为:
i u ~2(0,)N σ,p 为延流比。(1)、(2)两种情形属经典意义下的随机误差模型,(3)
属广义意义下的随机误差模型。误差假设的合理性可能通过对现有的数据进行残差分析和诊断分析作出评价。
2.3.2 相关抗差估计准则
迄今,最小二乘法在参数(包括随机参数和非随机参数)估计中使用频率最高。其目标函数为:
2,1()[()]min n
i i i RSS y f x θωθ=-=∑RSS(θ) (5)
式中i ω是大于0的权数,如果i y -,()i f x θ是相互独立的2
(0,/)i N σω,则θ∧
是θ的极
大似然估计。对于(5)式,如果①,()i f x θ是线性函数或可线性近似的非线性函数时,参数估计量(不是估计值)具有无偏性、一致性和有效性;②,()i f x θ为强非线性函数时,参数估计必须经过迭代求解,参数的估计量具有有偏性。但最小二乘法存在两个明显缺陷:
(1)ls θ的影响函数是个无界函数,崩溃点()0ls εθ=即LSE 对观测数据中哪怕是唯一的粗差十分敏感,并导致结果不可靠。
(2)观测量或参数之间存在相关关系,即出现共线性时,设计矩阵X 的列向量线性相关,T X X 奇异或接近奇异,此时LSE 的精度很不稳定。实践中:①模型误差是普遍存在的;②均值漂移模型或方差扩大模型下的粗差处理都有其局限性;③测量数据多是时序样本值。因此,为克服最小二乘法的两个缺陷,相应地找到了两种处理途径:稳健估计和有偏估计。 2.3.2.1 稳健估计
稳健估计被设计为基本假设有误差或基本数—M 估计。其核心思想是:
1
()/min n
i
Z
ρσ=∑ (6)
式中,ρ是连续的凸函数,σ是标量因子,()i Z ρ有选权迭代和P-范数最小
法两种不同的形式,对应着两种不同估计准则。针对(1)、(2)两类参数估计模型,按P-范数最小法求解较为实用。
1
1
()min n n
p i
i
i
ρυωυ
==∑∑， 12,0i p ω≤≤> (7)
取1P =即为I-范和最小准则或1L 估计准则,对方差估计和非随机未知参数估计均适用。如果给定的约束条件为线性方程,则通用的算法是单纯形法【14】;如果给出的约束条件为非线性方程,则通常采用迭代求解。结合(1)、(2)和(7)式并令1P =有
10..min ..()n
i i
i i
f s t L
i f x ωυυ∧
=
-∑ （8）
式中i ω表示观测值的权,由(1c),(2c)确定;其它参数的意义同前。理论上, 1L 估计值不唯一,且缺乏验后统计特性,而实际上只要算法适当,可保证1L 估计的唯一性及估计量的无偏性。 2.3.2.2 有偏估计
有偏估计设计为当观测值之间或模型参数之间存在相关关系时,参数的估计量仍有较高的准确度。参数估计的准确度用均方误差表示如下:
(ov )
()()()E tr C MSE Q
P
x x x x ∧
∧
∧
=
+
- (9)
适当增加偏差P ,换取方差Q 更多的减少,从而使偏差和方差的总影响减小。这里P 反映系统误差;Q —Ridge Estimation(岭估计)。其基本思想是:设有非线性模型
()L F X =+? , 2~(0,)N I σ?
依据均方误差和最小准则
2
1
{[]}()()min ()()n
T
j SMSE Var bias E X X j j x x X X ∧∧
∧∧
==+=--=∑ (10)
用迭代法求得参数的估值X 。(10)式中X ∧
为参数的有偏估计, X 为参数的真值,一般未知。实际计算时,一般认为1i X +是比i X 更接近真值的准真值。 2.3.2.3 相关抗差有偏估计
测量数据中往往是既存在样本粗差或残余样本粗差,又存在样本之间或模型参数之间的相关性。如果单以1L 范数和最小或者SMSE 和最小准则为依据估计参数,势必不能同时克服最小二乘法的两个弱点。对于线性模型,文献【15】提出相关抗差主特征根估计法,对于非线性模型,本文提出以SMSE,LAS 为非线性多目标优化极小为准则,即在(8)式的基础上加上目标条件:
()()T
SMSE E X X X X ∧
∧
=-- (11)
式中参数意义与(10)式同。由于(8)式中的约束函数不作线性化,目标函数必须通过迭代求解。
2.3.3 非线性目标函数的迭代解
在数学领域迭代算法有比较成熟的理论,提的算法较多。针对具体的测量问题,应根据非线模型(随机非线性误差模型在此不作讨论)的不特点采取相应的迭代方法并加以改造。对于测量差中的多参数关系型函数模型,由于模型中未知数多有充分的近似值,这种近似值可以是历史据,也可以是粗略的观测值,采用Gauss-Newto 迭代法效果好,收敛快。对于测量数据回归分析的少数相关关系模型,因缺乏初值的先验信息,用最速下降迭代法较为有利。不失一般性,将(8)式变化为
()()min i i F X Wf X WL ωυ==-=∑ (12)
(12)式中()F X 是函数向量,W 是权向量,L 是测值向量,最速下降法要求函数
()F ?在迭代点的负梯度方向获得最快下降,因此沿直线搜索第k + 1次迭代点
(1)k X +即:
(1)()()()k k k k X X F X τ+=-? (13)
(13)式中k ττk 为步长因子,应使它满足
()()()(())()k k k k F X F X X τ-?< (14)
于是构成自由极值函数:
()()(())min k k k F X F X τ-?= (15)
(13)、(15)式为最速下降法的基本解式。对于(12)式,()F X 在()k X 处的梯度为:
()()()()k
k
k k X X X X F X F X F X W
WB X
X
==???=
==?? (16)
将(16)式代入(15)得:
()()()()min k k k k k k F X W B Wf X W B WL ττ-??=-??-= (17)
(17)式对k τ求导并令其为零,化简得:
10k B += (18)
由(18)式可解得k τ。最速下降法的算法步骤如下:①设k = 0,首先由外部提供一初值;②生成方向,确定向量 ()()k F X ?作为当前这一步的方向;③直线搜索,确定正比例步长因子k τ;④判断是否满足迭代终止目标,如果满足,则将(1)k X +作为(12)式的解,否则将k 加1回到②步,继续迭代。算法的特点如下:①对初值的依赖性较弱;②不需要任何高于一阶的偏导数,无需矩阵求逆;③参数值直接代入非线性模型求解。【16~17】
3．结束语
大地测量函数模型与随机模型是大地测量数据处理必须要涉及的模型。经过众多学者不懈努力，中国学者根据大地测量应用实际，构建和改进了许多函数模型，如广义测量平差模型、等价观测方程、非线性平差模型等；在方差分
量估计和误差检验方面做了大量创新性工作，如基于Bayes估计的方差分量估计、拟准误差检验等，丰富了测量平差理论与方法。本文只是重点介绍其中几个中国学者在大地测量数据处理函数模型、随机模型和误差检验方面所取得的成就。当然，以上只是众多学者研究成果中的很少一部分，还有很多学者的重要成果未被介绍. 但可以肯定的说，中国学者在大地测量数据处理这方面的研究取得了令人瞩目的成就。由于大地测量技术的发展,观测种类越来越多,观测模型越来越复杂,测量平差与数据处理的理论和方法必将得到进一步的发展,在各种新技术中的应用将越来越重要。
参考文献
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全国2012年4月高等教育自学考试 创新思维理论与方法试题课程代码:03298 一、单项选择题（本大题共15分小题，每小题2分，共30分） 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1.复合命题的组成部分是（） A.联言命题和选言命题 B.假言命题和负命题 C.逻辑联结词和简单命题 D.直言命题和联言命题 2.依据知识分类的标准可将创新思维方法分为（） A.立体思维方法和平面思维方法 B.纵向思维方法和水平思维方法 C.顺向思维方法和逆向思维方法 D.一般方法、特殊方法和专门方法 3.爱因斯坦的相对论对牛顿物理学的超越是一种（） A.意志超越 B.自身超越 C.逻辑超越 D.前提超越 4.形成假说的常规步骤中，第一个步骤是（） A.设定初步假说 B.认定问题 C.运用推理 D.搜集事实 5.“逻辑思维方法”与“超逻辑思维方法”这两个概念外延间的关系是（） A.全同关系 B.真包含于关系 C.交叉关系 D.全异关系 6.“哈桑借据”的故事体现的是一种（） A.实践能力 B.思辨能力 C.学习能力 D.想象能力 7.“头脑风暴法”的创始人是（） A.戈登 B.吉尔福特 C.奥斯本 D.帕尼斯 8.没有固定的答案且答案数量一般是无限的问题是（） A.开放性问题 B.封闭性问题 C.认知性问题 D.评价性问题 9.以抽象主题寻求卓越设想为特征的头脑风暴法变式是（） A.戈登法 B.七乘七法 C.逆头脑风暴法 D.特性列举法 10.人们利用头脑中的具体形象来解决问题的思维是（） A.收敛性思维 B.形象性思维 C.集中性思维 D.抽象性思维 11.下列属于发散性思维方法的是（） A.删繁就简法 B.提问法 C.集中法 D.相关联想法 12.归纳方法和类比方法类似于心理学中的（） A.想象思维 B.直觉思维 C.发散性思维 D.收敛性思维 13.人们对鲁迅的作品和金庸的作品有完全不同的看法。这属于（） A.价值问题 B.识记问题 C.科学问题 D.语言问题 14.想象是直觉和灵感产生的（） A.生理条件 B.心理条件 C.客观条件 D.物理条件 15.“智商临界说”认为，在一定的智商等级中，一个人的智商和他的创新能力的关系是（）
1.（）是将某种科学技术原理转用到新的研究领域。 (单选 ) A原理移植 B结构移植 C方法移植 D材料移植 2.（）是围绕创造发明的对象，利用扩散式思维来诱发出各种各样的创造性的设想的发明方法。 (单选 ) A扩散式发明方法 B收敛式发明方法 C综合式发明方法 D演绎式发明方法 3.（）人兹维基运用了他称之为“形态分析”的思考方法，坐在研究室里获得了技术间谍都难以弄到的技术情报。 (单选 ) A日本 B美国 C中国 D英国 4.（）是指为了抵消一个物体或者系统的重量，将它与提供浮力的物体合并在一起，或者使它与环境发生相互作用。 (单选 ) A组合原理 B多用性原理 C嵌套原理 D重量补偿原理
5.收敛式发明方法包括（）。 (多选 ) A检验表法 B目标词法 C形态学分析法 D设问列举法 6.我国的技术追赶经常遭遇的陷阱有（）。 (多选 ) A能力型追赶陷阱 B模仿型追赶陷阱 C引用型追赶陷阱 D投资型追赶陷阱 7.应用空间分离原理解决物理矛盾的步骤是（）。 (多选 ) A定义物理矛盾 B对在什么空间上需要满足什么要求进行确定 C对以上两个空间段是否交叉进行判断 D如果两个空间段不交叉，可以应用空间分离，否则不可以应用空间分离 8.所谓扩散式思维，就是对从各种情报信息中所获得的各种创造性设想进行分析整理，最后再根据价值观进行判断、评价、筛选的思维方法。 (判断 ) 正确错误 9.在没有达到清晰的执行计划之前，可以结束头脑风暴会议。 (判断 ) 正确错误 10.反馈原理是指运用一个中介载体物或者中介过程。为了更容易移动，临时将一个物体跟另一个物体连接。 (判断 ) 正确错误
1. 九屏幕法是系统思维的方法之一，由TRIZ理论的奠基人（a ）发明家阿利赫舒尔提出。 (单选 ) A前苏联 B美国 C英国 D德国 2. 以下哪个案例属于使用分割原理（ c）。 (单选 ) A我们需要的是照明而不是照明设备 B我们需要的不是真空吸尘器而是它的清洁能力 C磨砂新技术 D电动割草机在小规模的草地上可以很好地工作 3. 改变工作条件，使物体不需要被升高或降低是（c ）的具体措施。 (单选 ) A事先防范原理 B反向作用原理 C等势原理 D曲面化原理 4. 物体的固体零部件用气动或液压零部件代替，将气体或液体用于膨胀或减振是（c ）的具体措施。 (单选 ) A廉价替代品原理 B机械系统替代原理 C气压和液压结构原理 D柔性壳体或薄膜原理 5. 技术系统的理想状态的内容包括（abd ）。 (多选 ) A系统的主要目的是提供一定功能 B任何系统都是朝着理想化方向发展的 C系统的功能都是有用的 D理想化意味着系统或子系统中现有资源的最优利用 6. 减少人工介入的一般路径（bcd ）。 (多选 )
A增加系统参数差异 B包含人工动作的系统 C替代人工但仍保留人工动作的方法 D用机器动作完全代替人工 7. 技术系统的物—场模型中，化学场包括（abcd ）。 (多选 ) A氧化 B还原 C气味场 D酸碱介质 8. 熊比特指出，企业家的工作就是创造性破坏。 (判断正确 ) 正确错误 9. 六顶思考帽方法中，蓝色思考帽在开始和结束时都必须使用。 (判断正确) 正确错误 10. 为了适应技术进步的趋势，2003年新提出的新矛盾矩阵将工程参数由39个增加至48个。 (判断 )正确 正确错误 11. 技术系统问题的“结果属性”比较明显，适用于物质—场分析法。 (判断正确) 正确错误 12. 收敛式发明方法包括（检验表法）和（形态学）分析法。 (填空 ) 13. 冲突的元素包括（一个工件）和（一个工具）。 (填空 ) 14. 经过（2500000）份全世界高水平发明专利的研究TRIZ将高难度的问题和所要实现的功能进行了归纳总结。 (填空 ) 15. 头脑风暴法定实施步骤包括哪些？ (简答 ) 答：（1）准备阶段：提出问题；组建小组、通知会议内容时间、地点。（2）热身活动：为使会议活跃，会前可左一些智力游戏、讲幽默小故事、作简单的发散思维练习等活动。（3）正式开会：开门见山，明确问题，简单明了。（4）自由畅谈：依照上述原则和规则开展自由讨论。（5）会后收集：整理设想、提案。（6）未达目的，返回重复上述过程。（7）最后评价：选出最佳设想、方案。 1. 九屏幕法是系统思维的方法之一，由TRIZ理论的奠基人（ a）发明家阿利赫舒尔提出。 (单选 ) A前苏联 B美国
我国大地测量技术的新进展 摘要：我国是一个幅员辽阔的国家，其面积占据了亚洲的大部分地区，因此对 于土地的测量成为了一个必不可少的工作。其不仅能够为农业，工业的发展提供 便利，更能够让我国的战略部署得到参考，因此如何进行有效的大地测量是非常 重要的。本文就是针对了我国现有的大地测量技术进行探讨，从而得出，我国的 大地测量工作在那些地方可以开发全新的技术。 关键词：大地测量；数据处理；技术应用 随着科技的发展，当今的世界已经走向了信息化，数字化的时代，对于大地 的测量，也开启了科技化的时代。曾经的人工丈量已经完全不适用于当今的社会，而且人工测量存在着非常大的误差，因此科技测量，是当前最为主要的手段。不 得不说，在大地测量的新技术研发方面，我国是遥遥领先的。其主要原因为我国 幅员辽阔，比大部分国家都需要进行大地测量。 1当今大地测量学的特征 1.1多维度大地测量的建立和发展应用 在古代，大地测量主要是采取人工手工丈量的方式，这种丈量是二维的，只 能从单纯的长宽来进行大地测量。但是随着时代的发展，光学仪器为代表的测量 方式诞生，其测量方式就变成了三维的，能够通过长，宽，高，来进行测量，这 种测量相对准确，但是耗时太多，对人力的需求较大，依旧是一种难以大范围应 用的方式。但是先进，空间大地测量技术开启，在测量的时候，能够将所需要测 量的地点置于绝对的地球质心的三维绝对位置，这不仅提高了测量的精准度，也 让测量的速度大大增加，对于人力的需求逐渐减少。 1.2完成了动态测量的构建，不局限于静态的数据。 传统的大地测量，只能得出一个静态的数据，这个数据只能代表测量时一瞬 间的大地状态，而且能够参考的时间也较少，一些数据难以应用。就导致了原本 的大地测量技术存在着严重的缺陷，只能应用于一些不需要实时变更的计划中。 但是现今的大地测量技术，实现了对地球整体动态的检测，能够实时反映地球的 数据，这就让大地测量变得生动，其数据也从单纯的数据图表，变成了一个不断 变化的数据库，在任何的计划和应用中，都能起到实际作用，而不仅仅是单纯的 参考作用。这就是动态测量构建的具体意义。 1.3从相对到绝对，从局面到全面，大地测量不仅局限于单纯的相对指标，而是发展成为绝对指标的代名词。 在曾经，大地的测量因为科技的不够全面，导致了其测量的维度是有限的， 只能在一定的范围内得出可以相对参考的数据，这些数据通常用处不大，只能起 到一定的参考和指示的作用。因此，可以说，在曾经的时代，是不具备一个完善 的大地测量技术的。但是随着空间大地测量技术的开启，对于大地的测量就是多 维度的，是全面的，也是绝对嘚能够在空间之中，对地球的位置进行监控，从而 了解地球的多数指标，对于地球是一种全面的监控。尤其是在地球运行的演示中，空间大地测量技术，能够更好的还原出地球的本貌，让数据更加的生动形象。 2大地测量数据的融合作用 2.1参数选择的原因 在曾经的大地测量中，由于测量数据过于死板，就导致一些都要依靠参数的 建立。这些参数的建立还存在着数据的不够全面，而且其变化规律也不够直观明显。因此，在建立参数图表的同时，科研人员存在着一定得片面性，导致所建立
创新的“六种基本方法” 一、脑力激荡法 脑力激荡就是利用集体思维的方式,使思想相互激荡,发生连锁反应,以引导出创新思维的方法。脑力激荡会议,通常以18人以下组成为宜。在班级中,可以小组方式或分组实施,也可以全班参加,有时也邀请对这一问题有研究的人士参加;或邀请一些新人来,以转变班级的气氛,使讨论的方式不会呆板。 在教室中使用脑力激荡的步骤如下: 1、选择说明问题 选择的问题范围要狭小,且能具有分歧性的答案。例如“怎样使班上保持整洁？”或“替辅导室的信箱取一个名字”等问题,以一般小朋友所熟悉,且较简单,又可随便谈论的问题最恰当。 问题选妥后,老师应对这个问题加以说明,例如“信箱的名字”,希望愈新奇活泼愈好,让大家都喜欢。 2、说明必须遵守的规则 (1)不要批评别人的意见。 (2)观点、意见越多越好。 (3)自由思考,应用想像力,容许异想天开的意见。 (4)能够将别人的许多观点,加以组合成改进的意见。 3、组织并激发团体的气氛 班级人数一般比较多,使用脑力激荡术比较困难。因此,用分组的方式,并由学生推选一位主持人,教师进而激发她们讨论的气氛,也就就是造成一个自由、愉快而又愿意表达的情境。 4、主持讨论会议 各小组分开讨论,教师可提供下列问题,供脑力激荡时采用: (1)其她用途 它有哪些其她用途？ 将它改良后有何其她用途？ (2)改变 它像什么？ 它提供哪些启示？ (3)修改 如何将它扭曲成新的形状？ 如何改变它的颜色、大小、形状、声音、气味？ (4)扩大 能增加些什么而使它改变？ (5)缩小
能不能使它变小、变短、变轻、变低？ 能不能使它分割或删去某一部分？ (6)代替 能不能将它改作其它用途？ 能不能用其她材料代替？ (7)重组 能不能将各部分交换？ 能不能改变程序或重组因果关系？ (8)反转 能不能将它反转？ 能不能扮演相反的角色？ (9)联合 能不能将各部分联合？ 能不能将目标合并？ (10)变形 能不能改变其形式？ 能不能将它烧灼、钻洞、涂漆？ 5、记录大家所提出的意见或观点 每一小组应推选一位或二位记录,将小组成员的意见记录下来。 6、共同定标准并评估,以选取最好的意见 脑力激荡术的使用,特别强调转缓判断及批评,以克服对于创造力的阻碍。这种技巧重在鼓励学生产生许多构想,包括荒诞与愚蠢的想法。希望这些构想能够引导学生想出具有创造力的构想,但最后仍须依据问题的目标定下评估的标准,以选取好意见采用。 以下举一实例说明此种方式: 讨论的问题:母亲节买什么礼物送给妈妈？ 当问题提出后,尽量鼓励学生发表意见,教师将学生的意见条列在黑板上, 例如学生提出的构想有:化妆品、自制卡片、购买卡片、鞋子、洋娃娃等礼物。教师询问母亲节送礼物给妈妈需要考虑哪些事,师生可共同提出一些评估的标准,然后依标准,按照①暂时保留;②修改;③放弃;④决定采用等评估的结果来选取适当的构想。 二、属性列举法 属性列举法就就是列举所研究问题或物品的各种属性,然后提出各种改进属性的办法,使该物品产生新的用途。 1、特性列举法 依物品的构造及其性能,按名词(物质、材料、制法……)、形容词(形状、颜色……)、动词(技能、相关动作……)特性列出,然后检讨每一特性可改良处。
一单选 A 4. 阿利赫舒列尔提出的ARIZ-85中，（ B ）的目的是将简单问题通过物理矛盾事实上的克服得到解决。(单选) A步骤5 B步骤6 C步骤7 D步骤8 A5.. 阿利赫舒列尔提出的ARIZ-85共有（C）个关键步骤。(单选) A5 B7 C9 D11 A 6.. 阿利赫舒列尔提出的ARIZ-85中，（C）的主要目标是检查解决方案的质量。(单选) A步骤5 B步骤6 C步骤7 D步骤8 A4. 阿利赫舒列尔提出的ARIZ-85中，（D）的目的就是将由你所发现的解决方案除去面纱，获得资源的最大化应用。(单选) A步骤5 B步骤6 C步骤7 D步骤8 C1. （B ）创新模式是需求拉动式模式。(单选) A第一代B第二代C第三代D第四代 C3. 从连续作用过渡到周期性作用是（A ）的具体措施。(单选) A周期性作用原理B有效作用的连续性原理C减少有害作用的时间原理D变害为利原理 D 3. （A ）的最大的优点是可用于未来技术的可行性分析。(单选) A形态分析法B德尔菲法C试错法D检验表法 D 2.（A ）的最大的优点是可用于未来技术的可行性分析。(单选) A形态分析法B德尔菲法C试错法D检验表法 D1，（D）的《人口论》从反面说明了创新的重要性。(单选) A费尔巴哈B马克思C奥格本D马尔萨斯 D 1, （B ）时期，创新进一步集中于能源、交通、钢铁、化工等新的大型制造领域。 A工业革命B电气和石化产业革命C十月革命D二战 D1，（A）的最大的优点是可用于未来技术的可行性分析。(单选) A形态分析法B德尔菲法C试错法D检验表 D1，（D）的《人口论》从反面说明了创新的重要性。(单选) A费尔巴哈B马克思C奥格本D马尔萨斯 D2. （B ）的特点是通过对描述系统物—场模型的较大改变来改善系统。(单选) A第一类标准解B第二类标准解C第三类标准解D第四类标准解 F1，（B ）是试错法的第二步。(单选) A猜测或尝试B反驳或排除C在错误中学习D直接得到正确结论 G4. 根据表8.2显示，不改变或仅少量改变已有系统有（A ）种标准解。(单选) A13 B23 C6 D17 G4. 根据表8.2显示，简化与改善策略有（D ）种标准解。(单选) A13 B23 C6 D17 H2. 和田十二法是（C）创造学研究者进行创造力开发工作的实践中总结出来的创造技法。(单选) A日本B美国C中国D英国 H2. （A ）可以说是运用TRIZ最为成功的国家。( A韩国B美国C中国D英国 J 1. 焦点对象法起源于（A）的思考艺术，由哲学家康采（F．Kunze）完成了格式化。(单选) A古希腊B美国C德国D英国 J 3. 技术创新最早的概念是由美籍奥地利经济学家（D）于1912年在其著作《经济发展理论》一书中首先提出的。(单选) A斯密B马歇尔C瓦尔拉斯D熊彼特 J 4. 将一个物体放在第二个物体中，将第二个物体放在第三个物体中，以此类推是（A ）的具体措施。(单选) A嵌套原理B重量补偿原理C预先作用原理D预先反作用原理 K3. 一个完整系统中，（D ）协调系统内部、技术系统与外部的相互作用。(单选)
(自考)创新思维理论与方法整理资料
创新思维与理论整理资料 这是我考这门的时候自己整理的，希望帮助到大家。 经验分享： 1、选择题和填空题占了将近一半的分值，如果将这些题做对90%，及格是没问题的。 2、简答题一定要背，虽然只有三题，简答题只要背要点就行了，不用详述它。 3、根据本人经验，论述题和案例题不要花太多时间去背它，历年考试的试卷上的论述和案例只要看一遍，背个要点，其他需要结合案例加以论述的到时候考场上临时发挥吧，把你觉得这题目相关的话统统写上去，个人感觉写的多好一点，呵呵。 4、书要多看几遍，特别注意书上一些小字，和名人的话，还有书上的一些举例容易考到选择和填空。 5、切记，考前一天把选择和填空，简答题过一遍，论述案例临场发挥，只要要点写对，就能拿分，然后再自由发挥一些，总能再拿几分的。 单选 1、一切描述人类的价值、情感、宗教、历史等思想观念性的知识都属于人文科学。 2、从一般性前提获得个别性结论的推理方法是演绎推理。 3、人们对鲁迅的作品和金庸的作品有不同的看法，这属于
价值问题。 4、直觉是一种自明性能力。 5、在中世纪提出思维的简约经济原则的人是奥卡姆。 6、要素整合法体现了思维原理中的整体性原理。P144 7、相关联想法属于发散性思维方法。P249 8、精炼你对境况和问题的表达属于问题解决的准备阶段。P104 9、最适用于“头脑风暴法”的领域是商业生产领域。P315 11、传统的智商测试只测试人的分析性智能。P343 12、人们根据已知信息，沿着不同的方向思考，产生出大量新思想的思维方式是发散性思维。P16 13、自然语言的三种基本功能是：情景表达、信息交际、行 动指示；还有一些其他功能：如信息储藏功能、礼仪功能和美学功能等。科学研究不属于自然语言。P65 14、在所有的创新测试方法中，最为流行的是吉尔福特测试 法。P345 15、在一个假言命题中，没有前件，就一定没有后件，有前 件不一定有后件的逻辑关系是必要条件。P171 16、人们运用概念、判断或推理来解决问题的思维是抽象性 思维。P15 17、激发想象力是属于问题解决的观念阶段。P111 18、根据思维封闭或开放的标准可以将思维分为收敛性思维 和发散性思维。P15 19、属于创新思维的超逻辑方法是：直觉方法、灵感方法、
第一章思维与创新思维 思维：人脑的机能，是人类认知的高级阶段，是人的大脑对客观世界的的间接和概括的能动反映。 思维定义的三方面：①思维是人脑的技能②思维是人类认知的高级阶段③思维是人脑对客观世界的能动反应 作为具有能动性的思维：思维是人在提出问题、解决问题过程中的内在心理活动；思维是促成人的行动的决定因素；思维的主要特征是间接性和概括性。 思维的本质特征：间接性、概括性和内隐性 思维的功能特征：逻辑性、批判性和创新性 思维功能特征之间的关系：思维的逻辑性是基础功能，批判性是触发功能，创新性是超越功能。思维的逻辑性支持思维过程测进行。思维的批评性促成思维的发散和跳出常规。思维的创造性使我们超出常规、实现超越。 思维的分类：①形象性思维和抽象性思维②收敛性思维和发展性思维③常规性思维和创新性思维④直觉性思维和逻辑性思维 思维的历史发展线索：经历了古代思维、中世纪思维、近代思维和现代思维四个历史时期。从一般性思维到创新思维：20世纪60年代认知心理学的兴起，引发了对创造的认知基础的研究? 20世纪60年代后，创造性思维的研究成果首先应用于美国工商界?20世纪70年代后，出现了创新技巧、创新能力测量，推动了美国创造性思维教育 中国思维研究：20世纪80年代，我国学者开始关注思维，并力图建立一门跨学科的思维科学?20世纪90年代，创造性思维首先受到工商界的重视，同时，为了适应对国民和学生进行素质教育的形势，创新思维的研究和教育也受到了教育界的极大关注。 创新：创新是对既往的超越，是人类独创力、扩张力和智慧力的一种表现形式 创新的表现方式：①新产品和新服务②老产品的新用途③新的研究方法④新观念和新理论⑤纯粹的思想结晶 创新定义的四个方面：①创新是一种超越②创新是一种独创力③创新是一种扩张力④创新是一种智慧力 创新的特征：智能性、社会性、团队性 创新智能特征的2个方面：①创新是人类智能活动的产物②创新的智能性扩展了我们对创新的认知范围，让我们领悟到还可能有更为广阔的创新天地 创新社会性的三个方面：①创新是社会需求的结果，社会需求推动着创新②创新产生于人类交往活动③创新具有竞争性 创新的种类：（1）按领域分类：①科技创新②社会创新③人文创新（2）按主体分类：①个体创新②团队创新 创新思维：是一种超越性智慧，它表现为思维的跳跃，它是在人的思考中实现超越。 创新思维含义的两个方面：①创新思维寻求思维的跳跃②创新思维是一种能动思维模式的选择 创新思维的本质：创新思维的超越是无止境的，创新思维中的异质增加过程也是无止境的。人类就是在这样无止境的思维过程中不断丰富自身，完善自身。 创新思维的自身超越：创新思维首先是对自身障碍的超越，超越我们的心理障碍，超越于我们既定的思维模式。 ①超越思维的惯性②超越思维的惰性③意志的超越 创新思维的境界超越：创新思维需要对思维对象、思维对象条件有所超越。①前提超越②逻辑超越③关系超越
技术创新的理论与方法试题及答案 一单选 635法是（D）人荷力针对本国人惯于沉思的性格特点，对奥斯本的B S法进行改良而引入的一种方法。(单选) A前苏联B美国C英国D德国 4. A RIZ-85的整套理论是（A）提出的。(单选) A阿利赫舒列尔B 马歇尔C瓦尔拉斯D熊彼特 A4. 阿利赫舒列尔提出的A RIZ-85中，（B）的目的是将简单问题通过物理矛盾事实上的克服得到解决。(单选) A步骤5 B步骤6 C 步骤7 D步骤8 A5.. 阿利赫舒列尔提出的A RIZ-85共有（C）个关键步骤。(单选) A5 B7 C9 D11 A 6.. 阿利赫舒列尔提出的A RIZ-85中，（C）的主要目标是检查解决方案的质量。(单选) A步骤5 B步骤6 C步骤7 D步骤8 A4. 阿利赫舒列尔提出的A RIZ-85中，（D）的目的就是将由你所发现的解决方案除去面纱，获得资源的最大化应用。(单选) A步骤5 B步骤6 C步骤7 D步骤8
1.阿利赫舒列尔提出的A RIZ-85中，（A）的主要目的是促进一个状态含糊的问题转化为一个可准确描述的极其单一化的模型。(单选) A步骤1 4. 阿利赫舒列尔提出的A RIZ-85中，（D）的主要目的是确定了可 免费使用的可利用资隙。 (单选) A步骤1 B步骤2 C步骤3 D步骤4 4. 阿利赫舒列尔提出的A RIZ-85中，（步骤3）的主要目的是获得 最终理想解IFR的未来图像。 C1.（B）创新模式是需求拉动式模式。(单选)A第一代B第二代C第三代D第四代 C3. 从连续作用过渡到周期性作用是（A）的具体措施。(单选) A 周期性作用原理B有效作用的连续性原理C减少有害作用的时间原理D变害为利原理 D1，（D）的《人口论》从反面说明了创新的重要性。(单选) A费尔巴哈B马克思C奥格本D马尔萨斯 D1，（A）的最大的优点是可用于未来技术的可行性分析。(单选) A形态分析法B德尔菲法C试错法D检验表 D2. （B）的特点是通过对描述系统物—场模型的较大改变来改善系统。(单选) A第一类标准解B第二类标准解C第三类标准解D第四类标准
继续教育 技术创新的理论与方法（TRIZ方法入门）作业1 1. （）是指当一个系统自身发展到极限时，它向着变成一个超系统的子系统方向进化，通过这种进化，原系统升级到一种更高水平。(单选) A子系统的不均衡进化法则 B向超系统进化法则 C向微观级和场的应用进化法则 D增加集成度再简化法则 2. （）是指将相同或者相类似的物体放到一起（或者合并）；聚集相同或者相类似的部分去实现相似的操作。(单选) A组合原理 B多用性原理 C嵌套原理 D重量补偿原理 3. （）是指将一个物体放在另一个里面；轮流将每一个物体放到另一个里面。(单选) A组合原理 B多用性原理 C嵌套原理 D重量补偿原理 4. （）是指改变操作条件以达到消除对一个潜在领域工作的需要。(单选) A预先作用原理 B预先反作用原理
C事先防范原理 D等势原理 5. TRIZ的自由化发展虽然说明它的生命力，也证明了其不成熟的一面。其具体表现为（）。(多选) A很多TRIZ工具没有集成为一个整体系统 B如何选择TRIZ特定工具来解决特定问题，TRIZ并没有给出清晰的建议 CTRIZ工具不支持创新问题解决的某些阶段 D各种方法和工具之间存在大量重叠交叉现象 6. 据有关学者统计，可用于非技术领域的TRIZ工具集有（）。(多选) A创新原理 B矛盾分析 C物质场模型 D理想度 7. 每个技术系统的进化，都要经历的阶段有（）。(多选) A婴儿期 B成长期 C成熟期 D衰退期 8. 技术发明的准备阶段是针对发明目标，构想解决方案的阶段。(判断) 正确错误 9. 当一个系统自身发展到极限时，它向着变成一个超系统的子系统方向进化，通过这种进化，原系统升级到一种更高水平。(判断)
1.（）是对在构思阶段形成的实现发明目标的设想和方案进行验证的阶段。 (单选 ) A准备阶段 B构思阶段 C物化阶段 D感知阶段 2.（）是指技术系统的能量从能源装置到执行装置传递，效率向逐渐提高的方向进化。 (单选 ) A提高理想度法则 B完备性法则 C能量传递法则 D协调性进化法则 3.实现降低温度的功能，其功能代码是（）。 (单选 ) AF1 BF2 CF3 DF4 4.实现分解混合物的功能，其功能代码是（）。 (单选 ) AF5 BF6 CF7 DF10 5.利赫舒列尔将矛盾分为（）。 (多选 )
A管理矛盾 B技术矛盾 C化学矛盾 D物理矛盾 6.应用空间分离原理解决物理矛盾的步骤是（）。 (多选 ) A定义物理矛盾 B对在什么空间上需要满足什么要求进行确定 C对以上两个空间段是否交叉进行判断 D如果两个空间段不交叉，可以应用空间分离，否则不可以应用空间分离 7.与基于条件的分离相关的发明原理包括（）。 (多选 ) A逆向思维 B曲面化 C变害为利 D反馈 8.技术发明的构思阶段是技术发明的目标提出阶段。 (判断 ) 正确错误 9.技术发明的准备阶段是针对发明目标，构想解决方案的阶段。 (判断 ) 正确错误 10.用旋转运动代替直线运动，采用离心力是曲面化原理的具体措施。 (判断 ) 正确错误 11.物—场分析时，物一场模型的6个一般解法，如果能够结合在一起应用，可以更有效地解决问题。 (判断 )
正确错误 12.TRIZ 题。 (填空 ) 13.近年来，TRIZ 着一定的关系。 (填空 ) 14. (填空 ) 15.技术系统的理想状态包括哪三个方面的内容？ (简答 )
《技术创新的理论与方法》 考试时间：120分钟 考试总分：100分 遵守考场纪律，维护知识尊严，杜绝违纪行为，确保考试结果公正。 1、（）是指当一个系统自身发展到极限时，它向着变成一个超系统的子系统方向进化，通过这种进化，原系统升级到一种更高水平。（ ） A.子系统的不均衡进化法则 B.向超系统进化法则 C.向微观级和场的应用进化法则 D.增加集成度再简化法则 2、（）是指将相同或者相类似的物体放到一起（或者合并）；聚集相同或者相类似的部分去实现相似的操作。（ ） A.组合原理 B.多用性原理 C.嵌套原理 D.重量补偿原理 3、（）是指将一个物体放在另一个里面；轮流将每一个物体放到另一个里面。（ ） A.组合原理 B.多用性原理 C.嵌套原理 D.重量补偿原理 4、（）是指改变操作条件以达到消除对一个潜在领域工作的需要。（ ） A.预先作用原理 B.预先反作用原理 C.事先防范原理 D.等势原理 姓名：________________ 班级：________________ 学号：________________ --------------------密----------------------------------封 ----------------------------------------------线---------------------- ---
5、TRIZ的自由化发展虽然说明它的生命力，也证明了其不成熟的一面。其具体表现为（）。（） A.很多TRIZ工具没有集成为一个整体系统 B.如何选择TRIZ特定工具来解决特定问题，TRIZ并没有给出清晰的建议 C.TRIZ工具不支持创新问题解决的某些阶段 D.各种方法和工具之间存在大量重叠交叉现象 6、据有关学者统计，可用于非技术领域的TRIZ工具集有（）。（） A.创新原理 B.矛盾分析 C.物质场模型 D.理想度 7、每个技术系统的进化，都要经历的阶段有（）。（） A.婴儿期 B.成长期 C.成熟期 D.衰退期 8、从TRIZ理论定义上来说，一个技术系统应包括三个部分，两种物质和一个场。（） 9、物质—场分析与标准解，作为一类TRIZ解题方法，就解决实际问题而言，更具有广泛性。（） 10、（）是将某种材料移植新的应用领域之中。（）
A .抽象性思维 B .形象性思维 C .收敛性思维 D .发散性思维 A .差异法 B .共变法 C .剩余法 D .契合法 12.引起类比推理和归纳推理产生差异的主要原因是（ ）C P213 A .推理过程的不同 B .推理方法的不同 C .有效信息量的多少 D .推理的前提不同 13.从思维主体的动机角度来分析，产生灵感的最有说服力的原因是（ A .社会需要的原因 B .高峰体验的追求 C .生理结构的原因 B P290 D ?文化累进的原因 14.在创新思维的超逻辑思维方式中，超逻辑思维的基础是（ A .想象 B .直觉 C .灵感 D .认知 ）A P299 15. 头脑风暴法的创始人是（ ）B P301 A .怀特海 B .奥斯本 C .川喜田二朗 D .克劳福德 16. 人类思维的典型和主要形式是（ ）B P15 A .形象性思维 B .抽象性思维 C .创新性思维 D .发散性思维 17. 西方中世纪思想的集大成者 和杰出代表是（ ）A P8 A .阿奎那 B .奥卡姆 C .亚里士多德 D .安瑟林 创新思维理论与方法练习题 、单项选择题 1.人类区别于其他动物的本质属性（ ）A A .思维 B .语言 C .智力 3.最先把人的心理意识作为实验对象进行研究的是（ A .哲学家 B .心理学家 C .社会学家 A .收敛性思维 B. 发散性思维 C. 创新性思维 D. 逻辑性思维 10. 著名的蝴蝶效应所依据的创新思维原理是（ ）C A .超越性原理 B .整体性原理 C .微量效应原理 D .对应原理 11. 如果仅有一个先行情况在被研究现象出现的若干场合中都出现，那么这一先行情况就是被研究对象 产生的必要条件，也就是被研究现象产生的原因。这种方法属于穆勒五法中的 2.思维总是按照一定的形式、方法和规则而进行， A .批判性 B .创新性 C .逻辑性 具有合理性。这种功能是指思维的（ D .概括性 ）C P4 4.人们运用概念、判断或推理以解决问题的思维方式称为（ A .形象性思维 B .创新性思维 C .发散性思维 ） D P15 D .抽象性思维 5．人们根据已知的信息， 沿着不同的方向思考，产生大量、独特新思想的思维方式称为（ ）B P16 6 .人们在面临新的问题、 7. 8. 9. 新的事物和现象时， 能迅速理解或顿悟并作出判断的思维活动称为 A .直觉性思维 B .逻辑性思维 C .创新性思维 D .常规性思维 创新的主要特征不包括（ ）A P23 A .创新的内隐性 B .创新的社会性 C .创新的团队性 D .创新的智能性 在创新的类型中，有一种创新能够延伸我们人体器官的功能，用超越人体功能的新工具和新手段来为 人类服务。这种创新被称为（ ) C P25 A .人文创新 B .社会创新 C .科技创新 D . 理论创新 ）A P17 下列选项中不属于境界超越的是（ A .前提超越 B .逻辑超越 ） D P35 C .关系超越 D .自我超越 P1 D ?使用工具 ） B P13 D .物理学家 P143 )D P203
创新思维理论与方法 1章 一、思维：是人脑的机能，是人类认识的高级阶段，是人的大脑对客观世界的间接和概括的能动反映。 二、思维的本质特征：思维的间接性、思维的概括性、思维的内隐性 三、思维的功能特征：思维的逻辑性、思维的批判性、思维的创新性 四、思维定义的三个方面：1、思维是人脑的机能；2、思维是人类认知的高级阶段；3、思维是人脑对客观世界的能动反映。 五、思维的历史发展：古代思维、中世纪思维、近代思维、现代思维 六、思维的类型：1、根据思维的内容和解决问题的方式可以分形象性思维和抽象性思维； 2、根据思维封闭或开放的标准可以把思维分为收敛性思维和发散性思维。 3、根据思维是否具有创新性可以将思维分为常规性思维和创新性思维。 4、根据思维过程是否具有逻辑性可以将思维分为直觉性思维和逻辑性思维。 七、创新的表现方式：1、新产品和新服务；2、老产品的新用途；3、新的研究方法；4、新观念和新理论；5、纯粹的思维结晶 八、创新：对既往的超越，是人类独创力、扩张力和智慧力的一种表现形式。 九、创新的界定包含着四点含义：1、创新是一种超越；2、创新是一种独创力；3、创新是一种扩张力；4、创新是一种智慧力 十、创新的主要特征：创新具有智能性、社会性和团队性 十一、创新的社会的三个方面：1、创新是社会需求的结果，社会需求推动着创新； 2、创新产生于人类交往活动； 3、创新具有竞争性 十二、创新的类型：1、按照领域分类：科技创新、社会创新和人文创新 2、按照主体的分类：个体创新和团队创新 十三、创新思维：思维的跳跃，它是在人的思考中实现超越。 十四、创新思维包含的两个方面：1、创新思维寻求思维的跳跃；2、创新思维是一种能动思维模式的选择。 十五、创新思维的自身超越：1、超越思维的惯性；2、超越思维的惰性；3、意志的超越 十六、创新思维的境界超越：1、前提超越；2、逻辑超越；3、关系超越 2章 一、人具有潜在创新能力的社会依据：1、创新本质上是社会需要的产物；2、创新是个人回应社会挑战的需要；3、人人都有无限的创新空间 二、个体创新的生理基础：1、人从整体上就是生物创新的产物；2、人脑的认知功能具有创新潜能 三、人人都有潜在的创新能力： 1、人具有潜在创新能力的社会依据； 2、个体创新的生理基础； 3、创新是人类进化的特殊能力 四、创新人才具有基本品德：1、强烈的好奇心和惊奇感；2、标新立异的胆魄；3、坚强的意志力；4、勤奋而专注地工作；5、独立和自信 五、创新思维的核心技能：1、增长知识和见识的能力；2、适应、利用和改造环境的能力；培育直觉敏感、发挥大胆想象和捕获思维灵感的能力。 六、知识的一般定义：知识是人类在自己的实践活动中积累起来的精神文化财富和认识成果。 七、知识的常规分类：自然科学知识、社会科学知识和人文科学知识
大地测量中GPS技术的有效运用 发表时间：2019-07-02T15:06:28.950Z 来源：《防护工程》2019年第2期作者：李中宏 [导读] 本文主要对大地测量中的GPS技术进行重点研究，探讨GPS技术应用。 烟台市盛瑞房地产测绘有限公司山东 265600 摘要:在空间地理科学中，大地测量占据一定的学科地位，不仅可以准确描述物体的空间信息，而且涉及多项测量类的内容知识，如：GPS技术是大地测量中常用的测量技术。GPS技术的高效特性，可满足大地测量对精度学的需求，提高测量质量，因此，本文主要对大地测量中的GPS技术进行重点研究，探讨GPS技术应用。 关键词:GPS技术；大地测量；有效性 大地测量属于高精度科学研究的技术领域，主要以地球变化为研究对象，因此大地测量在精确度上具备较高的要求，GPS技术在全球定位方面，具备较高的影响力，将其应用在大地测量中，不仅可以满足精确度的需求，还可以体现多种测量优势，可见：GPS技术在大地测量中的应用具备高价值意义，进而提高大地测量的科学性。 1.GPS测量技术原理 GPS技术在实际应用的过程中，主要是利用卫星在对空间位置进行观测，从而对相关的现象数据进行测量，从而满足测量工作的相关要求。在通常情况下，GPS技术在使用的过程中，技术人员都会采用多台接受设备，形成一个三角形的网状结构，从而使得信息数据测量的准确性得到进一步的提高。目前，技术人员在对GPS测量点进行布设的过程中，其测量设备主要将两台仪器设备为一对，从而将其组成一个良好的网形结构。这样不仅使得GPS 的通视性得到进一步的提高。而且随着时代的发展，人们也将许多先进的科学技术应用到 GPS 技术当中，其中计算机软件技术的使用，这就使得人们在对相关的数据信息进行测量的过程中，其精度可以得到有效的控制。 2.GPS 在大地测量中的技术特点 GPS技术在大地测量中具备较明显的特点，同时也是其在大地测量中经常用到的原因，对此做如下分析 1操作简便 大地测量中GPS技术操作简单的应用特点，主要是指测量员在GPS技术使用中，仅需将GPS定位仪安装到位并开机即可，GPS定位仪可自动化完成大地测量，而且定位仪构造简单，不论是在测绘上，还是在携带上，都具备简便的优势。 2.2适应性强 GPS技术可满足大地测量的环境要求，其受外界环境的影响力小，体现极强的适应能力。例如：大地测量环境不确定，可能发生在任何外界环境中，但是GPS技术都可高质量、高精度的完成测量，降低大地测量的工作难度。 2.3布点灵活 GPS技术中的布点环节，是大地测量的基础步骤，GPS 在布点上，只要在测量上方具备开阔的视野，GPS即可实现测量通视，提高GPS技术在大地测量中的灵活性。 3.GPS测量技术与大地测量技术的应用 随着我国社会经济的不断发展，人们对大地测量工作也越来越重视，因此为了使得大地测量数据的准确性和精度的进一步的提高，人们就将 GPS 测量技术应用到其中。下面我们就对 GPS 技术在大地测量工作中的实际应用进行简要的介绍。 3.1绘制大比例尺地形图 在大地测量工作中，时常会涉及到大比例地形图的绘制问题，如果人们采用传统的测绘方法来对地形图进行绘制，这不仅加大了地形图绘制的工作量，使其绘制速度大幅的下降，还无法对地形图绘制的准确性进行保障。而 GPS 技术的应用就完全的解决了传统测绘方法在实际应用过程中存在的问题，从而使得地下规则的效果得到有效的提高。目前，我们在对大比例尺地下地形图进行绘制的过程中，人们主要是采用的计算机软件系统，来对其进行处理，从而满足大比例尺地形图绘制的相关要求，使其绘图的难度大幅度的降低。 3.2公路中线放样 人们在对大地测量时，公路测量是其中主要的内容之一，这也是地形图绘制中的重要组成部分。而我们公路测量工作中，对公路中线放样工作也十分的重视，因此保障公路中线放样的准确性，我们就将 GPS 技术应用到其中，并且通过计算机软件技术的处理技术，来对每个放样点位进行自动化的确定，这样就有效的降低了公路中线放样误差产生几率。不过，由于在不同公路中，其路线也就不一样，因此我们在对其进行中线放样的过程中，就要根据公路路线实际情况，来对其进行相应的控制管理，从而满足公路线路放样处理的相关要求。使得大地测量结构的准确性的了进一步的提高。公路结构放样中，中线、横断与纵断面，都属于大地测量的难点，利用GPS技术，对中线进行放样时，只需将坐标数据，输入到GPS系统中，系统可自动分析出放样数据，对横断与纵断面进行放样时，先进行断面成形，然后将数据输入GPS系统，形成放样点样本，便于现场使用。 3.3 公路的横、纵断面放样和土石方数量计算 在公路测量工作中，人们主要是采用 GPS 技术来对公路横纵断面放样和土方数量计算着两个方面的内容来对其进行处理的，这就使大地测量的准确性和精度得到有效的提高。我们在对公路纵断面进行放样处理的时候，技术人员首先是采用电子数据薄，来对公路相关的信息数据进行收集，再将工程测试的放样点的文件储存在一起。而在横断面放样的过程中，其放样测量方法，和纵断面的放样测量方法大致相同，都是通过对断面形式的相关信息进行收集，再将相关的数据信息收录在电子薄当中，从而获取相关的信息数据。另外，我们在对公路土方数量进行计算的过程中，技术人员也可以利用 GPS 机械来对其进行相应的计算，从而使得公路测量的工作量得到进一步的降低，从而使得公路测量的经济性和使用性得到进一步的提升。 结束语： 在大地测量中，随着科技的发展，GPS技术在大地测量中的应用已能够替代其他测量技术。GPS技术测量的准确性、便捷性、快速性使得在大地测量中既能够弥补传统测量的不足，又能够使大地测量在技术层次上有一定的提高。随着技术的更新发展，在今后大地测量会
技术创新的理论与方法作业6分卷(6套)
作业1 1.（）是针对发明目标，构想解决方案的阶段。 (单选 ) P58 A准备阶段 B构思阶段 C物化阶段 D感知阶段 2.一个完整系统中，（）协调系统内部、技术系统与外部的相互作用。 (单选 ) P124 A执行装置 B动力装置 C传输装置 D控制装置 3.利用废弃的材料、能量与物质是（）的具体措施。 (单选 ) P163 A反馈原理 B借助中介物原理 C自服务原理 D复制原理 4.（）的特点是系统传递到双系统、多系统或微观水平。 (单选 ) P233 A第一类标准解 B第二类标准解 C第三类标准解 D第四类标准解 5.根据发明的先进性，发明可以分为（）。 (多选 ) P2
B应用发明 C一般改良发明 D科学发明 6.建设创新型国家已成为一项基本国策，这一过程中必须坚持的指导方针是（）。 (多选 ) P23 A自主创新 B重点跨域 C支撑发展 D引领未来 7.技术系统的理想状态的内容包括（）。 (多选 ) P122 A系统的主要目的是提供一定功能 B任何系统都是朝着理想化方向发展的 C系统的功能都是有用的 D理想化意味着系统或子系统中现有资源的最优利用 8.子系统的不均衡进化法则，实际上是要求我们从整体上考虑技术系统。 (判断 ) P126 正确 错误 9.等势原理是指改变操作条件以达到消除对一个潜在领域工作的需要。 (判断 ) P147 正确 错误 10.变害为利原理是指使用有害的因素（尤其是环境或者外部条件的有害影响）去得到有益的影响。 (判断 ) P159 正确 错误 11.反馈原理是指运用一个中介载体物或者中介过程。为了更容易移动，临时将一个物体跟另一个物体连接。 (判断 ) P161- 162 应为借助中介原理