当前位置：文档之家 › 测量数据处理实验报告

测量数据处理实验报告

  • 格式：doc
  • 大小：530.16 KB
  • 文档页数：26

院系____________________

班级____________________

姓名____________________

学号____________________

1 目 录（页码根据自己需要填写）

一、实验项目须知.....................................

二、实验一 秩亏自由网上机实验........................

三、实验二 极大验后滤波、推估上机实验...............

四、实验三 最小二乘配置上机实验.....................

五、实验四 平差系统的统计假设检验上机实验...........

六、编写实验报告要求................................

2 实验项目须知

一、课程介绍

本课程是测绘工程类专业的专业选修课程之一，是在学生学习了误差理论与测量平差知识之后又开设的一门专业的数据处理课程，该课程主要讲授近现代测量数据处理理论、模型和方法，同时紧密结合计算机编程，从而提高学生的计算机应用能力、测量数据处理能力，培养学生养成严谨的科学态度，提高分析和解决问题的能力，更好的适应今后工作和学习。

二、测量数据处理实验教学要求

1.掌握稳健估计方法处理测量数据；

2.掌握极大验后滤波、推估理论和方法处理测量数据；

3.初步掌握最小二乘配置理论和方法处理测量数据；

4.初步掌握工程或科研项目中测量数据处理的理论、步骤、方法和技巧；

5.掌握测量数据处理中常用的计算机语言和软件；

6.服从实验指导教师的规定，认真、按时、独立完成任务每次实验结束，提交书写工整或按照规范打印实验报告。

7.在实验过程中，还应遵守纪律，爱护实验室设备、离开后将自己的随身物品带走，并记录仪器使用状况、将凳子整理好并放到电脑桌的下方。

8.上机实验后，提交实验报告，成绩评定重点考核算法、处理结果与结果分析。

三、实验选择要求

可根据课堂讲课具体内容，完成4个实验，并要求写出实验报告。

3 实验一 秩亏自由网上机实验

一、 实验目的

1. 掌握各种秩亏自由网平差的函数模型和随机模型；

2. 熟悉各种秩亏自由网平差解算的若干公式；

3. 结合算例能利用matlab进行编程计算。

二、 实验内容

在下图水准网中，观测高差、距离和各待定点高程近似值见教材P43表2-1，分别进行下列自由网平差：

（1）以6号点为固定点的经典自由网平差；

（2）以重心基准的自由网平差（Pχ=E）；

(3) 以1，2，5，6四个点为拟稳基准的拟稳平差.

参考程序：

（1）首先建立误差方程 lxBV

B=[-1 1 0 0 0 ;-1 0 0 1 0;-1 0 0 0 1 ;0 -1 1 0 0 ;0 -1 0 1 0 ...

;0 -1 0 0 0 ;0 0 -1 1 0 ;0 0 -1 0 1 ;0 0 0 0 -1 ];

l=[-1;4;5;8;16;2;-13;-20;-1];

S=[204.1 188.7 344.8 149.2 142.9 250 128.2 98 196.1];

P=diag(10./S);

N=B'*P*B;

x=inv(N)*B'*P*l

V=B*x-l

Qx=inv(N)

(2) 首先建立误差方程 lxBV

B=[-1 1 0 0 0 0;-1 0 0 1 0 0;-1 0 0 0 1 0;0 -1 1 0 0 0;0 -1 0 1 0 0 ...

;0 -1 0 0 0 1;0 0 -1 1 0 0;0 0 -1 0 1 0;0 0 0 0 -1 1]; 4 l=[-1;4;5;8;16;2;-13;-20;-1]

S=[204.1 188.7 344.8 149.2 142.9 250 128.2 98 196.1];

P=diag(10./S);

S1=[1;1;1;1;1;1];

W=B'*P*l;

Xr=inv(B'*P*B+S1*S1')*W

V=B*Xz-l

Qxr=inv(B'*P*B+S1*S1')-inv(B'*P*B+S1*S1')*S1*S1’*inv(B'*P*B+S1*S1')

(3) 首先建立误差方程 lxBV

B=[-1 1 0 0 0 0;-1 0 0 1 0 0;-1 0 0 0 1 0;0 -1 1 0 0 0;0 -1 0 1 0 0 ...

;0 -1 0 0 0 1;0 0 -1 1 0 0;0 0 -1 0 1 0;0 0 0 0 -1 1];

l=[-1;4;5;8;16;2;-13;-20;-1]

S=[1;1;1;1;1;1];

S1=[204.1 188.7 344.8 149.2 142.9 250 128.2 98 196.1];

P=diag(10./S1);

N=B'*P*B

W=B’*P*l;

px=[1 1 0 0 1 1]

Px=diag(px)

Ss=Px*S

Xs=inv(B'*P*B+Ss*Ss')*W

V=B*Xs-l

Qxs=inv(B'*P*B+Ss*Ss')*N*inv(B'*P*B+Ss*Ss')

三、 实验心得和体会

5

实验二 极大验后滤波、推估上机实验

一、 实验目的和要求

1. 掌握极大验后滤波与推估的基本原理和计算公式；

2. 能根据观测值和给定的数学模型计算滤波信号的协方差矩阵的估计矩阵；

3. 能使用matlab进行有关的计算；

二、 实验内容:

1.（基本要求题目）沿A、B连线在A、1、2、3、4等五个点测定了大气温度，获得18组观测值ijx,其结果见下表，已知各点的距离）、、、4321(jSAj分别为4.511,10.747,16.753,22.220（km）.

假定AB连线上的大气温度，是一个以各点至A的距离S为因素的平稳随机过程，试估计此随机过程的协方差函数。

观测数据

温度 测站

序号 A 1 2 3 4

1 16.4 15.9 16.3 15.8 15.4

2 16.3 16.1 16.2 15.9 15.5

3 16.8 16.4 15.9 16.3 16.3

4 16.6 16.2 16.3 16.2 16.3

5 16.8 16.7 16.1 16.2 16.3

6 16.6 16.6 16.4 16.2 16.3

7 16.7 16.6 17.0 16.3 16.2

8 16.8 16.5 16.9 16.5 16.9

9 16.9 16.4 16.1 16.6 16.2

10 16.1 16.6 16.2 17.1 17.0

11 16.5 16.7 16.7 16.8 16.5

12 17.1 16.9 16.6 16.8 16.7

13 16.8 16.9 16.8 17.1 17.0

14 17.0 16.9 16.7 16.9 17.0

15 17.1 16.9 16.7 16.9 17.0

16 16.2 16.0 16.3 16.5 16.4

17 16.1 15.9 16.2 16.4 16.4

18 16.1 15.9 16.0 16.1 16.5 6 19 16.3 16.0 16.6 16.5 17.0

20 16.1 16.0 15.9 16.5 16.3

参考程序：

X=[16.4 15.9 16.3 15.8 15.4;16.3 16.1 16.2 15.9 15.5;16.8 16.4 15.9 16.3 16.3; ...

16.6 16.2 16.3 16.2 16.3;16.8 16.7 16.1 16.2 16.3; ...

16.6 16.6 16.4 16.2 16.3;16.7 16.6 17.0 16.3 16.2; ...

16.8 16.5 16.9 16.5 15.9;16.9 16.4 16.1 16.6 16.2; ...

16.1 16.6 16.2 17.1 17.0;16.5 16.7 16.7 16.8 16.5; ...

17.1 16.9 16.6 16.8 16.7;16.8 16.9 16.8 17.1 17.0; ...

17.0 16.9 16.7 16.9 17.0;17.1 16.9 16.7 16.9 17.0; ...

16.2 16.0 16.3 16.5 16.4;16.1 15.9 16.2 16.4 16.4; ...

16.1 15.9 16.0 16.1 16.5;16.3 16.0 16.5 16.6 17.0;16.1 16.0 15.9 16.5 16.3]

Dx1=cov(X)

s1=[0;4.510;10.746;16.754;22.230]

A=[ones(5,1),s1,s1.^2,s1.^3,s1.^4]

s2=[0;6.236;12.242;17.709]

B=[ones(4,1),s2,s2.^2,s2.^3,s2.^4]

s3=[0;6.006;11.473]

C=[ones(3,1),s3,s3.^2,s3.^3,s3.^4]

s4=[0;5.467]

D=[ones(2,1),s4,s4.^2,s4.^3,s4.^4]

E=[1 0 0 0 0]

Y=[A;B;C;D;E]

L=[0.1168;0.0958;0.0506;0.0466;0.0394;0.1362;0.0705;0.1023;0.1047;0.1073;0.0567;0.0346; ...

0.1529;0.1561;0.2203]

b=inv(Y’*Y)*Y’*L

b=[b(1),b(2)*10,b(3)*100,b(4)*1000,b(5)*10000] %将km单位化为10km单位

S=[0 4.511 10.747 16.753 22.220;4.511 0 6.236 12.242 17.709;10.747 6.236 0 6.006 11.473; ...

16.753 12.242 6.006 0 5.467;22.220 17.709 11.473 5.467 0]

b=fliplr(b)

for i=1:25

S(i)=polyval(b,S(i)/10);

end

S %即为滤波信号协方差阵的估计矩阵

Warning: Unable to create personal MATLAB work folder:C:\yonghu\????\MATLAB

合集下载

误差理论与数据处理实验报告

误差理论与数据处理实验报告

误差理论与数据处理

实验报告

姓名：小叶9101

学号：小叶9101

班级：小叶9101

指导老师：小叶 目 录

实验一 误差的基本概念

实验二 误差的基本性质与处理

实验三 误差的合成与分配

实验四 线性参数的最小二乘法处理

实验五 回归分析

实验心得体会

实验一 误差的基本概念

一、实验目的

通过实验了解误差的定义及表示法、熟悉误差的来源、误差分类以及有效数字与数据运算。

二、实验原理

1、误差的基本概念：所谓误差就是测量值与真实值之间的差，可以用下式表示

误差=测得值-真值

1、 绝对误差：某量值的测得值和真值之差为绝对误差，通常简称为误差。

绝对误差=测得值-真值

2、 相对误差：绝对误差与被测量的真值之比称为相对误差，因测得值与真值接近，故也可以近似用绝对误差与测得值之比值作为相对误差。

相对误差=绝对误差/真值≈绝对误差/测得值

2、精度

反映测量结果与真值接近程度的量，称为精度，它与误差大小相对应，因此可以用误差大小来表示精度的高低，误差小则精度高，误差大则精度低。

3、有效数字与数据运算

含有误差的任何近似数，如果其绝对误差界是最末位数的半个单位，那么从这个近似数左方起的第一个非零的数字，称为第一位有效数字。从第一位有效数字起到最末一位数字止的所有数字，不论是零或非零的数字，都叫有效数字。

数字舍入规则如下：

①若舍入部分的数值，大于保留部分的末位的半个单位，则末位加1。

②若舍去部分的数值，小于保留部分的末位的半个单位，则末位加1。

③若舍去部分的数值，等于保留部分的末位的半个单位，则末位凑成偶数。即当末位为偶数时则末位不变，当末位为奇数时则末位加1。

三、实验内容

1、用自己熟悉的语言编程实现对绝对误差和相对误差的求解。

2、按照数字舍入规则，用自己熟悉的语言编程实现对下面数据保留四位有效数字进行凑整。

原有数据 3.14159 2.71729 4.51050 3.21551 6.378501

刚体的转动惯量(实验报告数据处理)

刚体的转动惯量(实验报告数据处理)

刚体的转动惯量(实验报告数据处理)

一、实验目的

1.测量不同形状物体的转动惯量；

2.了解刚体的转动惯量的概念和意义；

3.掌握利用转动惯量公式计算转动惯量的方法。

二、实验原理

刚体在绕固定轴线上做匀速转动时，其转动惯量的大小决定了它所受的转动惯量矩的大小，转动惯量定理表明，在恒定力矩作用下，物体的角加速度与物体的转动惯量成反比。对于一个刚体，既可以沿着它的轴线旋转，也可以沿着一个平行于轴线的过质心的轴线旋转，而它的转动惯量则与这两个轴之间的距离有关。

三、实验内容

3.比较计算值与实验值之间的误差并讨论原因。

四、实验过程

1.实验器材：转速表，万能电机，测量尺子，各种不同形状的物体（如实验室提供的铁球，铝棒等）。

2.实验步骤：

(1)将铝棒的一端用万能电机固定在转动轴上；

(2)用测量尺子测定铝棒的长度和直径；

(3)打开电源，开启电机，让铝棒匀速旋转起来，并测量转速；

(4)利用转速表测量铝棒旋转的周期时间，再根据转速和周期时间计算角速度；

(5)停止电机后，用测量尺子逐个测量铝棒各个位置的距离，并记录下来；

(6)利用测量结果以及铝棒的密度和尺寸数据，计算其转动惯量。

(7)重复上述步骤，测量其他形状的物体。

五、实验数据处理

以一个球状物体为例，测量数据如下：

1.球的质量m=0.6kg； 3.球的转动周期T=0.536s；

4.转速表读数n=114rpm；

根据公式I=1/4 * m * d2 ，可以计算出该球的转动惯量为：

I=1/4 * m * d2 =1/4 * 0.6kg * (0.1m)2 =0.003kg*m2

另外，根据转速和周期时间可以计算出球的角速度ω：

基本测量完整实验报告

基本测量完整实验报告

实验名称：基本测量

实验目的：

1. 熟悉基本测量工具的使用方法；

2. 掌握长度、质量、温度等基本物理量的测量方法；

3. 培养实验操作能力和数据处理能力。

实验仪器：

1. 刻度尺（1m、20cm、10cm、5cm）

2. 电子天平（精确到0.01g）

3. 温度计（精确到0.1℃）

4. 毛细管（用于测量液体体积）

5. 滴定管（用于滴定实验）

实验原理：

1. 长度测量：利用刻度尺直接测量物体的长度；

2. 质量测量：利用电子天平测量物体的质量；

3. 温度测量：利用温度计测量物体的温度；

4. 液体体积测量：利用毛细管和滴定管测量液体的体积。

实验步骤：

1. 长度测量：

（1）将刻度尺平放在被测物体上，确保刻度尺与物体平行；

（2）读取刻度尺上与物体两端对齐的刻度值；

（3）计算物体长度。

2. 质量测量：

（1）将电子天平调零； （2）将被测物体放在天平托盘上；

（3）读取天平显示屏上的数值；

（4）计算物体质量。

3. 温度测量：

（1）将温度计插入被测物体；

（2）等待温度计示数稳定；

（3）读取温度计显示屏上的数值；

（4）计算物体温度。

4. 液体体积测量：

（1）将毛细管或滴定管插入液体中；

（2）读取液体在毛细管或滴定管中的液面高度；

（3）计算液体体积。

实验数据记录及处理：

1. 长度测量：记录物体两端对齐的刻度值，计算物体长度；

2. 质量测量：记录电子天平显示屏上的数值，计算物体质量；

3. 温度测量：记录温度计显示屏上的数值，计算物体温度；

4. 液体体积测量：记录液体在毛细管或滴定管中的液面高度，计算液体体积。

实验结果分析：

1. 通过实验，掌握了基本测量工具的使用方法；

2. 通过实验，了解了长度、质量、温度等基本物理量的测量方法；

3. 通过实验，提高了实验操作能力和数据处理能力。

实验结论：

1. 本实验达到了预期目的，成功完成了基本测量； 2. 通过实验，对基本测量工具和测量方法有了更深入的了解；

光电效应及普朗克常量的测定实验报告数据处理

光电效应及普朗克常量的测定实验报告数据处理

光电效应及普朗克常量的测定实验报告数据处理

实验目的：

1.了解光电效应的基本原理和特性；

2.掌握测量光电效应中阴极的最大反向电压、截止电压和阈值波长等参数；

3.测定普朗克常量。

实验仪器：

1.放大器；

2.数字万用表；

3.可调谐激光器；

4.阴极。

实验原理：

光电效应是指当金属或半导体受到光照射时，会发生电子的发射现象。在此过程中，光子能量被转化为电子动能。根据经典物理学，当金属或半导体受到光照射时，电子将会吸收能量并逐渐获得足够的能量以跳出金属表面。然而，在实际情况中，我们观察到这个过程与经典物理学预测结果不同。这是由于在经典物理学中忽略了一种重要现象——波粒二象性。

根据波粒二象性原理，我们可以将一个带有一定频率的光波看作是由许多粒子组成的流动状态。这些粒子被称为“能量子”，其具有一定的能量和动量。当这些“能量子”与金属表面相遇时，它们会与金属表面的电子发生碰撞，将部分能量转移给电子并使其获得足够的动能以跳出金属表面。这个过程中，光子的能量被转化为电子动能。

普朗克常数是一个重要的物理常数，用于描述光子和物质之间相互作用的强度。通过测定光电效应中阴极的最大反向电压、截止电压和阈值波长等参数，可以计算出普朗克常数。

实验步骤：

1.将阴极置于实验装置中，并通过放大器连接数字万用表；

2.打开可调谐激光器，并调整其输出波长至所需波长；

3.逐渐增加激光器输出功率，并记录下每个功率下数字万用表读数；

4.根据记录数据绘制出阴极最大反向电压与激光器输出功率之间的关系曲线；

5.通过拟合曲线计算出截止电压和阈值波长等参数；

6.根据测得数据计算普朗克常数。

实验结果：

通过实验测量，我们得到了阴极最大反向电压与激光器输出功率之间的关系曲线。根据拟合曲线，我们得到了截止电压和阈值波长等参数。

截止电压：V0=0.5V

阈值波长：λ0=500nm

根据公式E=hv，我们可以计算出普朗克常数：