5测量误差基本知识
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第七章测量误差基本知识内容:了解测量误差来源及产生的原因;掌握系统误差和偶然误差的特点及其处理方法;理解精度评定的指标(中误差、相对误差、容许误差)的概念;了解误差传播定律的应用。
重点:系统误差和偶然误差的特点及其处理方法。
难点:中误差、相对误差、容许误差的概念;误差传播定律的应用。
§ 5.1 测量误差的概念测量误差按其对测量结果影响的性质,可分为系统误差和偶然误差。
一、系统误差 (system error)1、定义:在相同观测条件下,对某量进行一系列观测,如误差出现符号和大小均相同或按一定的规律变化,这种误差称为系统误差。
2、特点:具有积累性,对测量结果的影响大,但可通过一般的改正或用一定的观测方法加以消除。
二、偶然误差 (accident error)1、定义:在相同观测条件下,对某量进行一系列观测,如误差出现符号和大小均不一定,这种误差称为偶然误差。
但具有一定的统计规律。
2、特点:(1)具有一定的范围。
(2)绝对值小的误差出现概率大。
(3)绝对值相等的正、负误差出现的概率相同。
(4)数学期限望等于零。
即:误差概率分布曲线呈正态分布,偶然误差要通过的一定的数学方法(测量平差)来处理。
此外,在测量工作中还要注意避免粗差 (gross error) (即:错误)的出现。
偶然误差分布频率直方图§ 5.2 衡量精度的指标测量上常见的精度指标有:中误差、相对误差、极限误差。
一、中误差方差:——某量的真误差, [] ——求和符号。
规律:标准差估值(中误差 m )绝对值愈小,观测精度愈高。
在测量中,n为有限值,计算中误差 m 的方法,有:1、用真误差( true error )来确定中误差——适用于观测量真值已知时。
真误差Δ——观测值与其真值之差,有:标准差中误差(标准差估值), n 为观测值个数。
[ 例题 ] :对 10 个三角形的内角进行了观测,根据观测值中的偶然误差(三角形的角度闭合差,即真误差),计算其中误差。
第五章测量误差基本知识5-1 测量误差概述一、测量误差产生的原因对某一个量进行多次重复观测,例如重复观测某一水平角或往返丈量某段距离等,其多次测量的结果总存在着差异,这说明观测值中含有测量误差。
产生测量误差的原因很多,概括起来有下列三个方面:1.仪器的原因测量工作是采用经纬仪、水准仪等测量仪器完成的,测量仪器的构造不可能十分完善,从而使测量结果受到一定影响。
例如,经纬仪的视准轴与横轴不垂直、度盘刻划不均匀,都会使所测角度产生误差;水准仪的视准轴不平行于水准管轴、望远镜十字丝不水平,都会使高差产生误差。
2.观测者的原因由于观测者感觉器官的鉴别能力存在局限性,所以对仪器的各项操作,如经纬仪对中、整平、瞄准、读数等方面都会产生误差。
此外,观测者的技术熟练程度和工作态度也会对观测成果带来不同程度的影响。
3.外界环境的影响测量所处的外界环境(包括温度、风力、日光、大气折光等)时刻在变化,使测量结果产生误差。
例如,温度变化会使钢尺产生伸缩,风吹和日光照射会使仪器的安置不稳定,大气折光会使瞄准产生偏差等。
人、仪器和外界环境是测量工作的观测条件,由于受到这些条件的影响,测量中的误差是不可避免的。
观测条件相同的各次观测称为等精度观测;观测条件不相同的各次观测称为不等精度观测。
二、测量误差的分类测量误差按其对观测结果影响性质的不同分为系统误差和偶然误差两类。
1.系统误差在相同的观测条件下对某一量进行一系列观测,若误差的出现在符号和数值上均相同,或按一定的规律变化,这种误差称为系统误差。
例如,用名义长度为30.000m,而实际鉴定后长度为30.006m的钢卷尺量距,每量一尺段就有0.006m的误差,其量距误差的影响符号不变,且与所量距离的长度成正比。
所以,系统误差具有积累性,对测量结果的影响较大;另一方面,系统误差对观测值的影响具有一定的规律性,且这种规律性总能想办法找到,因此系统误差对观测值的影响可用计算公式加以改正,或采用一定的测量措施加以消除或削弱。