第三章 条件平差
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条件平差公式
条件平差公式是一种用于对多个测量值进行分析和校正的数学方法。
其基本原理是,将所有测量值组成一个方程组,其中每个方程表示一个测量量与其他测量量之间的关系。
通过求解这个方程组,可以得到每个测量值的最优估计值和方差。
具体地说,条件平差公式可以分为两类:一类是基于观测方程的条件平差公式,另一类是基于误差方程的条件平差公式。
观测方程的条件平差公式是指,将所有测量值表示为观测方程的形式,然后通过最小二乘法求解得到最优估计值和方差。
观测方程通常表示为线性方程组的形式,即y=AX+e,其中y表示观测值,A表示系数矩阵,X表示未知数向量,e表示误差向量。
误差方程的条件平差公式是指,将所有误差表示为误差方程的形式,然后通过最小二乘法求解得到最优估计值和方差。
误差方程通常表示为非线性方程组的形式,即f(X)=e,其中f表示误差函数,X表示未知数向量,e表示误差向量。
无论是基于观测方程还是基于误差方程的条件平差公式,都具有很强的实用性和广泛的应用范围。
它们可以用于地理测量、航空测量、工程测量等领域,对于提高测量精度和减小误差具有重要意义。
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条件平差与间接平差的相互关系
一、条件平差与间接平差
1、条件平差与间接平差是指:条件平差是指基础数据是现有被观
测坐标信息,假定各点位置坐标值满足一定近似关系时(即解算中假
定有约束关系或条件,以达到所求结果的平差方法);而间接平差是指,基础数据是待测点的被观测量,包括方位量、距离量等,无任何
关系的前提条件,是一种完全无条件的平差方法。
二、条件平差
2、条件平差一般会把条件设置为两个系统中坐标值的差值最小,
这样就能够更容易地实现平差。
条件平差的典型应用是重叠法平差,
它会利用各观测值之间的内在联系,并通过设定一定的几何条件,使
其之间被观测量满足某一关系,以解决无条件方程组的平差问题。
三、间接平差
3、间接平差是指以被观测量构成的方程组,可以以各种迭代方法
求解,但是必须有一定的条件限制才能使解出的坐标值符合实际要求。
加拿大匹兹堡大学的Bloch教授认为,从下面几个原因考虑起,最好
用间接平差来解决坐标转换的问题:
(1)传统的解算序号很容易引起原点偏移和比例错误;
(2)间接平差可以很好地表示待解系统中的不确定性;
(3)使用间接平差可以很好地降低待解系统中分量精度和消隐关
系统时发生的偏差。
四、条件平差与间接平差的关系
4、条件平差与间接平差是有联系的,相互之间的联系是:可以把
条件平差看做是一种特殊的间接平差,即在无条件间接平差的基础上,再加入解算中的限制条件,以达到所求结果。
可以说,条件平差是间
接平差的分支,而间接平差是条件平差的总集合。
§3-4 三角网条件平差计算2学时三角网测量的目的,是通过观测三角形的各角度或边长,计算三角网中各未知点的坐标、边的长度及方位角等。
三角网按条件平差计算时,首要的问题是列出条件方程。
因此了解三角网的构成,总结其条件方程的种类及各种条件方程的组成规律是十分重要的。
三角网的种类比较多,网的布设形式也比较复杂。
根据观测内容的不同,有测角网、测边网、边角同测网等;根据网中起始数据的多少,有自由三角网和非自由三角网。
自由三角网是指仅具有必要起算数据的三角网,网中没有多余的已知数据。
如果测角三角网中,只有两个已知点(或者已知一个已知点的坐标、一条已知边的长度和一个已知的方位角),根据数学理论,以这两个已知点为起算数据,再结合必要的角度测量值,就能够解算出网中所有未知点的坐标。
如果三角网中除了必要的起算数据外还有其它的已知数据,或者说已知数据有冗余,就会增加对网形的约束,从而增强其可靠性,这种三角网称之为非自由三角网。
无论多么复杂的三角网,都是由单三角形、大地四边形和中点多边形组合而成的。
在本节,我们先讨论三角网条件平差中条件方程个数的确定问题,然后主要讨论测角三角网的条件方程的形式问题。
一、网中条件方程的个数三角网平差的目的,是要确定三角点在平面坐标系中的坐标最或然值。
如图3-9所示,根据前面学到的测量基础知识,我们知道,必须事先知道三角网中的四个数据,如两个三角点的4个坐标值,或者一个三角点的2个坐标值、一条边的长度和一个方位角,这4个已知数据我们称之为三角网的必要起算数据。
有了必要起算数据,就可以确定三角网在平面坐标系中的位置、网的大小及其方位,就可以计算三角网中未知点的坐标。
要对三角网进行平差计算,还必须先知道网中的总观测数n、判定必要观测数t,从而确定了多余观测数:r = n - t由条件平差原理知,多余观测数与条件方程数是相等的,有了多余观测数,也就确定出了条件方程的个数。
因此,问题的关键是判定必要观测数t。
《测量平差》复习题第一章:绪论1、什么是观测量的真值?任何观测量,客观上总存在一个能反映其真正大小的数值,这个数值称为观测量的真值。
2、什么是观测误差?观测量的真值与观测值的差称为观测误差。
3、什么是观测条件?仪器误差、观测者和外界环境的综合影响称为观测条件。
4、根据误差对观测结果的影响,观测误差可分为哪几类?根据误差对观测结果的影响,观测误差可分为系统误差和偶然误差两类。
5、在测量中产生误差是不可避免的,即误差存在于整个观测过程,称为误差公理。
6、观测条件与观测质量之间的关系是什么?观测条件好,观测质量就高,观测条件差,观测质量就低。
7、怎样消除或削弱系统误差的影响?一是在观测过程中采取一定的措施;二是在观测结果中加入改正数。
8、测量平差的任务是什么?⑴求观测值的最或是值(平差值);⑵评定观测值及平差值的精度。
第二章:误差理论与平差原则1、描述偶然误差分布常用的三种方法是什么?⑴列表法;⑵绘图法;⑶密度函数法。
2、偶然误差具有哪些统计特性?(1) 有界性:在一定的观测条件下,误差的绝对值不会超过一定的限值。
(2) 聚中性:绝对值较小的误差比绝对值较大的误差出现的概率要大。
(3) 对称性:绝对值相等的正负误差出现的概率相等。
(4) 抵偿性:偶然误差的数学期望或偶然误差的算术平均值的极限值为0。
3、由偶然误差特性引出的两个测量依据是什么?⑴制定测量限差的依据;⑵判断系统误差(粗差)的依据。
4、什么叫精度?精度指的是误差分布的密集或离散的程度。
5、观测量的精度指标有哪些?(1) 方差与中误差;(2) 极限误差;(3) 相对误差。
6、极限误差是怎样定义的?在一定条件下,偶然误差不会超过一个界值,这个界值就是极限误差。
通常取三倍中误差为极限误差。
当观测要求较严时,也可取两倍中误差为极限误差。
7、误差传播律是用来解决什么问题的? 误差传播律是用来求观测值函数的中误差。
8、应用误差传播律的实际步骤是什么? (1) 根据具体测量问题,分析写出函数表达式),,,(21n x x x f z =;(2) 根据函数表达式写出真误差关系式n nx x f x x f x x f z ∆∂∂++∆∂∂+∆∂∂=∆ 2211; (3) 将真误差关系式转换成中误差关系式。
§3-4 三角网条件平差计算2学时三角网测量的目的,是通过观测三角形的各角度或边长,计算三角网中各未知点的坐标、边的长度及方位角等。
三角网按条件平差计算时,首要的问题是列出条件方程。
因此了解三角网的构成,总结其条件方程的种类及各种条件方程的组成规律是十分重要的。
三角网的种类比较多,网的布设形式也比较复杂。
根据观测内容的不同,有测角网、测边网、边角同测网等;根据网中起始数据的多少,有自由三角网和非自由三角网。
自由三角网是指仅具有必要起算数据的三角网,网中没有多余的已知数据。
如果测角三角网中,只有两个已知点(或者已知一个已知点的坐标、一条已知边的长度和一个已知的方位角),根据数学理论,以这两个已知点为起算数据,再结合必要的角度测量值,就能够解算出网中所有未知点的坐标。
如果三角网中除了必要的起算数据外还有其它的已知数据,或者说已知数据有冗余,就会增加对网形的约束,从而增强其可靠性,这种三角网称之为非自由三角网。
无论多么复杂的三角网,都是由单三角形、大地四边形和中点多边形组合而成的。
在本节,我们先讨论三角网条件平差中条件方程个数的确定问题,然后主要讨论测角三角网的条件方程的形式问题。
一、网中条件方程的个数三角网平差的目的,是要确定三角点在平面坐标系中的坐标最或然值。
如图3-9所示,根据前面学到的测量基础知识,我们知道,必须事先知道三角网中的四个数据,如两个三角点的4个坐标值,或者一个三角点的2个坐标值、一条边的长度和一个方位角,这4个已知数据我们称之为三角网的必要起算数据。
有了必要起算数据,就可以确定三角网在平面坐标系中的位置、网的大小及其方位,就可以计算三角网中未知点的坐标。
要对三角网进行平差计算,还必须先知道网中的总观测数n、判定必要观测数t,从而确定了多余观测数:r = n - t由条件平差原理知,多余观测数与条件方程数是相等的,有了多余观测数,也就确定出了条件方程的个数。
因此,问题的关键是判定必要观测数t。