- •Раздел II
- •Программа 1-й части курса
- •Раздел II «Теория ошибок измерений»
- •1 Ошибки измерений и их свойства
- •1.1 Задачи теории ошибок
- •1.2 Классификация ошибок измерений
- •1.3 Свойства случайных ошибок измерений
- •1.4 Критерии точности измерений
- •1.5 Исследование ряда истинных ошибок на нормальное распределение
- •2 Оценка точности функций измеренных величин
- •2.1 Средняя квадратическая ошибка функции
- •3 Равноточные измерения
- •3.1 Математическая обработка ряда многократных независимых равноточных измерений
- •3.2 Порядок обработки ряда равноточных измерений одной величины
- •4 Неравноточные измерения
- •4.1 Общие сведения о весах
- •4.2 Обратный вес функции общего вида
- •4.3 Математическая обработка ряда независимых многократных неравноточных измерений
- •4.4 Порядок обработки ряда неравноточных измерений
- •5 Оценка точности по разностям двойных измерений
- •5.1 Двойные равноточные измерения
- •5.2 Двойные неравноточные измерения
- •5.3 Порядок обработки двойных равноточных измерений ряда однородных величин
- •6 Контрольная работа №2
- •Задача №1
- •Задача №2
- •Задача №3
- •Задача №4
- •Задача №5
- •Литература
- •Приложения
- •Теория математической обработки геодезических измерений
- •Раздел II. Теория ошибок измерений
-
4.4 Порядок обработки ряда неравноточных измерений
Задача 4.3. Отметка узлового репера получена по шести ходам, известны средние квадратические ошибки по каждому ходу (в мм). Найти наиболее надёжное значение отметки репера и произвести оценку точности.
Таблица 4.1 |
|||||||||
№ |
(м) |
(мм) |
(мм) |
(мм) |
|||||
1 |
196,529 |
6,3 |
0,25 |
+12 |
+3,00 |
+36,0 |
+1 |
+0,25 |
00,2 |
2 |
,522 |
8,4 |
0,14 |
+5 |
+0,70 |
++3,5 |
–6 |
–0,84 |
05,0 |
3 |
,517 |
9,1 |
0,12 |
+0 |
+0 |
++0 |
–11 |
–1,32 |
14,5 |
4 |
,532 |
4,3 |
0,54 |
+15 |
+8,10 |
121,5 |
+4 |
+2,16 |
08,6 |
5 |
,530 |
5,2 |
0,37 |
+13 |
+4,81 |
+62,5 |
+2 |
+0,74 |
01,5 |
6 |
,520 |
7,5 |
0,18 |
+3 |
+0,54 |
++1,6 |
–8 |
–1,44 |
11,5 |
|
|
|
1,60 |
|
17,15 |
225,1 |
|
–0,45 |
41,3 |
Решение:
Веса вычисляем по формуле
,)
где
-
Вычисление наиболее надёжного значения отметки репера:
,
, .
Вычисление уклонений от среднего весового , а также сумм , , непосредственно в таблице 4.1.
Контроль вычислений:
-
; ;
-
; .
Контроль выполнен.
-
Вычисление средней квадратической ошибки измерения с весом, равным единице
.
-
Вычисление средней квадратической ошибки наиболее надёжного значения:
.
Оценим надёжность определения и :
;
.
Ответ: .
-
5 Оценка точности по разностям двойных измерений
В геодезии часто приходится измерять большие группы однородных величин, причём каждую величину для контроля измеряют дважды.
-
5.1 Двойные равноточные измерения
Пусть однородные величины измерены равноточно дважды и получены результаты измерений:
Составим разности по формуле
. |
|
Наиболее надёжные значения определяемых величин находим по формуле:
. |
|
Для оценки точности используем разности .
-
При отсутствии систематических ошибок разности di можно рассматривать как истинные ошибки самих разностей, так как истинное значение разностей равно нулю ().
Применяя к ряду формулу Гаусса , находим:
. |
|
Тогда средняя квадратическая ошибка отдельного результата измерений будет определяться по формуле:
. |
|
Оценка точности наиболее надёжных значений определяется по формуле:
. |
|
-
Если в результатах измерений присутствуют систематические ошибки, то величина
|
|
существенно отличается от нуля.
В этом случае из каждой разности необходимо исключить остаточное влияние систематических ошибок, т. е. получить разности
. |
|
Рассматривая разности как уклонения от среднего , применяя формулу Бесселя, находим
. |
|
Средние квадратические ошибки отдельного результата измерений и наиболее надёжных значений измеряемых величин находим по формулам:
, |
|
. |
|
Заметим, что в этом случае необходимо выполнить контроль вычислений по формулам
|
|
Для определения значимости отклонения от нуля применяют неравенство
, |
|
где выбирают из таблиц Стьюдента по заданной вероятности и числу степеней свободы , а при коэффициент t выбирают из таблиц интеграла вероятностей по заданной вероятности . Так, для , и неравенство принимает вид:
.
Иногда применяют более жёсткий критерий обнаружения систематических ошибок
, |
|
который получен, исходя из требования .
Оценку точности начинают с проверки условия или . Если, например, неравенство выполняется, то делают вывод о том, что систематическими ошибками можно пренебречь и оценку точности следует выполнять по формулам (5.4–5.5).
Если неравенство не выполняется, делают заключение о том, что систематическими ошибками пренебрегать нельзя, необходимо обработку вести по формулам (5.7, 5.9, 5.10).