- •Ростовский государственный строительный университет
- •Раздел 1. Ошибки измерений и меры точности
- •1.1. Общие сведения об измерениях
- •1.2. Виды ошибок измерений
- •1.3. Свойства случайных ошибок
- •1.4. Принцип арифметической средины
- •1.5. Меры точности результатов измерений
- •1.6. Вероятностное обоснование применения теории ошибок измерений
- •1.7. Определение вероятности отклонения случайной величины от ее математического ожидания
- •1.8. Предельная ошибка результата измерения
- •1.9. Абсолютные и относительные ошибки
- •1.10. Ошибки округления
- •1.11. Ошибки функций измеренных величин
- •1.12. Типовые примеры
- •1.12.1. Функция произведения непосредственно измеренного аргумента на постоянный коэффициент
- •1.12.2. Функция линейного вида
- •1.13. Средняя квадратическая ошибка простой арифметической средины
- •1.14. Формула Бесселя
- •1.15. Влияние систематических ошибок на точность отдельных измерений
- •1.16. Оценка точности функции при наличии систематических ошибок
- •1.17. Оценка точности равноточно измеренных величин при систематическом влиянии
- •1.18. Принцип равных влияний
- •Раздел 2. Обработка результатов неравноточных измерений
- •2.1. Неравноточные измерения и их веса
- •2.2. Общая арифметическая средина и ее свойства
- •2.3. Средняя квадратическая ошибка единицы веса
- •2.4. Вычисление весов функций
- •2.5. Вычисление ошибки единицы веса
- •2.5.3. Вычисление средней квадратической ошибки измерения углов в триангуляции
- •2.5.4. Вычисление ошибки единицы веса через отклонения от арифметической средины
- •II. Способ наименьших квадратов
- •3. Коррелатный способ уравнивания
- •3.1. Условные уравнения
- •3.2. Весовая функция
- •3.3. Нормальные уравнения коррелат
- •3.4. Составление нормальных уравнений коррелат
- •3.5. Решение нормальных уравнений по алгоритму Гаусса
- •3.6. Оценка точности по материалам уравнивания
- •3.7. Блок-схема коррелатного способа уравнивания
- •3.8. Уравнивание нивелирной сети коррелатным способом
- •3.9. Уравнивание геодезического четырехугольника коррелатным способом
- •4 Параметрический способ уравнивания
- •4.1. Параметрические уравнения
- •4.2. Нормальные уравнения
- •4.3. Составление нормальных уравнений
- •4.4. Весовая функция
- •4.5. Решение нормальных уравнений способом обращения
- •4.6. Оценка точности по материалам уравнивания
- •4.7. Блок-схема параметрического способа уравнивания
- •4.8. Уравнивание нивелирной сети параметрическим способом
- •4.9. Уравнивание углов на станции параметрическим способом
2.5. Вычисление ошибки единицы веса
2.5.1. Вычисление ошибки единицы веса при
установлении весов по известным средним
квадратическим ошибкам
Согласно (2.22) и (2.26) имеем
откуда (2.40)
Если при этом известны веса, то ошибку единицы веса можно вычислить по формуле
(2.41)
2.5.2. Вычисление ошибки единицы веса
через истинные ошибки
Дан ряд неравноточных измерений
x1 , x2 , . . . , xn (2.42)
с соответствующими истинными ошибками, весами и средними квадратическими ошибками
1 , 2 , . . . , n ; (2.43) p1 , p2 , . . . , pn ; (2.44) m1 , m2, . . . , mn . (2.45)
Умножим каждый результат ряда (2.42) на получим новый ряд
(2.46)
При увеличении или уменьшении значения x в произвольное число раз изменяются и истинные ошибки в соответствующее число раз
(2.47)
Соответственно
(2.48)
а это согласно (2.41)
(2.49)
Откуда следует, что ряд (2.46) является равноточным со средней квадратической ошибкой и истинными ошибками (2.47), тогда, использовав формулу Гаусса (1.13), получим
(2.50)
Надежность определения вычислится
(2.51)
2.5.3. Вычисление средней квадратической ошибки измерения углов в триангуляции
Даны невязки в треугольниках
w1 , w2 , . . . , wn ,
причем
(2.52)
Считая углы равноточно измеренными с весом 1, находим вес pi функции i
или pi =
Так как невязки являются истинными ошибками, воспользуемся формулой (2.50)
где N - число треугольников сети триангуляции.
Окончательно имеем
(2.53)
Формула (2.53) носит название формулы Ферреро.
2.5.4. Вычисление ошибки единицы веса через отклонения от арифметической средины
Пусть даны результаты неравноточных измерений
x1 , x2 , . . . ,xn ;
p1 , p2 , . . . , pn ,
а также известны истинное значение X и среднее арифметическое x0. Составим два ряда истинных ошибок и отклонений от арифметической средины
(2.54)
Из первого ряда вычтем второй, в результате чего получим
(2.55)
Равенства (2.55) возведем в квадрат и умножим на соответствующие веса. Полученные равенства почленно просуммируем и в результате будем иметь
(2.56)
В правой части равенства (2.56) второе слагаемое согласно первому свойству отклонений от общей арифметической средины равно нулю. Cледовательно,
(2.57)
Cогласно (2.50) имеем , а выражение в круглых скобках является средней квадратической ошибкой среднего значения, т.е.
(2.58)
или (2.59)
С учетом (2.58) и (2.59) равенство (2.57) примет вид
или
Откуда
(2.60)
Надежность определения вычислится
. (2.61)