单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,建筑工程技术教研室,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,建筑工程技术教研室,*,1.5,测量误差的基本知识,建筑工程技术教研室,1.5 测量误差的基本知识建筑工程技术教研室,1,教学目标,了解测量误差的来源、分类、偶然误差的特点,熟练掌握衡量观测精度的标准,误差的传播定律,建筑工程技术教研室,教学目标了解测量误差的来源、分类、偶然误差的特点建筑工程技术,2,重点：衡量观测精度的标准,难点：误差的传播定律,建筑工程技术教研室,重点：衡量观测精度的标准建筑工程技术教研室,3,一、测量误差的来源,1,测量仪器和工具,2,观测误差,3,外界条件的影响,由于仪器和工具加工制造不完善或校正之后残余误差存在所引起的误差。,由于观测者感觉器官鉴别能力的局限性所引起的误差。,外界条件（风力、温度、湿度、阳光照射）的变化所引起的误差。,建筑工程技术教研室,一、测量误差的来源1测量仪器和工具2观测误差3外界条件,4,观测条件不相同的各次观测，称为非等精度观测。,观测条件相同的各次观测，称为等精度观测；,人、仪器和外界条件，通常称为观测条件。,在观测结果中，有时还会出现错误，称之为粗差。,粗差在观测结果中是不允许出现的，为了杜绝粗差，除认真仔细作业外，还必须采取必要的检核措施。,建筑工程技术教研室,观测条件不相同的各次观测，称为非等精度观测。,5,二、测量误差的分类,系统误差,偶然误差,建筑工程技术教研室,二、测量误差的分类系统误差偶然误差建筑工程技术教研室,6,1,系统误差,在相同观测条件下，对某量进行一系列观测，如果误差出现的符号和大小均相同，或按一定的规律变化，这种误差称为系统误差。,系统误差在测量成果中具有累积性，对测量成果影响较大，但它的符号和大小又具有一定的规律性，一般可采用下列方法消除或减弱其影响。,（,1,）进行计算改正,（,2,）选择适当的观测方法,建筑工程技术教研室,1系统误差 在相同观测条件下，对某量进行一系,7,2,偶然误差,在相同的观测条件下，对某量进行一系列的观测，如果观测误差的符号和大小都不一致，,表面上,没有任何规律性，这种误差称为偶然误差。,建筑工程技术教研室,2偶然误差 在相同的观测条件下，对某量进行一,8,三、偶然误差的特性,偶然误差从表面上看没有任何规律性，但是随着对同一量观测次数的增加，大量的偶然误差就表现出一定的统计规律性，观测次数越多，这种规律性越明显。,建筑工程技术教研室,三、偶然误差的特性 偶然误差从表面上看没有任何,9,例如，对三角形的三个内角进行测量，由于观测值含有偶然误差，三角形各内角之和,l,不等于其真值,180,。,用,X,表示真值，,则,l,与,X,的差值,称为真误差,（即偶然误差），即,现在相同的观测条件下观测了,217,个三角形，计算出,217,个内角和观测值的真误差。再按绝对值大小，分区间统计相应的误差个数，列入表中。,建筑工程技术教研室,例如，对三角形的三个内角进行测量，由于观测值,10,偶然误差的统计,误差区间,正误差个数,负误差个数,总计,0,3,30,29,59,3,6,21,20,41,6,9,15,18,33,9,12,14,16,30,12,15,12,10,22,15,18,8,8,16,18,21,5,6,11,21,24,2,2,4,24,27,1,0,1,27,以上,0,0,0,合计,107,110,217,*,*,建筑工程技术教研室,偶然误差的统计误差区间正误差个数负误差个数总计033,11,（,1,）绝对值较小的误差比绝对值较大的误差个数多；,（,2,）绝对值相等的正负误差的个数大致相等；,（,3,）最大误差不超过,27,。,*,*,建筑工程技术教研室,（1）绝对值较小的误差比绝对值较大的误差个数多；,12,偶然误差的四个特性：,（,1,）在一定观测条件下，偶然误差的绝对值有一定的限值，或者说，超出该限值的误差出现的概率为零；,（,2,）绝对值较小的误差比绝对值较大的误差出现的概率大；,（,3,）绝对值相等的正、负误差出现的概率相同；,（,4,）同一量的等精度观测，其偶然误差的算术平均值，随着观测次数,n,的无限增大而趋于零，即,式中,偶然误差的代数和，,*,*,*,下一节,返回,建筑工程技术教研室,偶然误差的四个特性：（1）在一定观测条件下，,13,在测量工作中，常采用以下几种标准评定测量成果的精度。,中误差,相对误差,容许误差,*,四、衡量精度的标准,建筑工程技术教研室,在测量工作中，常采用以下几种标准评定测量成,14,1,、中误差,设在相同的观测条件下，对某量进行,n,次重复观测，其观测值为,l,1,，,l,2,，,，,l,n,，,相应的真误差为,1,，,2,，,，,n,。则观测值的中误差,m,为：,式中,真误差的平方和，,建筑工程技术教研室,1、中误差 设在相同的观测条件下，对某量进行n,15,例,5-1,设有甲、乙两组观测值，各组均为等精度观测，它们的真误差分别为：,甲组：,乙组：,试计算甲、乙两组各自的观测精度。,解,:,建筑工程技术教研室,例5-1 设有甲、乙两组观测值，各组均为等,16,比较,m,甲,和,m,乙,可知，甲组的观测精度比乙组高。,中误差所代表的是某一组观测值的精度。,建筑工程技术教研室,比较m甲和m乙可知，甲组的观测精度比乙组高。,17,2,、容许误差,在一定观测条件下，偶然误差的绝对值不应超过的限值，称为容许误差，也称限差或极限误差。,或,如果某个观测值的偶然误差超过了容许误差，就可以认为该观测值含有粗差，应舍去不用或返工重测。,下一节,返回,建筑工程技术教研室,2、容许误差 在一定观测条件下，偶然误差的绝对,18,3,、相对误差,相对误差是中误差的绝对值与相应观测结果之比，并化为分子为,1,的分数，即,例,丈量两段距离，,D,1,=100m,，,m,1,=1cm,和,D,2,=30m,，,m,2,=1cm,，,试计算两段距离的相对中误差。,解,建筑工程技术教研室,3、相对误差 相对误差是中误差的绝对值与相应观,19,建筑工程技术教研室,建筑工程技术教研室,20,1,、算术平均值,在相同的观测条件下，对某量进行多次重复观测，根据偶然误差特性，可取其算术平均值作为最终观测结果。,设对某量进行了,n,次等精度观测，观测值分别为，,l,1,l,2,l,n,，,其算术平均值为：,五、等精度直接观测平差,建筑工程技术教研室,1、算术平均值 在相同的观测条件下，对某量进行,21,设观测量的真值为,X,，观测值为,l,i,，则观测值的真误差为：,将上式内各式两边相加，并除以,n,，得,根据偶然误差的特性，当观测次数,n,无限增大时，则有,算术平均值较观测值更接近于真值。将最接近于真值的算术平均值称为最或是值或最可靠值。,建筑工程技术教研室,设观测量的真值为X，观测值为li，则观测值的真误差为：将上,22,2,、观测值改正数,观测量的算术平均值与观测值之差，称为观测值改正数，用,v,表示。,当观测次数为,n,时，有,将上式内各式两边相加，得,将,代入上式，得,对于等精度观测，观测值改正数的总和为零。,建筑工程技术教研室,2、观测值改正数 观测量的算术平均值与观测值之,23,3,、由观测值改正数计算观测值中误差,4,、误差传播定律,有些量不能直接观测，而是与直接观测量构成一定的函数关系计算出来。那么如何根据观测值的中误差去求观测函数的中误差？,h=a-b,注意两者的区别,建筑工程技术教研室,3、由观测值改正数计算观测值中误差4、误差传播定律,24,误差传播公式：,运用误差传播定律的步骤：,1.,首先根据题意列出函数式,2.,对函数进行全微分,3.,带入误差传播公式，并计算观测函数的中误差,建筑工程技术教研室,建筑工程技术教研室,25,线性函数的误差传播定律,建筑工程技术教研室,线性函数的误差传播定律建筑工程技术教研室,26,算术平均值的中误差,建筑工程技术教研室,算术平均值的中误差建筑工程技术教研室,27,例题：,某一段距离共丈量了六次，结果如表下所示，求算术平均值、观测中误差、算术平均值的中误差及相对误差。,测次,观测值,/m,观测值,改正数,v,/m m,vv,计 算,1,2,3,4,5,6,平均,148.643,148.590,148.610,148.624,148.654,148.647,148.628,-15,+38,+18,+4,-26,-19,225,1444,324,16,676,361,3046,返回,建筑工程技术教研室,例题：某一段距离共丈量了六次，结果如表,28,