当前课程知识点:误差理论与测量平差 > 第五章 误差椭圆 > §5.2 点位误差 > 点位中误差的计算
这一讲我们来学习点位中误差的计算
分这样几个方面
首先是中误差的计算思路
然后结合里面的一些要素展开
首先我们看一下点位中误差,整体计算思路是什么样的
上一讲我们学习了点位方差
它的表达式是这样的
涉及到了两个坐标方向上的坐标
真误差的方差
那么在这我们想
如果我知道了X和Y方向上的坐标方差
那么我们就可以计算点位方差了
而X和Y方向上的方差怎么计算呢?
我们可以回顾之前在平差解算过程当中
精度评定部分涉及到σX平方可以写成
单位权方差乘以协因数
在这儿我们就想就必须要知道谁
必须要知道
Qxx和Q yy
进而我们点位方差的计算式
也可以表达成单位权方差乘以X的协因数加上Y的协因数
那么点位中误差的计算是就是上式开方
在这儿我们涉及到两个问题
第一单位权方差如何求
第二 P点的坐标未知数X和Y的协因数如何计算
好
我们首先来看协因数的计算
也就是点位坐标协因数的计算
首先我们要想一下
那么点位坐标其实我们如果利用测量平差数据处理
经过平差模型解算出点位坐标之后
那么我们要评定精度
对吧
当时我们在平差解算的时候
有条件平差方法和间接平差方法
我们首先看一下
如果利用间接平差方法进行计算
那么如何来计算协因数?
如果我设有K个待定点坐标为参数,
是这样的参数向量
那么它的(协因数)在间接平差里面
我们在精度评定部分
你应该还记得这个参数的协因数其实就是谁呢
对
其实就是法方程系数阵的逆阵
也就是Nbb的逆即BTPB的逆就是这样一个大矩阵
在这个矩阵里头
其实也就涵盖了各个参数的协因数以及互协因数
我们看一下在这里面的主对角线元素
根据协因数阵的特点
它的主对角线元素就是参数的协因数
及各待定点坐标X和Y的协因数
我们再看橙色线所标的位置
第一行Qx1y1
那么它的左下角对称位置
Qy1x1
这代表了什么
其实就是
第一个点
它的X坐标和Y坐标的互协因数
那么对应主对角线两侧相应对称位置都是各点
坐标X、Y的互协因数
所以我们说这些位置
我们总结一下
它就是待定点坐标X和Y的相关协因数
接下来再看绿色方框所指位置
这个位置是什么呢?
首先它的主对角线方向是Qx1xp和Qy1yp
这个其实是谁,是1号点和P号点的
X坐标互协因数
那么反过来
非主对角线Qx1yp和Qy1xp那这个其实就是
一号点和P号点
X与Y坐标的相关协因数
那么以此类推
我们所有的绿色方框点都具有同样的性质
总结一下它其实就表达了j点和i点的纵横
坐标Xi和Yi与XjYj之间的互协因数
我们了解了协因数阵里面各元素所指的规律
那么就很方便去找参数的协因数及做各坐标协因数之间的关系了
也就是很容易能够找到对应的协因数了
这是间接平差方法
我们再看条件平差方法
那么同样待定点最或然坐标
它一般在条件平差里面是观测值L的平差值的函数
也就是说条件平差它都是观测向量平差值之间的关系
我们直接求出来的是平差值
那么所有的坐标都应该表达成平差值的函数
比如说P点坐标X、Y,它就可以表达成L间的函数
我要找XY的协因数怎么办
首先如果它是非线性函数
我要把它线性化
线性化,这就是权函数式,有了权函数式
那么找到权函数式的系数
同时 如果我们再有L,也就是平差值的协因数阵
就可以计算坐标X和Y的协因数了
那么我们看一下平差值的协因数阵
我们在条件平差精度评定的时候总结过它的协因数阵的形式
其实在这里面我们关键要找谁
观测值的权阵以及条件平差法方程系数阵
只要我们进行了平差计算
那么观测值权阵以及法方程系数阵是都能够获得的
那么往刚才我们三个协因数表达式里面带入
就可以计算协因数了
接下来我们看一下协因数的计算实例
如图所示一个平面控制网
AB是已知点
它的已知数据见表1,CDE是待定点
近似坐标也在表1里面
我们同精度观测了九个角度
这是一个测角网
那么观测值见表2
我们采用条件平差法进行平差
列出如下三个方程
我们看一下这三个方程是按照什么方式列出来的呢?
包括两个图形条件和一个极条件
在这让我们计算D点的协因数Qxx Qyy以及Qxy
如何来算呢?
根据我们刚才条件平差法计算协因数的思路
我们首先要找到什么呀?
权函数式
进而依据权函数式的系数
平差值的协因数代入后能够得到坐标的协因数
而这个平差值的协因数涉及到谁?
权阵还有法方程系数阵的逆阵
在这儿我们需要分四个步骤来解决这个问题
首先第一我们要找到系数阵A,
然后,再找到法方程系数阵及其逆阵
也就是Naa和Naa的逆
再列出D点坐标的权函数式最后依据上面的表达式
计算协因数
首先我们看一下
条件方程系数阵
这个条件方程在题目中已经给出了
那它的系数阵我们就很容易找出来
不过我们要注意它的改正数向量是1到9
所以系数阵应该是3×9的这样一个系数阵
第二步法方程系数阵和逆阵
那么我们要怎么样
先定权
如果是等精度观测权证就是一个单位阵结合
条件方程
我们就可以组成法方程
找到它的系数阵Naa如下
进而求它的逆阵,Naa的逆
第三步我们就要列权函数式了
在这里面我们看一下
D点坐标XY的全函数式怎么列呢
我们回忆一下我们之前的思路
其实可以由B点推算D点的坐标
那么就是下式
在这我们看一下
这个表达式是一个什么
是一个非线性的
我们要把它线性化
也就是全微分就能得到他的权函数式了
这个线性化方法其实和我们极条件的线性化方法就很像
好
我们线性化的形式
由于前面讲述过
我们就不再赘述了
直接得出它的权函数式,
代入数据得到权函数式的表达式
我们找到它的系数向量fxT和fyT
有了我们前面的计算结果作为基础
在这儿
我们把相关的各量代入到协因数数计算式里面
我们就可以最终得到X Y的协因数以及互协因数了
这是他的最后结果
好
上面这个题目给的是条件平差方法计算协因数
你想如果同样一个问题用间接平差方法来做的话
怎么来找出D点的协因数?
其实我们前面讲过它的计算思路
那么结合这些数据
你完全可以列出间接平差的观测方程
进而找到他的
法方程系数阵的逆阵
这个逆阵里面就有对应点的协因数
当然我们要设参数
这我们就不详细说了
课下可以自己来试着做一下
好
这是我们刚才说协因数的计算了
那么我刚才说了
我们要解决的是两个问题
一个是协因数
还有一个是什么?
单位权方差
那么单位权方差如何来解决?
其实我们有两种情况,第一我们通过平差计算之后
那么这个单位权方差就可以利用之前我们这个公式
也就是条件平差或间接平差里面都有这个计算式
利用改正数来计算单位权方差
但是这里面由于观测值的个数和观测次数有限
我们只能取它的估值了
好
还有在控制网设计阶段
在控制网设计阶段
我们还没有进行实际观测
也就是还没有进行平差处理
这个时候怎么样来确定单位权方差呢?
我们经常是使用什么经验值
比如说测角度
我们可以认为它是等精度观测
同时可以按照规范找出相应等级的误差值
可以查规范就可以了
通常把这样的值叫做先验值
就是先验单位权中误差
从而我们再结合相应的网形是可以能够找到它的
比如说间接平差方法
我们可以事先找到他的协因数阵
进而就可以算出什么了
预估点位精度了
比如说四等平面控制网测角中误差我们规定是
正负2.5秒
那么单位权中误差的先验值就是正负2.5
好
那么单位权方差有了,
协因数我们刚才也学会了它计算方法
现在点位中误差的计算就可以实现了
按照我们刚才前面得出的结论
点位方差的计算式那就是这样子的
这里面我们的所有的问题都解决了
不过我们刚才也提到
我们的观测值数据是有限的
我们不能求出它的真值
只能求出它的估值
所以在这儿给出待定点纵横坐标方差的估值计算式表达
是这样
进而点位方差以及点位中误差也对应了一套估值公式
这是我们后面常用的实用公式
以后我们应用都用它来计算
好
关于点位中误差的计算
我们就学习完了
不过点位中误差的计算方法得出来的结果点位方差
它只是通过这个数据
你知道它的点位精度整体是这样子的
如果我想知道某一个方向上的精度如何来计算
那就是我们下一讲的内容
任意方向上的位差
谢谢!
-§1.1 测量误差及其分类
--内容提要
--测量误差
-作业--§1.1 测量误差及其分类
-§1.2 偶然误差的概率特性
--内容提要
-作业--§1.2 偶然误差的概率特性
-§1.3 精度及其衡量指标
--内容提要
--衡量精度的指标
-作业--§1.3 精度及其衡量指标
-§1.4 协方差传播律
--内容提要
--协方差与相关
-作业--§1.4 协方差传播律
-实验1 Excel中的矩阵运算
--教案~实验一
-§1.5 权与常用的定权方法
--内容提要
--权与单位权
--讨论1-权的意义
-作业--§1.5 权与常用的定权方法
-§1.6 协因数及其传播律
--内容提要
--协因数阵
--协因数传播律
-作业--§1.6 协因数及其传播律
-实验2 MATLAB的矩阵运算
--教案~实验二
-§1.7 由真误差计算中误差及应用
--内容提要
-作业--§1.7 由真误差计算中误差及应用
-§1.8 系统误差的传播
--内容提要
--系统误差的传播
-作业--§1.8 系统误差的传播
-§2.1 测量平差概述
--内容提要
--测量平差概述
-作业--§2.1 测量平差概述
-§2.2 测量平差的数学模型
--内容提要
--条件平差函数模型
--间接平差函数模型
-作业--§2.2 测量平差的数学模型
-§2.3 函数模型的线性化
--内容提要
-作业--§2.3 函数模型的线性化
-§2.4 最小二乘原理及其应用
--内容提要
--最小二乘原理
-作业--§2.4 最小二乘原理及其应用
-§3.1 条件平差原理
--内容提要
--平差值求取原理
--水准网算例
-作业--§3.1 条件平差原理
-§3.2 条件方程
--内容提要
--水准网条件方程
--测边网条件方程
-作业-§3.2 条件方程
-§3.3 导线网条件平差计算
--内容提要
--导线条件平差实例
-作业--§3.3 导线网条件平差计算
-§3.4 精度评定
--内容提要
-作业--§3.4 精度评定
-§3.5 附有参数的条件平差
--内容提要
-作业--§3.5 附有参数的条件平差
-§3.6 条件平差估值的统计性质
--内容提要
-作业--§3.6 条件平差估值的统计性质
-§4.1 间接平差原理
--内容提要
--间接平差计算步骤
-作业--§4.1 间接平差原理
-§4.2 误差方程
--内容提要
--参数选取
--测角网误差方程
--测边网误差方程
-作业--§4.2 误差方程
-§4.3 精度评定
--内容提要
-作业--§4.3 精度评定
-§4.4 附有限制条件的间接平差
--内容提要
-作业--§4.4 附有限制条件的间接平差
-§4.5 间接平差估值的统计性质
--内容提要
-作业--§4.5 间接平差估值的统计性质
-实验3 科傻平差软件简介
--教案~实验3
-§5.1 概述
--内容提要
--点位真误差
--点位方差
--教案~5.1概述
-作业--§5.1 概述
-§5.2 点位误差
--内容提要
--点位中误差的计算
-作业--§5.2 点位误差
-§5.3 误差曲线
--内容提要
--误差曲线
-作业--§5.3 误差曲线
-§5.4 误差椭圆
--内容提要
--误差椭圆
--误差椭圆实例
-作业--§5.4 误差椭圆
-§5.5 相对误差椭圆
--内容提要
--相对误差椭圆
-§6.1 概述
--内容提要
--讨论-两类错误
-作业--§6.1 概述
-§6.2 常用的参数假设检验方法
--内容提要
--u检验方法
--t检验法
--χ2检验法
--F检验法
-作业--§6.2 常用的参数假设检验方法
-§6.3 误差分布的假设检验
--内容提要
-作业--§6.3 误差分布的假设检验
-§6.4 平差参数的显著性检验
--内容提要
-作业--§6.4 平差参数的显著性检验
-§6.5 后验方差的检验
--内容提要
-作业--§6.5 后验方差的检验
-§7.1 序贯平差
--内容提要
--序贯平差原理
--序贯平差精度评定
--序贯平差实例
-作业--§7.1 序贯平差
-§7.2 秩亏自由网平差
--内容提要
--秩亏自由网概述
-作业--§7.2 秩亏自由网平差
-§7.3 附加系统参数的平差
--内容提要
-作业--§7.3 附加系统参数的平差
-§7.4 方差分量估计
--内容提要
-作业--§7.4 方差分量估计
