《誤差理論與測(cè)量平差基礎(chǔ)》課程教學(xué)大綱

1、誤差理論與測(cè)量平差基礎(chǔ)課程教學(xué)大綱一、基本信息課程編號(hào)20321176課程中文名稱(chēng)誤差理論與測(cè)量平差基礎(chǔ)課程英文名稱(chēng)The Theory of Error And The Foundation of Survey Adjustment課程類(lèi)別通識(shí)教育（ ）大類(lèi)基礎(chǔ)（）專(zhuān)業(yè)核心（ ）專(zhuān)業(yè)方向（ ）課程性質(zhì)必修（）任選（ ）適用專(zhuān)業(yè)測(cè)繪工程、地理信息科學(xué)、遙感科學(xué)與技術(shù)總學(xué)時(shí)48學(xué)分3先修課程高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、數(shù)字地形測(cè)量學(xué)并修課程無(wú)開(kāi)課單位測(cè)繪學(xué)院測(cè)繪工程系本課程對(duì)畢業(yè)要求的貢獻(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生測(cè)量數(shù)據(jù)處理分析能力，掌握基本的誤差理論和測(cè)量數(shù)據(jù)處理的基本方法，掌握條件平差模型和間接平

2、差模型，能夠進(jìn)行測(cè)量數(shù)據(jù)處理評(píng)價(jià)和精度分析，能夠結(jié)合具體的測(cè)量工程項(xiàng)目建立適當(dāng)?shù)哪Ｐ停捎眠m當(dāng)?shù)能浖?，進(jìn)行工程測(cè)量的數(shù)據(jù)處理與分析，具備測(cè)量數(shù)據(jù)處理基本技能和能力和創(chuàng)新思維。二、教學(xué)目標(biāo)（對(duì)應(yīng)畢業(yè)要求：1.2、2.2、4.3、5.3、12.1）誤差理論與測(cè)量平差基礎(chǔ)是一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，以培養(yǎng)學(xué)生掌握測(cè)量數(shù)據(jù)處理的基本方法和原理為目的。課程內(nèi)容包括誤差理論和測(cè)量平差基礎(chǔ)兩部分。誤差理論主要講授誤差來(lái)源、分類(lèi)、性質(zhì)、分布、數(shù)字特征、傳播及主要應(yīng)用，以誤差分布、數(shù)字特征及傳播律為重點(diǎn)。測(cè)量平差基礎(chǔ)主要講授條件平差、間接平差等經(jīng)典測(cè)量平差基本理論、方法、估計(jì)理論及精度評(píng)定。通過(guò)本課程理論教學(xué)和數(shù)據(jù)處理訓(xùn)

3、練，使學(xué)生具備下列能力，實(shí)現(xiàn)以下課程目標(biāo)：課程目標(biāo)1:認(rèn)識(shí)誤差理論與測(cè)量平差基礎(chǔ)在現(xiàn)代測(cè)量數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用，了解現(xiàn)代測(cè)量數(shù)據(jù)處理的特點(diǎn)和趨勢(shì);了解誤差理論與測(cè)量平差基礎(chǔ)課程在測(cè)繪地理信息學(xué)科中地位和作用，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的熱情。（對(duì)應(yīng)畢業(yè)要求12.1） 課程目標(biāo)2:掌握測(cè)量誤差論理論，理解誤差的來(lái)源、性質(zhì)、分布、數(shù)字特征及測(cè)量誤差傳播規(guī)律，能夠運(yùn)用數(shù)學(xué)、測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，結(jié)合具體的測(cè)量工程建立誤差模型，進(jìn)行測(cè)量計(jì)算與分析。（對(duì)應(yīng)畢業(yè)要求1.2）課程目標(biāo)3:掌握最小二乘原理和平差數(shù)學(xué)模型，能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)根據(jù)具體的測(cè)量工程建立測(cè)量數(shù)據(jù)處理數(shù)學(xué)模型模型，能夠?qū)τ诜蔷€性函數(shù)模型進(jìn)行線性化。理解條件平差

4、、間接平差的內(nèi)涵與實(shí)質(zhì)，掌握水準(zhǔn)測(cè)量控制網(wǎng)、邊角網(wǎng)、GNSS控制網(wǎng)平差模型的建立及處理方法，能夠?qū)τ?jì)算結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)分析。（對(duì)應(yīng)畢業(yè)要求2.2）課程目標(biāo)4:掌握基本的測(cè)量數(shù)據(jù)處理方法，獲得測(cè)量數(shù)據(jù)處理實(shí)踐訓(xùn)練，具備一定的數(shù)據(jù)處理與分析能力；能夠結(jié)合測(cè)量工程和規(guī)范要求，建立適當(dāng)?shù)哪Ｐ停M(jìn)行數(shù)據(jù)處理綜合分析，初步具備解決復(fù)雜工程數(shù)據(jù)處理問(wèn)題的能力。（對(duì)應(yīng)畢業(yè)要求4.3） 課程目標(biāo)5:掌握測(cè)量數(shù)據(jù)處理中精度評(píng)定的基本原理和過(guò)程，理解誤差橢圓、相對(duì)誤差橢圓的作用和的計(jì)算方法；理解設(shè)檢驗(yàn)的基本思想，了解u檢驗(yàn)法、t檢驗(yàn)法、檢驗(yàn)法等基本的假設(shè)檢驗(yàn)方法及其應(yīng)用。（對(duì)應(yīng)畢業(yè)要求5.3）課程目標(biāo)與畢業(yè)要求對(duì)應(yīng)關(guān)系

5、表畢業(yè)要求對(duì)應(yīng)課程目標(biāo)備注12. 終身學(xué)習(xí)12.1具有自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的意識(shí)。課程目標(biāo)11工程知識(shí)1.2能針對(duì)一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)或過(guò)程建立合適的數(shù)學(xué)模型，并利用恰當(dāng)?shù)倪吔鐥l件求解。課程目標(biāo)22問(wèn)題分析2.2 能認(rèn)識(shí)到解決問(wèn)題有多種方案可選擇。課程目標(biāo)34. 研究4.3能正確采集、整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行。課程目標(biāo)45使用工具5.3 能夠使用現(xiàn)代工具，對(duì)復(fù)雜測(cè)繪工程問(wèn)題進(jìn)行預(yù)測(cè)與模擬，并理解其局限性。 課程目標(biāo)5三、教學(xué)內(nèi)容與要求教學(xué)內(nèi)容對(duì)學(xué)生的要求學(xué)時(shí)教學(xué)方式支持課程目 標(biāo)一、 緒論1.觀測(cè)誤差2.測(cè)量平差學(xué)科的研究對(duì)象3.測(cè)量平差的簡(jiǎn)史和發(fā)展4.本課程的任務(wù)和內(nèi)容1.明確觀測(cè)誤差產(chǎn)生的原因；

6、2.掌握誤差分類(lèi)和特點(diǎn)、觀測(cè)誤差的處理方法；3.了解測(cè)量平差的發(fā)展歷史和本課程的主要任務(wù)和特點(diǎn)；4.明確平差理論研究的對(duì)象和所要解決的問(wèn)題；5.提出本科程的學(xué)習(xí)方法。2講授討論課程目標(biāo)1二、誤差分布與精度指標(biāo) 1.偶然誤差的特性2. 衡量精度的指標(biāo)3. 精度、準(zhǔn)確度和精確度1.熟悉隨機(jī)變量的數(shù)字特征；2.掌握偶然誤差的規(guī)律性；3.理解方差、協(xié)方差陣；4.掌握精度、準(zhǔn)確度、精確度概念。2講授課程目標(biāo)2三、協(xié)方差傳播律及權(quán)1.協(xié)方差的傳播2.協(xié)方差傳播律的應(yīng)用3.權(quán)與定權(quán)的常用方法4.協(xié)因數(shù)陣與權(quán)陣5.協(xié)因數(shù)傳播律6.協(xié)方差傳播律及其在測(cè)量上的應(yīng)用1.熟記方差、協(xié)方差傳播律的基本公式；2.掌握非線

7、性函數(shù)線性化的方法；3.掌握權(quán)與定權(quán)的常用方法；4.理解方差、權(quán)、與協(xié)因數(shù)的關(guān)系；5.了解系統(tǒng)誤差的傳播規(guī)律。8講授、實(shí)驗(yàn)、計(jì)算課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3四、平差數(shù)學(xué)模型與最小二乘原理 1.測(cè)量平差概述2.函數(shù)模型3.函數(shù)模型線性化4.測(cè)量平差的數(shù)學(xué)模型5.參數(shù)估計(jì)與最小二乘原理1控制網(wǎng)的基本元素，理解必要起算數(shù)據(jù)、必要觀測(cè)數(shù)和多余觀測(cè)的基本概念；2理解隨機(jī)模型和函數(shù)模型的基本概念；3.了解參數(shù)估計(jì)和最小二乘原理。4講授課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3五、條件平差1.條件平差原理2.條件方程3.精度評(píng)定4.條件平差公式匯編和水準(zhǔn)網(wǎng)平差示例1.理解條件平差基本原理；2.掌握水準(zhǔn)網(wǎng)、測(cè)角網(wǎng)、邊角網(wǎng)條件平差值方程建立

8、；3.掌握非線性條件方程線性化方法；4.按條件平差進(jìn)行水準(zhǔn)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理。6講授、討論、數(shù)據(jù)處理課程目標(biāo)3課程目標(biāo)4六、附有參數(shù)的條件平差 1.附有參數(shù)的條件平差原理2.精度評(píng)定3.公式匯編和示例1.掌握附有參數(shù)的條件平差基本原理；2.掌握按附有參數(shù)的條件平差方法求平差值的方法和步驟；3.了解附有參數(shù)的條件平差應(yīng)用。2講授、討論課程目標(biāo)3課程目標(biāo)4七、間接平差1.間接平差原理2.誤差方程3.間接平差精度評(píng)定4.間接平差的應(yīng)用1.掌握間接平差基本原理；2.掌握水準(zhǔn)網(wǎng)、測(cè)角網(wǎng)、邊角網(wǎng)、GPS網(wǎng)等類(lèi)型的控制網(wǎng)觀測(cè)方程、誤差方法建立方法。3.能夠進(jìn)行控制網(wǎng)間接平差計(jì)算。8講授、討論、數(shù)據(jù)處理課程目標(biāo)3課程

9、目標(biāo)4八、附有限制條件1.附有限制條件的間接平差原理；2.精度評(píng)定3.公式匯編1.掌握附有限制條件的間接平差基本原理；2.理解限制條件的確定方法；3.熟記附有限制條件的間接平差基本公式。2講授討，數(shù)據(jù)處理課程目標(biāo)3課程目標(biāo)4九、概括平差函數(shù)模型1.概括平差函數(shù)模型原理；2.附有限制條件的條件平差原理3.各種平差方法的共性與特性；4.平差結(jié)果的統(tǒng)計(jì)性質(zhì)1了解掌握概括平差模型的基本原理和推導(dǎo)過(guò)程；2.理解條件平差、間接平差、附有參數(shù)的條件平差、附有限制條件的間接平差等各種平差的共性和個(gè)性；3.理解平差結(jié)果的統(tǒng)計(jì)性質(zhì)。2講授討論課程目標(biāo)3課程目標(biāo)4十、誤差橢圓1.點(diǎn)位誤差2.點(diǎn)位任意方向的位差誤差曲

10、線3.誤差橢圓4.相對(duì)誤差橢圓1.掌握點(diǎn)位誤差、誤差曲線、誤差橢圓的基本概念；2.掌握誤差橢圓三個(gè)基本元素的計(jì)算方法；3.了解誤差橢圓、相對(duì)誤差橢圓的繪制方法。4講授討論數(shù)據(jù)處理課程目標(biāo)3課程目標(biāo)4十一、假設(shè)檢驗(yàn)1.統(tǒng)計(jì)假設(shè)檢驗(yàn)概述2.誤差假設(shè)檢驗(yàn)的基本方法3.誤差分布的假設(shè)檢驗(yàn)1.了解假設(shè)檢驗(yàn)的基本思想，2.掌握u檢驗(yàn)法、t檢驗(yàn)法、檢驗(yàn)法等基本的假設(shè)檢驗(yàn)方法；3.了解誤差分布假設(shè)檢驗(yàn)方法。2講授課程目標(biāo)5十二、近代平差概論 1.序貫平差2.附加系統(tǒng)參數(shù)的平差3.秩虧自由網(wǎng)平差4.最小二乘配置原理1了解序貫平差、附加系統(tǒng)參數(shù)的平差、秩虧自由網(wǎng)平差方法；2.了解最小二乘配置的基本原理和應(yīng)用。2講

11、授課程目標(biāo)1四、學(xué)時(shí)分配表內(nèi)容講授實(shí)驗(yàn)小計(jì)（一）緒論22（二）誤差分布及精度指標(biāo)22(三)協(xié)方差傳播律及權(quán)88(四)平差數(shù)學(xué)模型與最小二乘原理44（五）條件平差88（六）附有參數(shù)的條件平差22（七）間接平差88（八）附有限制條件的間接平差22（九）概括平差函數(shù)模型22（十）誤差橢圓44(十一)誤差分布與平差參數(shù)的統(tǒng)計(jì)假設(shè)檢驗(yàn)44(十二)近代平差理論22總計(jì)4848五、主要教學(xué)方法本課程具有較強(qiáng)的理論和實(shí)踐特點(diǎn)，課堂教學(xué)主要采用板書(shū)為主，輔助多媒體教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，充分利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)教學(xué)工具結(jié)合具體案例講解誤差理論與平差基本方法及其在測(cè)繪工程實(shí)踐中的應(yīng)用，綜合采用課堂講授，課堂討論、綜合訓(xùn)練、隨機(jī)測(cè)

12、驗(yàn)等教學(xué)方式和手段進(jìn)行教學(xué)。1、知識(shí)傳授通過(guò)課堂講授、答疑、做練習(xí)、綜合訓(xùn)練進(jìn)行教學(xué)，傳授誤差理論與測(cè)量平差基本知識(shí)。2、能力培養(yǎng)通過(guò)課堂教學(xué)與工程案例相結(jié)合，提高獲取知識(shí)的能力；通過(guò)啟發(fā)式教學(xué)和綜合訓(xùn)練提高知識(shí)的理解和綜合應(yīng)用；以測(cè)量數(shù)據(jù)處理實(shí)踐為驅(qū)動(dòng)力，促進(jìn)理論教學(xué)，在教學(xué)中提出問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生尋求解決問(wèn)題的興趣和方法，使教與學(xué)有機(jī)結(jié)合，強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)思維和創(chuàng)新思維的重要性，提高創(chuàng)新能力；通過(guò)近代測(cè)量平差的學(xué)習(xí)了解國(guó)際上對(duì)測(cè)量平差的研究進(jìn)展。3、素質(zhì)提升以深厚的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，認(rèn)真?zhèn)湔n，細(xì)致講解，在教學(xué)中體現(xiàn)對(duì)學(xué)生的關(guān)愛(ài)，構(gòu)建良好的師生關(guān)系；教學(xué)中潛移默化地滲入職業(yè)道德的教育，使學(xué)生在獲得專(zhuān)業(yè)知識(shí)的同時(shí)

13、，也受到思想品德的熏陶。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生感受到作為專(zhuān)業(yè)理論基礎(chǔ)課在后續(xù)課程學(xué)習(xí)以及在以后工作的重要作用，培養(yǎng)學(xué)生尊重?cái)?shù)據(jù)、重視精度的職業(yè)精神和嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)的科學(xué)態(tài)度，提高學(xué)生數(shù)據(jù)處理分析和解決復(fù)雜工程測(cè)量數(shù)據(jù)處理問(wèn)題的能力，使學(xué)生在后續(xù)的課程學(xué)習(xí)和工作中自覺(jué)應(yīng)用測(cè)量平差理論和知識(shí)解決工程應(yīng)用的問(wèn)題，培養(yǎng)具有獨(dú)立思考能力和創(chuàng)新思維的人才。6、 實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容與要求在學(xué)完協(xié)方差傳播律、條件平差、間接平差之后，分別進(jìn)行一次綜合計(jì)算訓(xùn)練，對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行階段性總結(jié)。由指導(dǎo)教師給出綜合計(jì)算題目和計(jì)算指導(dǎo)書(shū)，在教室現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行計(jì)算，學(xué)生獨(dú)立作業(yè)，指導(dǎo)教師及時(shí)回答學(xué)生在計(jì)算中遇到的問(wèn)題。要求計(jì)算過(guò)程詳細(xì)、內(nèi)容

14、完整充實(shí)。具體內(nèi)容和要求如下表所示：教學(xué)內(nèi)容對(duì)學(xué)生的要求支持課程目標(biāo)綜合作業(yè)一：方差協(xié)方差傳播律掌握協(xié)方差傳播律、協(xié)因數(shù)傳播律的原理，完成3-4個(gè)綜合應(yīng)用計(jì)算試題，一個(gè)證明題。要求獨(dú)立完成，計(jì)算過(guò)程詳細(xì)、內(nèi)容完整充實(shí)。課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3綜合作業(yè)二：條件平差綜合作業(yè)掌握條件平差原理、理解條件平差公式，完成3-4個(gè)水準(zhǔn)網(wǎng)，2-3個(gè)測(cè)角網(wǎng)平差值條件方程的列立，對(duì)非線性方程線性化，完成2-個(gè)水準(zhǔn)網(wǎng)，2個(gè)邊角網(wǎng)條件平差綜合計(jì)算，完成1綜合證明題。要求獨(dú)立完成，計(jì)算過(guò)程詳細(xì)、推理過(guò)程合理，內(nèi)容完整充實(shí)。課程目標(biāo)3課程目標(biāo)4綜合作業(yè)三：間接平差綜合作業(yè)掌握間接平差原理，理解間接平差公式，完成2-3個(gè)水準(zhǔn)網(wǎng)

15、、2-3個(gè)邊角網(wǎng)間接平差觀測(cè)方程、誤差方程的列立，完整2個(gè)水準(zhǔn)網(wǎng)、2個(gè)邊角網(wǎng)間接平差綜合計(jì)算，完成1個(gè)綜合證明題。要求獨(dú)立完成，計(jì)算過(guò)程詳細(xì)、推理過(guò)程合理，內(nèi)容完整充實(shí)。課程目標(biāo)3課程目標(biāo)47、 考核與成績(jī)?cè)u(píng)定注重學(xué)習(xí)過(guò)程考核，成績(jī)按平時(shí)成績(jī)和期末考試成績(jī)相結(jié)合進(jìn)行綜合評(píng)定，比例各占50%，綜合評(píng)定方法如下：1、平時(shí)成績(jī)：50分出勤：20分；滿(mǎn)勤20分，缺勤一次扣1分，遲到1次0.5分，累積扣分7取消考試資格。綜合測(cè)驗(yàn)：30分（1） 綜合測(cè)驗(yàn)一：10分；概念清楚，計(jì)算過(guò)程清晰，計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確、作業(yè)整潔15分；（2） 綜合測(cè)驗(yàn)二：10分，概念清楚，計(jì)算過(guò)程清晰，計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確、作業(yè)整潔15分。（3）

16、 綜合測(cè)驗(yàn)三：10分，概念清楚，計(jì)算過(guò)程清晰，計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確、作業(yè)整潔15分。2、期末考試:50分考試方式按閉卷考試，各部分試題分布如下表所示：課程目標(biāo)筆試相關(guān)試題分?jǐn)?shù)比例課程學(xué)分達(dá)成度評(píng)價(jià)方法課程目標(biāo)15分目標(biāo)達(dá)成度=0.5*（分目標(biāo)試題平均分/分目標(biāo)試題總分）+0.5*（分目標(biāo)平時(shí)成績(jī)）/分目標(biāo)平時(shí)成績(jī)總分課程目標(biāo)230課程目標(biāo)330課程目標(biāo)430課程目標(biāo)553、成績(jī)等級(jí)按照分?jǐn)?shù)分為優(yōu)秀、良好、中、及格、不及格5個(gè)等次，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為5個(gè)等級(jí)，各等級(jí)對(duì)應(yīng)分?jǐn)?shù)段如下表：成績(jī)等次優(yōu)秀良好中等及格不及格成績(jī)90100809079806070059八、課程目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)課程目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)包括兩個(gè)部分：對(duì)整個(gè)班級(jí)進(jìn)行分目標(biāo)和總目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià),對(duì)每個(gè)學(xué)生進(jìn)行分目標(biāo)和總目標(biāo)達(dá)成度進(jìn)行評(píng)價(jià)。具體計(jì)算方法如下：（1）對(duì)整個(gè)班級(jí)進(jìn)行評(píng)價(jià)課程分目標(biāo)達(dá)成度=（分目標(biāo)試卷平均得分*試卷成績(jī)占比+平時(shí)成績(jī)平均分*平時(shí)成績(jī)占比）/100。課程總目標(biāo)達(dá)成度=該課程學(xué)生總評(píng)成績(jī)平均值 / 100。（2）對(duì)每個(gè)學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)單個(gè)學(xué)生分目標(biāo)達(dá)成度=(該學(xué)生的分目標(biāo)得分*試卷成績(jī)占比+該學(xué)生的平時(shí)成績(jī)得分*平時(shí)成績(jī)占比) /100。單個(gè)學(xué)生課程總目標(biāo)達(dá)成度=該學(xué)生總評(píng)成績(jī) /100。九、大綱編制說(shuō)明本課程教學(xué)大綱編撰的依據(jù)：1.北京建筑大學(xué)測(cè)繪工程專(zhuān)業(yè) 2016版培養(yǎng)方