《誤差理論與測量平差基礎(chǔ)》課程教學(xué)大綱

1、誤差理論與測量平差基礎(chǔ)課程教學(xué)大綱一、基本信息課程編號20321176課程中文名稱誤差理論與測量平差基礎(chǔ)課程英文名稱The Theory of Error And The Foundation of Survey Adjustment課程類別通識教育（ ）大類基礎(chǔ)（）專業(yè)核心（ ）專業(yè)方向（ ）課程性質(zhì)必修（）任選（ ）適用專業(yè)測繪工程、地理信息科學(xué)、遙感科學(xué)與技術(shù)總學(xué)時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、數(shù)字地形測量學(xué)并修課程無開課單位測繪學(xué)院測繪工程系本課程對畢業(yè)要求的貢獻培養(yǎng)學(xué)生測量數(shù)據(jù)處理分析能力，掌握基本的誤差理論和測量數(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，能夠進行測量數(shù)據(jù)處理評價和精度分析，能夠結(jié)合具體的測量工程項目建立適當(dāng)?shù)哪Ｐ?，采用適當(dāng)?shù)能浖?，進行工程測量的數(shù)據(jù)處理與分析，具備測量數(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)（對應(yīng)畢業(yè)要求：1.2、2.2、4.3、5.3、12.1）誤差理論與測量平差基礎(chǔ)是一門專業(yè)基礎(chǔ)課，以培養(yǎng)學(xué)生掌握測量數(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量平差基礎(chǔ)兩部分。誤差理論主要講授誤差來源、分類、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。測量平差基礎(chǔ)主要講授條件平差、間接平差等經(jīng)典測量平差基本理論、方法、估計理論及精度評定。通過本課程理論教學(xué)和數(shù)據(jù)處理訓(xùn)

3、練，使學(xué)生具備下列能力，實現(xiàn)以下課程目標(biāo)：課程目標(biāo)1:認(rèn)識誤差理論與測量平差基礎(chǔ)在現(xiàn)代測量數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用，了解現(xiàn)代測量數(shù)據(jù)處理的特點和趨勢;了解誤差理論與測量平差基礎(chǔ)課程在測繪地理信息學(xué)科中地位和作用，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的熱情。（對應(yīng)畢業(yè)要求12.1） 課程目標(biāo)2:掌握測量誤差論理論，理解誤差的來源、性質(zhì)、分布、數(shù)字特征及測量誤差傳播規(guī)律，能夠運用數(shù)學(xué)、測量學(xué)基礎(chǔ)知識，結(jié)合具體的測量工程建立誤差模型，進行測量計算與分析。（對應(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)知識根據(jù)具體的測量工程建立測量數(shù)據(jù)處理數(shù)學(xué)模型模型，能夠?qū)τ诜蔷€性函數(shù)模型進行線性化。理解條件平差

4、、間接平差的內(nèi)涵與實質(zhì)，掌握水準(zhǔn)測量控制網(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嬎憬Y(jié)果進行評價分析。（對應(yīng)畢業(yè)要求2.2）課程目標(biāo)4:掌握基本的測量數(shù)據(jù)處理方法，獲得測量數(shù)據(jù)處理實踐訓(xùn)練，具備一定的數(shù)據(jù)處理與分析能力；能夠結(jié)合測量工程和規(guī)范要求，建立適當(dāng)?shù)哪Ｐ?，進行數(shù)據(jù)處理綜合分析，初步具備解決復(fù)雜工程數(shù)據(jù)處理問題的能力。（對應(yīng)畢業(yè)要求4.3） 課程目標(biāo)5:掌握測量數(shù)據(jù)處理中精度評定的基本原理和過程，理解誤差橢圓、相對誤差橢圓的作用和的計算方法；理解設(shè)檢驗的基本思想，了解u檢驗法、t檢驗法、檢驗法等基本的假設(shè)檢驗方法及其應(yīng)用。（對應(yīng)畢業(yè)要求5.3）課程目標(biāo)與畢業(yè)要求對應(yīng)關(guān)系

5、表畢業(yè)要求對應(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。課程目標(biāo)11工程知識1.2能針對一個測量系統(tǒng)或過程建立合適的數(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問題分析2.2 能認(rèn)識到解決問題有多種方案可選擇。課程目標(biāo)34. 研究4.3能正確采集、整理實驗數(shù)據(jù)，對實驗結(jié)果進行。課程目標(biāo)45使用工具5.3 能夠使用現(xiàn)代工具，對復(fù)雜測繪工程問題進行預(yù)測與模擬，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)容對學(xué)生的要求學(xué)時教學(xué)方式支持課程目 標(biāo)一、 緒論1.觀測誤差2.測量平差學(xué)科的研究對象3.測量平差的簡史和發(fā)展4.本課程的任務(wù)和內(nèi)容1.明確觀測誤差產(chǎn)生的原因；

6、2.掌握誤差分類和特點、觀測誤差的處理方法；3.了解測量平差的發(fā)展歷史和本課程的主要任務(wù)和特點；4.明確平差理論研究的對象和所要解決的問題；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、實驗、計算課程目標(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.測量平差概述2.函數(shù)模型3.函數(shù)模型線性化4.測量平差的數(shù)學(xué)模型5.參數(shù)估計與最小二乘原理1控制網(wǎng)的基本元素，理解必要起算數(shù)據(jù)、必要觀測數(shù)和多余觀測的基本概念；2理解隨機模型和函數(shù)模型的基本概念；3.了解參數(shù)估計和最小二乘原理。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)、測角網(wǎng)、邊角網(wǎng)、GPS網(wǎng)等類型的控制網(wǎng)觀測方程、誤差方法建立方法。3.能夠進行控制網(wǎng)間接平差計算。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)計性質(zhì)1了解掌握概括平差模型的基本原理和推導(dǎo)過程；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性；3.理解平差結(jié)果的統(tǒng)計性質(zhì)。2講授討論課程目標(biāo)3課程目標(biāo)4十、誤差橢圓1.點位誤差2.點位任意方向的位差誤差曲

10、線3.誤差橢圓4.相對誤差橢圓1.掌握點位誤差、誤差曲線、誤差橢圓的基本概念；2.掌握誤差橢圓三個基本元素的計算方法；3.了解誤差橢圓、相對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1.統(tǒng)計假設(shè)檢驗概述2.誤差假設(shè)檢驗的基本方法3.誤差分布的假設(shè)檢驗1.了解假設(shè)檢驗的基本思想，2.掌握u檢驗法、t檢驗法、檢驗法等基本的假設(shè)檢驗方法；3.了解誤差分布假設(shè)檢驗方法。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)時分配表內(nèi)容講授實驗小計（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)計假設(shè)檢驗44(十二)近代平差理論22總計4848五、主要教學(xué)方法本課程具有較強的理論和實踐特點，課堂教學(xué)主要采用板書為主，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繪工程實踐中的應(yīng)用，綜合采用課堂講授，課堂討論、綜合訓(xùn)練、隨機測

12、驗等教學(xué)方式和手段進行教學(xué)。1、知識傳授通過課堂講授、答疑、做練習(xí)、綜合訓(xùn)練進行教學(xué)，傳授誤差理論與測量平差基本知識。2、能力培養(yǎng)通過課堂教學(xué)與工程案例相結(jié)合，提高獲取知識的能力；通過啟發(fā)式教學(xué)和綜合訓(xùn)練提高知識的理解和綜合應(yīng)用；以測量數(shù)據(jù)處理實踐為驅(qū)動力，促進理論教學(xué)，在教學(xué)中提出問題，激發(fā)學(xué)生尋求解決問題的興趣和方法，使教與學(xué)有機結(jié)合，強調(diào)系統(tǒng)思維和創(chuàng)新思維的重要性，提高創(chuàng)新能力；通過近代測量平差的學(xué)習(xí)了解國際上對測量平差的研究進展。3、素質(zhì)提升以深厚的專業(yè)知識，認(rèn)真?zhèn)湔n，細(xì)致講解，在教學(xué)中體現(xiàn)對學(xué)生的關(guān)愛，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)生在獲得專業(yè)知識的同時

13、，也受到思想品德的熏陶。通過本課程的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生感受到作為專業(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)生尊重數(shù)據(jù)、重視精度的職業(yè)精神和嚴(yán)謹(jǐn)、求實的科學(xué)態(tài)度，提高學(xué)生數(shù)據(jù)處理分析和解決復(fù)雜工程測量數(shù)據(jù)處理問題的能力，使學(xué)生在后續(xù)的課程學(xué)習(xí)和工作中自覺應(yīng)用測量平差理論和知識解決工程應(yīng)用的問題，培養(yǎng)具有獨立思考能力和創(chuàng)新思維的人才。6、 實踐教學(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，分別進行一次綜合計算訓(xùn)練，對所學(xué)知識進行階段性總結(jié)。由指導(dǎo)教師給出綜合計算題目和計算指導(dǎo)書，在教室現(xiàn)場進行計算，學(xué)生獨立作業(yè)，指導(dǎo)教師及時回答學(xué)生在計算中遇到的問題。要求計算過程詳細(xì)、內(nèi)容

14、完整充實。具體內(nèi)容和要求如下表所示：教學(xué)內(nèi)容對學(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個綜合應(yīng)用計算試題，一個證明題。要求獨立完成，計算過程詳細(xì)、內(nèi)容完整充實。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個水準(zhǔn)網(wǎng)，2-3個測角網(wǎng)平差值條件方程的列立，對非線性方程線性化，完成2-個水準(zhǔn)網(wǎng)，2個邊角網(wǎng)條件平差綜合計算，完成1綜合證明題。要求獨立完成，計算過程詳細(xì)、推理過程合理，內(nèi)容完整充實。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個水準(zhǔn)網(wǎng)

15、、2-3個邊角網(wǎng)間接平差觀測方程、誤差方程的列立，完整2個水準(zhǔn)網(wǎng)、2個邊角網(wǎng)間接平差綜合計算，完成1個綜合證明題。要求獨立完成，計算過程詳細(xì)、推理過程合理，內(nèi)容完整充實。課程目標(biāo)3課程目標(biāo)47、 考核與成績評定注重學(xué)習(xí)過程考核，成績按平時成績和期末考試成績相結(jié)合進行綜合評定，比例各占50%，綜合評定方法如下：1、平時成績：50分出勤：20分；滿勤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。綜合測驗：30分（1） 綜合測驗一：10分；概念清楚，計算過程清晰，計算結(jié)果準(zhǔn)確、作業(yè)整潔15分；（2） 綜合測驗二：10分，概念清楚，計算過程清晰，計算結(jié)果準(zhǔn)確、作業(yè)整潔15分。（3）

16、 綜合測驗三：10分，概念清楚，計算過程清晰，計算結(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)成度評價方法課程目標(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)平時成績）/分目標(biāo)平時成績總分課程目標(biāo)230課程目標(biāo)330課程目標(biāo)430課程目標(biāo)553、成績等級按照分?jǐn)?shù)分為優(yōu)秀、良好、中、及格、不及格5個等次，評價標(biāo)準(zhǔn)為5個等級，各等級對應(yīng)分?jǐn)?shù)段如下表：成績等次優(yōu)秀良好中等及格不及格成績90100809079806070059八、課程目標(biāo)達(dá)成度評價課程目標(biāo)達(dá)成度評價包括兩個部分：對整個班級進行分目標(biāo)和總目標(biāo)達(dá)成度評價,對每個學(xué)生進行分目標(biāo)和總目標(biāo)達(dá)成度進行評價。具體計算方法如下：（1）對整個班級進行評價課程分目標(biāo)達(dá)成度=（分目標(biāo)試卷平均得分*試卷成績占比+平時成績平均分*平時成績占比）/100。課程總目標(biāo)達(dá)成度=該課程學(xué)生總評成績平均值 / 100。（2）對每個學(xué)生進行評價單個學(xué)生分目標(biāo)達(dá)成度=(該學(xué)生的分目標(biāo)得分*試卷成績占比+該學(xué)生的平時成績得分*平時成績占比) /100。單個學(xué)生課程總目標(biāo)達(dá)成度=該學(xué)生總評成績 /100。九、大綱編制說明本課程教學(xué)大綱編撰的依據(jù)：1.北京建筑大學(xué)測繪工程專業(yè) 2016版培養(yǎng)方