測量與工程測量誤差理論課件

測量與工程測量誤差理論課件測量誤差理論概述隨機誤差系統(tǒng)誤差粗差測量誤差的合成與分配工程測量誤差實例分析目錄CONTENTS01測量誤差理論概述測量誤差的定義01測量誤差是指測量結(jié)果與真實值之間的差異。02真實值是指被測量的實際數(shù)值，但由于受到各種因素的影響，測量值往往存在誤差。03誤差可以是正數(shù)或負數(shù)，也可以是絕對值或相對值。測量器具的精度不高測量器具的精度是影響測量誤差的主要因素之一。測量環(huán)境的影響溫度、濕度、氣壓等環(huán)境因素的變化也會影響測量結(jié)果的準確性。測量方法的不完善測量方法的不完善或選用不當(dāng)也會導(dǎo)致測量誤差的產(chǎn)生。操作者的技能和經(jīng)驗不足操作者的技能和經(jīng)驗也是影響測量誤差的因素之一。測量誤差的來源03粗大誤差粗大誤差是指由于操作者疏忽大意、操作不當(dāng)或外界干擾等原因引起的明顯錯誤，應(yīng)予以剔除。01系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差是指在相同條件下多次測量同一量時，其誤差大小和符號保持不變或按一定規(guī)律變化的誤差。02隨機誤差隨機誤差是指由于偶然因素引起的隨機波動，其大小和符號均無法預(yù)測的誤差。測量誤差的分類02隨機誤差定義在重復(fù)觀測時，以隨機抽樣方式產(chǎn)生的誤差稱為隨機誤差。產(chǎn)生原因由于觀測環(huán)境、觀測者、觀測方法、儀器精度和外界干擾等因素的變化和影響，使得觀測值具有隨機性。隨機誤差的定義由于誤差來源的隨機性，每個觀測值產(chǎn)生的誤差都是隨機的。隨機性每次觀測的誤差不相關(guān)，互不影響。獨立性在大量重復(fù)觀測下，隨機誤差的分布符合正態(tài)分布規(guī)律。正態(tài)分布隨機誤差的性質(zhì)通過多次重復(fù)觀測可以減小隨機誤差的影響。重復(fù)觀測利用最小二乘法進行數(shù)據(jù)處理，可以減小隨機誤差的影響，得到更精確的測量結(jié)果。最小二乘法將多次觀測結(jié)果進行平均，以減小隨機誤差的影響。平均值法利用概率統(tǒng)計方法對隨機誤差進行分析和處理，可以得到更精確的測量結(jié)果。概率統(tǒng)計方法01030204隨機誤差的處理方法03系統(tǒng)誤差VS系統(tǒng)誤差是指在相同條件下，多次重復(fù)測量同一量時，其誤差數(shù)值和符號保持不變，或按某一確定規(guī)律變化的誤差。系統(tǒng)誤差是由于測量設(shè)備、測量方法、測量環(huán)境等因素引起的誤差，通常表現(xiàn)為系統(tǒng)性偏差。系統(tǒng)誤差的定義測量設(shè)備的誤差如儀器的精度不高、刻度不準確、零點漂移等。測量環(huán)境的誤差如溫度、濕度、氣壓等環(huán)境因素變化所引起的誤差。測量方法的誤差如采用近似公式、簡化方法等引起的誤差。系統(tǒng)誤差的來源通過改進測量設(shè)備、優(yōu)化測量方法、控制環(huán)境條件等措施來消除系統(tǒng)誤差。消除法補償法合成法重復(fù)測量法通過已知的誤差數(shù)值，對測量結(jié)果進行修正，以減小系統(tǒng)誤差的影響。對于多個因素引起的系統(tǒng)誤差，可以通過統(tǒng)計分析，將其合成一個總的系統(tǒng)誤差，再進行修正。通過多次重復(fù)測量同一量，以平均值作為測量結(jié)果，可以減小隨機誤差和系統(tǒng)誤差的影響。系統(tǒng)誤差的處理方法04粗差粗差是指由于偶然的、離散的誤差所引起的明顯的大誤差。粗差具有隨機性，其大小和出現(xiàn)概率通常難以預(yù)測。粗差是由于測量過程中某些隨機因素（如測量人員的疏忽、儀器的偶然故障、環(huán)境的變化等）引起的。粗差的概念儀器本身的不準確、靈敏度波動等都會導(dǎo)致粗差的出現(xiàn)。測量儀器的誤差觀測者的誤差外界環(huán)境的影響觀測者主觀因素如疲勞、情緒波動等會影響觀測結(jié)果的準確性。環(huán)境條件如氣候、風(fēng)力、溫度等的變化可能導(dǎo)致觀測結(jié)果的誤差。030201粗差的來源采用統(tǒng)計方法例如t檢驗、F檢驗等統(tǒng)計方法可以幫助判斷觀測數(shù)據(jù)中是否存在粗差。異常值處理對于觀測數(shù)據(jù)中的異常值，可以通過判斷其是否在可接受的范圍內(nèi)，或者將其剔除，從而減小粗差的影響。通過多次測量求平均值通過多次測量并取平均值，可以減小粗差的影響。粗差的處理方法05測量誤差的合成與分配根據(jù)不同觀測值之間的統(tǒng)計性質(zhì)，通過加權(quán)平均等方法將多個觀測值的隨機誤差進行合成，以減小誤差。對于一些具有固定偏差的系統(tǒng)誤差，可以通過對所有觀測值進行整體修正來減小其影響。隨機誤差合成系統(tǒng)誤差合成測量誤差的合成根據(jù)觀測任務(wù)的重要性和精度要求，將誤差分配到各個觀測任務(wù)中，以確保整個觀測過程的精度滿足要求。采用方差分量估計等方法，對每個觀測任務(wù)的誤差進行定量評估，以便合理分配誤差。測量誤差的分配當(dāng)一個觀測值經(jīng)過一系列數(shù)據(jù)處理和計算后得到另一個觀測值時，原始觀測值的誤差會傳遞到最終結(jié)果中。通過誤差傳遞公式，計算最終結(jié)果的誤差，以便評估其精度。測量誤差的傳遞06工程測量誤差實例分析測量儀器的不精確或老化可能導(dǎo)致測量結(jié)果失真。測量儀器誤差觀測者的技術(shù)水平、經(jīng)驗、情緒等因素會影響觀測結(jié)果的準確性。觀測者誤差天氣、溫度、風(fēng)力等因素都會影響測量結(jié)果的精度。外界環(huán)境影響工程測量中的誤差來源及影響重復(fù)測量通過多次重復(fù)測量，可以降低隨機誤差的影響。數(shù)據(jù)處理對觀測數(shù)據(jù)進行數(shù)學(xué)處理，如加權(quán)平均、濾波等，可以降低系統(tǒng)誤差的影響。建立誤差模型根據(jù)誤差來源建立誤差模型，預(yù)測誤差大小及分布，為后續(xù)數(shù)據(jù)處理提供依據(jù)。工程測量誤差的處理方法選用高質(zhì)量的測量儀器選擇精度高、穩(wěn)定性好的測量儀器可以有效降低測量誤差。提高觀測者技術(shù)水平對觀測者進行培訓(xùn)和