Абсолютная ошибка формула геодезия

3.1 Геодезическое измерение, результат измерения, методы и условия измерений. Равноточные и неравноточные измерения

Измерением называется
процесс сравнения некоторой физической
величины с другой одноименной величиной,
принятой за единицу меры.

Единица
меры  значение
физической величины, принятой для
количественной оценки величины того
же рода.

Результат измерений
– это число, равное отношению измеряемой
величины единицы меры.

Различают следующие
виды геодезических измерений:

1.  Линейные, в
результате, которых получают наклонные
иррациональные расстояния между
заданными точками. Для этой цели применяют
ленты, рулетки, проволоки, оптические
свето- и радиодальномеры.

2.  Угловые,
определяющие величины горизонтальных
углов. Для выполнения таких измерений
применяют теодолит, буссоли, эклиметры.

3.  Высотные, в
результате, которых получают разности
высот отдельных точек. Для этой цели
применяют нивелиры, теодолиты-тахеометры,
барометры.

Различают два метода
геодезических измерений: непосредственные
и посредственные (косвенные).

Непосредственные  измерения,
при которых определяемые величины
получают в результате непосредственного
сравнения с единицей измерения.

Косвенные  измерения,
при которых определяемые величины
получаются как функции других
непосредственно измеренных величин.

Процесс измерения
включает:

·  Объект – свойства
которого, например, размер характеризуют
результат измерения.

·  Техническое
средство – получать результат в заданных
единицах.

·  Метод измерений
– обусловлен теорией практических
действий и приёмов технических средств.

·  Исполнитель
измерений – регистрирующее устройство

·  Внешняя среда,
в которой происходит процесс измерений.

Измерения
различают равноточные и неравноточные.
Равноточные – это результаты измерений
однородных величин, выполняемые с
помощью приборов одного класса, одним
и тем же методом, одним исполнителем
при одних и тех же условиях. Если хотя
бы один из элементов, составляющий
совокупность, меняется, то результат
измерений неравноточный.

3.2 Классификация погрешностей геодезических измерений. Средняя квадратическая погрешность. Формы Гаусса и Бесселя для её вычисления

Геодезические
измерения, выполняемые даже в очень
хороших условиях, сопровождаются
погрешностями, т.е. отклонение результата
измерений L от истинного значения Х
нумеруемой величины:

∆ = L-X

Истинное 
такое значение измеряемой величины,
которое идеальным образом отражало бы
количественные свойства объекта.
Недостижимое условие – истинное значение
– понятие гипотетическое. Это величина,
к которой можно приближаться бесконечно
близко, оно не достижимо.

Точность
измерений – степень приближения его
результата к истинному значению. Чем
ниже погрешность, тем выше точность.

Абсолютная
погрешность
 выражается
разностью значения, полученного в
результате измерения и истинного
измерения величины. Например, истинное
значение l = 100 м, однако, при измерении
этой же линии получен результат 100,05 м,
тогда абсолютная погрешность:

E = Xизм  X

E = 100,05 – 100 = 0,05 (м)

Чтобы
получить значение достаточно произвести
одно измерение. Его называют необходимым,
но чаще одним измерением не ограничиваются,
а повторяют не менее двух раз. Измерения,
которые делают сверх необходимого,
называют избыточными (добавочными),
они являются весьма важным средством
контроля результата измерения.

Абсолютная погрешность
не даёт представления о точности
полученного результата. Например,
погрешность в 0,06 м может быть получена
при измерении l = 100 м или l = 1000 м. Поэтому
вычисляют относительную погрешность:

C = Eср / X

C = 0,06 / 100 = 1/1667, т.е на
1667 м измеряемой l допущена погрешность
в 1 метр.

Относительная
погрешность
 –
отношение абсолютной погрешности к
истинному или измеренному значению.
Выражают дробью. По инструкции линия
местности должна быть измерена не грубее
1/1000.

Погрешности,
происходящие от отдельных факторов,
называются элементарными. Погрешность
обобщенная 
это сумма элементарных.

Возникают:

·  грубые (Q),

·  систематические
(O),

·  случайные (∆).

Грубые погрешности
измерений возникают в результате грубых
промахов, просчётов исполнителя, его
невнимательности, незамеченных
неисправностях технических средств.
Грубые погрешности совершенно недопустимы
и должны быть полностью исключены из
результатов измерений путем проведения
повторных, дополнительных измерений.

Систематические погрешности
измерений – постоянная составляющая,
связанная с дефектами: зрение, неисправность
технических средств, температура.
Систематические погрешности могут быть
как одностороннего действия, так и
переменного (периодические погрешности).
Их стремятся по возможности учесть или
исключить из результатов измерений при
организации и проведении работ.

Случайные погрешности
измерений неизбежно сопутствуют всем
измерениям. Погрешности случайные
исключить нельзя, но можно ослабить их
влияние на искомый результат за счет
проведения дополнительных измерений.
Это самые коварные погрешности,
сопутствующие всем измерениям. Могут
быть разные как по величине, так и по
знаку.

E = Q + O +∆

Если грубые и
систематические погрешности могут быть
изучены и исключены из результата
измерений, то случайные могут быть
учтены на основе глубокого измерения.
Изучение на основе теории вероятностей.

На практике
сложность заключается в том, что измерения
проводятся какое-то ограниченное
количество раз и поэтому для оценки
точности измерений используют приближённую
оценку среднего квадратического
отклонения, которую называют среднеквадратической
погрешностью (СКП).

Гауссом была предложена
формула среднеквадратической погрешности:

2ср =
(∆21 +
22 +…
+∆2n)
/ n,

2 =
m2 =
(∆21 +
22 +…
+∆2n)
/ n,

∆ = m,

ср = m =
√(∑∆
2i / n)

Формула применяется,
когда погрешности вычислены по истинным
значениям.

Формула Бесселя:

m =
√(∑V
2i /
(n-1))

Средняя квадратическая
погрешность арифметической середины
в Ön раз меньше средней квадратической
погрешности отдельного измерения

М=m/Ön

При оценке в качестве
единицы меры точности используют
среднеквадратическую погрешность с
весом равным единице. Её называют средней
квадратической погрешностью единицы
веса.

µ2 = P×m2 –
µ = m√P, m = µ / √P, т.е. средняя квадратическая
погрешность любого результата измерения
равна погрешности измерения с весом 1
(µ) и делённая на корень квадратный из
веса этого результата (P).

При
достаточно большом числе измерений
можно записать ∑m2P=∑∆2P
(так как ∆ = m):

µ =
√(∑(∆
2×P)/n),
т.е. средняя квадратическая погрешность
измерения с весом, равным 1 равна корню
квадратному из дроби в числителе которого
сумма произведений квадратов абсолютных
погрешностей неравноточных измерений
на их веса, а в знаменателе – число
неравноточных измерений.

Средняя квадратическая
погрешность общей арифметической
середины по формуле:

M0 =
µ / √∑P

Подставив вместо µ
её значение получим :

M0 =
√(∑∆2×P/n)
/ (√∑P) = √[(∑∆2×P)
/ n×(∑P)]

M0 =
√[ (∆
12P1 +
22P2 +…
+ ∆
n2Pn)
/
 n×(P1 + P2 +
… +
 Pn)
] –
 формула Гаусса,
средняя квадратическая погрешность
общей арифметической середины равна
корню квадратному из дроби, в числителе
которой сумма произведений квадратов
погрешностей неравноточных измерений
на их веса, а знаменатель – произведение
количества измерений на сумму их весов.

µ = √
[∑(
 V2×P )
/ (n-1)]
 Это формула
Бесселя
 для
вычисления средней арифметической
погрешности с измерением веса, равным
1 для ряда неравноточных измерений по
их вероятнейшим погрешностям. Она
справедлива для большого ряда измерений,
а для ограниченного (часто на практике)
содержит погрешности: mµ =
µ / [2×(n-1)] – это надёжность оценки µ.

Контрольная задача
1

Для исследования
теодолита им был многократно измерен
один и тот же угол. Результаты оказались
следующими: 39˚17.4′; 39˚16.8′; 39˚16.6′; 39˚16.2′;
39˚15.5′; 39˚15.8′; 39˚16.3′; 39˚16.2′. Тот же угол был
измерен высокоточным угломерным
прибором, что дало результат 39˚16’42».
Приняв это значение за точное, вычислить
среднюю квадратическую погрешность,
определить надёжность СКП, найти
предельную погрешность.

Решение:

№ измерения

Результаты измерений,
l

Погрешности

∆ = l-X

∆2

1

39˚17.4′

+0.7′

0.49

2

 16.8

+0.1

0.01

3

 16.6

-0.1

0.01

4

 16.2

-0.5

0.25

5

 15.5

-1.2

1.44

6

 15.8

-0.9

0.81

7

 16.3

-0.4

0.16

8

 16.2

-0.5

0.25

Сумма

3.42

39˚16’42» = 39˚16.7′

Средняя
квадратическая погрешность: m =
√([∆
2]/n),

m = √(3.42/8) = 0.65′.

Оценка
надёжности СКП: mm = m /
√2n
,

mm =
0.65 / √16=0.1625≈0.16′.

Предельная
погрешность: пр =
3×m
,

пр =
3×0.65′ = 1.96′

Контрольная задача
2

Дана совокупность
невязок треугольников триангуляции
объёмом 50 единиц. Считая невязки истинными
погрешностями, вычислить среднюю
квадратическую погрешность и произвести
надёжность СКП, вычислить предельную
погрешность. На данной совокупности
проверить свойство случайных погрешностей:

Lim[∆] / n =0, для чего
вычислить W = [W] / n.

N

W

N

W

N

W

N

W

N

W

1

+1,02

11

-1,72

21

-0,90

31

+2,80

41

-0,44

2

+0,41

12

+1,29

22

+1,22

32

-0,81

42

-0,28

3

+0,02

13

-1,81

23

-1,84

33

+1,04

43

-0,75

4

-1,88

14

-0,08

24

-0,44

34

+0,42

44

-0,80

5

-1,44

15

-0,50

25

+0,18

35

+0,68

45

-0,95

6

-0,25

16

-1,89

26

-0,08

36

+0,55

46

-0,58

7

+0,12

17

+0,72

27

-1,11

37

+0,22

47

+1,60

8

+0,22

18

+0,24

28

+2,51

38

+1,67

48

+1,85

9

-1,05

19

-0,13

29

-1,16

39

+0,11

49

+2,22

10

+0,56

20

+0,59

30

+1,65

40

+2,08

50

-2,59

Решение:

W =
[W] /
 n,
W = +2,51 / 50 = 0,05

Среднюю
квадратическую погрешность в данном
случае целесообразно вычислять по
формуле: m =
√( [W
2]
– [W]
2/n)
÷ (n-1)
,

m = √(
76,5703 – (2,512)/50)
÷ 49 = 1,249

Оценку
надёжности СКП по формуле: mm = m /
√2(n-1)
,

mm =
1,249/ √(2×49) = 0,13.

Предельная
погрешность по формуле: пр =
3×m
,

пр =
3×1,249= 3,747.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #

Постоянно действующие пункты ФАГС в основном создаются на базе действующих пунктов спутниковых (космических) наблюдений, астрономических обсерваторий, пунктов службы вращения Земли, радиоинтерферометрических комплексов со сверхдальними базами «Квазар», программы «Дельта» и др. На пунктах ФАГС предусматривают две программы наблюдений: постоянные наблюдения спутниковых систем ГЛОНАСС и GPS (включая и международные программы) и наблюдения других специализированных спутников и космических объектов согласно межведомственным программам построения ФАГС.

Следует заметить, что спутниковые технологии не всегда можно использовать при решении традиционных геодезических задач, например, недостаточна относительная точность определений на коротких расстояниях, ограничено использование GPS-методов в точной инженерной геодезии, процесс привязки ориентирных пунктов, легко решаемый в традиционной технологии, становится довольно сложным и дорогим, особенно в закрытой местности, в спутниковой технологии, так как объем спутниковых определений в этом случае возрастает более чем в два раза.

3. Погрешности геодезических измерений (теория и решение задач)

3.1 Геодезическое измерение, результат измерения, методы и условия измерений. Равноточные и неравноточные измерения

Измерением называется процесс сравнения некоторой физической величины с другой одноименной величиной, принятой за единицу меры.

Единица меры значение физической величины, принятой для количественной оценки величины того же рода.

Результат измерений – это число, равное отношению измеряемой величины единицы меры.

Различают следующие виды геодезических измерений:

  1. Линейные, в результате, которых получают наклонные иррациональные расстояния между заданными точками. Для этой цели применяют ленты, рулетки, проволоки, оптические свето- и радиодальномеры.

  2. Угловые, определяющие величины горизонтальных углов. Для выполнения таких измерений применяют теодолит, буссоли, эклиметры.

  3. Высотные, в результате, которых получают разности высот отдельных точек. Для этой цели применяют нивелиры, теодолиты-тахеометры, барометры.

Различают два метода геодезических измерений: непосредственные и посредственные (косвенные).

Непосредственные измерения, при которых определяемые величины получают в результате непосредственного сравнения с единицей измерения.

Косвенныеизмерения, при которых определяемые величины получаются как функции других непосредственно измеренных величин.

Процесс измерения включает:

  • Объект – свойства которого, например, размер характеризуют результат измерения.

  • Техническое средство – получать результат в заданных единицах.

  • Метод измерений – обусловлен теорией практических действий и приёмов технических средств.

  • Исполнитель измерений – регистрирующее устройство

  • Внешняя среда, в которой происходит процесс измерений.

Измерения различают равноточные и неравноточные. Равноточные – это результаты измерений однородных величин, выполняемые с помощью приборов одного класса, одним и тем же методом, одним исполнителем при одних и тех же условиях. Если хотя бы один из элементов, составляющий совокупность, меняется, то результат измерений неравноточный.

3.2 Классификация погрешностей геодезических измерений. Средняя квадратическая погрешность. Формы Гаусса и Бесселя для её вычисления

Геодезические измерения, выполняемые даже в очень хороших условиях, сопровождаются погрешностями, т.е. отклонение результата измерений L от истинного значения Х нумеруемой величины:

∆ = L-X

Истинное – такое значение измеряемой величины, которое идеальным образом отражало бы количественные свойства объекта. Недостижимое условие – истинное значение – понятие гипотетическое. Это величина, к которой можно приближаться бесконечно близко, оно не достижимо.

Точность измерений – степень приближения его результата к истинному значению. Чем ниже погрешность, тем выше точность.

Абсолютная погрешность выражается разностью значения, полученного в результате измерения и истинного измерения величины. Например, истинное значение l = 100 м, однако, при измерении этой же линии получен результат 100,05 м, тогда абсолютная погрешность:

E = XизмX

E = 100,05 – 100 = 0,05 (м)

Чтобы получить значение достаточно произвести одно измерение. Его называют необходимым, но чаще одним измерением не ограничиваются, а повторяют не менее двух раз. Измерения, которые делают сверх необходимого, называют избыточными (добавочными), они являются весьма важным средством контроля результата измерения.

Абсолютная погрешность не даёт представления о точности полученного результата. Например, погрешность в 0,06 м может быть получена при измерении l = 100 м или l = 1000 м. Поэтому вычисляют относительную погрешность:

C = Eср / X

C = 0,06 / 100 = 1/1667, т.е на 1667 м измеряемой l допущена погрешность в 1 метр.

Относительная погрешность – отношение абсолютной погрешности к истинному или измеренному значению. Выражают дробью. По инструкции линия местности должна быть измерена не грубее 1/1000.

Погрешности, происходящие от отдельных факторов, называются элементарными. Погрешность обобщенная – это сумма элементарных.

Возникают:

  • грубые (Q),

  • систематические (O),

  • случайные (∆).

Грубые погрешности измерений возникают в результате грубых промахов, просчётов исполнителя, его невнимательности, незамеченных неисправностях технических средств. Грубые погрешности совершенно недопустимы и должны быть полностью исключены из результатов измерений путем проведения повторных, дополнительных измерений.

Систематические погрешности измерений – постоянная составляющая, связанная с дефектами: зрение, неисправность технических средств, температура. Систематические погрешности могут быть как одностороннего действия, так и переменного (периодические погрешности). Их стремятся по возможности учесть или исключить из результатов измерений при организации и проведении работ.

Случайные погрешности измерений неизбежно сопутствуют всем измерениям. Погрешности случайные исключить нельзя, но можно ослабить их влияние на искомый результат за счет проведения дополнительных измерений. Это самые коварные погрешности, сопутствующие всем измерениям. Могут быть разные как по величине, так и по знаку.

E = Q + O +∆

Если грубые и систематические погрешности могут быть изучены и исключены из результата измерений, то случайные могут быть учтены на основе глубокого измерения. Изучение на основе теории вероятностей.

На практике сложность заключается в том, что измерения проводятся какое-то ограниченное количество раз и поэтому для оценки точности измерений используют приближённую оценку среднего квадратического отклонения, которую называют среднеквадратической погрешностью (СКП).

Гауссом была предложена формула среднеквадратической погрешности:

2ср = (∆21 + ∆22 +… +∆2n) / n,

2 = m2 = (∆21 + ∆22 +… +∆2n) / n,

∆ = m,

ср = m = √(∑∆2i / n)

Формула применяется, когда погрешности вычислены по истинным значениям.

Формула Бесселя:

m = √(∑V2i / (n-1))

Средняя квадратическая погрешность арифметической середины в n раз меньше средней квадратической погрешности отдельного измерения

М=m/n

При оценке в качестве единицы меры точности используют среднеквадратическую погрешность с весом равным единице. Её называют средней квадратической погрешностью единицы веса.

µ2 = P×m2 – µ = m√P, m = µ / √P, т.е. средняя квадратическая погрешность любого результата измерения равна погрешности измерения с весом 1 (µ) и делённая на корень квадратный из веса этого результата (P).

При достаточно большом числе измерений можно записать ∑m2P=∑∆2P (так как ∆ = m):

µ = √(∑(∆2×P)/n), т.е. средняя квадратическая погрешность измерения с весом, равным 1 равна корню квадратному из дроби в числителе которого сумма произведений квадратов абсолютных погрешностей неравноточных измерений на их веса, а в знаменателе – число неравноточных измерений.

Средняя квадратическая погрешность общей арифметической середины по формуле:

M0 = µ / √∑P

Подставив вместо µ её значение получим :

M0 = √(∑∆2×P/n) / (√∑P) = √[(∑∆2×P) / n×(∑P)]

M0 = √[ (∆12P1 + ∆22P2 +… + ∆n2Pn) / n×(P1 + P2 + … + Pn) ] – формула Гаусса, средняя квадратическая погрешность общей арифметической середины равна корню квадратному из дроби, в числителе которой сумма произведений квадратов погрешностей неравноточных измерений на их веса, а знаменатель – произведение количества измерений на сумму их весов.

µ = √ [∑( V2×P ) / (n-1)] Это формула Бесселя для вычисления средней арифметической погрешности с измерением веса, равным 1 для ряда неравноточных измерений по их вероятнейшим погрешностям. Она справедлива для большого ряда измерений, а для ограниченного (часто на практике) содержит погрешности: mµ = µ / [2×(n-1)] – это надёжность оценки µ.

Контрольная задача 1

Для исследования теодолита им был многократно измерен один и тот же угол. Результаты оказались следующими: 39˚17.4′; 39˚16.8′; 39˚16.6′; 39˚16.2′; 39˚15.5′; 39˚15.8′; 39˚16.3′; 39˚16.2′. Тот же угол был измерен высокоточным угломерным прибором, что дало результат 39˚16’42». Приняв это значение за точное, вычислить среднюю квадратическую погрешность, определить надёжность СКП, найти предельную погрешность.

Решение:

№ измерения

Результаты измерений, l

Погрешности

∆ = l-X

∆2

1

39˚17.4′

+0.7′

0.49

2

16.8

+0.1

0.01

3

16.6

-0.1

0.01

4

16.2

-0.5

0.25

5

15.5

-1.2

1.44

6

15.8

-0.9

0.81

7

16.3

-0.4

0.16

8

16.2

-0.5

0.25

Сумма

3.42

39˚16’42» = 39˚16.7′

Средняя квадратическая погрешность: m = √([∆2]/n),

m = √(3.42/8) = 0.65′.

Оценка надёжности СКП: mm = m / √2n,

mm = 0.65 / √16=0.1625≈0.16′.

Предельная погрешность: пр = 3×m,

пр = 3×0.65′ = 1.96′

Контрольная задача 2

Дана совокупность невязок треугольников триангуляции объёмом 50 единиц. Считая невязки истинными погрешностями, вычислить среднюю квадратическую погрешность и произвести надёжность СКП, вычислить предельную погрешность. На данной совокупности проверить свойство случайных погрешностей:

Lim[∆] / n =0, для чего вычислить W = [W] / n.

N

W

N

W

N

W

N

W

N

W

1

+1,02

11

-1,72

21

-0,90

31

+2,80

41

-0,44

2

+0,41

12

+1,29

22

+1,22

32

-0,81

42

-0,28

3

+0,02

13

-1,81

23

-1,84

33

+1,04

43

-0,75

4

-1,88

14

-0,08

24

-0,44

34

+0,42

44

-0,80

5

-1,44

15

-0,50

25

+0,18

35

+0,68

45

-0,95

6

-0,25

16

-1,89

26

-0,08

36

+0,55

46

-0,58

7

+0,12

17

+0,72

27

-1,11

37

+0,22

47

+1,60

8

+0,22

18

+0,24

28

+2,51

38

+1,67

48

+1,85

9

-1,05

19

-0,13

29

-1,16

39

+0,11

49

+2,22

10

+0,56

20

+0,59

30

+1,65

40

+2,08

50

-2,59

Решение:

Человеку свойственно ошибаться. Это касается не только общих вопросов и знаний жизни. Но и распространяется на любые сферы его деятельности, в том числе в области геодезии. В ней все проводимые измерения выполняются с ошибками. Значительная часть работ в геодезическом производстве основывается на измерениях. А измерения — своего рода сравнение с какой-то эталонной или истинной величиной. Если понимать, что истинного значения в идеале не существует, то все сравнения в измерениях сводятся к сравнению с конкретно полученным значением и принятому, как верное. Одним из наиболее приближенных к истинному значению, считается среднее арифметическое.

Понятие погрешности, её абсолютная и относительная величины

Если переходить на понятие погрешности, то отклонение отдельного замера от среднего арифметического из выполненных измерений и считается абсолютной его ошибкой. Числовая форма погрешности не дает представления о качестве произведенного измерения. Для этого существует понятие относительной погрешности. Под ним понимают отношение значения собственно ошибки к замеренной величине. Применяется этот параметр в определении точности работ при линейных замерах в полигонометрических и теодолитных ходах.

В нивелирных ходах для его оценки точности существует так называемая приведенная погрешность. Это тоже своего рода относительный показатель. Только он подразумевает под собой отношение абсолютного значения ошибки к конкретному принятому значению определяемой величины (для нивелировок на 1 км хода).

Погрешности по источникам возникновения

При производстве геодезических работ после окончания каждой выполненной операции в полевых условиях можно говорить об ошибках. Присутствуют они и при проведении камеральных работ. Так при установке приборов в рабочее положение возникают отклонения в центрировании инструмента над центром знака. Также возникают неточности при выставлении прибора в отвесное состояние, когда выводим его цилиндрический уровень в верхнее горизонтальное положение и круглый уровень на середину. Следующими причинами возникновения погрешностей считаются визирование и снятие отсчетов в момент исполнения наблюдений.  Влияние внешних условий окружающей среды: рефракция воздуха, дымка, туман, осадки, формирует еще одну группу ошибок. Помимо человеческого фактора и влияния внешней среды существуют конструктивные особенности приборов, с заложенными в них вероятностными составляющими точности измерений. Еще одной из причин возникновения погрешностей считается несовершенство методик их определений. Резюмируя выше сказанное, можно выделить следующий перечень ошибок по источникам их возникновения:

  • инструментальные;
  • индивидуальные;
  • из-за условий окружающей среды;
  • методические.

Погрешности по характеру действий

По данному признаку все ошибки можно разделить на следующие отклонения:

  • грубые, то есть значительно превышающие ожидаемые ошибки, возникающие в результате просчетов, неверных действий и обнаруженные при дополнительном контроле;
  • систематические отклонения, отличающиеся постоянством возникновения и закономерностями изменений при повторных операциях; к ним можно отнести периодические и функциональные погрешности;
  • случайные, значения величин, которых не значительны, большая часть их мала, чем велика, встречаются как с положительными, так и с отрицательными значениями, в каждом конкретном случае они возникают отдельно случайным образом и в своей массе подчинены определенным вероятностным закономерностям;

Именно изучение случайных погрешностей в геодезии дает возможность производить оценки точности и получать наиболее надежные результаты.

Предельные и допустимые отклонения

При определенных факторах случайные ошибки по абсолютному значению своей величины не могут превышать определенного предела. Этот предел в геодезической и маркшейдерской практике имеет название предельной погрешности.

В строительном производстве нормативными документами введен термин предельного отклонения, который может иметь как положительное, так и отрицательное значения. Алгебраическая сумма этих параметров (предельных отклонений) имеет название допуска.

В геодезии крайние предельные значения отклонений, допускаемые нормативной документацией, называются допустимыми.

Средние, вероятные и средне квадратические погрешности

При различных оценках точности выполненных замеров применяются некоторые критерии случайных ошибок. К таким мерилам оценки относятся понятия:

  • средне арифметического отклонения от всех случайных ошибок, имеющее название среднего уклонения;
  • срединного отклонения, то есть находящегося в середине измеренного ряда по абсолютным значениям с учетом убывания и возрастания, именуемое вероятной ошибкой;
  • средне квадратическое отклонение (СКО) – это параметр функции дисперсии (рассеивания) случайных величин результатов измерений. Он равен математическому ожиданию (среднему арифметическому значению) квадратов отклонений в измерениях от математического ожидания (среднего арифметического значения) результатов замеров.

Случайные погрешности подчиняются нормальному закону распределения и находятся в интервале от нуля до трех СКО. Большинство из них в пределах шестидесяти восьми процентов находятся в интервале до одного СКО. Девяносто пять процентов случайных величин попадает в интервал от нуля до двух СКО. Девяносто девять процентов случайных ошибок находится в интервале от нуля до трех СКО.

На основании этого в теоретических расчетах при предварительных оценках точности выполнения работ за предельные принимаются три средне квадратические ошибки. При геодезических и маркшейдерских работах на практике к расчетам принимаются двойные величины средне квадратических отклонений. 


Добро пожаловать!

Войдите или зарегистрируйтесь сейчас!

Войти

Страница 1 из 3


  1. SAV64

    Форумчанин

    Регистрация:
    4 мар 2019
    Сообщения:
    121
    Симпатии:
    6

    Приветствую! Кто может помогите разобраться со следующим вопросом. По результатам межевания имеем среднеквадратичную погрешность 30см.
    Какой будет в этом случае размер абсолютной погрешности местоположение точки на местности.

    P/S/ Как всегда предупреждаю — я не геодезист и не КИ

    #1


  2. zvezdochiot

    Форумчанин

    Регистрация:
    27 июн 2014
    Сообщения:
    5.668
    Симпатии:
    1.969
    Адрес:

    г. Москва

    По простому: исходи из 1м. По сложному: найми геода.

    #2


  3. StudentX

    Форумчанин

    Регистрация:
    1 июн 2019
    Сообщения:
    3.915
    Симпатии:
    1.274
    Адрес:

    Пермь

    Абсолютная погрешность, строго говоря, всегда остаётся неизвестной. Критерием оценки положения точки на местности в геодезии является СКП (средняя квадратическая погрешность). Это означает, что с вероятностью 68% точка попадает в эти 30 см; с вероятностью 95% точка попадает в удвоенную СКП 60 см; с вероятностью 99.7% точка попадает в утроенную СКП 90 см. Чтобы получить погрешность, которую можно считать абсолютной, требуется повторно определить положение этой точки методом, точность которого превышает ранее использованный в 4-5 раз. Тогда разность координат первого и повторного (более точного) и можно будет условно принять за абсолютную погрешность.

    #3


  4. zvezdochiot

    Форумчанин

    Регистрация:
    27 июн 2014
    Сообщения:
    5.668
    Симпатии:
    1.969
    Адрес:

    г. Москва

    А просто повторное и независимое определение не прокатит? Порядок разностей то будет соблюдён, а большего и не требуется.

    #4


  5. SAV64

    Форумчанин

    Регистрация:
    4 мар 2019
    Сообщения:
    121
    Симпатии:
    6

    StudentX, предположим, что теоретически это так.
    Тогда как решать практические задачи, когда имеются координаты и необходимо оценить допустимое отклонение точки на местности от заданных координат, например отклонение 50см для СКП 30см допустимо или нет?

    #5


  6. StudentX

    Форумчанин

    Регистрация:
    1 июн 2019
    Сообщения:
    3.915
    Симпатии:
    1.274
    Адрес:

    Пермь

    Тогда просто СКП уменьшится, грубо говоря, в корень из двух раз. Не более того. Абсолютная погрешность — это разность между истинным и измеренными значениями. Только выбирая метод намного более точный и принимая полученные этим методом результаты за истинные, мы можем приблизиться к абсолютной погрешности.

    Нужен коэффициент перехода от предельной ошибки (50 см) к СКП. Обычно принимается 2, 2.5 или 3. Это значит, что допустимая СКП в вашем случае может определяться соответственно как 50 см / 2, или как 50 см / 2.5, или как 50 см / 3. У вас ни по одному из этих коэффициентов не проходит.

    #6


  7. zvezdochiot

    Форумчанин

    Регистрация:
    27 июн 2014
    Сообщения:
    5.668
    Симпатии:
    1.969
    Адрес:

    г. Москва

    Я не собираюсь брать среднее. Я имею намерение взять разность двух независимых определений. Что то не сходится в Ваших рассуждениях.

    #7


  8. StudentX

    Форумчанин

    Регистрация:
    1 июн 2019
    Сообщения:
    3.915
    Симпатии:
    1.274
    Адрес:

    Пермь

    Да, кстати. Допуск 50 см может быть задан как по одной из плоских прямоугольных координат X, Y, так и в плановом положении (в горизонтальной плоскости). Это разные вещи. И СКП туда же. Может быть СКП координаты 30 см, а может быть СКП планового положения 30 см. Какой у вас случай? Вы говорите об ошибках координат или об ошибках планового положения?

    И что у вас получится из этой разности? Оценка по разности двойного измерения? Так это тоже СКП. Как это действие поможет в определении абсолютной ошибки? Абсолютная ошибка — разность истинного и измеренного (или вычисленного) значения величины.

    #8


  9. SAV64

    Форумчанин

    Регистрация:
    4 мар 2019
    Сообщения:
    121
    Симпатии:
    6

    Ошибка положения точки относительно координат X Y

    #9


  10. zvezdochiot

    Форумчанин

    Регистрация:
    27 июн 2014
    Сообщения:
    5.668
    Симпатии:
    1.969
    Адрес:

    г. Москва

    Ключевое слово — «независимое». Воспринимай его буквально, а не как тебе хочется. Если ты обнаруживаешь зависимость в измерениях, то данные измерения не катят.

    #10


  11. StudentX

    Форумчанин

    Регистрация:
    1 июн 2019
    Сообщения:
    3.915
    Симпатии:
    1.274
    Адрес:

    Пермь

    Некорректная постановка вопроса. Какими допусками руководствуетесь, и как эти допуски сформулированы? Желательно показать норматив, техническое задание или чем там руководствуются при межевании… приказ или федеральный закон. Обычно у кадастровиков, насколько мне лично известно, говорят об ошибках планового положения, а не о координатах.

    И что? Пускай даже независимое. А если оно по результатам оценки будет даже менее точное, чем предыдущее? Можем ли мы говорить об абсолютной ошибке? Ответ — нет. Смотрите определение абсолютной ошибки.

    #11


  12. zvezdochiot

    Форумчанин

    Регистрация:
    27 июн 2014
    Сообщения:
    5.668
    Симпатии:
    1.969
    Адрес:

    г. Москва

    Нет. Мы говорим не об «абсолютной ошибке», а об «оценке абсолютной ошибки». Это, приятель, разные вещи. Не стоит забывать. Если повторный результат будет хуже, но при этом независимым, даст ли это плохую оценку или её будет достаточно?

    #12


  13. SAV64

    Форумчанин

    Регистрация:
    4 мар 2019
    Сообщения:
    121
    Симпатии:
    6

    StudentX, погрешность указана в выписке из ЕГРН, соответственно нормативы определяются Приказом Министерства экономического развития РФ от 17 августа 2012 г. № 518 «О требованиях к точности и методам определения координат характерных точек границ земельного участка, а также контура здания, сооружения или объекта незавершенного строительства на земельном участке» https://www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/70191276/

    #13


  14. StudentX

    Форумчанин

    Регистрация:
    1 июн 2019
    Сообщения:
    3.915
    Симпатии:
    1.274
    Адрес:

    Пермь

    Разность двух независимых наблюдений можно принять как оценку абсолютной погрешности? Нонсенс. Возьмём абстрактный пример — измерение одиночной короткой линии. Один раз измерили светодальномером. Второй раз измерили параллактическим методом. Оба измерения примем как равноточные, их СКП 5 мм. Первое измерение вылетело от истинного значения на +3 мм. Второе измерение вылетело от истинного на -5 мм. Уклонения от истинных нам в общем-то не должны быть известны, но в рамках задачи пусть будет так. Как оцените абсолютную погрешность по разности? 8 мм — оцененная абсолютная погрешность? Нет.

    Кажется, я неверно понял ваш вопрос. Читаю ещё раз.

    Если фактическое отклонение составило 50 см при СКП 30 см — это допустимо. Это если говорить об однородных величинах (например, плановое положение).

    #14


  15. zvezdochiot

    Форумчанин

    Регистрация:
    27 июн 2014
    Сообщения:
    5.668
    Симпатии:
    1.969
    Адрес:

    г. Москва

    Отличная оценка! Более чем. Полностью накрывает все обстоятельства измерений. А Вы что подразумеваете под «хорошей» оценкой?

    PS: Твой пример негож тем, что ты откуда то «знаешь» истинное значение. Но это же не так!

    #15


  16. SAV64

    Форумчанин

    Регистрация:
    4 мар 2019
    Сообщения:
    121
    Симпатии:
    6

    ::good1::Интересует расчет. Где-то встречал коэффициент 1,4 для перерасчета.

    #16


  17. StudentX

    Форумчанин

    Регистрация:
    1 июн 2019
    Сообщения:
    3.915
    Симпатии:
    1.274
    Адрес:

    Пермь

    Пожалуйста! 30 см * 2 = 60 см — вот и допуск готов. Доверительная вероятность 95%. Ваши 50 см в этот допуск попадают. Если брать другую доверительную вероятность, то допуск будет ещё более лояльным. А более строго, чем 95%, берут разве что в научных целях.

    Разность двух измерений — не оценка абсолютной погрешности. Уклонение от среднего, в принципе, может таковой являться, но и то достаточно грубой. Если первое измерение по стечению обстоятельств попадёт «в яблочко», а второе отлетит ровно на двойную СКП (ни больше, ни меньше), то что это получится? В приведённом примере абсолютная погрешность первого измерения по оценке составит 10 мм? Да нет, всё это некорректно. Вот если выполнить множество измерений и оценивать уклонение отдельных результатов от среднего (или среднего весового), тогда эти уклонения можно условно принять за абсолютные погрешности при достаточно большой выборке (не менее 10). Либо выполнить повторное измерение заведомо более точным способом и принять его результат за истинный. Тогда уклонения от результата, полученным точным методом, тоже можно будет принять за уклонение от истинного — абсолютную погрешность.

    Ладно, хватит. Тут не об абсолютной погрешности речь на самом деле. Заголовок темы не соответствует постановке вопроса.

    #17


  18. zvezdochiot

    Форумчанин

    Регистрация:
    27 июн 2014
    Сообщения:
    5.668
    Симпатии:
    1.969
    Адрес:

    г. Москва

    Нет! Оценка абсолютной погрешности будет именно 10мм. А саму абсолютную погрешность ты не будешь знать НИКОГДА.

    #18


  19. StudentX

    Форумчанин

    Регистрация:
    1 июн 2019
    Сообщения:
    3.915
    Симпатии:
    1.274
    Адрес:

    Пермь

    Это коэффициент перевода средней ошибки в СКП. Или наоборот — СКП делите на 1.4, получаете среднюю ошибку. Это для двумерной случайной величины (например, планового положения). Данный коэффициент чаще всего используется в топографии.

    — Сообщения объединены, 15 ноя 2020, Оригинальное время сообщения: 15 ноя 2020

    Впрочем, для двумерных величин при доверительной вероятности 95% будет даже вот так: 30 см * 2.45 = 73.5 см. А при 90% будет: 30 см * 2.15 = 64.5 см. То есть даже лояльнее, чем 60 см. В любом случае, 50 см в это укладывается.

    #19


  20. zvezdochiot

    Форумчанин

    Регистрация:
    27 июн 2014
    Сообщения:
    5.668
    Симпатии:
    1.969
    Адрес:

    г. Москва

    Забыл как всегда упомянуть, что достоверность такой оценки близка к нулю. Т.е. пользовать можно, но считать проверенной — нет.

    #20

Страница 1 из 3

Поделиться этой страницей

Понравилась статья? Поделить с друзьями:

Не пропустите эти материалы по теме:

  • Яндекс еда ошибка привязки карты
  • Абсолютная ошибка прогноза формула
  • Абсолютная ошибка опыта это
  • Абсолютная ошибка определения угла отклонения
  • Абсолютная ошибка обозначение

  • 0 0 голоса
    Рейтинг статьи
    Подписаться
    Уведомить о
    guest

    0 комментариев
    Старые
    Новые Популярные
    Межтекстовые Отзывы
    Посмотреть все комментарии