Основы геодезических измерений

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.

Решение:

W = [W] / n, W = +2,51 / 50 = 0,05

Среднюю квадратическую погрешность в данном случае целесообразно вычислять по формуле: m = √( [W2] – [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.

Контрольная задача 5

Определить СКП расстояния вычисленного по формуле

S = √(x2 – x1)2 + (y2 – y1)2

если x2 = 6 068 740 м; y2 = 431 295 м;

x1 = 6 068 500 м; y2 = 431 248 м;

mх = my = 0,1 м.

Решение:

S =√(6 068 740 - 6 068 500 )2 + (431 295 - 431 248)2 =235,36

mm = 0,1/ √4 = 0,05

Контрольная задача 6

Один и тот же угол измерен 5 раз с результатами: 60˚41'; 60˚40'; 60˚40'; 60˚42'; 60˚41'. Произвести математическую обработку этого ряда результатов измерений.

Решение:

l0 – минимальное значение измеряемой величины, l0 = 60˚40' ; ε – остаток, полученный как ε = l1 - l0 ; L – наилучшее значение измеряемой величины,

L = [l]/n; m = √([ v2]/(n – 1), где v-уклонение от арифметического среднего. М – оценка точности среднего арифметического значения, М = m/√n.

L = 60˚40' + 4/5 = 60˚40,8'

m = √2,8 / 4 = 0,7'

М = 0,7'/√5 = 0,313'

Контрольная задача 7

Произвести математическую обработку результатов измерения планиметром площади одного и того же контура: 26,31; 26,28; 26,32; 26,26; 26,31 га.

Решение:

l0 = 26,26

L = 26,26 + 0,18/5 = 26,296 га

m = √0,0029/ 4 = 0,0269 га

М = 0,0269/√5 = 0,01204 га

Контрольная задача 8

При исследовании сантиметровых делений нивелирной рейки с помощью женевской линейки определялась температура в момент взятия отчета. Для пяти сантиметровых отрезков получены значения: 20,3˚; 19,9˚; 20,1˚; 20,2˚; 20,3˚. Провести математическую обработку результатов измерения.

Решение:

l0 = 19,9

L = 19,9 + 1,3/5 = 20,16˚

m = √0,1128/ 4 = 0,168˚

М = 0,168/√5 = 0,075˚

3.3 Веса измерений

Вес измерения – это отвлеченное число, обратно пропорциональное квадрату СКП результата измерения.

Формула веса:

P = К / m2,

где P – вес результата измерения,

К – произвольное постоянное число для данного ряда измерений,

m – СКП результата измерения.

Из формулы видно, что чем меньше СКП измерения, тем оно точнее и его вес больше.

Отношение весов двух измерений обратнопропорционально квадратам СКП этих измерений, т.е.:

P1 / P2 = m22 / m12

Если имеется ряд измерений l1, l2, …, ln, то очевидно, что вес одного измерения будет меньше веса среднего арифметического этих значений, т.е.:

Pm < PM,

где m – погрешность одного измерения,

M – погрешность среднего арифметического значения.

Тогда отношение весов обратнопропорционально отношению квадратов СКП:

PM/Pm = m2/M2;M = m/√n;

PM/Pm = m2/ (m/√n) 2 = m2/ (m2/n) = m2×n/m2 = n.

Таким образом, вес среднего арифметического значения больше отдельно взятого значения в n раз. Следовательно, вес арифметической середины равен числу измерений, из которых она составлена.

Общая арифметическая середина из неравноточных измерений равна дроби, в числителе которой – сумма произведений средних арифметических значений из результатов измерений на их веса, а знаменатель – сумма всех весов измерений. Следовательно, вес общей арифметической середины равен сумме весов неравноточных измерений:

A0 = (a1P1 + a2P2 + … + anPn) / (P1 + P2 + … +Pn),

где A0 – общая арифметическая середина,

ai – результат отдельно взятого измерения,

Pi – вес отдельно взятого измерения.

СКП любого результата измерения равна погрешности измерения с весом 1, делимой на корень квадратный из веса этого результата, т.е.:

m = M/√P,

где m – СКП любого результата измерения;

M – погрешность измерения с весом 1;

P – вес данного результата измерения.

СКП измерения с весом 1 равна корню квадратному из дроби, в числителе которой – сумма произведений квадратов абсолютных погрешностей неравноточных измерений на их веса, а в знаменателе – число неравноточных измерений.

M = √ (∑∆2P/n),

где ∆ - абсолютная погрешность неравноточного измерения;

P –его вес;

n – число измерений.

Контрольная задача 9

Результатам измерения углов соответствуют m1 = 0,5; m2 = 0,7; m3 = 1,0. Вычислить веса результатов измерений.

Решение:

P = К / m2;

P1 = 1 / (0,5)2 = 4;

P1 = 1 / (0,7)2 = 2,04;

P1 = 1 / (1,0)2 = 1.

Ответ: 4; 2,04; 1.

Контрольная задача 11

Найти вес невязки в сумме углов треугольника, если все углы измерены равноточно.

Решение:

m = √[V2] / (n-1), n = 3

P = К / m2

m = √[ V21 + V22+ V23]/(3 – 1) = √[ V21 + V22+ V23]/2

P = К / √[ V21 + V22+ V23]/2 = 2 К / √[ V21 + V22+ V23] = 2/ ∑ V2i

3.4 Функции по результатам измерений и оценка их точности

В практике геодезических работ искомые величины часто получают в результате вычислений, как функцию измеренных величин. Полученные при этом величины (результаты) будут содержать погрешности, которые зависят от вида функции и от погрешности аргументов по которым их вычисляют.

При многократном измерении одной и той же величины получим ряд аналогичных соотношений:

∆U1 = k∆l1

∆U2 = k∆l2

…………..

∆Un = k∆ln

Возведём в квадрат обе части всех равенств и сумму разделим на n:

(∆U12 + ∆U22 + … + ∆Un2) / n = k2×(∆l12 + ∆l22 + ... + ∆ln2) / n;

∑∆U2 / n = k2×(∑∆l2 / n);

m = √(∑∆U2 / n);

m2 = k2 × ml2,

где ml – СКП дальномерного отсчёта.

m = k × ml.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7