权及加权平均值
在测量工作中,除了同精度观测外,还有不等精度观测。
不等精度观测是在不同的观测条件下进行的,在这种情况下,由于观测条件不同,观测值的最或然值就不能简单地用算术平均值来确定,而是采用加权平均值方法来确定。
一、权
不同精度的观测值所占 “比重”可以用数值表示,称这个数值为观测值的“权”。
中误差求权的定义公式:设以P i 表示观测值l i 的权,则权的定义公式为:
),2,1(22n i m P i
i ==μ
式中μ是任意常数。
μ是权等于1的观测值的中误差,通常称等于1的权为单位权,权为1的观测值为单位权观测值。
而μ为单位权观测值的中误差,简称为单位权中误差。
(说明:对未知量进行n 次不同精度观测。
在计算不同精度观测值的最或然值时,精度高的观测值在其中占的“比重”大一些,而精度低的观测值在其中占的“比重”小一些。
显然,观测值的精度愈高,即中误差愈小,其权就大;反之,观测值的精度愈低,即中误差愈大,其权就小。
当已知一组观测值的中误差时,可以先设定μ值,然后按式确定这组观测值的权。
)
二、权的性质
权和中误差都是用来衡量观测值精度的指标,但中误差是绝对性
数值,表示观测值的绝对精度;权是相对性数值,表示观测值的相对精度;
权与中误差平方成反比,中误差越小,权越大,表示观测值越可靠,精度越高;
权始终取正号;
由于权是一个相对性数值,对于单一观测值而言,权无意义; 权的大小随观测值l i 的不同而不同,但权之间的比例关系不变; 在同一个问题中只能选定一个μ值,不能同时选用几个不同的μ值,否则就破坏了权之间的比例关系。
三、测量中常用的确权方法
1.同精度观测值的算术平均值的权 算术平均值的权为:n n m
m n m P L ===222μ
由此可知,取一次观测值之权为1,则n 次观测的算术平均值的权为n ,故权与观测次数成正比。
(说明:设一次观测的中误差为m ,n 次同精度观测值的算述平均值的中误差M=m/√n 。
由权的定义设μ=m 2,则一次观测值的权为P=1。
在不同精度观测中引入“权”的概念,可以建立各观测值之间的精度比值,以便合理地处理观测数据。
例如,设一次观测值的中误差为m ,其权为P 0,并设μ=m 2,则P 0=1。
对于中误差为m i 的观测值(或观测值的函数),则相应的中误差的另一表示式可写为m i =μ√(1/P i )。
)。