四、测量误差基本知识1、测量误差分哪两类?它们各有什么特点?测量中对它们的主要处理原则是什么?2、产生测量误差的原因有哪些?偶然误差有哪些特性?3、何谓标准差、中误差和极限误差?4、对某个水平角以等精度观测4个测回,观测值列于下表(表4-1)。
计算其算术平均值x、一测回的中误差m及算术平均值的中误差m x。
表4-15、对某一三角形(图4-1)的三个内角重复观测了九次,定义其闭合差∆=α+β+γ-180︒,其结果如下:∆1=+3",∆2=-5",∆3=+6",∆4=+1",∆5=-3",∆6=-4",∆7=+3",∆8=+7",∆9=-8";求此三角形闭合差的中误差m∆以及三角形内角的测角中误差mβ。
图4-16、在一个平面三角形中,观测其中两个水平角(内角)α和β,其测角中误差均为m=±20",根据角α和角β可以计算第三个水平角γ,试计算γ角的中误差mγ。
15167、量得某一圆形地物直径为64.780m ,求其圆周的长S 。
设量测直径的中误差为±5㎜,求其周长的中误差m S 及其相对中误差m S /S 。
8、对某正方形测量了一条边长a =100m ,a m =±25mm ;按S=4a 计算周长和P=a 计算面积,计算周长的中误差s m 和面积的中误差p m 。
9、某正方形测量了四条边长a 1=a 2=a 2=a 4=100m ,m =m =m =m =±25mm ;按S=1a +2a +3a +4a 计算周长和P=(1a ⨯2a +3a ⨯4a )/2计算面积,求周长的中误差s m 和面积的中误差p m 。
10.误差传播定律应用 (1)(1)已知m a =m c =m ,h=a -b ,求h m 。
(2)已知a m =m =±6",β=a -c ,求βm 。
(3)已知a m =b m =m ,S=100(a -b) ,求s m 。
(4)已知D=()h S -,s m =±5mm ,h m =±5mm ,求D m 。
(5)如图4-2,已知x a m =±40 mm ,y a m =±30 mm ;S=30.00m ,β=30︒ 15'10",s m =±5.0mm ,βm =±6"。
求P 点坐标的中误差x p m 、y p m 、M (M=mm+)。
17PA B图 4-2(6)如图4-3,已知x a m =±40 mm ,y a m =±30 mm ;S=130.00m ,β=130︒ 15'10",s m =±5.0mm ,βm =±6"。
求P 点坐标的中误差x p m 、y p m 、M 。
(7)如图4-4,已知x a m =±40 mm ,y a m =±30 mm ;S=30.00m , s m =±5.0mm ,P 点位于AB 的延长线上。
求P 点坐标的中误差x p m 、y p m 、M 。
A B S P图 4-4(8)如图4-5,已知x a m =±40 mm ,y a m =±30 mm ;AP 距离S=30.00m , s m =±5.0mm ,P 点位于AB 的直线上。
求P 点坐标的中误差x p m 、y p m 、M 。
A PB S图 4-5(9)已知h=Ssin α+i -L ,S=100m , α=15︒30';s m =±5.0mm ,αm =±5 ",m =m =±1mm ,计算中误差h m 。
(10)已知边长C=100m ,α=23︒15',β=35︒25';αm =βm =±5 ",c m =±5 mm ,边长a 和b 可由下式求出:)sin(sin ;)sin(sin βααβαα+=+=c b c a ,计算中误差a m 和b m 。
1811、限差讨论(1)已知R L m m ==±8.5 ",β=(L+R )/2,f=L -R 。
求容许误差β∆、∆(∆取3倍中误差)。
(2)已知f=βββββ++++++......-(n -2)⨯180︒;βm =±8.5 ",求∆(∆取2倍中误差)。
(3)已知用J6经纬仪一测回测量角的中误差βm =±8.5 ",采用多次测量取平均值的方法可以提高观测角精度,如需使所测角的中误差达到±6 ",问需要观测几测回?(4)已知三角形三个内角α、β、γ的中误差αm =βm =γm =±8.5 ",定义三角形角度闭合差为:f=α+β+γ-180︒,求m 和∆(∆=3m )。
(5)已知三角形三个内角α、β、γ的中误差αm =βm =γm =±8.5 ",定义三角形角度闭合差为:f=α+β+γ-180︒,α'=α- f/3;求αm 。
12、何谓不等精度观测?何谓权?权有何实用意义?13、某点P 离开水准点A 为1.44㎞(路线1),离开水准点B 为0.81㎞(路线2)。
今用水准测量从A 点到P 点测得其高程为16.848m ,又从B 点至P 点测得其高程为16.834m 。
设水准测量高差观测值的权为路线长度(单位为㎞)的倒数,试用加权平均的方法计算P 点的高程H P及其高程中误差mH(表4-3)。
表4-314、由实验和推算得知:在三、四等水准测量中,每观测一次的中误差(包括气泡居中误差、瞄准误差、读数误差、仪器误差和外界影响等)分别为±0.78mm和±1.04mm. 根据这两个数据, 并取两倍中误差作为容许误差, 推算验证现行规范中对黑红面读数差、黑红面高差之差的限差。
15、DJ6光学经纬仪出厂检验的精度为方向一测回中误差±6″,请推证:(1)半测回中照准单方向的中误差m方=±8.5″;(2)斗测回的测角中误差;(3)一测回的测角中误差等于照准单方向的中误差;(4)测回差的限差为±24″。
16、若三角形的三内角为α、β、γ,已知α及β角之权分别为4、2,α角的中误差为±9″,则(1)根据α、β计算γ角,求γ角之权pγ;(2)计算单位权中误差;(3)求β、γ角的中误差mβ和mγ。
17、已知观测值L1、L2、L3的中误差分别为±2″、±3″、±4″,应用公式p i=μ2/m i2完成以下作用;(1)设L1为单位权观测,求L1、L2、L3的权;(2)设L2为单位权观测,求L1、L2、L3的权;19(3)设单位权中误差u=±1″,求L1、L2、L3的权;(4)根据以上结果,写出一组权的比例关系,并说明它与中误差表示精度的区别。
18、设观测一个方向的中误差(为单位权中误差)m0=±4″,求由两个方向组成角度的权。
19、设10km水准路线的权为单位权,其单位权中误差m0=±16mm,求1km水准测量的中误差及其权。
20、已知三角形三内角α、β、γ观测值的权分别为pα=1/2 、pβ= 1/2、pγ=1/4,求三角形闭合差w的权倒数。
21、在图4-6中,B点的高程由水准点BM0经a、b、c三条水准路线分别测得,设每个测站观测高差的精度相同,若取一测站观测高差的权为30,问a、b、c三段水准线的权各是多少?两点间高差最或然值的权又是多少?图4-622、已知在角度观测在一测回中误差为±4″,欲使测角精度提高一倍,问应观测几个测回?23、甲、乙、丙三人在A、B两水准点间作水准测量。
甲路线观测,高差为a,单位权中误差为±3mm,(以2公里为单位权)。
乙路线观测高差为b,单位权中说差为±2mm(为1公里为单位权)。
丙路线观测高差为c,单位权中误差为±4mm(以4公里为单位权)。
现欲根据a、b、c三值求A、B之间高差的带权平均值,试求三者的权之比。
24、X角为L1、L2两角之和,L1=32°18′14″,是由20次观测结果平均而得,每次观测20中误差为±5″。
L2=80°16′07″,是由16次观测结果平均而得,每次观测中误差为±8″,如以±5″作为单位权中误差,求X角的权。
25、若要在坚强点间布设一条附含水准路线,已知每公里观测中误差等于±5.0mm,欲使平差后线路中点高程中误差不大于±10mm,问该路线长度最多可达几公里?26、有单一水准路线AB,其距离S AB=40km,已知A、B两点高程的中误差为m a=±4mm,m b=15,问每公里观测高差±2mm。
(相互独立),欲使路线上的最弱点的高程中误差为±mm的中误差应为多少?最弱点在何处?27、设对10km的距离同精度丈量10次,令其平均值的权为5,现以同样等级的精度丈量2.5 km。
问丈量此距离一次的权是多少?在本题计算中是以几公里的丈量中误差作为单位权中误差的?28、已知L1、L2是相互独立的观测值,其中分别是σ1和σ2。
又知W1=3L1-L2,W2=L1+L2,而且有:3X1+X2-W1=0X1-X2-W2=0试求X1和X2的中误差σX1,σX2。
2129、在同精度直接平差中,设被观测量的最或然值为X,第二个观测值及其改正数分别为L2、V2。
已知σX=±4.6cm,σV2=±10.2cm,试求L2的中误差是多少?解:∵L2=X-V2,σV22=±10.2cm,∴σL2=±11.2cm,这样解法对不对?为什么?22。