(2)《工程测量学》工程测量学的理论与基本观点

1、整理ppt 1 测量误差的分配理论测量误差的分配理论 2 精度匹配理论精度匹配理论 3 可靠性理论可靠性理论 4 灵敏度理论灵敏度理论 5 工程控制网优化设计理论工程控制网优化设计理论 6 工程控制网的基准理论工程控制网的基准理论 7 工程测量学的基本观点工程测量学的基本观点整理ppt误差分布理论是测量设计的基础误差分布理论是测量设计的基础主要依据三个原则：主要依据三个原则： 等影响原则等影响原则 按比例分配原则按比例分配原则 忽略不计原则忽略不计原则 限差也是一种误差，一般取中误差的限差也是一种误差，一般取中误差的2 2倍误差倍误差为极限误差或容许误差，建筑限差就是一种设计的为极限误差或容许

2、误差，建筑限差就是一种设计的总允许误差。总允许误差。整理ppt1 1）等影响原则）等影响原则设总的限差为设总的限差为 ，主要由三种误差，主要由三种误差引起的。等影响原则认为三种误差相等，即引起的。等影响原则认为三种误差相等，即321、3321这种等量配赋，在实际工作中有时显得不太合这种等量配赋，在实际工作中有时显得不太合理，常须结合具体条件或凭经验作些调整，以求配理，常须结合具体条件或凭经验作些调整，以求配赋合理。赋合理。整理ppt2 2）按比例分配原则）按比例分配原则设总的限差为设总的限差为 ，主要由三种误差，主要由三种误差引起的。若根据实际情况，它们之间的比例为：引起的。若根据实际情况，它

3、们之间的比例为：321、5 . 1:2:1:321则有则有21232221225. 7从而获知三种误差与总限差的比例关系为：从而获知三种误差与总限差的比例关系为：37. 0174. 0256. 03整理ppt2 2）按比例分配原则）按比例分配原则 工业建筑场地上布设施工测量控制网时，若建筑限工业建筑场地上布设施工测量控制网时，若建筑限差为差为 。 确定施工误差与测量放样误差的比例为确定施工误差与测量放样误差的比例为 ，细，细部放样误差与控制测量误差的比例也为部放样误差与控制测量误差的比例也为 ，试推求，试推求施工测量控制网的必要精度。施工测量控制网的必要精度。1:21:2整理ppt2 2）按比

4、例分配原则）按比例分配原则22测施mmmmm31测1:2:测施mm1:2:控放mm22控放测mmm测控mm31mm31控61整理ppt3 3）忽略不计原则）忽略不计原则 设总限差设总限差 由由 、 两种误差引起，当一两种误差引起，当一种误差等于或小于另一种误差的三分之一时，这一种误差等于或小于另一种误差的三分之一时，这一误差对总限差的影响可忽略不计，如假设误差对总限差的影响可忽略不计，如假设则有则有123121221122212211. 1)3(1105. 1整理ppt3 3）忽略不计原则）忽略不计原则 所谓所谓“忽略不计原则忽略不计原则”，是假定某项误差，是假定某项误差 由由和和 两部分组成

5、，即两部分组成，即 其中其中 影响较小，当影响较小，当 小到一定程度时可以忽略小到一定程度时可以忽略不计，即认为不计，即认为2221212221整理ppt3 3）忽略不计原则）忽略不计原则21211kk1205. 0212k10k112311012111k22211%512整理ppt整理ppt整理ppt 在工程测量地面边角控制网设计中，边角的精度在工程测量地面边角控制网设计中，边角的精度匹配问题是一个重要问题。匹配问题是一个重要问题。 设方向中误差为设方向中误差为 ，测边的固定误差和比例误，测边的固定误差和比例误差分别为差分别为a a和和b b，边长为，边长为S S，则由方向中误差引起的横，则

6、由方向中误差引起的横向误差和由边长中误差引起的纵向误差分别为：向误差和由边长中误差引起的纵向误差分别为： 或或 22()LmabSLmabSSmmru rm 整理ppt 所谓边角精度完全匹配，是指应满足所谓边角精度完全匹配，是指应满足mu=mL，由于，由于网的边长变化和仪器的限制，边角精度匹配是相对的，网的边长变化和仪器的限制，边角精度匹配是相对的，不匹配是绝对的，一般认为当满足下述关系不匹配是绝对的，一般认为当满足下述关系其中其中k2 或或 k3时，都可认为边角精度是基本匹配的时，都可认为边角精度是基本匹配的LuLkmmmk1整理ppt 若采用若采用Leica TCA2003全站仪建全站仪建

7、立一个高精度边角立一个高精度边角网，若取网，若取k2，当，当边长大于边长大于1460m时，时，边角精度已经不匹边角精度已经不匹配了。测角引起的配了。测角引起的误差大于测边引起误差大于测边引起的误差的两倍，可的误差的两倍，可以不作长边上的方以不作长边上的方向观测。向观测。Smmru 22()LmabS整理ppt 测量的可靠性理论最早由测量的可靠性理论最早由荷兰的巴尔达荷兰的巴尔达于于19671967年提年提出，主要针对控制网的单个粗差，提出了数据探测出，主要针对控制网的单个粗差，提出了数据探测法及内部可靠性与外部可靠性。法及内部可靠性与外部可靠性。 李德仁李德仁在在19851985年将巴尔达的可

8、靠性理论进行了扩展年将巴尔达的可靠性理论进行了扩展，提出了摄影测量平差系统的可靠性理论，从一维，提出了摄影测量平差系统的可靠性理论，从一维备选假设发展到多维备选假设，提出了粗差和系统备选假设发展到多维备选假设，提出了粗差和系统误差、粗差和变形的可区分性。误差、粗差和变形的可区分性。 可靠性理论对于测量设计、数据处理和成果质量评可靠性理论对于测量设计、数据处理和成果质量评定具有重要指导意义。定具有重要指导意义。整理ppt1 1）内部可靠性）内部可靠性 发现（或探测）观测值粗差的能力。发现（或探测）观测值粗差的能力。2 2）外部可靠性）外部可靠性 抵抗观测值粗差对平差结果影响的能力。抵抗观测值粗差

9、对平差结果影响的能力。 内部可靠性和外部可靠性可定义为内部可靠性和外部可靠性可定义为狭义狭义可靠性理论，可靠性理论，主要通过主要通过多余观测分量多余观测分量 ri（或（或多余观测数多余观测数）来描述）来描述整理ppt3 3）广义可靠性（）广义可靠性（武汉大学武汉大学 张正禄教授张正禄教授） 广义可靠性是测量系统发现和抵抗粗差与系统广义可靠性是测量系统发现和抵抗粗差与系统误差的能力，以及减小偶然误差的能力。可以通过误差的能力，以及减小偶然误差的能力。可以通过重复观测重复观测、多余观测多余观测和和计量检测计量检测来描述。来描述。 广义可靠性不仅是对狭义可靠性的扩展，将粗差扩广义可靠性不仅是对狭义可

10、靠性的扩展，将粗差扩展到粗差、系统误差和偶然误差，还涉及测量管理、展到粗差、系统误差和偶然误差，还涉及测量管理、设计、实施和表达等多方面。设计、实施和表达等多方面。整理ppt广义可靠性涉及到以下方面：广义可靠性涉及到以下方面： （1 1）项目立项中的可靠性；）项目立项中的可靠性； （2 2）测量方案的可靠性）测量方案的可靠性; ; （3 3）测量仪器的可靠性）测量仪器的可靠性; ; （4 4）观测值的可靠性）观测值的可靠性; ; （5 5）平差系统的可靠性）平差系统的可靠性; ; （6 6）测量成果的可靠性。）测量成果的可靠性。 整理ppt可靠性可靠性 精度精度 权权对于一个测量控制网来说，由

11、间接平差模型，可得观对于一个测量控制网来说，由间接平差模型，可得观测值测值 li 的的内部可靠性量度指标内部可靠性量度指标（多余观测分量多余观测分量）ri为：为：iiVViPQr 且满足：且满足：tnrrni1外部可靠性量度指标外部可靠性量度指标为能发现为能发现 li 中粗差的下界值：中粗差的下界值：iiirl0079. 280. 005. 00，则，13. 480. 001. 00，则，非中心参数。对于单个观测值粗差而言，非中心参数。对于单个观测值粗差而言，其取值与显著水平其取值与显著水平 和检验功效和检验功效 有关。有关。整理ppt可靠性可靠性 精度精度 权权 ri可以反映控制网发现观测值

12、可以反映控制网发现观测值 li （中误差为（中误差为 i ）中）中粗差的能力。粗差的能力。 ri越大，通过统计检验，能发现越大，通过统计检验，能发现 li 中粗差的下界值中粗差的下界值0li越小；或对同一个粗差，检验功率越大。越小；或对同一个粗差，检验功率越大。 因此，因此，ri被定义为观测值被定义为观测值 li 的内部可靠性。的内部可靠性。假设观测值相互独立，有假设观测值相互独立，有221iiir整理ppt可靠性可靠性 精度精度 权权 若观测值若观测值 li 的精度很高，即中误差的精度很高，即中误差 i 很小，则平差很小，则平差后的精度提高很小，有后的精度提高很小，有 ，此时该观测值的内，此

13、时该观测值的内部可靠性部可靠性ri0 0（趋近于（趋近于0 0）。）。 若观测值没有误差，如已知点的坐标，已知边或已若观测值没有误差，如已知点的坐标，已知边或已知方位角，平差前后的精度将不变，此时知方位角，平差前后的精度将不变，此时ri= =0 0。 若观测值若观测值 li 的精度很低，则平差后精度将显著提高的精度很低，则平差后精度将显著提高 ，则此时，则此时ri较大。较大。221iiiriiii整理ppt可靠性可靠性 精度精度 权权 因此，在一个测量控制网平差系统中，观测值因此，在一个测量控制网平差系统中，观测值 li 的的精度与该观测值的可靠性成反比。精度与该观测值的可靠性成反比。 精度越

14、高的观测值，可靠性越低；精度越高的观测值，可靠性越低； 精度越低的观测值，可靠性越高。精度越低的观测值，可靠性越高。整理ppt可靠性可靠性 精度精度 权权 在测量平差中，又引入了权的概念，观测值在测量平差中，又引入了权的概念，观测值 li 的精的精度与其权的关系为：度与其权的关系为： 精度和权成正比。精度和权成正比。 在一个测量控制网平差系统中，观测值在一个测量控制网平差系统中，观测值 li 的权与该的权与该观测值的可靠性成反比。观测值的可靠性成反比。 由于内部可靠性和外部可靠性具有一致性，权越大由于内部可靠性和外部可靠性具有一致性，权越大的观测值，其不能发现的粗差对结果的影响也越大。的观测值

15、，其不能发现的粗差对结果的影响也越大。220iiP单位权中误差单位权中误差整理ppt可靠性理论的哲学思想可靠性理论的哲学思想（张正禄教授）（张正禄教授）整理ppt可靠性理论的哲学思想可靠性理论的哲学思想（张正禄教授）（张正禄教授）整理ppt可靠性理论的哲学思想可靠性理论的哲学思想（张正禄教授）（张正禄教授）整理ppt在给定显著水平在给定显著水平 和和 检验功效检验功效下，通过对周期观测的平差结果进行统计检验，所下，通过对周期观测的平差结果进行统计检验，所能发现的变形向量的下界值。能发现的变形向量的下界值。 灵敏度实质上是特殊方向上的网点精度，可以通灵敏度实质上是特殊方向上的网点精度，可以通过网

16、点的误差椭圆直观地反应出来。网的灵敏度愈过网点的误差椭圆直观地反应出来。网的灵敏度愈高，则所要求的精度也愈高，即精度与灵敏度是成高，则所要求的精度也愈高，即精度与灵敏度是成正比的。正比的。00整理ppt衡量控制网质量的四个准则：衡量控制网质量的四个准则： 精度：精度：描述误差分布离散程度的一种度量描述误差分布离散程度的一种度量 可靠性：可靠性：发现和抵抗模型误差的能力大小的一种度量发现和抵抗模型误差的能力大小的一种度量 灵敏度：灵敏度：监测网发现某一变形的能力大小的一种度量监测网发现某一变形的能力大小的一种度量 经济性：经济性： 建网费用建网费用整理ppt工程控制网的优化设计分为四类：工程控制

17、网的优化设计分为四类： 零类设计：零类设计：（ZODZOD，基准设计，基准设计) )， 一类设计：一类设计： (FOD(FOD，图形设计，图形设计) )， 二类设计：二类设计： (SOD(SOD，观测精度设计，观测精度设计) ) 三类设计：三类设计： (THOD(THOD，已有网改进，已有网改进) ) 网的优化设计方法又分为网的优化设计方法又分为解析法解析法和和模拟法模拟法两种。两种。 整理ppt整理ppt整理ppt1)(0,PAAQPLAPAXAPLAXVTXXTT协因数阵：法方程式：观测值方程式：整理ppt整理ppt整理ppt整理ppt整理ppt算例分析：算例分析：模拟一个模拟一个8 8个

18、点的桥梁边角个点的桥梁边角网，其中网，其中1 1、2 2位于桥轴线位于桥轴线上，北岸上，北岸4 4个点，南岸个点，南岸3 3个个点，江中岛上点，江中岛上1 1个点。以个点。以1 1为已知点，为已知点，1 1至至2 2的方位角的方位角为已知方位角，按独立网为已知方位角，按独立网进行设计。进行设计。 整理ppt整理ppt测量基准测量基准是由测量坐标系和参考点（称基准点或是由测量坐标系和参考点（称基准点或已知点）组成。（如地球的地心坐标系和参心坐标系、已知点）组成。（如地球的地心坐标系和参心坐标系、国家大地坐标系，城市坐标系、工程坐标系，正常高高国家大地坐标系，城市坐标系、工程坐标系，正常高高程系统

19、和重力参考系统等程系统和重力参考系统等 ） 我国现采用的三维地心大地测量坐标系为我国现采用的三维地心大地测量坐标系为CGCS2000，该坐标系的定义与国际地球参考框架（，该坐标系的定义与国际地球参考框架（International Terrestrial Reference Frame）一致）一致，坐标原点为地球的质心。，坐标原点为地球的质心。整理ppt整理ppt整理ppt整理ppt整理ppt整理ppt整理ppt整理ppt整理ppt整理ppt整理ppt整理ppt整理ppt整理pptAXVLPLAPAXATT整理ppt整理ppt整理ppt整理ppt整理ppt解放军信息工程大学测绘学院解放军信息工

20、程大学测绘学院 李宗春教授李宗春教授整理ppt 用户：工程建设及其它应用部门。用户：工程建设及其它应用部门。 目的：为用户提供最佳的测量服务。目的：为用户提供最佳的测量服务。 最佳服务的评判最佳服务的评判标准：用户的满意度。标准：用户的满意度。整理ppt 如何如何保证质量？恰当好处，过犹不及，不追求过剩保证质量？恰当好处，过犹不及，不追求过剩质量。工程要求：既包括质量，又包括经济性（成质量。工程要求：既包括质量，又包括经济性（成本，工期）本，工期） 工程测量的质量要求差别很大，必须明确要求工程测量的质量要求差别很大，必须明确要求 当工程师进行科学研究时，须以高投入追求高精度当工程师进行科学研究

21、时，须以高投入追求高精度整理ppt 工程师不允许失败。工程师不允许失败。 “战战兢兢，如履薄冰，如临深渊。战战兢兢，如履薄冰，如临深渊。” 常见现象：边测边施工，检核条件少，易出错。常见现象：边测边施工，检核条件少，易出错。 如果失败，如果失败，“业主很生气，后果很严重业主很生气，后果很严重”！整理ppt整理ppt 标准：标准：理论与实践的总结理论与实践的总结 目的：指导与规范生产目的：指导与规范生产 范围：范围：国标、行标、作业规程、技术规定补充国标、行标、作业规程、技术规定补充 等等 使用最新颁布的技术标准使用最新颁布的技术标准 准确理解和准确理解和使用使用尽管对应用测量来说，技术标准多是

22、原则性的，尽管对应用测量来说，技术标准多是原则性的，但其对生产的指导和限制必须重视！但其对生产的指导和限制必须重视！整理ppt 国家控制网的等级特性：小网国家控制网的等级特性：小网在大网中，大网控制小网在大网中，大网控制小网 大多数工程控制网：下层大多数工程控制网：下层网网“挂挂”在上层网上，只传递坐标系在上层网上，只传递坐标系 厂区控制网分级示意图 主轴点 主网点 加密网点 整理ppt 工业建筑施工控制网层次的几何关系示意 Bi 厂区控制网点 Ji 厂房基础施工控制网点 Si 设备基础施工控制网点 B1 B3 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 J1 J2 J3 J4 J5 J6 J7 J8 J9 J10 J11 J12 B2 B4 整理ppt整理ppt 应用对象要求的精度往往是应用对象要求的精度往往是相邻物体相邻物体（或（或物体的物体的相邻部分相邻部分