《测量误差与数据处理》课程标准

第1页共14页《测量误差与数据处理》课程标准一、课程定位本课程是测绘地理信息技术专业学生在完成高等数学、测绘基础、控制测量等课程的学习任务后开设的专业基础课之一。学生完成该课程学习后，能够应用测量平差知识解决控制网平差计算问题。二、课程目标通过《测量误差与数据处理》课程的学习，使学生具备使用测量误差基本知识，并掌握对数据进行平差的基本能力。为今后学习和掌握专业知识和职业技能打下基础。1.知识目标了解本课程的任务及内容；掌握误差分类及误差来源；了解数学期望、方差和、协方差和相关系数的含义；掌握随机变量的数字特质；掌握最小二乘原理及误差传播定律的应用方法；掌握条件平差原理及应用方法；了解附有参数的条件平差原理及应用方法；掌握间接平差原理及应用方法；了解附有限制条件的间接平差原理及应用方法；掌握误差椭圆和相对误差椭圆元素计算；2.能力目标会进行期望、方差和协方差的计算；具有应用误差、权倒数、协因数传播率解决测量中实际问题的能力；能应用条件平差完成控制网平差计算；能应用附有参数的条件平差完成控制网平差计算；能应用间接平差完成控制网平差计算；能应用附有限制条件的间接平差完成控制网平差计算；具有准确计算误差椭圆、相对误差椭圆的三个参数并画出略图的能力；具有应用平差软件进行控制网平差的能力；3.素质目标具有诚实敬业、专研业务、精益求精的敬业精神和职业道德；具备一定的计划、组织与沟通、协作的能力；具备一定的个人专研能力；具备自主学习、独立学习的能力三、课程设计1.设计思想1、本课程的设计总体要求是：以务实基础、适应岗位为目标，以能力为本位，尽可能形成模块化的专业课程体系。2、本课程通过典型控制网的平差项目案例分析，以学生的职业能力培养为核心，按工作过程组织教学，设计教学情境。课程开发和学习情境设计，整个学习领域由以下学习情境（课程单元）组成：学习情景1学习情景2学习情景3学习情景4学习情景5观测误差与精度指标误差传播与最小二乘法原理（附有参数的）条件平差（附有限制条件的）间接平差误差椭圆与软件数据处理2.课时分配建议本课程课时为62课时，其中理论教学42课时，实践教学20课时。序号课程单元学习任务及教学要求参考学时学习任务教学要求理论教学实践教学1观测误差与精度指标任务一：认识测量误差与数据处理任务1.认识测量误差与数据处理的作用、意义及方法2.掌握测量平差的任务及内容3.掌握测量误差的分类及来源20任务二：衡量精度的指标1.理解数学期望、方差、准确度、精确度的含义2.掌握衡量精度的各类指标20任务三：行列式的定义及计算1.理解行列式及行列式逆序数的含义2.能计算行列式和行列式逆序数3.掌握上三角、下三角行列式的特点及计算方法4.掌握转置行列式的性质20任务四：行列式的应用与矩阵的概念1.掌握高阶行列式的计算规则2.理解矩阵的概念及特点3.掌握特殊矩阵的特点20任务五：矩阵的乘法及求逆1.掌握矩阵的运算方法和初等变换规则2.掌握矩阵的乘法和求逆方法242测量误差及传播率任务一：协方差传播率1.掌握互协方差阵的概念及计算方法2.掌握通过协方差传播率计算方差的方法3.多个观测值线性函数协方差阵的计算4.掌握非线性函数计算方差的方法22任务二：权与定权的常用方法1.理解权的定义和性质2.理解单位权的含义3.掌握常用定权的几种方法20任务三：协因数和协因数传播率1.理解协因数阵、权阵的含义及性质2.掌握协因数传播率公式的应用22任务四：中误差的计算1.熟悉各类平差模型中误差计算方法20任务五：平差数学模型与最小二乘原理1.正确认识必要观测元素和个数2.了解几种测量平差模型3.掌握最小二乘原理203高程网数据处理任务一：高程网数据处理概述1.理解数据处理的目的和要求2.掌握数据处理的步骤与内容3.掌握闭合差与限差的计算20任务二：条件平差原理1.理解条件平差的运算步骤2.掌握法方程的计算方法3.掌握平差估值的计算20任务三：水准网条件平差案例1.掌握高程闭合差的验算2.掌握条件平差的实际应用方法22任务四：间接平差原理1.握间接平差的原理2.掌握间接平差运算过程3.掌握其法方程的计算方法3.掌握单位权中误差的计算20任务五：水准网间接平差案例1.掌握间接平差的实际应用方法224平面网数据处理任务一：平面网数据处理概述1.理解数据处理的目的和要求2.掌握数据处理的步骤和内容3.掌握闭合差与限差的计算20任务二：单一附合导线条件平差1.理解条件平差在导线平差中的概述2.掌握单一附合导线条件平差的原理和方法22任务三：单一附合导线间接平差3.理解间接平差在导线平差中的概述4.掌握单一附合导线间接平差的原理和方法225误差椭圆与软件数据处理任务一：误差椭圆1.会计算任意方向的位差2.掌握误差椭圆、相对误差椭圆的三个参数计算方法22任务二：测量平差软件应用1.掌握COSA平差软件进行平差数据处理24小计4022合计623.课程单元描述课程单元1课程单元名称测量平差与数据处理基础知识课时数理论教学实践教学104学习目标知识目标1.认识测量误差与数据处理的作用、意义及方法2.掌握测量平差的任务及内容3.掌握测量误差的分类及来源4.理解数学期望、方差、协方差和相关系数的含义5.掌握行列式、矩阵的相关知识及运算能力目标1.具有文献或学习资料查询与收集能力；2.能够阐述测量平差的任务；3.能对测量误差进行分类4.能阐述各类测量误差产生来源5.会计算数学期望、方差、协方差和相关系数6.能对行列式、矩阵进行相关运算7.能绘制直方图8.掌握互协方差阵的概念及计算方法素质目标1.培养学生知识获取和应用的自主学习能力2.培养学生主动学习能力3.具备良好的职业素养（职业道德、职业习惯、职业素质）4.具备一定的个人专研能力学习内容1.测量误差与数据测量的任务、内容2.随机变量的数字特征3.行列式及矩阵相关知识教学方法和建议教学方法：讲授法、讨论法、自主学习法、实践练习法、案例教学法教学建议：根据知识的掌握程度和讨论的参与度进行评价教学条件要求1.课程标准2.授课计划3.授课教案4.教学案例学生已有基础测量学基础、高等数学、控制测量等教师所需执教能力要求较强的测量平差理论知识，并能运用平差知识进行平差计算校企双师授课安排建议校内教师或企业兼职教师授课课程单元2课程单元名称项目二：测量误差及传播率课时数理论教学实践教学104学习目标知识目标1.掌握偶然误差的特点2.理解直方图和正态分布的含义及特点3.掌握精度、准确度、精确度的含义4.掌握衡量精度的各类指标5.掌握互协方差阵的概念及计算方法6.掌握通过协方差传播率计算方差的方法7.掌握非线性函数计算方差的方法8.理解权的定义和性质9.理解单位权的含义10.掌握常用定权的几种方法11.理解协因数阵、权阵的含义及性质12.掌握协因数传播率公式的应用13.掌握测量平差原理14.掌握多余观测、必要观测的概念及计算方法15.正确认识必要观测元素和个数16.了解几种测量平差模型17.掌握最小二乘原理能力目标1.能正确区分精度、准确度、精确度2.能计算互协方差阵3.具备熟练使用协方差传播率计算方差的能力4.具备将非线性函数转换为线性函数的能力5.能对各种类型控制网进行定权6.具备熟练使用协因数传播率公式的能力7.能对多余观测、必要观测进行准确计算8.能将最小二乘原理应用与测量平差中素质目标1.有一定的逻辑思考能力2.具备实践动手能力3.培养学生知识获取和应用的自主学习能力4.具备一定的个人专研能力学习内容1.误差分布2.衡量精度指标3.协方差传播率4.权与定权的常用方法5.协因数传播率6.测量平差概述7.平差数学模型与最小二乘原理教学方法和建议教学方法：讲授法、演示法、讨论法、项目任务驱动法、实践教学法、案例分析法教学建议：根据知识的掌握程度和讨论的参与度进行评价、理实一体化教学教学条件要求1.课程标准2.授课计划3.授课教案4.教学案例学生已有基础测量学基础、控制测量、高等数学等、计算机应用基础教师所需执教能力要求较强的测量平差理论知识，并能运用平差知识进行平差计算校企双师授课安排建议校内教师或企业兼职教师授课课程单元3课程单元名称项目三：高程网数据处理课时数理论教学实践教学104学习目标知识目标1.掌握条件平差原理4.掌握条件平差法方程的计算方法2.掌握条件平差估值计算的方法3.掌握条件平差的运算步骤4.了解附有参数的条件平差原理5.了解附有参数的条件平差法方程的计算方法5.了解附有参数的条件平差估值计算的方法6.了解附有参数的条件平差的运算步骤能力目标1.会列条件平差方程2.会列条件平差方程的法方程3.会对条件平差的改正数进行计算4.会列附有参数的条件平差方程5.会列附有参数的条件平差方程的法方程6.会对条件平差的改正数进行计算素质目标1.有一定的逻辑思考能力2.具备实践动手能力3.培养学生知识获取和应用的自主学习能力4.具备一定的个人专研能力学习内容条件平差间接平差教学方法和建议教学方法：讲授法、演示法、讨论法、实践教学法、项目任务驱动法、案例教学法教学建议：理实一体化教学、根据知识的掌握程度和讨论的参与度进行评价教学条件要求1.课程标准2.授课计划3.授课教案4.教学案例学生已有基础测量学基础、控制测量、高等数学等、计算机应用基础教师所需执教能力要求较强的测量平差理论知识，并能运用平差知识进行平差计算校企双师授课安排建议校内教师或企业兼职教师授课课程单元4课程单元名称项目四：平面网数据处理课时数理论教学实践教学64学习目标知识目标1.掌握间接平差原理2.掌握间接平差法方程的计算方法3.掌握间接平差估值计算的方法4.掌握间接平差的运算步骤5.了解附有限制条件的间接平差原理6.了解附有限制条件的间接平差法方程的计算方法7.了解附有限制条件的间接平差估值计算的方法8.了解附有限制条件的间接平差的运算步骤能力目标1.会列间接平差方程2.会列间接平差方程的法方程3.会对间接平差的改正数进行计算4.会列附有限制条件的间接平差方程5.会列附有限制条件的间接平差方程的法方程6.会对附有限制条件的间接平差的改正数进行计算素质目标1.有一定的逻辑思考能力2.具备实践动手能力3.培养学生知识获取和应用的自主学习能力4.具备一定的个人专研能力学习内容1.间接平差2.附有限制条件的间接平差教学方法和建议教学方法：讲授法、演示法、讨论法、实践教学法、项目任务驱动法、案例教学法教学建议：理实一体化教学根据知识的掌握程度和讨论的参与度进行评价教学条件要求1.课程标准2.授课计划3.授课教案4.教学案例学生已有基础测量学基础、控制测量、高等数学等、计算机应用基础教师所需执教能力要求较强的测量平差理论知识，并能运用平差知识进行平差计算校企双师授课安排建议校内教师或企业兼职教师授课课程单元5课程单元名称项目五：误差椭圆与软件数据处理课时数理论教学实践教学46学习目标知识目标1.掌握各类平差模型的单位权中误差计算方法2.掌握计算任意方向的位差的方法3.掌握误差椭圆、相对误差椭圆的三个参数计算方法4.掌握使用MATLAB进行矩阵编写、相乘、相加、相减的运算5.掌握MATLAB进行矩阵求逆及图形分析功能6.掌握一门平差软件进行平差数据处理能力目标1.会计算各类平差模型的单位权中误差2.会计算任意方向的位差3.具备计算误差椭圆、相对误差椭圆的三个参数的能力4.会使用MATLAB进行矩阵编写、相乘、相加、相减的运算5.会使用MATLAB进行矩阵求逆及图形分析6.会使用平差易进行测量数据平差处理素质目标1.有一定的逻辑思考能力2.具备实践动手能力3.培养学生知识获取和应用的自主学习能力4.具备一定的个人专研能力学习内容1.精度评定2.误差椭圆3.测量平差软件教学方法和建议教学方法：讲授法、演示法、讨论法、实践教学法、项目任务驱动法、案例教学法教学建议：理实一体化教学根据知识的掌握程度和讨论的参与度进行评价教学条件要求1.课程标准2.授课计划3.授课教案4.教学案例学生已有基础测量学基础、控制测量、高等数学等、计算机应用基础教师所需执教能力要求较强的测量平差理论知识，并能运用平差知识进行平差计算校企双师授课安排建议校内教师或企业兼职教师授课四、课程评价（一）《测量误差与数据处理》课程评价及方式说明学生的成绩评定以主要根据理论知识的掌握（为总结性考核，占40%）、平时表现（占20%）、作业（占10%）、项目（占20%），素质考核（占10%）等六方面构成。（二）《测量误差与数据处理》课程过程考核说明1.理论知识的掌握以大作业、项目方式考核；2.考勤及课堂提问依据是平时学生的上课出状况、回答课堂提问的积极性及正确率；3.作业是指每个教学单元中要求学生完成的作业。以完成的数量和质量给予成绩；4.项目是指在学习过程中，学生完成项目时，根据学生完成项目的情况进行评分。5.素质是指学习过程中，学生是否遵守纪律，是否规范操作使用测绘仪器、设备等表1：考核标准序号考核项目考核内容成绩比例（%）1形成性考核平时表现根据学生上课的出勤情况评分，旷课1次扣2分，旷课3次此项0分，旷课五次该门课程考核不合格。迟到、早退1次各扣1分。病事假不扣分。课堂违纪被老师点名批评2次扣1分；上课正确回答老师问他加1分。（考勤15分，回答问题5分）202项目根据其在课堂完成项目（技能考核）的情况进行评分，项目未完成部分，根据情况进行扣分20素质考核根据学生在课堂上的职业素养，或实训环节是否按行业规范操作等情况进行打分。103作业根据学生课外作业完成情况评定，不交作业一次扣1分，5次不交作业不得分104总结性考核期末通过试卷或者大作业的形式综合测试学生对理论知识和实践技能的掌握程度40合计100表2：总结性考核标准序号考核项目考核内容成绩比例（%）1测量平差基础知识测量误差类型来源、测量平差任务、期望、方差的计算202测量误差及传播率偶然误差的特点、衡量