6习题五 误差理论基础
误差理论基础
真值
• 理想真值：同一量值自身之差为零而自 身之比为一。如平面三角形的内角之和 恒定为180°。
• 计量学约定真值：如国际单位制的七个 基本单位的定义。
• 标准器相对真值：指当标准器的误差与 低一级标准器或普通计量仪器的误差相 比，为其1/5（或1/3～1/20）时，可认为 前者是后者的相对真值。
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解：
∵x1＝820.0 kg/m3 Δx1＝＋0.2kg/m3 x2＝830.0kg/m3 Δx2＝＋0.5kg/m3 x＝826.5kg/m3
∴Δx＝Δx1＋（Δx2－Δx1）/（x2－x1） ×（x－x1）
＝0.2＋（0.5－0.2）/（830.0－820.0） ×（826.5－820.0）
＝（0.2％×100）/70＝0.28％
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解
可见，测量70mA电流时，只 要量程选择得当，用0.2级电流表 反而比0.1级电流表测量相对误差 小，更准确。因此用第二块表测 量准确度高。
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测量误差的来源
在测量过程中，引起测量误差 的因素是众多的，但在分析和计算 误差时，不可能也没有必要逐一的 对所有误差因素进行分析计算，而 是着重分析引起误差的主要因素。 通常情况下，误差的主要来源有以 下几个方面：
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引用误差（r）
计量器具的绝对误差与其特定 值（XN）之比。 即：r＝ΔX/XN 引用误差一般用百分数（﹪） 表示，也可以用A×10-n表示。
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量程、特定值
• 量程（或标称范围）：计量器具
标称范围上、下限之差的模。当下 限为“0”时，量程即为标称范围的 上限值（或称最高值）。
• 特定值：一般称为引用值，是指计
• 测量结果减去被测量的真值。 误差＝测量结果－真值
误差理论与测量平差基础习题集
第一章绪论§1-1观测误差1.1.01为什么说观测值总是带有误差,而且观测误差是不可避免的？1.1.02观测条件是由哪些因素构成的？它与观测结果的质量有什么联系？1.1.03测量误差分为哪几类?它们各自是怎样定义的?对观测成果有何影响？试举例说明。
1.1.04用钢尺丈量距离，有下列几种情况使量得的结果产生误差，试分别判定误差的性质及符号：（1）长不准确；（2）尺尺不水平；（3）估读小数不准确；（4）尺垂曲；（5）尺端偏离直线方向。
1.1.05在水准测量中，有下列几种情况使水准尺读数带有误差，试判别误差的性质及符号：（1）视准轴与水准轴不平行；（2）仪器下沉；（3）读数不准确；（4）水准尺下沆。
§1-2测量平差学科的研究对象1.2.06 何谓多余观测?测量中为什么要进行多余观测？1.2.07 测量平差的基本任务是什么？§1-3测量平差的简史和发展1.3.08 高斯于哪一年提出最小二乘法？其主要是为了解决什么问题？1.3.09 自20世纪五六十年代开始，测量平差得到了很大发展，主要表现在那些方面？§1-4 本课程的任务和内容1.4.10 本课程主要讲述哪些内容？其教学目的是什么？第二章误差分析与精度指标§2-1 正态分布2.1.01 为什么说正态分布是一种重要的分布？试写出一维随机变量X的正态分布概率密度式。
§2-2 偶然误差的规律性2.2.02 观测值的真误差是怎样定义的？三角形的闭合差是什么观测值的真误差？2.2.03 在相同的观测条件下，大量的偶然误差呈现出什么样的规律性？2.2.04 偶然误差*服从什么分布？它的数学期望和方差各是多少？§2-3 衡量精度的指标2.3.05 何谓精度？通常采用哪几种指标来衡量精度？2.3.06 在相同的观测条件下，对同一个量进行若干次观测得到一组观测值，这些观测值的精度是否相同？能否认为误差小的观测值比误差大的观测值精度高？2.3.07 若有两个观测值的中误差相同，那么，是否可以说这两个观测值的真误差一定相同？为什么？2.3.08 为了鉴定经纬度的精度，对已知精确测定的水平角α=45O00’00”作12次观测，结果为：45o00’06” 44o59’55” 44o59’58” 45o00’04”45o00’03” 45o00’04” 45o00’00” 44o59’58”44o59’59” 44o59’59” 45o00’06” 45o00’03”设α没有误差，试求观测值的中误差。
测量学习题05 误差理论基础
习题五一、填空题1、真误差是指，其表达式为。
2、误差的来源有、、三个方面，按误差的性质不同，可分为和两种。
3、评定观测值精度主要采用、和。
4、用6″级经纬仪按测回法测量某一角度，欲使测角精度达到±5″，则测回数不得少于。
5、在等精度观测中，设观测值中误差为m，观测次数为n，则最可靠值的中误差为。
6、水准测量中，设一测站的高差观测中误差为±5mm，若1km有15个测站，则1km的高差中误差为。
7、误差传播定律是描绘和中误差关系的定律，它的表达式为。
8、在等精度观测平差中，最可靠值采用，其表达式为，在不等精度观测平差中，最可靠值采用，其表达式为。
9、在一组观测值中，单位权中误差为±3mm，某观测值的权为4，则该观测值中误差为。
二、简答题1、何为系统误差？它有什么特性？在测量工作中如何消除或削弱？2、何为偶然误差？偶然误差能否在测量工作中消除？它的统计特性有哪些？3、什么叫中误差？为什么中误差能够作为衡量精度的标准？在一组等精度观测中，中误差和真误差有何区别？4、试用偶然误差的特性来证明：在等精度观测中，算术平均值作为最可靠值。
5、设有Z1=X1+X2，Z2=2X3，若X1、X2、X3均独立，且中误差相等，问Z1、Z2的中误差是否相等，说明原因。
6、什么叫做权？它有什么含义？权与中误差之间的关系怎样？7、已知某正方形，若用钢尺丈量一条边，其中误差为m=±3mm，则正方形的周长中误差为多少？若用钢尺丈量4条边，则周长的中误差又是多少？试计算说明。
8、什么叫做权倒数传播定律？它描绘的是一种什么关系？它与误差传播定律有什么联系？三、选择题1、用水准仪观测时，若前、后视距不相等，此因素对高差的影响表现为（），在一条水准线路上的影响表现为（）A 、偶然误差，偶然误差B 、偶然误差，系统误差C 、系统误差，偶然误差D 、系统误差，系统误差2、当误差的大小与观测量的大小无关时，此时不能用（）来衡量精度A 、相对误差B 、中误差C 、绝对误差D 、容许误差（）3、用30 米长的钢尺丈量距离（该尺经过检验后其实长度为29.995m ），用此尺每量一整尺就有0.005m 的尺长误差，则这种误差属于A 、偶然误差，且符号为（-）B 、系统误差，且符号为（-）C 、偶然误差，且符号为（+ ）D 、系统误差，且符号为（+ ）4、由于测量人员的粗心大意，在观测、记录或计算时读错、记错、算错所造成的误差，称为（）A 、偶然误差B 、系统误差C 、相对误差D 、过失误差5、在相同条件下，对任何一个量进行重复观测，当观测次数增加到无限多时，偶然误差的算术平均值为零，这说明偶然误差具有A、对称性B、有界性 C 、大小性D、抵偿性6、中误差反映的是（）。
误差理论与平差基础-第2章 误差分布与精度指标
一、偶然误差特性
1、偶然误差
f ()
1 1 1 2
f ( )
1 1 exp 2 ( ) 2 2 2
2 2
参数 和 2 分别是随机误差 的数学期望和方差。它们 确定了正态分布曲线的形状。
1 n i 0 对于随机误差： E () lim n n i 1
三、精度估计的标准
中误差、平均误差和或然误差都可以作为衡量精
度的指标，但由于：
中误差具有明确的几何意义（误差分布曲线的拐点
坐标）
平均误差和或然误差都与中误差存在理论关系
所以，世界上各国都采用中误差作为衡量精度的指
标，我国也统一采用中误差作为衡量精度的指标。
三、精度估计的标准
4、容许误差（极限误差）
定义：由偶然误差的特性可知，在一定的观测条件下，偶然误 差的绝对值不会超过一定的限值。这个限值就是容许（ 极限）误差。
P(| | ) 68.3% P(| | 2 ) 95.5% P(| | 3 ) 99.7%
测量中通常取2倍或3倍中误差作为偶然误差的容许误差；
即Δ容=2m 或Δ容=3m 。
m1 m2，说明第一组的精度高于第二组的精度。
说明：中误差越小，观测精度越高
三、精度估计的标准
2、平均误差
在一定的观测条件下，一组独立的真误差绝对值的数学 期望称为平均误差。 [| |] E (| |) lim n n
4 0.7979 5
三、精度估计的标准
1、中误差
解：第一组观测值的中误差：
0 2 2 2 12 (3) 2 4 2 32 (2) 2 (1) 2 2 2 (4) 2 m1 2.5 10
误差理论与测量平差基础习题
《误差理论与测量平差基础》课程试卷《误差理论与测量平差基础》课程试卷答案武 汉 大 学2007年攻读硕士学位研究生入学考试试题考试科目：测量平差 科目代码： 844注意：所有的答题内容必须答在答题纸上，凡答在试题或草稿纸上的一律无效。
可使用计算器。
一、填空题（本题共40分，共8个空格，每个空格5分）1．在图1所示水准路线中，A 、B 为已知点，为求C 点高程，观测了高差1h 、2h ，其观测中误差分别为1σ、2σ。
已知1212σσ=，取单位权中误差02σσ=。
要求平差后P 点高程中误差2C mm σ≤， 则应要求1σ≤ ① 、2σ≤ ② 。
2．已知观测值向量1,13,12,1X Z Y ⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎣⎦的协方差阵310121013ZZD -⎡⎤⎢⎥=-⎢⎥⎢⎥⎣⎦，12,12Y Y Y ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦，若设权11Y P =，则权阵XX P = ③ ，YY P = ④ ，协因数阵12Y Y Q = ⑤ ，1Y X Q = ⑥ 。
3．已知平差后某待定点P 的坐标的协因数和互协因数为PX Q ˆ、PY Q ˆ和PP Y X Q ˆˆ，则当PPY X Q Q ˆˆ=，0ˆˆ<PP Y X Q 时，P 点位差的极大方向值=E ϕ ⑦ ，极小方向值=F ϕ ⑧ 。
二、问答题（本题共45分，共3小题，每小题15分）1．在图2所示三角形中，A 、B 为已知点，C 为待定点，同精度观测了1234,,,L L L L测量平差 共3页 第1页共4个方位角，1S 和2S 为边长观测值，若按条件平差法平差：（1）应列多少个条件方程；（2）试列出全部条件方程（不必线性化）。
2．在上题中，若设BAC ∠、ABC ∠和ACB ∠为 参数1X 、2X 、3X ，（1）应采用何种函数模型平差；（2）列出平差所需的全部方程（不必线性化）。
3. 对某控制网进行了两期观测。
由第一期观测值得到的法方程为111111ˆT T B PB X B PL =，由第二期观测值得到的法方程为222222ˆT T B P B X B P L =。
误差理论与数据处理(第6版)费业泰 习题与答案,网上最完整的
《误差理论与数据处理》(第六版)习题及参考答案费业泰主编2012-07第一章 绪论1－5 测得某三角块的三个角度之和为180o00’02”,试求测量的绝对误差和相对误差 解：绝对误差等于： 相对误差等于：1-8在测量某一长度时，读数值为2.31m ，其最大绝对误差为20m μ，试求其最大相对误差。
%108.66 %1002.311020 100%maxmax 4-6-⨯=⨯⨯=⨯=测得值绝对误差相对误差1-10检定2.5级（即引用误差为2.5%）的全量程为100V 的电压表，发现50V 刻度点的示值误差2V 为最大误差，问该电压表是否合格？%5.22%100%1002100%<=⨯=⨯=测量范围上限某量程最大示值误差最大引用误差该电压表合格1-12用两种方法分别测量L1=50mm ，L2=80mm 。
测得值各为50.004mm ，80.006mm 。
试评定两种方法测量精度的高低。
相对误差L 1:50mm 0.008%100%5050004.501=⨯-=IL 2:80mm 0.0075%100%8080006.802=⨯-=I 21I I > 所以L 2=80mm 方法测量精度高。
1－13 多级弹导火箭的射程为10000km 时，其射击偏离预定点不超过0.lkm ，优秀射手能在距离50m 远处准确地射中直径为2cm 的靶心，试评述哪一个射21802000180''=-'''o o %000031.010*********.00648002066018021802≈=''''''⨯⨯''=''＝o击精度高? 解：射手的相对误差为：多级火箭的射击精度高。
1-14若用两种测量方法测量某零件的长度L1=110mm ，其测量误差分别为m μ11±和m μ9±；而用第三种测量方法测量另一零件的长度L2=150mm 。
太原理工大学矿业工程学院误差理论与测量平差基础练习题讲解
误差理论与测量平差》课程自测题（1） 一、 正误判断。
正确“ T ”，错误“ F ”。
（ 30分）1． 在测角中正倒镜观测是为了消除偶然误差（）。
2． 在水准测量中估读尾数不准确产生的误差是系统误差（）。
（ ）。
4. 观测值与最佳估值之差为真误差（ ）。
5.系统误差可用平差的方法进行减弱或消除（ ）。
6.权一定与中误差的平方成反比（ ）。
7.间接平差与条件平差一定可以相互转换（ ）。
8.在按比例画出的误差曲线上可直接量得相应边的边长中误差（ ）。
9. 对同一量的 N 次不等精度观测值的加权平均值与用条件平差所得的结果一定相同）。
10. 无论是用间接平差还是条件平差, 对于特定的平差问题法方程阶数一定等于必要观测数（ ）。
11. 对于特定的平面控制网, 如果按条件平差法解算, 则条件式的个数是一定的, 形式是多 样的（ ）。
12•观测值L 的协因数阵 Q L 的主对角线元素 Q 不一定表示观测值 L 的权（）。
13.当观测值个数大于必要观测数时,该模型可被唯一地确定（）。
14•定权时（T 0可任意给定，它仅起比例常数的作用（ ）。
15.设有两个水平角的测角中误差相等，则角度值大的那个水平角相对精度高（）。
用“相等”或“相同”或“不等”填空（ 8分）。
300.158m ± 3.5cm;）。
25 分）。
1, 则长为D 的直线之丈量结果的权 f=（ ）。
22 2/d 23. 如果随机变量 X 和Y 服从联合正态分布，且X 与Y 的协方差为0,则X 与Y 相互独立 已知两段距离的长度及其中误差为600.686m ±3.5cm 。
则：1 •这两段距离的中误差（）。
2.这两段距离的误差的最大限差（3 •它们的精度（）。
4 •它们的相对精度（ ）。
三、 选择填空。
只选择一个正确答案（1 •取一长为 d 的直线之丈量结果的权为a ） d/Db ） D/d 22c ）d 2/D 2 d ） D2.有一角度测20测回，得中误差土0.42秒，如果要使其中误差为土0.28秒，则还需增加的测回数N= ( )oa) 25b) 20c) 45d) 53.某平面控制网中一点P,其协因数阵为：Q Q xy] ■ 0.5 —0.25]Q XX = =[Q yx Q yy_ >0.25 0.5 一2单位权方差Co =± 2.0。
第5章 测量误差理论的基础知识
5.1 测量误差概述 5.2 衡量精度的指标 5.3 误差传播定律及其应用 5.4 等精度直接观测平差 5.5 不等精度观测的最或然值及其中误差
§5.1 测量误差概述
大量实践表明，当对某一未知量进行多次 观测时，无论观测仪器多么精密，观测进行得
多么仔细，观测值之间总是存在着差异。例如，
2 2 2 2 mZ A12 m12 A2 m2 An mn
§5.3.2 误差传播定律的应用
例1 量得某圆形建筑物得直径 D=34.50m, 其中误差mD 0.01m,
求建筑物得圆周长及其中误差。
解：圆周长：
P D 3.1416 34.50 108.38 中误差：
将以上各式两边平方、取平均，可得
Z 2 x12 x22 xn 2 n f2 f 2 ... f 2 xi x j 1 fi f j k 1 2 n k k k k i, j
i j
因 x 的观测值 l 彼此独立，则 xi x j 在 i j 时亦为偶 i i 然误差。根据偶然误差第4特性，上式末项当 k 时趋近于 零，故：
测量某一平面三角形的三个内角，其观测值之
和常常不等于理论值180°。这说明测量结果
不可避免地存在误差。
§5.1.1 测量误差的来源
测量工作是在一定条件下进行的，外界环境、观 测者的技术水平和仪器本身构造的不完善等原因，都 可能导致测量误差的产生。通常把测量仪器、观测者 的技术水平和外界环境三个方面综合起来，称为观测 条件。观测条件不理想和不断变化，是产生测量误差 的根本原因。通常把观测条件相同的各次观测，称为 等精度观测；观测条件不同的各次观测，称为不等精 度观测。
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习题五
一、填空题
1、真误差是指，其表达式为。
2、误差的来源有、、三个方面，按误差的性质不同，可分为和两种。
3、评定观测值精度主要采用、和。
4、用6″级经纬仪按测回法测量某一角度，欲使测角精度达到±5″，则测回数不得少于。
5、在等精度观测中，设观测值中误差为m，观测次数为n，则最可靠值的中误差为。
6、水准测量中，设一测站的高差观测中误差为±5mm，若1km有15个测站，则1km的高差中误差为。
7、误差传播定律是描绘和中误差关系的定律，它的表达式为。
8、在等精度观测平差中，最可靠值采用，其表达式为，在不等精度观测平差中，最可靠值采用，其表达式为。
9、在一组观测值中，单位权中误差为±3mm，某观测值的权为4，则该观测值中误差为。
二、简答题
1、何为系统误差？它有什么特性？在测量工作中如何消除或削弱？
2、何为偶然误差？偶然误差能否在测量工作中消除？它的统计特性有哪些？
3、什么叫中误差？为什么中误差能够作为衡量精度的标准？在一组等精度观测中，中误差和真误差有何区别？
4、试用偶然误差的特性来证明：在等精度观测中，算术平均值作为最可靠值。
5、设有Z1=X1+X2，Z2=2X3，若X1、X2、X3均独立，且中误差相等，问Z1、Z2的中误差是否相等，说明原因。
6、什么叫做权？它有什么含义？权与中误差之间的关系怎样？
7、已知某正方形，若用钢尺丈量一条边，其中误差为m=±3mm，则正方形的周长中误差为多少？若用钢尺丈量4条边，则周长的中误差又是多少？试计算说明。
8、什么叫做权倒数传播定律？它描绘的是一种什么关系？它与误差传播定律有什么联系？
三、选择题
1、用水准仪观测时，若前、后视距不相等，此因素对高差的影响表现为（），在一条水准线路上的影响表现为（）
A 、偶然误差，偶然误差
B 、偶然误差，系统误差
C 、系统误差，偶然误差
D 、系统误差，系统误差
2、当误差的大小与观测量的大小无关时，此时不能用（）来衡量精度
A 、相对误差
B 、中误差
C 、绝对误差
D 、容许误差（）
3、用30 米长的钢尺丈量距离（该尺经过检验后其实长度为29.995m ），用此尺每量一整尺就有0.005m 的尺长误差，则这种误差属于
A 、偶然误差，且符号为（-）
B 、系统误差，且符号为（-）
C 、偶然误差，且符号为（+ ）
D 、系统误差，且符号为（+ ）
4、由于测量人员的粗心大意，在观测、记录或计算时读错、记错、算错所造成的误差，称为（）
A 、偶然误差
B 、系统误差
C 、相对误差
D 、过失误差
5、在相同条件下，对任何一个量进行重复观测，当观测次数增加到无限多时，偶然误差的算术平均值为零，这说明偶然误差具有
A、对称性
B、有界性 C 、大小性D、抵偿性
6、中误差反映的是（）。
A、一组误差离散度的大小
B、真差的大小
C、似真差的大小
D、相对误差的大小
7、对某量做了N次等精度观测，则该量的算术平均值精度为观测值精度的（）。
A、N倍；
B、N1/2倍；
C、N﹣1/2倍；
D、N/2倍；
8、设九边形各内角观测值的中误差为±20″，若容许误差为中误差的两倍，则九边形角度闭合差的限差为（）。
A、±40″
B、±80″
C、±120″
D、±240″
9、两段距离及其中误差为：D1=72.36m±0.025m，D2=50.17m±0.025m ，比较它们的测距精度为（）。
A、D1精度高
B、D2精度高
C、两者精度相同
D、无法比较
10、设某三角形三个内角，其中两个角的测角中误差为±4″和±3″，则第三个角的中误差为（）。
A、±3″
B、±4″
C、±5″
D、±6″
四、计算题
1、甲、乙两组分别对某三角形内角和进行了观测，观测值为：
甲：180°00′02″、179°59′57″、180°00′06″、180°00′01″、180°00′02″乙：179°59′58″、180°00′00″、180°00′04″、180°59′59″、180°00′00″试比较甲、乙两组的精度
2、在三角形中，每个角度的观测值中误差为±15″，试求该三角形的角度闭合差的中误差及其限差（限差采用2倍中误差）。
3、用经纬仪观测了某角度4个测回，观测结果分别为：168°32′18″、168°31′54″、168°31′42″、168°32′06″，试求该角度及其中误差。
4、有一个矩形场地，量得长为80.240±0.008m, 宽为40.080±0.006m，试求其周长和面积及它们的中误差。
5、某三角形中，测得a=150.112±0.026m,∠A=64°24′24"±44"，∠B=35°10′36"±36"，试计算边长c 及其中误差。
6、进行三角高程测量，按照h=Dtanα来计算高差，已知α=20°10′±1′，D=250.51±0.12m, 试求高差及其中误差。
7、某直线以同精度丈量了6次，结果如下表，试求：
Mx=
K =
8、在三角形A、B、C中，用同一架仪器观测，角A观测了4个测回，角B观测了6个测回，角C观测了9个测回，试确定三内角的权。