Измерение длин линий мерными лентами и рулетками (стр. 3 из 7)

Виды погрешностей измерений, их классификация измерения в геодезии рассматриваются с двух точек зрения: количественной и качественной, выражающей числовое значение измеренной величины, и качественной — характер её точность. Из практики известно, что даже при самой тщательной и аккуратной работе много кратные измерения не дают одинаковых результатов. Если обозначить истинное значение измеряемой величины X а результат измерения l от истинная ошибка измерения дельтаопред из выражения дельта= l-X Любая ошибка результата измерения есть следствие действия многих факторов, каждый из которых порождает свою погрешность. Ошибки, происходящие от отдельных факторов, наз. элементарными.

Ошибки результата измерения яв. алгебраической суммой элементарных ошибок.

Математической основной теорией ошибок измерений являются теория вероятностей и математическая статистика. Ошибки измерений разделяют по двум признакам характеру их действия и источнику происхождения. По характеру — грубые систематические и случайные. Грубыми наз. ошибки превосходящие по абсолютной величине некоторый, установленный для данных условий измерений предел. Ошибки которые по знаку или величине однообразно повторяются в многократных измерениях наз. систематическими. Случайные ошибки — это ошибки, размер и влияние которых на каждый отдельный результат измерения остается неизвестным. По источнику происхождения различают ошибки приборов, внешние и личные. Ошибки приборов обусловлены их несовершенством, например, ошибка в угле, изм. теодолитом, ось вращения которого неточно приведена в вертикальное положение. Внешние ошибки происходят из-за влияния внешней среды, в которой протекают измерения.

Личные ошибки связаны с особенностями наблюдателя, напр., разные набл по разному наводят зрительную трубу на визирную цель. Т к грубые ошибки должен быть искл. из результатов измерений, а систематические исключ. или ослаблены до минимально допустимого предела, то проектирование измерений с необход. точностью, оценку результат выполн. измерений призводят, основываясь на свойства случайных ошибок.

30

10 Арифм средина,средняя квадрат ошибка Арифм средины.

Средне квадрат ошибка подчитывается по ф Бесселя m= √([ ∂²]/(n-1)) где ∂- отклонения отдельных значений измеренной величины от ариф середины, наз вероятнейшими ошибками. Точность ариф середины будет выше точности отдельного измерения. Её средняя квадратич ошибка M опред по ф-ле M=m/√n где m — средняя квадратич ошибка одного измерения.Для повышения контроля и точности опред величину измеряют дважды — в прямом и обратном направлении из двух полученных значений за окончательное принимается среднее из них. В этом случае средняя квадратическая ошибка одного измерения по формуле. m= √[d²]/2n А средний результат из двух измерений — по формуле M=1/2√ [d²]/n где d — разность измеренных величин, n- число разностей ( двойных измерений)

Общие понятия про среднюю

квадратическую ошибку, оценка

точности измерений.

Задачей оценки точности измерений

является получение объективного результата

измерений. Результат измерений представляет

собой интервал

x tm 0 ± ,

где 0 x - вероятнейшее значение измеряемой величины (среднее арифметическое

значение), t – степень доверия к результату; m – критерий точности результата измерений.

Критерий точности должен быть обобщенной точностной характеристикой всех

измерений, не зависеть от знаков погрешностей измерений и рельефно отображать

крупные погрешности.

Наиболее подходящей величиной для критерия точности, удовлетворяющей

изложенным требования, будет среднее квадратическое значение погрешностей

измерений.

Среднюю квадратическую погрешность измерений можно вычислить по

следующим формулам:

m

n

= ± i Σ Δ2

- формула Гаусса; (16)

m

v

n

= ± i

−

Σ 2

1

- формула Бесселя; (17)

m

d

n

= ± i

−

Σ 2

2 2

- формула по разностям двойных измерений, (18)

где Δ

i - истинная погрешность; vi - вероятнейшая погрешность; di - разность двойных

измерений.

Коэффициент степени доверия к результату измерений для измерений технической

точности принимается равным 2, а для высокоточных - t = 3.

Таким образом, для получения объективного результата ряда равноточных

измерений вычисляют: среднее арифметическое значение из этих результатов; среднюю

квадратическую погрешность, принимают коэффициент степени доверия и результат

подставляется в виде:

x tm 0 ± . (19)

31

Понятие средней квадратичной ошибки. Средние квадратичные ошибки функций измеренных величин.

Чтобы судить о степени точности данного ряда измерений, надо вывести среднее значение погрешности измерения. При выборе критерия для оценки точности данного ряда измерений необходимо иметь в виду, что на практике результат считается одинаково ошибочным, будет ли он больше истинного значения или меньше на одну и ту же величину. Кроме того, чем крупнее в данном ряду отдельные погрешности, тем меньше его точность. Исходя из этих соображений, надо установить такой критерий для оценки точности измерений, который не зависел бы от знаков отдельных погрешностей и на котором наличие сравнительно крупных отдельных погрешностей было бы рельефнее отражено.

Таким требованиям удовлетворяет предложенная

Гауссом средняя квадратическая погрешность

т. е. квадрат средней квадратической погрешности принимается равным среднему арифметическому из квадратов истинных погрешностей.

32

33

Геометрическое нивелирование выполняют, используя нивелир и нивелирные рейки. Нивелир – прибор, в котором визирный луч приводится в горизонтальное положение. Отсчеты берут по шкалам устанавливаемых вертикально нивелирных реек. Оцифровка шкал на рейках возрастает от пятки рейки вверх. Если на пятке рейки расположен ноль шкалы, то отсчет по рейке равен расстоянию от пятки до луча визирования.

Геометрическое нивелирование выполняют двумя способами - “из середины” и “вперед”.

Рис. 9.1. Нивелирование: а - из середины; б - вперед; ee – исходная уровенная поверхность

Нивелирование из середины – основной способ. Для измерения превышения точки B над точкой A (рис. 9.1 а) нивелир устанавливают в середине между точками (как правило, на равных расстояниях) и приводят его визирную ось в горизонтальное положение. На точках А и В устанавливают нивелирные рейки. Берут отсчет a по задней рейке и отсчет b по передней рейке. Превышение вычисляют по формуле

h = a - b

Обычно для контроля превышение измеряют дважды – по черным и красным сторонам реек. За окончательный результат принимают среднее.

Если известна высота H_A точки А, то высоту H_В точки В вычисляют по формуле

H_B = H_A + h_AB . (9.1)

При нивелировании вперед (рис. 9.1 б) нивелир устанавливают над точкой A и измеряют (обычно с помощью рейки) высоту прибора k. В точке B, высоту которой требуется определить, устанавливают рейку. Приведя визирную ось нивелира в горизонтальное положение, берут отсчет b по черной стороне рейки. Вычислив превышение

h = k – b,

по формуле (9.1) находят высоту точки В.

На строительной площадке, где на земляных работах, укладке бетона или асфальта и пр. требуется с одной стоянки нивелира определить высоты многих точек, сначала вычисляют общую для всех точек высоту H_ГИ горизонта инструмента, то есть высоту визирной оси нивелира

H_ГИ = H_A + k,

а затем – высоты определяемых точек

H₁ = H_ГИ - b₁, H₂ = H_ГИ - b₂, …,

где 1, 2, … - номера определяемых точек.

Если точки А и В, расположены так, что измерить между ними превышение с одной установки нивелира невозможно, превышение измеряют по частям, то есть прокладывают нивелирный ход (рис. 9.2).

Рис. 9.2. Нивелирный ход

Превышения вычисляют по формулам (см. рис. 9.2):

h₁ = a₁ - b₁;

h₂ = a₂ - b₂;

h₃ = a₃ - b₃;

Превышение между конечными точками хода А и В равно сумме вычисленных превышений

h_AB = h₁+ h₂ + h₃,

а высота точки В определится по формуле (9.1).

31 Классификация нивелиров. Устройство технических нивелиров.

В зависимости от устройств, применяемых для приведения визирной оси трубы в горизонтальное положение, нивелиры изготавливают двух видов - с цилиндрическим уровнем на зрительной трубе (рис.31) и с компенсатором углов наклона, т.е. беэ цилиндрического уровня.

Рис.31. Общая схема нивелира, название его частей и осей, поле зрения трубы

Нивелиры бывают трех классов точности:

1. Н-05, Н-1, Н-2 - высокоточные для нивелирования I и II классов;

2. Н-3 - точные для нивелирования III и IV классов;

3. Н-10 - технические для топографических съемок и других видов инженерных работ.

Число в названии нивелира означает среднюю квадратическую погрешность в мм нивелирования на 1 км двойного хода. Для обозначения нивелиров с компенсатором к цифре добавляется буква К,