浅析测绘学精度与仪器精度理念差异概要

1、浅析测绘学精度与仪器精度理念的差别纲领浅析测绘学精度与仪器精度理念的差别纲领7/7浅析测绘学精度与仪器精度理念的差别纲领浅析测绘学精度与仪器精度理念的差别胡成忠胡晓民娄凤坡（铁煤公司晓南矿辽宁调兵山112700）纲要：简要提出测绘学科和仪器学科之间的精度见解的不一致问题，也提出测绘学科中存在的对丈量平差成就的滥用问题，还指出了测绘学科中尚存在的对系统偏差认识的片面性的问题。测绘学术界偏差理论的很多，见解也很杂，特别是和其余学科的学术相接轨更是存在认识的片面性和互相误会。此文浅析测绘学精度与仪器精度理念的差别，目的在于减少和防范出现测绘学科和仪器学科之间的精度见解应用上的不一致等一系列问题。重点

2、词：测绘学精度仪器精度综合精度丈量值更正数1精度见解问题在仪器学等有关学科，精度是对丈量靠谱度或丈量结果靠谱度的一种谈论，是指丈量结果与真值的凑近程度。精度乃精准度的见解，精准度乃精巧度加之正确度。精度的见解即所谓精巧度，是多个丈量结果的失散程度，反应丈量结果对被测物理量的分辨敏捷程度，是由丈量偏差的散布区间的大小来谈论，其主要根源于随机偏差；所谓正确度是指多个丈量结果的整体性偏差程度，其主要根源于系统偏差，其表述方式就是系统偏差值。鉴于精度包括精巧度和正确度两重见解的相对抽象属性，精度是一个定性的见解，难以定量。比方精度好精度差等。而定量也只好分别按精巧度和正确度人为设限制量到分等级的程度，

3、比方精度水平仪的S1级、S2级、S3级，经纬仪的J07级、J1级、J2级、J6级等等。而在测绘学科中，精度其实就是纯真的精巧度的见解，是丈量结果对其数学期望的失散程度的描绘，不波及真值，不包括正确度的见解，其表述方式就是标准差。也就是说，测绘学科中的精度实质但是丈量成就的随机偏差甚至是部分随机偏差特色的描绘，更多的是对丈量过程的部分精度损失量的预计，根本不是对丈量成就的绝对偏差范围的描绘！测绘学对精度的追求，其实但是纯真的对丈量的重复性的追求，其实不追求丈量结果与真值的完满一致。2综合精度指标正因为测绘学科的精度但是是丈量结果对其数学希望的失散程度的描绘，不波及真值，甚至也不重申分辨力和有效位

4、，所以才有了甚至降低丈量分辨位反而可能实现更高精度的逻辑。比方：将水平丈量的原始读数将毫米位四舍五入到厘米位反而精度更“高”，将经纬仪的角度读数的秒位四舍五入到分位反而精度可能更“高”。测绘生产中有人用S3级水平仪做沉降变形观察犯的就是这个错误。明显，假如精度的谈论过程波及真值就不会出现这样的逻辑悖论。这也是多少年来计量学和测绘学之间的一个矛盾焦点。正因为精度见解存在着不一致，测绘成就常常给非测绘专业人士造成巨大误会。比方：国家一二等水平点的结果都是以保存四位以上小数的方式供给，这样就常常使非测绘专业人士感觉惊异，经过连绵数千公里的水平丈量路径仍旧获取这样高的丈量“有效位”不可以够不叫人感觉诱

5、惑。综合精度问题这里临时撇开其余学科不谈，临时精度见解就是精巧度见解。那么此刻又有一个问题名词叫综合精度，因为没有找到这一见解的明确立义，但是在诸多仪器精度表述中常常有到。比方：经纬仪的综合精度为2，测距仪的综合精度为(2mm+2ppmD等。但是从这些综合精度指标的测试方法却看到的是：经纬仪的所谓综合精度实质是把经纬仪的轴系偏差、度盘偏爱偏差等进行了赔偿剔除办理、对换焦偏差等进行了回避办理后的残剩偏差的失散程度的谈论，其实质实主假如对度盘刻画不平均偏差的一个单项偏差的谈论。而测距仪的综合精度是对加乘常数偏差、周期偏差等进行了更正剔除办理后的残剩偏差的失散程度的谈论。这样把主要的偏差进行剥离办理

6、后的残剩部分或单项指标冠之以“综合”指标的做法再次为精度一词加重了纷乱。就是说，所谓的“综合精度”实质是精度的进一步剥离分解的含义而恰好不是综合的含义。3精度计算方法问题精度的计算方法：是不只要将很多主要偏差进行剥离剔除办理、拥有必然的自我宽慰色彩，并且在精度的起算数据的使用上也存在不加区其余问题。是单仪器的同时期的丈量重复性？仍是单仪器不一样样时期的丈量重复性？仍是不一样样仪器同时丈量的结果的重复性，随意改变一个丈量条件（比方仪器条件、操作者条件、时间条件、气象条件、路径条件等）就能获取一组不一样样的丈量结果，就都能获取一个不一样样丈量重复性精度谈论，也没有谁去认真划分这些不一样样的精度所代

7、表的物理意义。联想到珠峰高程的精度0.21m，就不知道这个精度代表的是什么条件下的丈量重复性。甚至还有以闭合差的重复性来谈论丈量精度的。比方水平丈量的一公里来回标准差。请注意，一公里来回标准差的直接原始起算数据是环路高程闭合差，而不是每一丈量点的真偏差！所以一公里来回标准差反应的是水平丈量环路闭合差的失散特色，而不是水平丈量点位偏差的失散特色！用高程闭合差的失散特色与点位高程的偏差的失散特色进行关系是偷换见解。最能证明水平丈量点位偏差的失散度和水平丈量闭合差的失散度没有数学上的直接或间接关系的凭证就是：1、水平标尺的尺长比率更正偏差（系统偏差）对水平丈量点位偏差的影响是直接的，而它对水平环路闭

8、合差却不产生影响；2、丈量参照起点自己的偏差对每一个丈量点的精度的影响是直接的，但它却也不影响环路闭合差；3、仪器的分辨偏差对每一丈量点的精度的影响是直接的，但分辨偏差足够大时却反而能以致闭合差为零。正因为有了这样的以闭合差来谈论精度，才有了甚至丈量结果的精度反而比丈量参照起点的“精度”更高的反逻辑，才有了“精度”越测越高的反逻辑，才有了经过连绵数千公里丈量路径而“精度”丝绝不受损失。这都是用于平差的统计起算原始数据不波及真偏差、不波及真值的结果，是把丈量过程的部分精度损失量偷换成丈量结果的精度的结果。实质上，丈量成就的精度丈量参照源的精度+丈量过程的精度损失量丈量参照源的精度丈量过程的系统偏

9、差损失量丈量过程的随机偏差损失量。丈量学一般的原理是：丈量过程实质都是精度的损失过程，被丈量的结果的精度不可以能超出丈量参照源的精度。丈量平差能够对丈量结果的偏差进行预计谈论自然是无庸置疑的，而因为平差结果因统计起算的原始数据不一样样而有着毅然不一样样的含义。假如以真偏差直接统计，则自然能够获取结果的整体偏差谈论；假如固然以真偏差为统计起算数据但却将系统偏差模型归入进行最小二乘平差，则获取的平差值将是丈量结果的随机偏差部分的谈论；假如不以丈量结果的真偏差为统计起算数据，而以丈量结果的组合值的真偏差（比方闭合差）为统计起算数据，则平差结果将可能但是丈量过程的随机偏差损失量的一部分的谈论，因为丈量

10、结果的组合过程可能将结果中包括的很多偏差（比方：一些丈量工具的系统偏差、丈量参照源自己的系统偏差和随机偏差等）进行了赔偿和消减，这些被赔偿和消减掉的偏差自然不可以能在平差结果中再反应出来。自然，实质丈量中的点位真值确实是不知道的，以点位真偏差为统计起算原始数据多数不现实（但这不构成必然对丈量平差的成就进行滥用的原因），所以以组合值的真偏差作为平差统计的起算数据来谈论成就的靠谱度也仍旧有着很重要的参照意义，但要求丈量人员应当熟习偏差的形成机理、规律和总偏差的逻辑构造，应当拥有清楚的原理偏差思想，知道那些偏差源在组共计算的过程中被剥离掉了，进而正确界定平差成就的逻辑地位（充分或许必需、总偏差或许分

11、项偏差），不至于出现以偏盖全的错误；也应当擅长预计那些被剥离的偏差的大小，进而实现丈量成就的整体偏差预计（不确立度合成）。很多丈量仪器的工作过程，实质上也是进行了大批的节余观察，利用平差技术给出最正确估值的过程。比方：相位式测距仪中大多都是进行了数以千万次的相位丈量，进而求出最正确估值的。但仪器的设计师们素来不会拿这个估值的标准差作为仪器的标称精度，因为大家知道这但是测相偏差一个偏差重量的影响结果。再回头看水平丈量。水平丈量的一公里来回标准差是以环路闭合差为统计起算的原始数据，闭合差是观察值经过加减运算后的组合值，最少不波及水平尺的尺长比率更正偏差，最少不包括起算参照点的自己的偏差，所以其实质

12、但是丈量过程的随机偏差的损失量的一种描绘，但是是丈量成就的精度的一个构成部分而已。这类精度损失量用来必然丈量成就是必需而不充分的，但用来否认丈量成就则是充分的。而水平丈量的从海平面验潮站的水平原点向内地延长的丈量过程实质是一个精度不停损失的过程，是偏差的不停积累的过程，是精度的不停降低过程。这类存在偏差递延积累的丈量方法恰好是触犯了丈量的大忌（自然在GPS丈量原理未出生以前确实找不到更好的大跨度范围的高程丈量方法，并且GPS高程和水平高程属于不一样样系统），依照不确立度的合成原理，其连绵几千公里此后的误差积累值将是巨大的，很多水平点资猜中提交的实质上是计算保存位而不是精度的有效位，这一点是应当

13、负责任地向其余应用的成就的行业详尽说明。4丈量值的更正数问题前边提到测绘界习惯于将很多偏差剔除而用残剩偏差来谈论精度，而把那些所剔除的偏差命名为更正数，这一命名就为剔除的合理性表示了依照：更正数嘛，改了自然就没了，自然也就不影响精度。但这些更正数都是些什么呢？其实就是系统偏差。前边提到的经纬仪轴系误差、度盘偏爱偏差，测距仪的测距加乘常数偏差、周期偏差等都是系统偏差。这就是测绘思想的一个理论基础：系统偏差是坚固的，坚固的偏差是能够更正的，更正了就不影响精度。所以系统偏差就是更正数，更正数就能够为随意大小。这里的一个典型的例子就是测绘仪器国家计量规程JJG703-90、JJG703-2003以前对

14、测距仪的测距加乘常数偏差竟然不规定限差。但是系统偏差果然都是绝对坚固的吗？事实恰好相反，绝大多数系统偏差其实都是不坚固的，其所谓的系统偏差的“坚固”但是但是有关于随机偏差随机性而言的，根本不是绝对的坚固，“更正数”办理方法不是不讲前提条件的。实践中很多低质仪器的系统偏差的计量查验结果每年都不一样样甚至差别巨大的事实就是例证。正因为系统偏差的不坚固属性，仪器的设计师们常常为此绞尽脑汁，而这与测绘界的一个简单的“更正”办理形成了一个巨大的反差。正因为有了这样一个“更正数不影响精度”的思想，所以就有了存在巨大偏差的仪器也是合格仪器的怪事。正因为有了这样一个“更正数不影响精度”的思想，所以就有了甚至仪

15、器存在非原理性系统偏差的设计错误，但按我国测绘仪器计量规程仍旧属于“合格仪器”的荒诞之事。事实上，很多文件对系统偏差和随机偏差的分类相对性、对系统偏差和随机偏差之间的辨证关系都有特别充分的阐述。这应当遇到特其余重视。5结论假如将丈量的重复性和更正数这样的精度理念引入仪器学，人们很简单想到让仪器的丈量示值永久为0，让更正数等于真值，至于更正数的大小则和测绘学相同甩给计量部门解决。一个示值永久为0的仪器自然是丈量重复性最高的仪器了。也会所以便产生笑话。事实上，测绘仪器的国家计量标准大批表现着测绘学的精度思想，以致测绘仪器的精度等级分类实质上还不够清楚。大批系统偏差严重错落不齐的仪器也可能相同都成了高精度仪器，历史上甚至出现过单边读数又无偏