一种测量数据误差精度评定方法技术

本发明专利技术涉及测绘技术领域，具体涉及一种测量数据误差精度评定方法。该方法包括以下步骤：根据观测数据，确定初始测量结果；根据观测数据和观测影响参数，确定观测值误差；基于观测值误差，确定观测值阵误差的方差协方差阵；根据观测值阵误差的方差协方差阵，以及观测值误差和初始测量结果误差的关系，确定测量结果不确定度；根据初始测量结果和测量结果不确定度，得到最终测量结果。能够解决现有技术中误差评定过程中采用A类评价或者B类评价方式，会导致测量结果不准确，会影响后续施工或者安全监测结论的问题。监测结论的问题。监测结论的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种测量数据误差精度评定方法


[0001]本专利技术涉及测绘
，具体涉及一种测量数据误差精度评定方法。

技术介绍

[0002]不确定度起源于德国物理学家海森堡在量子力学中提出的不确定度关系，又称为测不准关系。测量不确定度是指测量结果变化的不肯定，是表征被测量的真值在某个量值范围的一个估计，是测量结果含有的一个参数，是误差的概率区间的评价值。测量不确定度的定义表明，一个完整的测量结果应该包含被测量值的估计与分散性参数两部分。
[0003]由于不确定度与精度都使用标准差或者合成标准差表达，具体来说，精度被定义为在特定条件下对相同或类似物体进行重复测量得到的指示或测量量值之间的一致性，而不确定度被定义为根据所使用的信息，表征归属于被测物的量值的分散性的非负参数。在测量过程中，影响测量结果精度的因素有很多，无论存在何种误差，对测量不确定度进行评定，都可采用两种方法。一种是A类评定方法，即通过在规定的测量条件下，对获取的一系列观测数据进行统计分析来评定不确定度，例如对观测数据处理得到的标准偏差，计算方法有贝塞尔法、极差法等。另一种是B类评定方法，这种方法是通过测量不确定度的A类评估以外的方式确定参考材料，基于经验或者其他信息比如从校准证书、测量仪器的精度等级中获取。
[0004]在现有的误差评定过程中，使用的评价概念基本只涉及不确定度评价中的A类评价或者B类评价，但是这样的方式会导致测量结果不准确，会影响后续施工或者安全监测结论。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种测量数据误差精度评定方法，能够解决现有技术中误差评定过程中采用A类评价或者B类评价方式，会导致测量结果不准确，会影响后续施工或者安全监测结论的问题。
[0006]为达到以上目的，本专利技术采取的技术方案是：
[0007]本专利技术提供一种测量数据误差精度评定方法，包括以下步骤：
[0008]根据观测数据，确定初始测量结果；
[0009]根据观测数据和观测影响参数，确定观测值误差；
[0010]基于观测值误差，确定观测值阵误差的方差协方差阵；
[0011]根据观测值阵误差的方差协方差阵，以及观测值误差和初始测量结果误差的关系，确定测量结果不确定度；
[0012]根据初始测量结果和测量结果不确定度，得到最终测量结果。
[0013]在一些可选的方案中，所述的根据观测数据，确定初始测量结果，包括：
[0014]获取观测数据；
[0015]基于观测数据与初始测量结果的关系，建立所有观测数据与所有初始测量结果的
关系式；
[0016]基于观测数据，根据所有观测数据与所有初始测量结果的关系式，确定初始测量结果。
[0017]在一些可选的方案中，所述基于观测数据与初始测量结果的关系，建立观测数据与初始测量结果的关系式，包括：
[0018]基于每一观测数据与对应初始测量结果的关系，建立每一观测数据与对应初始测量结果的关系式；
[0019]基于所有观测数据与对应初始测量结果的关系式，建立所有观测数据与所有初始测量结果的线性关系；
[0020]利用最小二乘法，优化所有观测数据与所有初始测量结果的线性关系，建立所有观测数据与所有初始测量结果的关系式。
[0021]在一些可选的方案中，所有观测数据与所有初始测量结果的关系式为：
[0022][0023]其中，X为初始测量结果序列，B为系数矩阵，B
T
为B的转置，P为权阵，L与Y等价：为观测数据序列，x
i
为第i个初始测量结果，n为初始测量结果个数，K为转换系数矩阵，K＝(B
T
PB)
‑1B
T
P。
[0024]在一些可选的方案中，根据公式确定观测值误差；
[0025]其中，ΔY为观测值误差序列，Δy
i
为第i个观测值误差，y
i
为第i个观测值，R为观测误差系数，c为固定误差，m为观测值误差个数。
[0026]在一些可选的方案中，所述的基于观测值误差，确定观测值阵误差的方差协方差阵，包括：
[0027]基于观测值误差，根据协方差传播律，得到关于观测值误差的协方差传播率方程；
[0028]根据观测影响参数，求解观测值误差的协方差传播率方程，得到观测值阵误差的方差协方差阵中各观测值误差的协方差。
[0029]在一些可选的方案中，所述的根据观测值阵误差的方差协方差阵，以及观测值误差和初始测量结果误差的关系，确定测量结果不确定度，包括：
[0030]根据协方差传播律，建立关于初始测量结果误差的协方差传播率方程，得到于初始测量结果误差的方差协方差阵；
[0031]根据观测值误差和初始测量结果误差的关系，建立初始测量结果误差的方差协方差阵与观测值阵误差方差协方差阵的关系式；
[0032]根据初始测量结果误差的方差协方差阵与观测值阵误差方差协方差阵的关系式，获取测量结果不确定度。
[0033]在一些可选的方案中，将观测值阵误差的方差协方差阵中各观测值误差的协方差，带入初始测量结果误差的方差协方差阵与观测值阵误差方差协方差阵的关系式中，求
解测量结果不确定度。
[0034]在一些可选的方案中，所述的根据观测值误差和初始测量结果误差的关系，建立初始测量结果误差的方差协方差阵与观测值阵误差方差协方差阵的关系式，包括：
[0035]基于观测数据与初始测量结果的关系，建立所有观测数据与所有初始测量结果的关系式；
[0036]对所有观测数据与所有初始测量结果的关系式全微分，得到观测值误差和初始测量结果误差的关系式；
[0037]基于协方差传播律，根据观测值误差和初始测量结果误差的关系式，建立初始测量结果误差的方差协方差阵与观测值阵误差方差协方差阵的关系式。
[0038]在一些可选的方案中，观测值误差和初始测量结果误差的关系式为：ΔX＝KΔY；
[0039]初始测量结果误差的方差协方差阵与观测值阵误差方差协方差阵的关系式为：D
ΔX
＝E[(ΔX)(ΔX)
T
]＝KD
Δ
YK
T
；
[0040]其中，ΔX为初始测量结果误差序列，K为转换系数矩阵，ΔY观测值误差序列，D
ΔX
为初始测量结果误差的方差协方差阵，D
ΔY
为观测值阵误差方差协方差阵，E为期望。
[0041]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本方案根据观测数据，确定初始测量结果；根据观测数据和观测影响参数，确定观测值误差，即为B类评定的方法，基于观测值误差，确定观测值阵误差的方差协方差阵；根据观测值阵误差的方差协方差阵，以及观测值误差和初始测量结果误差的关系，确定测量结果不确定度；即为A类评定的方法，根据初始测量结果和测量结果不确定度，得到最终测量结果。本方案将A类评定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种测量数据误差精度评定方法，其特征在于，包括以下步骤：根据观测数据，确定初始测量结果；根据观测数据和观测影响参数，确定观测值误差；基于观测值误差，确定观测值阵误差的方差协方差阵；根据观测值阵误差的方差协方差阵，以及观测值误差和初始测量结果误差的关系，确定测量结果不确定度；根据初始测量结果和测量结果不确定度，得到最终测量结果。2.如权利要求1所述的测量数据误差精度评定方法，其特征在于，所述的根据观测数据，确定初始测量结果，包括：获取观测数据；基于观测数据与初始测量结果的关系，建立所有观测数据与所有初始测量结果的关系式；基于观测数据，根据所有观测数据与所有初始测量结果的关系式，确定初始测量结果。3.如权利要求2所述的测量数据误差精度评定方法，其特征在于，所述基于观测数据与初始测量结果的关系，建立观测数据与初始测量结果的关系式，包括：基于每一观测数据与对应初始测量结果的关系，建立每一观测数据与对应初始测量结果的关系式；基于所有观测数据与对应初始测量结果的关系式，建立所有观测数据与所有初始测量结果的线性关系；利用最小二乘法，优化所有观测数据与所有初始测量结果的线性关系，建立所有观测数据与所有初始测量结果的关系式。4.如权利要求2所述的测量数据误差精度评定方法，其特征在于，所有观测数据与所有初始测量结果的关系式为：其中，X为初始测量结果序列，B为系数矩阵，B
T
为B的转置，P为权阵，L与Y等价：为观测数据序列，x
i
为第i个初始测量结果，i＝1,2
…
n，n为初始测量结果个数，K为转换系数矩阵，K＝(B
T
PB)
‑1B
T
P。5.如权利要求1所述的测量数据误差精度评定方法，其特征在于：根据公式确定观测值误差；其中，ΔY为观测值误差序列，Δy
i
为第i个观测值误差，y
i
为第i个观测值，R为观测误差系数，c为固定误差，i＝1,2
…
m，m为观测值误差个数。6.如权利要求1所述的测量数据误差精度评定方法，其特征在于，所述的基于观测值误差，确定观测值阵误差的方差协方差阵，包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：张云龙，许超钤，石德斌，胡锦民，陈旭升，程世龙，彭文杰，何义磊，孙博文，杨承午，洪江华，
申请(专利权)人：中国国家铁路集团有限公司中国铁路设计集团有限公司，
类型：发明
国别省市：