Общие положения уравнительных вычислений. Многократно измеренная величина. Измерения в структурах

Содержание

Слайд 2

1. Общие положения уравнительных вычислений Условия возникновения задачи обработки в структурах

1. Общие положения уравнительных вычислений

Условия возникновения задачи обработки в

структурах (геодезических построениях):
Наличие избытка r;
Погрешности измерений Δ.
Наличие избытка – возникновение математических условий r = n – k.
Наличие избытка – неопределенность, оценка качества.
Избыток – погрешности – обработка.
Обработка: количество (уравнивание)
качество (оценка точности)

2

Слайд 3

1. Общие положения уравнительных вычислений Общая постановка задачи: Измерено n величин

1. Общие положения уравнительных вычислений

Общая постановка задачи:
Измерено n величин yi

(их истинные значения Yi). Необходимых измерений надо k (k < n). Избыток r = n – k – число строгих математических условий вида
f1(Y1, Y2, …, Yn ) = 0
……………….
fr(Y1, Y2, …, Yn ) = 0
Уравнения независимы. Называются уравнениями математической связи.

3

Слайд 4

1. Общие положения уравнительных вычислений Замена Yi на yi дает f1(y1,

1. Общие положения уравнительных вычислений

Замена Yi на yi дает
f1(y1, y2,

…, yn ) = W1
……………….
fr(y1, y2, …, yn ) = Wr
r невязок. Невязки не 0 т.к. измерения yi c погрешностями.
Первое правило обработки – проверка качества измерений сравнением невязки с допуском. Не лучший вариант (не 100 %!).

4

Слайд 5

1. Общие положения уравнительных вычислений Главная задача обработки – устранение невязки

1. Общие положения уравнительных вычислений

Главная задача обработки – устранение

невязки (и от неё неопределенности).
Выполнение – введение в измерения поправок vi.Исправленные измерения
= yi + vi → Yi
Тогда уравнения связи будут
f1(y1 + v1, y2 + v2, …, yn + vn) = 0
……………….
fr (y1 + v1, y2 + v2, …, yn + vn) = 0
Повышение точности после обработки.

5

Слайд 6

1. Общие положения уравнительных вычислений Просто задача не решаема т.к. r

1. Общие положения уравнительных вычислений

Просто задача не решаема т.к.

r < n – недоопределенная система. Для решения привлекается дополнительная вероятностная информация:
Запишем вероятность появления вместе всех погрешностей Δi c НЗР вида

6

Слайд 7

1. Общие положения уравнительных вычислений Наиболее вероятна та совокупность погрешностей для

1. Общие положения уравнительных вычислений

Наиболее вероятна та совокупность погрешностей

для которой Р = max –
Замена Δ на v дает дополнительное условие
Условие позволяет получить наилучшую комбинацию поправок для уничтожения невязок. Это есть принцип МНК.
Учитывать v = - Δ

7

Слайд 8

1. Общие положения уравнительных вычислений Очевидные достоинства МНК: -ограничение крупных поправок;

1. Общие положения уравнительных вычислений

Очевидные достоинства МНК:
-ограничение крупных поправок;
-при

равноточных измерениях поправки распределяются достаточно равномерно
-при неравноточных веса уменьшают поправки к более точным, увеличивают к менее точным.
Недостатки:
-зависимость от НЗР
-зависимость от нарушения т. Ляпунова

8

Слайд 9

1. Общие положения уравнительных вычислений Основные способы решения поставленной задачи обработки

1. Общие положения уравнительных вычислений

Основные способы решения поставленной задачи обработки

– сведение задачи оценивания к задаче поиска экстремума целевой функции Ф. Из методов поиска выделяют:
-метод безусловного поиска Эйлера;
-метод условного поиска Лагранжа.
- обобщённый способ
Эйлер – параметрический способ.
Лагранж – коррелатный способ.

9

Слайд 10

1. Общие положения уравнительных вычислений Постановка задачи при коррелатном способе оценивания:

1. Общие положения уравнительных вычислений

Постановка задачи при коррелатном способе

оценивания:
r уравнений связи после замены истинных величин измеренными и введением поправк для устранения невязок будут
f1(y1 + v1, y2 + v2, …, yn + vn) = 0
……………….
fr (y1 + v1, y2 + v2, …, yn + vn) = 0
Тогда сведение к минимизации будет такое

12

Слайд 11

1. Общие положения уравнительных вычислений Ф = [pv2] = min НО

1. Общие положения уравнительных вычислений

Ф = [pv2] = min
НО -

при выполнении r принятых выше условий.
Условный экстремум - на основе функции Лагранжа вида
Ф(v1, v2, …, yn ) = [pv2] + λ1⋅f1 + …+λk⋅fr
Решение задачи минимизации производится обычными, известными способами.
Оценивание-минимизация-поправки в измерения.

13

Слайд 12

1. Общие положения уравнительных вычислений Постановка задачи оценивания в параметрическом способе:

1. Общие положения уравнительных вычислений

Постановка задачи оценивания в параметрическом способе:
Выбирают

k независимых параметров Тi через которые однозначно и легко можно выразить все измерения Yi:
Yi = fi(Т1, Т2,…, Тk)
Замена истинных измерений на реальные дает
yi + vi = fi(t1, t2,…, tk)
ti – уравненные (не истинные параметры)

10

Слайд 13

1. Общие положения уравнительных вычислений Теперь vi = fi(t1, t2,…, tk)

1. Общие положения уравнительных вычислений

Теперь
vi = fi(t1, t2,…,

tk) - yi
и сведение к безусловному экстремуму
Находится достаточно просто.
В качестве параметров могут быть как измеренные так и другие величины, однозначно и просто позволяющие выразить измерения. Прямой и косвенный подход.
Линейная, линеаризованная и нелинейная формы.

11