4.1.1 系统误差
在完全相同的条件下多次重复测量同一物理量时,如果测量结果的误差大小和符号都保持不变;或者当条件有所改变时,测量结果的误差是按某一确定规律而改变的,这类误差称之为系统误差。即在多次测量过程中,误差的数值保持恒定或按某种已知的规律变化的误差。如图4-1-1所示。
图4-1-1 系统误差
在卫星系统中系统误差主要包括卫星的轨道误差、卫星钟差、接收机钟差以及大气折射的误差等(图4-1-2)。为了修正误差对观测量的影响,可根据系统误差产生的原因而采取不同的措施,包括:
(1)建立系统误差模型,对观测量加以修正。
图4-1-2 误差分布
(2)简单的忽略某些系统误差的影响。
(3)将不同观测站对相同卫星的同步观测值求差,以减弱和消除系统误差的影响。
(4)引入相应的未知参数,在数据处理中连同其他未知参数一并求解。
4.1.2 随机误差
随机误差也称为偶然误差和不定误差,是由于在测定过程中一系列有关因素微小的随机波动而形成的具有相互抵偿性的误差。其产生的原因是分析过程中种种不稳定随机因素,如室温、相对湿度和气压等环境条件的不稳定,分析人员操作的微小差异以及仪器的不稳定等。随机误差的大小和正负都不固定,但多次测量就会发现,绝对值相同的正负随机误差出现的概率大致相等,因此它们之间常能互相抵消,所以可以通过增加平行测定的次数取平均值的办法减小随机误差。随机误差包括观测误差和多路效应误差。
随机误差具有以下规律(图4-1-3):(www.xing528.com)
(1)大小性:绝对值小的误差出现的概率比绝对值大的误差出现的概率大。
(2)对称性:绝对值相等的正误差和负误差出现的概率相等。
(3)有界性:绝对值很大的误差出现的概率近于零。误差的绝对值不会超过某一个界限。
(4)抵偿性:在一定测量条件下,测量值误差的算术平均值随着测量次数的增加而趋于零。
图4-1-3 正态分布曲线
4.1.3 粗大误差
在一定的测量条件下,超出规定条件下预期的误差称为粗大误差。一般地,给定一个显著性的水平,按一定条件分布确定一个临界值,凡是超出临界值范围的值,就是粗大误差,它又叫做粗误差或寄生误差。
产生粗大误差的主要原因:
电压突变、机械冲击、外界震动、电磁(静电)干扰、仪器故障等引起了测试仪器的测量值异常或被测物品的位置相对移动。使用了有缺陷的量具、操作时疏忽大意、读数、记录、计算的错误等。另外,环境条件的反常突变因素也是产生这些误差的原因。
粗大误差不具有抵偿性,它存在于一切科学实验中,不能被彻底消除,只能在一定程度上减弱。它是异常值,严重歪曲了实际情况,所以在处理数据时应将其剔除,否则将对标准差、平均差产生严重的影响。
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