根据测量误差性质的不同,可将测量误差分为粗差、系统误差和偶然误差三大类。
1)粗差
粗差是一种超限的大量级误差,俗称错误,是由于观测者使用仪器不正确、操作方法不当、疏忽大意或外界环境条件的干扰而造成所得的错误测量结果,比如观测时瞄错测量目标,读错、记错或算错测量数据等造成的错误,或因外界环境条件发生显著变动而引起的错误测量结果。粗差的数值往往偏大,使观测结果显著偏离真值。因此,粗差在观测结果中是不允许存在的,一旦发现观测值中含有粗差,应将其从观测成果中剔除,该观测值必须重测或舍弃。一般来说,只要测量工作者具有高度的责任心,严谨科学的工作态度,工作中仔细谨慎,严格遵守测量规范,并对观测结果及时作必要的检核、验算,这样粗差是可以避免和及时发现的。
2)系统误差
在相同的观测条件下,对某量进行一系列观测,如果测量误差在数值大小和正负符号方面按一定的规律发生变化或保持一特定的常数,这种误差称为系统误差。例如用一把名义长为30 m 而实际比30 m 长出Δ 的钢卷尺进行距离丈量,量出的结果比实际距离短了,假若测量结果为D′,则D′中含有因尺长不准确而带来的误差为-D′Δ/30,这种误差的大小与所量直线距离的长度成正比,而且符号始终一致。
系统误差具有一定的累积性,对观测的结果影响很大,但是由于系统误差在符号、大小上表现出一定的规律性,因而只要了解其产生的原因,就可以在实际工作中采取各种具体措施和方法来消除系统误差,或者将其对测量成果的影响削减到最小,达到实际上可以忽略不计的程度。消除或削弱系统误差通常可以采取以下具体措施:
(1)改正观测值 通过一定的方法确定系统误差的大小,对观测值进行改正,如用钢尺测量距离时,通过对钢尺的实际长度进行检定,然后与该钢尺所标注的名义长度比较求出尺长改正数,对用该钢尺所测得的观测值进行尺长改正和温度变化改正,以消除或削弱钢尺的系统误差。(www.xing528.com)
(2)采用适当的观测方法 在测量过程中,采用适当的观测方法可以减弱系统误差对观测结果的影响。如在水准测量中,可以采用前、后视距相等的对称观测方法来减小视准轴不平行水准管轴所引起的系统误差对观测结果的影响;经纬仪测角时,采用盘左、盘右两个观测值取均值的方法可削弱视准轴不垂直于横轴、横轴倾斜等系统误差的影响;三角高程测量中,可采用对向观测的方法来减少地球曲率和大气折光等系统误差对观测高差的影响。
(3)校正仪器 要将系统误差对观测结果的影响降低到最小限度,或限制在允许的范围内,除了在测量过程中采用一定的观测方法和对观测值进行改正外,有时还需对仪器进行校正。如经纬仪照准部水准管轴不垂直于竖轴、度盘偏心、竖轴倾斜等系统误差对测角的影响,可通过精确检校仪器方法来减弱其对观测结果的影响。
对系统误差的消除或削弱,取决于我们对它的了解程度。由于系统误差的存在形式是多种多样的,采用的测量仪器和测量方法不同,消除系统误差的方法也就不一样。因此必须根据实际情况进行分析研究,采取相应对策措施。
3)偶然误差
在相同的观测条件下,对某量进行一系列观测,如果测量误差在其数值的大小和正负符号上都没有一致的倾向性,即没有一定的规律性,这种误差称为偶然误差。例如经纬仪测角时,由于受照准误差、读数误差、外界环境条件变化所引起的误差等综合影响,测角误差的大小和正负号都不可预知,即具有一定的偶然性。这种性质的误差就属于偶然误差。
在观测过程中,系统误差和偶然误差往往是同时产生的。当观测结果中有显著的系统误差时,偶然误差就居于次要地位,观测误差呈现出系统的性质;反之,当观测结果中有显著的偶然误差时,观测误差呈现出偶然的性质。由于系统误差在观测结果中具有一定的累积性,对测量结果的影响特别显著。在实际工作中,应采用各种方法来消除系统误差,或减小其对观测结果的影响,使其处于次要地位达到可以忽略不计的程度。因此,对一组剔除了粗差的观测值,首先应寻找、判断和排除系统误差,或将其控制在允许的范围之内,然后根据偶然误差的特性对该组观测值进行处理,求出与未知量最为接近的值(最或是值),从而评判观测结果的可靠程度。
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