一題關於測量學標準誤差的計算

2013-03-26 7:44 pm
有一題計算題一直無法算對,希望有高手能幫我檢視一下我的計算哪裡有問題,謝謝。
<<題目:三角形ABC(AC邊長=b,AB邊長=c,∠B=β),已測得角、邊之最或是值及其標準誤差為:∠A=α=43d20’20”±20” ∠C=γ=56d04’00”±20” BC邊長=a=600.25m±0.15m ,試計算β角之最或是值及標準誤差。>>
∠B=β=180D-∠A-∠C=80d35’40”(這個答案是對的),
但是β角的標準誤差,將該幾何條件分別對角A及角C偏微分,均=-1,則±σβ={(-1)^2*(20”/ρ”)^2+(-1)^2*(20”/ρ”)^2}^1/2=±1.37 x 10^-4這不是正確答案啊,實在不知道哪裡出錯了,考試在即,現在卡在這裡很崩潰,請專家幫幫忙。感恩!!
更新1:

謝謝各位的意見,但有幾點要補充 A.題目我原原本本抄下來了,如果這樣看不出來是不是獨立觀測值,那就沒人可以回答了。 B.這題目有四個小問題求解1.AB邊之最或是值2.AB邊之標準誤差3.β角之最或是值4.β角之標準誤差。邊長及誤差值解出來了,剩下的就如我的提問β角之最或是值及標準誤差 C.在下一直都記不住ρ”值,總是將秒化做分,再化做度,最後再把角度值化做弧度值(也就是20”/60/60/360d x 2 π )不然20”的平方該如何和偏微分後得到的平方值相乘? D題目中提供的已知值似乎只可以讓AB邊使用正弦定理ㄟ

更新2:

講義的答案β角最或是值是80d35’40”,標準誤差28” 實在非常汗顏,差點想要逃走就算了,但是不行。 真的非常非常謝謝各位高手鼎力相助。真是太丟臉了,如果不先把單位換算為弧度值,我直接以秒做單位計算,答案就出來了!!!! 另外假設有題目的計算真的需要用到AC邊(真的開始著手要算出AC邊再用AC邊和AB邊來求算β角),才算到這裏我就束手了,疑問是,誤差傳播定律不是應該要以觀測值來計算嗎?目的是要了解觀測值的標準誤差對間接觀測值的影響啊!計算值可以取代觀測值用在誤差傳播定律嗎?希望是不可以啦,不然真的沒完沒了ㄟ,題目應該不會這樣設計吧!

更新3:

C-D-在下是土木系的,不知道為何自己的盲點這麼牛,讓自己這麼堅持,卡在這裡將近十天了,要趕一下進度,謝謝大家,下一個問題再會囉,81!

回答 (5)

2013-04-01 10:29 pm
✔ 最佳答案
因為你的ρ” 多此一舉了
沒事幹嘛在這裡作單位換算?

我是沒有算啦,你試試看把的答案 乘上 ρ” 回去對不對?

是說,ρ”這個東西到底是誰搞出來的,把一堆腦袋不清的人弄得更糊塗?

2013-03-26 22:09:08 補充:
'更重要的是: 所有測量都是相互獨立的嗎?

怪物兄這邊的問題我有點不解.

能不能請舉個例看看兩個角測量時 怎麼樣會變不獨立觀測呢?
(原PO問這個我猜是土木系的)

2013-03-26 22:13:01 補充:
'而結果又沒有單位?

是因為 角度本來就 "沒有單位"
一版表示法有 度分秒表示法 這時可以看到符號 " '
或是 半勁度表示法 此時不小心看就只是一串數字

ρ” 因該是用來表示 1rad 有多少 deg 的 單位轉換因子,
個人覺得當初把它寫到課本或講義裡的那個傢伙根本就是作孽.

2013-03-27 22:57:32 補充:
'例如 β 由 α, γ去計算,
恩,這樣講我了解了,

"最或是值" 用角度, 為什麼結果的標準差沒單位?
那你要問原PO 為什麼用一個 ρ” 來作單位轉換右又在那邊說答案不對阿@@

ρ” 這個東西 就好像 1公分 跟 1英吋 之間 有個 2.54 的倍數
1" 角 跟 1 rad 之間的單位換算就是 ρ (不知道哪個測量老師自己訂的常數代號)
拿徑度角進去算 出來 單然就 徑度角.

2013-04-01 14:29:04 補充:
不曉得你手邊的答案是多少?用甚麼角度表示法?

先回答你C點
再檢查所謂的誤差傳播公式吧.這次從單位下手

已知 測量值 F(X,Y,Z) 有單位 Uf, 各變因有單位 Ux,Uy,Uz ,同時 標準偏差也是這些單位

公式中 d F/d X (抱歉 應該是偏微分符號) 有單位 Uf/Ux,

所以
{(dF/dX)^2 * (σX)^2 +..... }^0.5 後 單位回到 Uf
講面一點
(dF/dX)^2 * (σX)^2 = (dF/dX)* (σX) 在這裡就回到原單為了 Uf 了,

不管你用甚麼單位,只要前後統一就沒有甚麼問題,
秒當然是一種無因次單位,只是不是標準10進位的單位,
但是如果你從頭到尾都只用"秒"而不換算度分,"秒"當然也是一種可以直接計算的單位..

你的計算過程中,既然已經化為徑度角,答案就是徑度角.如果標準解答寫的是度分秒角,當然是對不起來的.

你知道為什麼 一般土木測量書給的公式在這你都要叫你們加 轉換常數 ρ嗎?
那是因為在算距離時有一個 L=R* θ , 這裡 θ 要用徑度角.
為了避免大家代錯,才放一個係數進公式裡面.

2013-04-01 14:37:52 補充:
補充回應意見區要用引用邊長計算的

先姑且不論是如何引用三角型標角關係求得未知角.
光就誤差跟精準度方面來講.

1.測量學一定有教過 測距 跟 測角 的精確度要相當.
這不光是甚麼儀器配甚麼儀器,而是要跟著測量範圍大小一起看,

2.如果願意,原PO可以 比較一下自己的題目中 距離 有沒有 比 角度 精準, 如果沒有.為什麼要捨棄精確的測量值去用不準確的值來推算?

3.就算測距真的比較準 , 通過一連串糾葛的公式後,引用距離來算是不是來有意義?

2,3題算是比較少考到的課題了.

2013-04-01 14:47:29 補充:
所以更正以下:
但是如果你從頭到尾都只用"秒"而不換算度分,"秒"當然也是一種可以直接計算的單位..

更正為,
但是如果你從頭到尾都只用"秒",且
a不用進位,
b.不用換算徑度角,
c.也不與其他量進行需要用徑度角的計算.,
d.可能我中文講的不夠好,你自己體會

2013-04-01 23:04:31 補充:
疑問是,誤差傳播定律不是應該要以觀測值來計算嗎?目的是要了解觀測值的標準誤差對間接觀測值的影響啊!計算值可以取代觀測值用在誤差傳播定律嗎?希望是不可以啦,不然真的沒完沒了ㄟ,題目應該不會這樣設計吧!

可以的,測量成果的引用不就是這樣嗎?
別人先計算出一組數據,在讓你拿去計算你要的數據.
這也是為什麼 老怪物 大師會問測量有沒有獨立?因為測量結果會引用或再利用.

2013-04-01 23:12:29 補充:
這樣的數據(觀測值->成果1->成果2),到了成果2的時候可否計算標準差呢?
也是可以的, 數學上這是鏈鎖律(chain rule)的理解

例: 估測值 x, y, σX=σY=1
有計算函數 g=x+y , 則 σg=2^0.5

若有一函數 f 在引用g值
a. f=2g σf= 8^0.5 (自己算)
b. f=2(x=y) σf= 8^0.5 (自己算)

最後還是控制在當初測量的精度上.
所以也回道我上面的提問,多餘的繞路計算是沒有用的.
除非你找到更準的觀測值.

2013-04-01 23:26:35 補充:
最後,既然題到了學微積分時才聽過的鏈鎖律(chain rule),
我就順便講一下我對公式的理解吧.
這部分也請高手指教.

其實我要講的 只有 df/dx*σX 這一項.

微積分都有學過 如果 一f(x) 可微 有 f' 存在,
則 f(x+σ)=f(x)+f'(x)*σ
所以很簡單, 所謂的誤差的傳播,
就是講偏離最或是值f(x)的量, 來原是你的 X值可能會有偏差
也就是 σf= f(x+σx)- f(x) = f'(x)*σx

這一項會,其他都是一樣,只是把在各個獨立變數分方向上的誤差量取一個合而已.
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2013-03-29 8:02 pm
本題所問角B標準差與AC長度相對值似有關連

似需先以正弦定理推得AB及AC長度

再據以各自計算各角之標準差
2013-03-27 5:16 am
用了 β = 180d - α - γ 這樣的公式,
那麼假設 α 與 γ 的測量誤差是獨立的,
Sd(β) = √ [(Sd(α))^2+(Sd(γ))^2] 應是沒錯,
但為什麼你的計算式跑出一個 ρ”?
而結果又沒有單位?

更重要的是: 所有測量都是相互獨立的嗎?

2013-03-27 17:28:19 補充:
角度既然有 d, ', " 怎會 "沒單位"?

換成弳度是可以說 "沒單位", 但原來用角度,
"最或是值" 用角度, 為什麼結果的標準差沒單位?

至於測量值 "怎麼樣會變不獨立" --- 我怎麼知道?
你又沒說它們是不是獨立測量的. 例如 β 由 α, γ
去計算, 最後有 α, β, γ 的 "最或是值" 及標準差,
把它們通通列出來而又不說明如何測量, 誰知道
它們是怎樣測量得到的?


收錄日期: 2021-05-04 01:52:03
原文連結 [永久失效]:
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