Файл: Болдырев, В. С. Методы математической статистики в гидрографии и кораблевождении учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 24.10.2024
Просмотров: 96
Скачиваний: 1
С друг#* стороны, |
при /7 —«*о С— О , значит и ви |
|
раж ине |
|
|
ß |
|
- / - 0 |
Ä |
|
|
2 А |
|
Таким образом, -4? представляет собой среднее квад ро
ратическое отклонение правой части (І.І0 5 ) от нуля. Последнее условие было выведено в предположении, что
измерения не содержат систематических ошибок. Таким об разом, можно написать, что
1fn |
. |
(І.І0 6 ) |
2 А |
|
Этот критерий носит специальное название критерия Аббе.
Уточненный критерий Аббе
Итак, использование критерия Аббе основано на сравне нии квадратов случайных ошибок измерений и квадратов их последовательных разностей.
Рассмотрим полученные раньше соотношения:
|
|
|
П |
|
|
(ІЛ 07' |
2 |
/ |
^ |
*'= / |
2 |
'■> |
|
|
|
|
|
|
|
( 1 .108) |
Предположим, |
что |
случайные ошибки |
подчиняются |
|||
нормальному закону |
распределения. Напишем |
дробь |
||||
|
|
г = _2_ . |
|
(І.Г 09) |
Со2
При п > Ю распределение дроби приблииенно нормаль ное. Поэтому можно составить таблицу для вычисления
53
вероятности нахождения г |
в некоторых пределах. Зада |
||||
ваясь |
определенным уровнем |
вероятности, вычислим вероят |
|||
ность выполнения |
следующего неравенства: |
|
|||
|
Р ( г й г р ) = р . |
|
С і .и о ) |
||
Это |
выражение |
означает, |
что с |
вероятностью р |
таб |
личное |
значение |
7р будет |
больше, |
чем значение |
дроби rt |
полученное при расчете по экспериментальным данным. Итак, для решения задачи необходимо: по результатам
наблюдений вычислить £ 5 и (j 2 ; вычислить дробь і= Q2
по таблице, задаваясь вероятностью р |
, |
найти соответст |
||||
вующую этой вероятности величину |
гр . |
|
|
|||
Если г |
» то можно предположить, |
что в наблюдени |
||||
ях есть систематическая погрешность. |
П р и г> ^, можно |
|||||
утверждать, что с |
вероятностью Р |
такой погрешности в |
||||
наблюдениях нет. |
|
|
|
|
|
|
При 7= 70 |
вопрос остается |
открытым, |
обе гипотезы |
|||
Г |
вероятностью Р |
и (Р~і) |
|
|||
выполняются с |
соответственно. |
|||||
Таблица для |
7Р |
имеет два |
выхода по |
величине f> и rz. |
§8. Неравноточные изменения
Вслучае неравноточных измерений результаты измере ний обладают различной степенью надежности, что необ ходимо учитывать при их обработке. Надежность результа та измерения выражают числом, называемым весом(Я) это го результата.
Вкачестве веса чаще всего используется величина,
обратно пропорциональная дисперсии,
54
( I . I I I )
Коэффициент к назначается произвольно. Это позволя ет выбирать его таким, чтобы было удобно оперировать с весами Р . Удобно какому-либо из измерений придать
вес Р = I, |
|
|
тогда |
2 |
|
к |
( I .I I 2 ) |
|
/ = — г f тогда |
к = 3 . |
|
Ѳ |
|
|
Для любого измерения его вес будет пропорционалеі |
||
среднему квадратическому отклонение единицы веса: |
||
Р п ~ у к - ■ |
|
« - і е » |
К геодезической литературе принято обозначать сред нее квадратическое отклонение единицы весаут*(у?г =&})•
Т'сли наблидение со средней квадратической ошибкой
3 |
имеет вес Р |
, то мохно написать |
выражение |
||
|
|
|
/ Н = & ) [ Р , |
( і . І В ) |
|
т .е . |
средняя квадратическая ошибка единицы весаJX- в |
||||
І Р |
раз |
больше средней |
квадратической ошибки наблюде |
||
ния, |
вес |
которого |
равен |
Р . |
|
Так как вес - величина, обратная дисперсии, к нему могут быть применены все теоремы, применимые к лиспер-
сии(например, вес суммы равен сумме |
весов). |
||
Пример.П у с т ь выполнено два измерения |
одной и той хе |
||
величины: результаты измерений ^ |
^ |
* |
|
их вес |
Р |
Р |
7 |
|
|||
|
r t У |
Г 2 |
■/
к = .і •
55
Определим среднюю квадратическую ошибку среднего арифметического:
( І .И 5 )
р ,* р 2
Вес этой арифметической середины:
|
Р о ~ Р ,+ Ъ |
і |
|
|
J _ _ |
& ,2+(52 . |
^ |
______ . |
( г .ііб ) |
б ' / " |
6 ? g * 7 |
^ |
у е '+ в * 1 |
Отсюда следует, что среджее квадратическое отклоне ние среднего взвененного всегда меньше, чем наименьшее Of отдельного измерения. Таким образом, теоретически осреднение всегда полезно. Однако на практике осредне ние не всегда целесообразно, так как результирующее уменьшение погрешности может быть очень незначительным. Кроме того, следует иметь в виду, что величии средних квадратических отклонений на практике обычно известны неточно. Поэтому кажущееся улучшение точности среднего взвешенного результата может оказаться в пределах по грешности исходных данных.
Для оценок параметров неравноточных измерений можно использовать те же формулы, что и для равноточных из мерений, но с учетом весов отдельных измерений, например:
х - [р*] |
■ |
(І.ІГ 7 ) |
|
|
[Р] |
’ |
|
-.2 |
[Ро-с ] |
7 |
( I . 118) |
СЯу,- |
, |
||
Х |
п - і |
|
|
где |
_ |
|
|
І/ |
* |
|
|
56
Определение |
|
средней квадратической |
о т б д из |
|
|||||||
|
ряда дойных |
невавиоточных |
измерений |
|
|||||||
Пусть в результате измерений получены следующие дан |
|||||||||||
ные: результаты |
измерений |
/ / |
и |
|
|
и |
»•••» |
||||
" |
К |
і " |
1 |
м с а |
|
Р, |
|
Р2 , --- , Р„ ■ |
|||
Образуем |
разности: |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
d |
|
, - |
e |
: |
- |
p |
|
" ■ |
|
Веса |
этих |
разностей: |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
ß _ |
А |
■" ’ |
I k . |
|
|
|
|||
|
|
2 |
’ |
2 |
т 2 |
|
|
|
|
||
Разности |
сі |
» |
аі„ |
|
п |
можно |
рассматривать |
||||
|
|
‘ |
|
2 |
|
с весами |
р |
р |
|||
как случайные ошибки измерений |
. . . . |
, |
|||||||||
и тогда средняя квадратическая оиибка единицы веса |
|
||||||||||
моиет быть найдена по формуле |
|
|
|
|
|
||||||
|
Г ^ Р , , |
J 2 Р 3 ~ |
|
Рп |
|
/--------- ■ |
ТО ^ |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
§ 9'. Линеаризация Функций случайных аргументов
Используя теоремы о числовых характеристиках случай ных величин, можно по характеристикам случайных аргумен тов получить характеристики неслучайных Функций от этих аргументов. При этом предполагается, что вид функцио нальной зависимости является линейным.
Пусть, например,
57