誤差理論與測量平差基礎/普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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隋立芬，宋力傑，柴洪洲 著

圖書標籤:

• 誤差理論
• 測量平差
• 大地測量
• 工程測量
• 高等教育
• 規劃教材
• 測量學
• 誤差分析
• 數據處理
• 科學計算

齣版社： 測繪齣版社

ISBN：9787503019524

版次：1

商品編碼：10360414

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2001-01-01

用紙：膠版紙

頁數：224

字數：360000

正文語種：中文

內容簡介

　　 《誤差理論與測量平差基礎》是普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材，是測繪工程本科各專業必修的專業基礎課通用教材。《誤差理論與測量平差基礎》係統全麵地闡述瞭測量誤差的基本理論、測量平差的基本原理和基本方法，概述瞭現代測量平差的基本理論。全書共分七章。主要內容包括：測繪誤差理論與小二乘原理；測量平差基本方法；測量平差函數模型和隨機模型的概念及建立；測量數據的統計假設檢驗方法；現代測量平差基本理論等。《誤差理論與測量平差基礎》內容充實，結構嚴謹，體係完整，理論與應用並重，不僅包括瞭測量數據處理的經典理論，而且反映瞭，測量平差的當代進展。
《誤差理論與測量平差基礎》是高等學校測繪工程專業本科教材，也可供相關專業的工程技術人員參考。

目錄

緒論
第一章 誤差理論與最小二乘原理
§1-1 測量誤差及其分類
§1-2 偶然誤差的概率特性
§1-3 精度標準
§1-4 相對誤差與極限誤差
§1-5 參數估計與最小二乘原理
§1-6 方差及協方差陣的傳播
§1-7 誤差傳播定律的應用
§1-8 偶然誤差與係統誤差閤並影響的精度估計
§1-9 權及權逆陣的傳播
§1-10 用真誤差錶示的單位權方差及中誤差
第二章 參數平差
§2-1 參數平差概述
§2-2 參數平差原理
§2-3 輸入參數近似值及非綫性誤差方程的綫性化
§2-4 精度估計
§2-5 參數平差應用舉例
第三章 條件平差
§3-1 條件平差原理
§3-2 精度估計
§3-3 條件平差應用舉例
第四章 參數平差與條件平差的擴展
§4-1 具有參數的條件平差
§4-2 具有約束條件的參數平差
§4-3 參數平差法的分組平差
§4-4 序貫平差
§4-5 參數加權平差
第五章 平差模型理論和平差結果的統計性質
§5-1 概括平差函數模型及其解
§5-2 平差結果的統計性質
§5-3 法方程係數陣的性質
§5-4 法方程的製約性
§5-5 誤差橢圓
第六章 參數的區間估計與假設檢驗
§6-1 某些隨機變量的函數分布
§6-2 參數的區間估計
§6-3 參數的假設檢驗
§6-4 偶然誤差特性的檢驗
§6-5 誤差分布正態性檢驗
§6-6 驗後方差的檢驗
§6-7 參數嚮量的置信橢球和假設檢驗
第七章 現代平差概論
§7-1 概述
§7-2 最小二乘配置
§7-3 秩虧自由網平差
§7-4 方差一協方差分量估計
§7-5 附加係統參數的平差
§7-6 粗差探測與抗差估計
§7-7 有偏估計
參考文獻
附錄
附錄A 矩陣的秩
附錄B 矩陣的跡
附錄C 矩陣的特徵值和特徵嚮量
附錄D 矩陣的範數
附錄E 矩陣的微分
附錄F 矩陣分塊求逆及反演公式
附錄G 附錶

精彩書摘

一、測量平差基本概念在測量工作中，由於受測量過程中客觀存在的各種因素影響，一切測量結果都不可避免地帶有誤差。例如，對一段距離進行重復觀測時，各次觀測的長度通常不可能完全相同。又如，一個平麵三角形三內角之和理論上應等於180°，實際上，如果對這三個內角進行觀測，其三內角觀測值之和一般不等於180°，而存有差異，這種差異恰說明觀測值中含有觀測誤差。於是，研究觀測誤差的內在規律，對帶有誤差的觀測數據進行數學處理並評定其精確程度等，就成為測量工作中需要解決的重要實際問題。觀測誤差産生的原因很多，概括起來主要有以下四個方麵。（一）觀測者由於觀測者的感覺器官的鑒彆能力有一定的局限性，因此在儀器的安置、照準、讀數等方麵都會産生誤差。同時，觀測者的工作態度、技術水平以及情緒的變化，也會對觀測成果的質量産生影響。（二）測量儀器測量是利用測量儀器進行的，由於測量儀器結構的不完善，測量的精密度有一定的限度，因而使觀測值産生誤差。例如，光學經緯儀，理論上要求主光軸、俯仰軸和垂直軸三軸要正交，但實際上不可能嚴格正交；水準儀的視準軸不平行於水準軸；電磁波測距儀的零位誤差、電路延遲；經緯儀度盤的刻畫誤差等，這些因素都會使測量結果産生誤差。（三）測量環境觀測過程所處的客觀環境，如溫度、濕度、風力、風嚮、大氣摺光、電離層延遲等因素都會對觀測結果産生影響；而且，隨著這些因素的變化，如溫度的高低，濕度的大小，風力的強弱及大氣摺光的不同，其對觀測結果的影響也不同。在這種多樣而變化的外界自然條件下進行觀測，就必然使觀測結果産生誤差。

前言/序言

　　本書是普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材，也是高等學院測繪類本科各專業的專業基礎核心課程的通用教材。依據國傢教育部頒布的《普通高等學校本科專業目錄》中測繪類專業課程設置的要求，按照新的課程標準和教學大綱，為適應新時期測繪人纔“寬口徑、厚基礎、強能力、高素質”的培養目標，以加強基礎理論、注重基本方法和培養動手能力為齣發點，在幾代測量平差教員幾十年教學和科研成果的基礎上，經集體討論編寫完成瞭本書。本書主要講授誤差理論的基本知識和基於偶然誤差的測量平差的基本理論和基本方法，包括緒論和七章內容。其中，緒論介紹測量誤差産生的原因、測量平差的基本概念、測量平差的發展簡史和課程的主要內容；第一章講述處理誤差的基本理論和最小二乘原理，是本課程的基礎理論部分；第二、三章講述測量平差的兩種基本方法，參數平差和條件平差；第四章講述參數平差與條件平差的擴展，包括具有參數的條件平差、具有約束條件的參數平差、參數平差的分組平差、序貫平差和參數加權平差；第五章介紹平差模型和模型誤差的概念，概括平差函數模型及其平差原理，平差結果的統計性質，法方程係數陣的性質，誤差橢圓的概念；第六章介紹參數的區間估計與測量數據的統計假設檢驗方法；第七章介紹現代測量平差的基本理論和基本方法，為進一步學習後續課程奠定瞭基礎。本書是在原解放軍測繪學院《最小二乘法與測量平差》（本科用）教材和解放軍信息工程大學測繪學院教材《誤差理論與測量平差基礎》（2003版）的基礎上修編而成。其教學體係和主要內容與2003版基本一緻。與原教材相比，在內容上做瞭如下補充修訂：（1）在誤差理論部分，對精度及精度標準進行瞭新的解析，加強瞭對精密度、準確度以及精確度的基本概念及其衡量標準的闡述；對方差及協方差陣的傳播一節進行瞭重新編寫，並增加瞭應用示例；（2）在平差方法方麵，為適應現代測量技術對數據處理的要求，培養學生理論聯係實際和解決實際問題的能力，增補瞭大量平差實例，使平差理論的應用更加廣泛；（3）增加瞭對概括平差函數模型及其解算平差原理的討論，使測量平差體係更加係統和完善，有助於加深對各種平差方法的理解；（4）加強瞭對現代平差方法中的最小二乘配置、秩虧自由網平差、粗差探測和有偏估計等應用背景的闡述，並增加瞭部分實例；增加瞭多維粗差的估計與假設檢驗以及抗差嶺估計等內容。本書由隋立芬教授、宋力傑教授和柴洪洲教授修訂編寫。其中，緒論、第一章、第七章由隋立芬編寫，第二章、第三章、第四章、第六章由宋力傑編寫，第五章由柴洪洲編寫。全書由隋立芬統一修改定稿，書中插圖由宋力傑繪製。翟翊教授、呂誌平教授審閱瞭全書。

精密測繪與數據處理：現代工程的基石 本書聚焦於現代工程測量、大地測量學以及相關數據處理領域的前沿理論與實用技術，旨在為從事地理信息係統（GIS）、不動産測繪、工程建設、以及高精度定位等工作的專業人士和高年級本科生、研究生提供一套係統、深入且具有高度實踐指導意義的參考資料。 本書內容體係龐大，涵蓋瞭從基礎的幾何關係到復雜的誤差源分析，再到先進的統計推斷和數據優化算法的全過程。我們摒棄瞭對基礎教材中已有的、過於宏觀的介紹，轉而深入探討那些直接決定工程精度與可靠性的核心技術環節。 第一部分：空間參考係統與大地測量基礎的深化 本部分將讀者從傳統的平麵三角測量概念提升至全球空間坐標框架的理解。 1.1 全球與區域參考框架的精確定義與轉換： 詳細闡述國際地球參考係（ITRF）的構建原理、時間演變特性以及與區域性國傢參考係（如CGCS2000、NAD83等）之間的高階轉換模型。重點解析瞭比安基（Bianchi）變換在高精度工程中的應用限製與改進，並介紹瞭基於最小二乘法擬閤下，考慮框架非剛性運動的動態坐標轉換流程。討論瞭GNSS數據解算中，如何有效處理對流層和電離層延遲引起的參考框架微小偏差。 1.2 橢球大地測量的解析與數值方法： 超越簡單的平麵近似，深入研究大地綫（Geodesic Line）的嚴格積分方程求解。詳述瞭拉格朗日方程在大地綫求解中的應用，特彆是針對橢球扁率較小情況下的級數展開法的收斂性分析。同時，對大地坐標（經度、緯度、高程）與空間直角坐標（X, Y, Z）之間的高次多項式近似的適用範圍和誤差特性進行瞭量化評估。 1.3 高程基準麵的建立與動力學： 不再局限於單一的正常高或橢球高，本書探討瞭似大地水準麵（Quasigeoid）模型的構建。詳細介紹瞭重力場模型（如EGM2008、EIGEN係列）的原理、數據源及其在構建高精度高程基準中的貢獻。針對工程區域性水準網，討論瞭如何利用重力梯度數據對傳統水準測量成果進行係統性改正，以消除區域性重力異常的影響。 第二部分：觀測數據的高效獲取與質量評估 本部分聚焦於現代測量儀器（如GNSS接收機、高精度全站儀、激光掃描儀）所獲取數據的內在特性、係統誤差辨識與初步預處理。 2.1 電子測量儀器的時間同步與頻率基準： 深入分析現代測距設備中，光速測定依賴的頻率穩定基準（如原子鍾的性能參數）。討論瞭光波傳播路徑上大氣摺射率的實時修正模型，尤其是針對激光掃描中，如何通過環境參數和光譜分析來減小大氣對測距精度的影響。對相位觀測中模糊度固定的統計學基礎進行瞭詳盡闡述。 2.2 傾斜攝影測量與三維激光掃描數據配準： 對於大規模三維數據采集，本書重點講解瞭密集匹配算法（如SGM、PatchMatch的改進版本）中，如何通過引入結構先驗信息來增強弱紋理區域的匹配精度。在點雲配準方麵，詳細比較瞭迭代最近點（ICP）算法的收斂速度、局部最優陷阱，並引入瞭基於特徵描述符（如FPFH, SHOT）的全局配準策略，以應對大規模場景的初始配準難題。 2.3 傳感器融閤與觀測方程的構建： 討論瞭將不同類型的傳感器（如慣性測量單元IMU、磁力計、GNSS接收機）數據進行緊耦閤（Tight Coupling）處理的技術。重點在於如何建立一個統一的狀態嚮量，並利用擴展卡爾曼濾波（EKF）或無跡卡爾曼濾波（UKF）對觀測信息進行最優融閤，以獲得高頻率、高穩定性的動態定位結果。 第三部分：平差計算的優化理論與高級統計推斷 本部分是本書的核心，深入探討瞭數據處理中的核心數學工具——平差計算的理論基礎、數值穩定性與可靠性評估。 3.1 最小二乘原理的拓展與約束平差： 詳細推導瞭間接平差、條件平差和混閤平差的通用模型。重點講解瞭約束平差中，如何利用預估權（A Priori Weight）矩陣的設置來反映先驗信息或設計意圖。對於大型工程，深入探討瞭稀疏矩陣技術在求解法化方程（Normal Equations）中的應用，包括Cholesky分解在保證計算效率和數值穩定性的平衡。 3.2 權值函數的確定與信息矩陣的構建： 本書強調瞭權值設置的客觀性。詳述瞭信噪比（SNR）與觀測值方差之間的量化關係。重點介紹瞭方差分量估計（Variance Component Estimation, VCE）的各種方法（如ML, REML），用於從數據本身評估和分離係統誤差與隨機誤差的比例，從而獲得更可靠的單位權方差估計值。 3.3 觀測值的可靠性檢驗與數據剔除： 在實際工程中，粗差的存在是不可避免的。本部分詳細介紹瞭數據可靠性檢驗的數理統計基礎。對比瞭卡方檢驗（Chi-square Test）、學生化殘差（Studentized Residuals）和魯棒性估計（Robust Estimation，如LTS、M-Estimator）在識彆和處理異常觀測值時的優劣。給齣瞭在不同風險水平下，確定“可接受”殘差界限的具體步驟和判據。 3.4 幾何精度因子（DOP）的深入分析： 超越簡單的DOP值計算，本書從協方差矩陣的特徵值分解角度，分析瞭誤差橢球的方嚮性。詳細解釋瞭GDOP、PDOP等指標在實際工程設計（如測站選址）中的意義，並探討瞭如何通過調整觀測值之間的幾何分布來最小化特定方嚮上的誤差傳播。 第四部分：復雜係統的精度預報與優化設計 本部分麵嚮工程項目的設計階段，提供係統的精度預報和最優設計方法。 4.1 精度預報的預處理方法： 在工程實施前，通過輔助最小二乘平差（也稱作“理論平差”）來預估設計方案下的精度指標。詳細說明瞭如何將觀測站點的數量、布設幾何形狀、以及預期的觀測精度輸入模型，計算齣最終點位中誤差的理論分布圖。 4.2 觀測網的最佳設計準則： 基於精度預報結果，引入最優設計理論。探討瞭如何通過調整觀測值權重或改變觀測幾何構型，使目標區域的精度指標達到最優（如最小化總方差或消除特定方嚮的各嚮異性）。對比瞭靈敏度分析在評估關鍵觀測值失效對整體精度影響中的作用。 4.3 非綫性平差與迭代收斂分析： 針對涉及復雜函數模型（如推綫、麯麵擬閤）的工程問題，詳細闡述瞭高斯-牛頓（Gauss-Newton）法和列文伯格-馬誇爾特（Levenberg-Marquardt）法在求解非綫性最小二乘問題中的迭代過程。分析瞭不同初始猜測值對算法收斂速度和全局收斂性的影響。 全書結構嚴謹，理論論證充分，輔以大量的工程實例分析，旨在幫助讀者建立起一套嚴密的科學思維體係，從而在處理高精度空間數據和復雜工程測量任務時，能夠遊刃有餘，確保成果的可靠性與經濟性。

評分☆☆☆☆☆

接觸《誤差理論與測量平差基礎》，我纔真正理解瞭“精確”二字背後的復雜性。這本書不僅僅是關於如何計算，更是關於如何思考。作者的講解，總能把我帶入到問題的核心，讓我明白每一個公式、每一個原理的由來和意義。我特彆喜歡書中對各種統計量，如均值、方差、標準差等的深入解讀，這讓我能夠更準確地理解測量結果的離散程度和可靠性。書中關於置信水平和誤差限的講解，更是讓我明白瞭如何用科學的語言來描述測量結果的精度。以往我常常會武斷地認為一個測量值是“準”還是“不準”，但這本書讓我學會瞭用概率論的語言來量化這種“準”。它讓我明白，任何測量都存在不確定性，關鍵在於我們如何去評估和控製這種不確定性。書中結閤實際工程應用的案例，更是讓我看到瞭理論知識在實踐中的強大力量，例如在橋梁建設、大地測量等領域，測量平差的原理是如何保障工程的安全和精度。這本書的價值，在於它讓我從一個“使用者”變成瞭一個“理解者”，一個能夠用科學的眼光去審視和解決測量問題的“解決者”。

評分☆☆☆☆☆

翻閱《誤差理論與測量平差基礎》這本書，我仿佛置身於一個由數據編織而成的嚴謹數學王國。作者並沒有簡單地羅列公式，而是深入淺齣地剖析瞭測量平差的本質——如何利用多餘的觀測信息來最優地確定未知量。書中的最小二乘法原理，在初讀時可能略顯抽象，但作者通過一係列精心設計的範例，將這個強大的工具變得觸手可及。我尤其欣賞書中對於不同平差模型的講解，從簡單的綫性模型到更復雜的非綫性模型，每一步都銜接得天衣無縫，讓我能逐步領悟到其背後的數學邏輯和實際應用。書中對於權函數、觀測值檢驗的介紹，更是讓我意識到，在測量數據處理中，剔除粗差、評估觀測質量是多麼重要的一環。這不僅僅是技術層麵的操作，更是科學嚴謹性的體現。我曾經在處理一組數據時，因為忽略瞭對異常值的處理，導緻最終結果與實際情況相去甚遠。這本書的齣現，讓我明白，平差不僅僅是“算”，更是“審”，是不斷優化、校驗、逼近真實的過程。它教會我如何理性地看待數據，如何用最科學的方法去“平均”那些微小的差異，從而得到最接近真值的估計。這本書的價值，在於它讓我從“如何計算”上升到瞭“如何理解計算”，從“做題”提升到瞭“思考”。

評分☆☆☆☆☆

《誤差理論與測量平差基礎》這本書，為我提供瞭一個全新的視角來審視數據背後的真相。我曾一度認為，隻要測量儀器夠精密，誤差就會自然消失，但這本書讓我明白，誤差是測量的內在屬性，是無法完全避免的。書中對於各種誤差來源的詳細分析，包括係統誤差、偶然誤差等，讓我對測量過程有瞭更全麵的認識。尤其是關於係統誤差的辨析和消除方法，對於我今後的實驗設計和數據處理具有極大的指導意義。例如，我之前常常忽略環境因素對測量結果的影響，但這本書讓我意識到，這些看似微小的因素，可能正是造成係統誤差的根源。而測量平差的原理，則提供瞭一種係統性的方法來處理這些誤差，尤其是偶然誤差。書中對各種平差方法的介紹，如間接平差、條件平差等，讓我看到瞭如何通過數學模型來優化觀測數據，獲得最可靠的測量結果。它不僅僅是一本教材，更是一本關於如何科學地“提煉”信息的寶典。它教會我，在麵對海量數據時，如何去僞存真，如何通過嚴謹的數學工具，從紛繁復雜中找齣那個最接近真實的世界的“影子”。

評分☆☆☆☆☆

閱讀《誤差理論與測量平差基礎》，就像是在學習一門全新的語言，一種描述和理解物理世界不確定性的語言。書中所闡述的嚴密數學框架，將那些看似雜亂無章的測量誤差，轉化為可以被理解、分析和處理的量。我印象最深刻的是關於置信區間和顯著性水平的講解，這讓我明白瞭統計推斷的真正含義。不再是簡單地給齣一個測量值，而是能夠給齣一個包含真實值在一定概率範圍內的區間，這對於任何需要量化不確定性的領域都至關重要。書中對各種誤差類型的辨析，以及它們在不同測量場景下的錶現，也極大地豐富瞭我的認知。我明白瞭，誤差並非是“壞”的，而是客觀存在的，關鍵在於我們如何去理解它、管理它。書中對一些經典測量問題的解析，例如導綫測量、水準測量等，都運用瞭測量平差的原理，讓我得以將理論知識與實際應用相結閤，看到瞭其強大的生命力。這本書的魅力在於，它不僅教授瞭方法，更傳遞瞭一種科學精神——對未知保持敬畏，對結果保持審慎，用最嚴謹的手段去追求最接近真相的答案。它為我打開瞭探索測量世界更深層次奧秘的大門。

評分☆☆☆☆☆

這本《誤差理論與測量平差基礎》如同開啓瞭一扇通往精確測量世界的窗戶。從拿起這本書的那一刻起，我就被它嚴謹的邏輯和清晰的講解所吸引。書中對於測量誤差的來源、分類以及如何量化和控製的論述，簡直是為我量身定製的指南。以往我對測量中那些看似微不足道的“不確定性”感到睏惑，常常在實驗數據處理時一籌莫展。但這本書的齣現，徹底改變瞭我的認知。它不僅係統地介紹瞭誤差的統計分布規律，還巧妙地運用概率論的工具，讓我能以一種科學、嚴謹的態度去審視和處理測量結果。尤其是關於誤差傳播律的講解，生動形象，配閤著大量的實例，讓我很快就能理解不同觀測值之間的誤差是如何相互影響，最終匯聚成最終測量結果的不確定性的。這對於我後續進行各類工程測量、大地測量甚至更精細的科學實驗都具有極其重要的指導意義。我不再是盲目地收集數據，而是開始理解數據背後的“故事”，學會瞭如何從中提取齣最可靠的信息。這本書的價值，遠不止於教材，它更像是一位經驗豐富的導師，循循善誘，讓我一步步掌握瞭誤差控製的精髓，為我日後的學習和工作打下瞭堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

非常不錯的一本書，測量必備

評分☆☆☆☆☆

物流有點慢慢。書不錯的哦

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書很實用，送貨很快，很完整

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非常不錯的一本書，測量必備

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參數平i差原理 §5-3 秩虧l自由網平差o §1-1 精度估計 概括平差函數模型及其解 §7-2u 《誤差理論與測量平差基礎》是高等y學校測繪工程專業本科教材，也可C供相關專業的工程技術人F員參考。緒論 誤差橢圓 §7-4 測量誤差及其分類 輸入參數近似值P及非綫性誤差方程的綫性S化 法方程係數陣的性質 T方差一協方差分量估計 第一章 §2-2 序貫平差 誤a差分布正b態性檢c驗 附錄B 參數估

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書很實用，送貨很快，很完整

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非常不錯的一本書，測量必備

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參數平i差原理 §5-3 秩虧l自由網平差o §1-1 精度估計 概括平差函數模型及其解 §7-2u 《誤差理論與測量平差基礎》是高等y學校測繪工程專業本科教材，也可C供相關專業的工程技術人F員參考。緒論 誤差橢圓 §7-4 測量誤差及其分類 輸入參數近似值P及非綫性誤差方程的綫性S化 法方程係數陣的性質 T方差一協方差分量估計 第一章 §2-2 序貫平差 誤a差分布正b態性檢c驗 附錄B 參數估