當(dāng)今測繪學(xué)術(shù)界誤差理論的撰文很多,概念很亂,特別是和其他學(xué)科的學(xué)術(shù)接軌更是存在相互誤解,所以今天也小撰一文,指出部分常見的問題邏輯,以供參考。
1. 精度概念問題
在測量儀器學(xué)科,精度乃精確度的概念,精確度乃精密度加之準(zhǔn)確度。所謂精密度即多個(gè)測量結(jié)果的離散程度,反映測量結(jié)果對被測物理量的分辨靈敏程度,是由測量誤差的分布區(qū)間的大小來評價(jià),其主要來源于隨機(jī)誤差;所謂準(zhǔn)確度是指多個(gè)測量結(jié)果的整體性偏差程度,其主要來源于系統(tǒng)誤差,其表述方式就是系統(tǒng)誤差或示值有效位。
基于精度包含精密度和準(zhǔn)確度雙重概念的相對籠統(tǒng)屬性,精度是一個(gè)定性的概念,難以定量。譬如精度好精度差等。而定量也只能分別按精密度和準(zhǔn)確度人為設(shè)限定量到分等級的程度,譬如精度甲級、乙級、丙級,S1級、S2級、S3級,J07級、J1級、J2級、J6級等等。也有按結(jié)果值的有效位進(jìn)行精度等級分級的,譬如數(shù)字電壓表(DVM)的3位半、4位半,A/D轉(zhuǎn)換器的8bit、12bit、14bit等等。
但在測繪學(xué)科中,精度其實(shí)就是單純的精密度的概念,是測量結(jié)果對其數(shù)學(xué)期望的離散程度的描述,不涉及真值,不包含準(zhǔn)確度的概念,其表述方式就是標(biāo)準(zhǔn)差。(參考文獻(xiàn):於宗儔 于正林《測量平差原理》)
就是說,測繪學(xué)科中的精度實(shí)際只是測量成果的隨機(jī)誤差甚至是部分隨機(jī)誤差特性的描述,更多的是對測量過程的部分精度損失量的估計(jì),根本不是對測量成果的絕對誤差范圍的描述!
正因?yàn)闇y繪學(xué)科的精度僅僅是測量結(jié)果對其數(shù)學(xué)期望的離散程度的描述,不涉及真值,所以才有了甚至降低測量分辨位反而可能實(shí)現(xiàn)更高精度的邏輯。譬如:將水準(zhǔn)測量的原始讀數(shù)將毫米位四舍五入到厘米位反而精度更“高”,將經(jīng)緯儀的角度讀數(shù)的秒位四舍五入到分位反而精度可能更“高”。生產(chǎn)中有人用S3級水準(zhǔn)儀做沉降變形觀測犯的就是這個(gè)錯(cuò)誤。
顯然,如果精度的評價(jià)過程涉及真值就不會(huì)出現(xiàn)這樣的邏輯悖論。這也是多少年來計(jì)量學(xué)和測繪學(xué)之間的矛盾焦點(diǎn)。
正因?yàn)榫雀拍畲嬖谥唤y(tǒng)一,測繪成果經(jīng)常給非測繪專業(yè)人士造成巨大誤解。譬如:國家一二等水準(zhǔn)點(diǎn)的結(jié)果都是以保留四位以上小數(shù)的方式提供,這樣就經(jīng)常使非測繪專業(yè)人士感到驚奇,經(jīng)過綿延數(shù)千公里的水準(zhǔn)測量路徑仍然獲得如此高的測量有效位不能不叫人感到迷惑。
2. 綜合精度問題
這里姑且撇開其他學(xué)科不談,姑且精度概念就是精密度概念。那么現(xiàn)在又有一個(gè)問題名詞叫綜合精度,由于沒有找到這一概念的明確定義,只是在諸多儀器精度表述中經(jīng)常見到。譬如:經(jīng)緯儀的綜合精度為±2″,測距儀的綜合精度為±2mm±2ppm等。
然而從這些綜合精度指標(biāo)的測試方法卻看到的是:經(jīng)緯儀的所謂綜合精度實(shí)際是把經(jīng)緯儀的軸系誤差、度盤偏心誤差等進(jìn)行了抵償剔除處理、對調(diào)焦誤差等進(jìn)行了回避處理后的殘剩誤差的離散程度的評價(jià),其實(shí)質(zhì)實(shí)主要是對度盤刻畫不均勻誤差的一個(gè)單項(xiàng)誤差的評價(jià)。而測距儀的綜合精度是對加乘常數(shù)誤差、周期誤差等進(jìn)行了改正剔除處理后的殘剩誤差的離散程度的評價(jià)。這樣把主要的誤差進(jìn)行剝離處理后的殘剩部分或單項(xiàng)指標(biāo)冠之以“綜合”指標(biāo)的做法再次為精度一詞加重了混亂。