3. Hodnocení přesnosti měření a vytyčování. Odchylky a tolerance ve výstavbě.

Podobné dokumenty
Geodézie 3 (154GD3) Téma č. 9: Hodnocení a rozbory přesnosti výškových měření.

Chyby přímých měření. Úvod

VY_52_INOVACE_J 05 01

Nejistoty měření. Aritmetický průměr. Odhad směrodatné odchylky výběrového průměru = nejistota typu A

Chyby měření: 1. hrubé chyby - nepozornost, omyl, únava pozorovatele... - významně převyšuje rozptyl náhodné chyby 2. systematické chyby - chybné

Odhady parametrů základního. Ing. Michal Dorda, Ph.D.

P1: Úvod do experimentálních metod

1. Základy měření neelektrických veličin

Spolehlivost a diagnostika

11. Časové řady Pojem a klasifikace časových řad

Tento odhad má rozptyl ( ) σ 2 /, kde σ 2 je rozptyl souboru, ze kterého výběr pochází. Má-li každý prvek i. σ 2 ( i. ( i

Odhady parametrů základního souboru. Ing. Michal Dorda, Ph.D.

V. Normální rozdělení

Přednáška č. 10 Analýza rozptylu při jednoduchém třídění

a další charakteristikou je četnost výběrového souboru n.

veličiny má stejný řád jako je řád poslední číslice nejistoty. Nejistotu píšeme obvykle jenom jednou

6 Intervalové odhady. spočteme aritmetický průměr, pak tyto průměry se budou chovat jako by pocházely z normálního. nekonečna.

Základní požadavky a pravidla měření

Metody zkoumání závislosti numerických proměnných

OVMT Přesnost měření a teorie chyb

LABORATORNÍ CVIČENÍ Z FYZIKY. Měření objemu tuhých těles přímou metodou

[ jednotky ] Chyby měření

Náhodný výběr 1. Náhodný výběr

VYSOCE PŘESNÉ METODY OBRÁBĚNÍ

Mendelova univerzita v Brně Statistika projekt

Odhady parametrů 1. Odhady parametrů

, jsou naměřené a vypočtené hodnoty závisle

Generování dvojrozměrných rozdělení pomocí copulí

Přednáška č. 2 náhodné veličiny

9. Měření závislostí ve statistice Pevná a volná závislost

12. N á h o d n ý v ý b ě r

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE FAKULTA STAVEBNÍ KATEDRA SPECIÁLNÍ GEODÉZIE DIPLOMOVÁ PRÁCE

L A B O R A T O R N Í C V I Č E N Í Z F Y Z I K Y

Intervalové odhady parametrů

USTÁLENÉ PROUDĚNÍ V OTEVŘENÝCH KORYTECH

5.5. KOMPLEXNÍ ODMOCNINA A ŘEŠENÍ KVADRATICKÝCH A BINOMICKÝCH ROVNIC

Zhodnocení přesnosti měření

8. Odhady parametrů rozdělení pravděpodobnosti

UPLATNĚNÍ ZKOUŠEK PŘI PROHLÍDKÁCH MOSTŮ

Pravděpodobnostní modely

Úvod do zpracování měření

0,063 0,937 0,063 0, P 0,048 0,078 0,95. = funkce CONFIDENCE.NORM(2α; p(1 p)

Interpolační křivky. Interpolace pomocí spline křivky. f 1. f 2. f n. x... x 2

1.1 Rozdělení pravděpodobnosti dvousložkového náhodného vektoru

PRAVDĚPODOBNOST A STATISTIKA

Test dobré shody se používá nejčastěji pro ověřování těchto hypotéz:

8 NELINEÁRNÍ REGRESNÍ MODELY

Intervalové odhady parametrů některých rozdělení.

Téma 11 Prostorová soustava sil

( + ) ( ) ( ) ( ) ( ) Derivace elementárních funkcí II. Předpoklady: Př. 1: Urči derivaci funkce y = x ; n N.

8. Zákony velkých čísel

Téma 2 Přímková a rovinná soustava sil

Testování statistických hypotéz

Odhady parametrů polohy a rozptýlení pro často se vyskytující rozdělení dat v laboratoři se vyčíslují podle následujících vztahů:

Téma 6: Indexy a diference

Ilustrativní příklad ke zkoušce z B_PS_A léto 2014.

PODNIKOVÁ EKONOMIKA 3. Cena cenných papírů

Lineární regrese ( ) 2

Výstup a n. Vstup. obrázek 1: Blokové schéma a graf paralelní soustavy

Úloha II.S... odhadnutelná

III. METODY MĚŘENÍ A ZPRACOVÁNÍ MĚŘENÍ

Střední průmyslová škola zeměměřická GEODETICKÉ VÝPOČTY. 2. část. Ing. Danuše Mlčková

ZÁKLADNÍ STATISTICKÉ VÝPOČTY (S VYUŽITÍM EXCELU)

4.2 Elementární statistické zpracování Rozdělení četností

STATISTIKA. Statistika se těší pochybnému vyznamenání tím, že je nejvíce nepochopeným vědním oborem. H. Levinson

Statistika. Jednotlivé prvky této množiny se nazývají prvky statistického souboru (statistické jednotky).

PRAVDĚPODOBNOST A STATISTIKA

Optimalizace portfolia

1 POPISNÁ STATISTIKA V PROGRAMU MS EXCEL

10.3 GEOMERTICKÝ PRŮMĚR

Úloha III.S... limitní

PRAVDĚPODOBNOST A STATISTIKA

Náhodné jevy, jevové pole, pravděpodobnost

IV. MKP vynucené kmitání

P2: Statistické zpracování dat

T e c h n i c k á z p r á v a. Pokyn pro vyhodnocení nejistoty měření výsledků kvantitativních zkoušek. Technická zpráva č.

jsou varianty znaku) b) při intervalovém třídění (hodnoty x

Intervalový odhad. nazveme levostranným intervalem pro odhad parametru Θ. Statistiku. , kde číslo α je blízké nule, nazveme horním

Úvod do korelační a regresní analýzy

1. Základy měření neelektrických veličin

FUNKCÍ JEDNÉ REÁLNÉ PROMĚNNÉ PRVNÍ DIFERENCIÁL

Testy statistických hypotéz

Vzorový příklad na rozhodování BPH_ZMAN

UNIVERZITA JANA EVANGELISTY PURKYNĚ V ÚSTÍ NAD LABEM PEDAGOGICKÁ FAKULTA Katedra tělesné výchovy

Elementární zpracování statistického souboru

Popisná statistika - zavedení pojmů. 1 Jednorozměrný statistický soubor s kvantitativním znakem

PRAVDĚPODOBNOST A STATISTIKA. Bodové a intervalové odhady

- metody, kterými lze z napozorovaných hodnot NV získat co nejlepší odhady neznámých parametrů jejího rozdělení.

Aplikovaná informatika. Podklady předmětu Aplikovaná informatika pro akademický rok 2006/2007 Radim Farana. Obsah. Algoritmus

Výukový modul III.2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

Deskriptivní statistika 1

Přednáška VI. Intervalové odhady. Motivace Směrodatná odchylka a směrodatná chyba Centrální limitní věta Intervaly spolehlivosti

Mezní stavy konstrukcí a jejich porušov. Hru IV. Milan RůžR. zbynek.hruby.

Úvod do teorie měření

jako konstanta nula. Obsahem centrálních limitních vět je tvrzení, že distribuční funkce i=1 X i konvergují za určitých

Doc. Ing. Dagmar Blatná, CSc.

Správnost vztahu plyne z věty o rovnosti úhlů s rameny na sebe kolmými (obr. 13).

S1P Popisná statistika. Popisná statistika. Libor Žák

Rekonstrukce vodovodních řadů ve vztahu ke spolehlivosti vodovodní sítě

Při sledování a studiu vlastností náhodných výsledků poznáme charakter. podmínek různé výsledky. Ty odpovídají hodnotám jednotlivých realizací

Transkript:

3. Hodoceí přesost měřeí a vytyčováí. Odchylky a tolerace ve výstavbě. 3.1 Úvod o měřeí obecě 3.2 Chyby měřeí a jejch děleí 3.2.1 Omyly a hrubé chyby 3.2.2 Systematcké chyby 3.2.3 Náhodé chyby 3.3 Výpočet charakterstky přesost měřeí 3.4 Zpracováí přímých měřeí stejé přesost 3.5 Zpracováí přímých měřeí estejé přesost 3.6 Příklady a zpracováí výsledků přímých měřeí 3.7 Záko hromaděí směrodatých odchylek 3.8 Příklady a aplkac ZHSO 3.9 Vybraé pojmy z geometrcké přesost staveb 3.10 Vytyčovací odchylky ve výstavbě 1

3.1 Úvod o měřeí obecě. V geodéz měříme především délky, úhly, a dále také apř. čas, velkost síly tíže apod. Výsledek měřeí je charakterzová číslem, závslým též a volbě jedotek. Ze zkušeost platí : opakuje l se měřeí téže velčy, tak př sebevětší pečlvost jsou získáy obecě růzé výsledky. Je to tím, že žádé měřeí elze zolovat od moha rušvých vlvů, hlavě : - edokoalost ašch smyslů, - edokoalost přístrojů, - vější vlvy, - edostatečá zalost všech okolostí, které způsobují chyby měřeí atd. 2

3.1 Úvod o měřeí obecě. Omezováím chyb apř. využtím přesějšího přístroje lze sížt jejch vlv, a tak zvýšt přesost měřeí. Promělvé, velm početé, a eje proto v podstatě epostžtelé vlvy určují číselě výsledek měřeí, který je v určtých mezích áhodou (lbovolou a epředvídatelou) velčou. Rozdílost výsledků měřeí vyplývá z fyzkálí podstaty prostředí. Př měřeí a jeho zpracováí je hledáa ejspolehlvější hodota výsledku měřeí, odhadováa její přesost a meze její spolehlvost. Měřeím č zpracováím měřeí NIKDY ezískáme skutečou hodotu velčy, vždy se jedá o odhad. 3

3.2 Chyby měřeí a jejch děleí. Výsledek každého měřeí je evyhutelě zatíže skutečou chybou e, která je souhrem působeí jedotlvých vlvů. Skutečou chybu měřeí e lze vyjádřt pomocí skutečé (správé) hodoty velčy X a měřeé hodoty l : e X l Chyby měřeí : - hrubé chyby a omyly, - evyhutelé (áhodé, systematcké). 4

3.2 Chyby měřeí a jejch děleí. 3.2.1 Omyly a hrubé chyby Omyly ejsou způsobey objektvím podmíkam měřeí, ale esprávým úkoy měřče (omyl, epozorost, špatá mapulace s přístrojem apod.) Hrubé chyby mohou vzkat akupeím epřízvých vlvů ebo jejch eobvyklou velkostí jako apř. slý vítr ebo vbrace obrazu cíle v dalekohledu. Měřeí s těmto chybam jsou v příkrém rozporu s kotrolím měřeím - je uté dvojí měřeí ebo měřeí adbytečých hodot. Nejsou chybam evyhutelým a dále ejsou uvažováy. 5

3.2 Chyby měřeí a jejch děleí. 3.2.2 Systematcké chyby. Vzkají z jedostraě působících příč,za stejých podmíek ovlvňují měřeí ve stejém smyslu, tj. chyba měřeí má stejé zaméko velkost. Dále je lze dělt a : - kostatí (př každém měřeí stejé zaméko velkost, apř. chybá délka pásma), - promělvé (jejch vlv se měí v závslost a podmíkách měřeí, apř. a teplotě atmosféry apod., jejch vlv může mít růzá zaméka). Systematcké chyby je možo potlačt seřízeím (rektfkací) přístrojů a pomůcek před měřeím a vhodou metodkou zpracováí měřeí. 6

3.2 Chyby měřeí a jejch děleí. 3.2.2 Náhodé chyby. Takové chyby, které př stejé měřeé velčě, metodě měřeí, podmíkách a pečlvost, áhodě abývají růzé velkost zaméka. Jedotlvě emají žádé zákotost a jsou vzájemě ezávslé, epředvídatelé a ezdůvodtelé. Ve větších souborech (vícekrát opakovaé měřeí) se však jž řídí jstým statstckým zákotostm. Náhodé chyby stejého druhu mají charakter áhodé velčy s ormálím rozděleím pravděpodobost. 7

3.2 Chyby měřeí a jejch děleí. Vlastost áhodých chyb : - pravděpodobost vzku kladé č záporé chyby určté velkost je stejá, - malé chyby jsou pravděpodobější (četější) ež velké, - chyby ad určtou mez se evyskytují (resp. považujeme je za hrubé). Hustota pravděpodobost j(x) (také frekvečí fukce) ormálího rozděleí N(E(x),s 2 ): x E ( x ) 1 2 2s j( x ) e, x (, ). s 2 2 8

3.2 Chyby měřeí a jejch děleí. j(x) Frekvečí křvka ormálího rozděleí P B j ( x )dx A A B x E(x) - 2s E(x) - 1s E(x) E(x) + 1s E(x) + 2s Pravděpodobost P, že měřeí bude zatížeo chybou o velkost padoucí do tervalu <A;B> je rova ploše vyšrafovaé v grafu. 9

3.2 Chyby měřeí a jejch děleí. Několk hodot pravděpodobostí P, charakterzujících ormálí rozděleí : A B P E(x) E(x) + s 0,341 E(x) s E(x) + s 0,682 E(x) E(x) + 2s 0,477 E(x) 2s E(x) + 2s 0,954 E(x) E(x) + 3s 0,499 E(x) 3s E(x) + 3s 0,997 E(x) E(x) + 1,000 10

3.2 Chyby měřeí a jejch děleí. Co to je směrodatá odchylka s? Je to parametr popsující ormálí rozděleí. Ve vztahu k měřeí je to charakterstka přesost. Z hledska chyb měřeí je třeba vždy tuto charakterstku terpretovat s ohledem a předchozí tabulku, a tedy s uvědomt, že apř. v tervalu < -2s ; 2s > od měřeé hodoty se vyskytuje hledaá hodota geometrckého parametru s pravděpodobostí 95 % (za předpokladu, že měřeí mají ormálí rozděleí). Výsledkem vlvu áhodých a systematckých chyb je skutečá chyba měřeí : e c 11

3.3 Výpočet charakterstky přesost měřeí. Jako charakterstka přesost měřeí se téměř výhradě využívá směrodatá odchylka s. Druhy směrodatých odchylek : základí : z velkého souboru měřeí, kde, výběrová : ze souboru mešího. Výpočet : s ee e 2 1 e X l 12

3.4 Zpracováí přímých měřeí stejé přesost Př praktckém měřeí kromě ěkolka málo specfckých případů skutečou hodotu ezáme a v takovémto případě je jako ejpravděpodobější odhad skutečé hodoty možo použít artmetcký průměr l. Rozdíly průměré hodoty a jedotlvých měřeí jsou pak azýváy opravam v, ze kterých se počítá výběrová směrodatá odchylka s, přesěj vyjádřeo, její odhad. Výpočet platí pro měřeí stejé přesost (= stejé váhy rové jedé). s v 2 1 vv 1 1 l l 1 l v l l 13

3.4 Zpracováí přímých měřeí stejé přesost. Směrodatá odchylka je také áhodá velča pokud provedeme stejě apř. 2 x 10 měřeí a vypočteme dvakrát směrodatou odchylku, obecě ebude stejá. Je pro lustrac je zde uvede vzorec pro výpočet odhadu směrodaté odchylky směrodaté odchylky. s s s 1 2 kde je adbytečý počet měřeí, zde = (1). 2 3 5 10 20 50 100 500 1/ (2 ) 0,71 0,50 0,35 0,24 0,16 0,10 0,07 0,03 14

3.4 Zpracováí přímých měřeí stejé přesost. Pokud je záma směrodatá odchylka jedoho měřeí a bylo měřeo vícekrát, směrodatá odchylka průměré hodoty se vypočte podle vzorce s l s 15

3.5 Zpracováí přímých měřeí estejé přesost. Pokud měřeí emají stejou přesost a tato přesost je záma, je uto zvolt jý postup zpracováí. Hodota výsledku měřeí je pak získáa jako vážeý průměr l pl p 1 1 Váhy se určují : p c s 2 p l p, kde c je voleá kostata. 16

3.5 Zpracováí přímých měřeí estejé přesost. Směrodatá odchylka hodoty určeé vážeým průměrem se vypočte s l p pvv 1 1 1 p p v 2 1, kde opravy se vypočtou v l l 17

3.6 Příklady a zpracováí výsledků přímých měřeí. Příklad 1 : Délka byla měřea opakovaě pětkrát za stejých podmíek a stejou metodou (= se stejou přesostí). Vypočtěte průměrou délku, přesost jedoho měřeí a přesost průměru. l l / m v / m vv / m 2 1 5,628-0,0014 1,96E-06 2 5,626 0,0006 3,60E-07 3 5,627-0,0004 1,60E-07 4 5,624 0,0026 6,76E-06 5 5,628-0,0014 1,96E-06 S 28,133 0,000 1,12E-05 s l = 5,6266 m, = 0,0017 m, = 0,00075 m s l 18

3.6 Příklady a zpracováí výsledků přímých měřeí. Příklad 2 : Délka byla měřea opakovaě pětkrát růzým metodam (= s růzou přesostí). Vypočtěte průměrou délku a přesost průměru. l / m s / m p l. p v / m 1 5,628 0,0030 0,69 3,908-0,0013 2 5,626 0,0020 1,56 8,791 0,0007 3 5,627 0,0025 1,00 5,627-0,0003 4 5,624 0,0035 0,51 2,869 0,0027 5 5,628 0,0025 1,00 5,628-0,0013 S 4,77 26,823 l Volba c = 0,0025 2, = 5,6267 m, = 0,00056 m s l 19

3.7 Záko hromaděí směrodatých odchylek. V moha případech elze ebo eí výhodé přímo měřt určovaou hodotu, a tato se pak určuje zprostředkovaě čl výpočtem z jých měřeých hodot. Příkladem může být plocha trojúhelíka, jsou-l měřey dvě stray a úhel. Potřebujeme eje vypočítat hledaou hodotu, ale také určt její směrodatou odchylku. Záme l fukčí vztah mez velčam, dokážeme j vypočítat pomocí zákoa hromaděí směrodatých odchylek (ZHSO). ZHSO vychází ze zákoa hromaděí skutečých chyb, který je založe a totálím dferecálu fukčího vztahu. 20

3.7 Záko hromaděí směrodatých odchylek. Záko hromaděí skutečých chyb : Fukčí vztah : y f ( x 1, x 2, x 3, x 4, x 5,..., x k ) Platí : y e f x e, x e, x e,..., x e y 1 x1 2 x2 3 x3 k x k Vzhledem k tomu, že skutečé chyby jsou oprot měřeým hodotám velm malé, lze rozvout pravou strau vztahu podle Taylorova rozvoje s omezeím pouze a čley prvího řádu. f f y e f ( x,..., x )... x e x e y 1 k x1 x k 1 k 21

3.7 Záko hromaděí směrodatých odchylek. Záko hromaděí skutečých chyb : f f f f e e e e... e x x x x y x1 x2 x3 x k 1 2 3 k Skutečé chyby měřeých velč zpravdla ezáme, ale záme jejch směrodaté odchylky a Záko hromaděí směrodatých odchylek je dá vztahem : 2 2 f f f s s s... s 2 2 2 2 y x 1 x2 x x1 x2 xk 2 k 22

3.7 Záko hromaděí směrodatých odchylek. Záko hromaděí směrodatých odchylek platí za ásledujících podmíek : 1. Jedotlvé měřeé velčy, a tedy jejch skutečé chyby, musí být vzájemě ezávslé. 2. Skutečé chyby mají áhodý charakter, jejch zaméko a velkost se řídí ormálím rozděleím. 3. Chyby jsou oprot měřeým hodotám malé, parcálí dervace musí zůstat praktcky kostatí, změí - l se měřeé hodoty o hodoty chyb. 4. Jedotlvé čley musí mít stejý fyzkálí rozměr. 23

3.8 Příklady a aplkac ZHSO. Příklad 1 : Jsou zámy dvě délky a = 34,352 m, b = 28,311 m, které byly změřey se s a =s b = 0,002m. Dále byl změře úhel w = 52,3452, s w = 0,0045. Určete směrodatou odchylku plochy trojúhelíka. a w b 24

3.8 Příklady a aplkac ZHSO. Fukčí vztah : 1 P a b s( w ) 2 Skutečé chyby : 1 1 e P b s( w ) e a a s( w ) e b 2 2 1 a b cos( w ) ew 2 180 180 25

3.8 Příklady a aplkac ZHSO. Směrodaté odchylky : 2 2 2 1 2 1 2 b s( ) P a a s( ) b s w s w s 2 2 2 2 1 s w a b cos( w ) 2 Úprava pro s a = s b = s d : 2 1 2 2 b a 2 2 s s ( w ) s P d 4 2 1 s a b cos( ) 2 w w 2 4 Po dosazeí : s P = 0,043 m 2, P = 384,983 m 2. 2 26

3.8 Příklady a aplkac ZHSO. Příklad 2 : Odvoďte vzorec pro směrodatou odchylku průměru z měřeí, záte-l směrodatou odchylku jedoho měřeí s l. Fukčí vztah : l l l l...l 1 2 Záko hromaděí skutečých chyb : e 1... l e e e l1 l2 l Víme, že všecha měřeí mají stejou směrodatou odchylku. O skutečých chybách ale evíme c (je to áhodá velča) a proto NELZE závorku zjedodušt. Obecě platí : e e... e l l l 1 2 27

3.8 Příklady a aplkac ZHSO. Záko hromaděí směrodatých odchylek : Ze zadáí víme, že všecha měřeí mají stejou směrodatou odchylku. Proto platí : s s... s s l l l l 1 2 2 1 2 2 2 1 2 s s s s... s s l l l l l 2 1 2 2 2 l 28

3.9 Vybraé pojmy z geometrcké přesost staveb. Základí hodota geometrckého parametru Skutečá hodota g.p. Skutečá odchylka Mezí odchylka Přesost kotrolího měřeí Hodota uvedeá v projektové dokumetac. Hodota ve skutečost. Rozdíl mez projektovaou a měřeou hodotou. Největší přípustá odchylka pro výsledky měřeí. Odvíjí se od požadovaé přesost určeí geometrckého parametru. 29