Ausgleichungsrechnung: eine Einführung für Studierende und Praktiker des Vermessungs- und Geoinformationswesens
Gespeichert in:
1. Verfasser: | |
---|---|
Format: | Buch |
Sprache: | German |
Veröffentlicht: |
Berlin [u.a.]
de Gruyter
2002
|
Schriftenreihe: | De-Gruyter-Lehrbuch
|
Schlagworte: | |
Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
Beschreibung: | Literaturverz. S. 395 - 402 |
Beschreibung: | XIII, 407 S. graph. Darst. |
ISBN: | 3110140802 |
Internformat
MARC
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INHALTSVERZEICHNIS
VORWORT
V
1
BEURTEILUNG
VON
MESSUNGSGROESSEN
1
1.1
ZUFALLSVARIABLE
.
1
1.1.1
MESSGROESSEN
-
MITTELWERTE
-
GENAUIGKEITEN
.
2
1.1.2
MITTELWERT-PARAMETER
.
3
1.1.3
GENAUIGKEITS-MASSE
.
4
1.2
KLASSIFIZIERUNG
VON
FEHLEM
.
7
1.2.1
ZUORDNUNGSFEHLER
.
7
1.2.2
VOELLIG
FALSCHE
MESSWERTE
20
-
50
CT
.
8
1.2.3
GROBE
FEHLER
-
AUSREISSER
(3
-
5)
O
BIS
(20
-
50)
A
.
8
1.2.4
ZUFAELLIGE
ABWEICHUNGEN
-
MESSUNGENAUIGKEITEN
.
9
1.2.5
TRUNCATION
ERROR
-
FEHLER
DURCH
STELLENABBRUCH
.
9
1.2.6
MODELLFEHLER
.
10
1.3
BESCHREIBENDE
STATISTIK
.
11
1.3.1
HAEUFIGKEITSVERTEILUNG
.
11
1.3.2
WAHRSCHEINLICHKEITSFUNKTIONEN
.
14
1.3.3
ERWARTUNGSWERTE
.
16
1.3.4
RECHNEN
MIT
ERWARTUNGSWERTEN
.
17
1.4
DER
ZWEIDIMENSIONALE
ZUFALLSVEKTOR
.
19
1.4.1
DEFINITIONEN
.
19
1.4.2
KOVARIANZ
UND
KORRELATION
.
20
1.4.3
BERECHNUNG
VON
KOVARIANZEN
UND
KORRELATION
.
23
1.4.4
AUTOKOVARIANZFUNKTION
.
27
1.5
DER
M-DIMENSIONALE
ZUFALLSVEKTOR
.
28
1.5.1
DEFINITIONEN
.
29
1.5.2
BERECHNUNG
VON
KOVARIANZEN
UND
KORRELATIONEN
.
30
1.5.3
ERWARTUNGSWERTE
FUER
FUNKTIONEN
DER
ZUFALLSVARIABLEN
.
.
31
1.6
NORMALVERTEILUNG
.
33
1.6.1
DEFINITION
UND
EIGENSCHAFTEN
.
33
1.6.2
BEGRUENDUNGEN
FUER
DIE
NORMALVERTEILUNG
.
35
1.6.3
STANDARD-NORMALVERTEILUNG
.
36
1.6.4
DICHTEFUNKTION
DER
MEHRDIMENSIONALEN
NORMALVERTEILUNG
.
39
VIII
INHALTSVERZEICHNIS
2
VARIANZ-FORTPFLANZUNG
41
2.1
EINFUEHRUNG
.
41
2.2
LINEARE
FUNKTIONEN
.
42
2.2.1
HERLEITUNG
UEBER
WAHRE
RESIDUEN
.
42
2.2.2
ANWENDUNGEN:
YYSUMME
UND
DIFFERENZ
"
.
44
2.2.3
ALLGEMEINE
FORM
DES
VARIANZ-FORTPFLANZUNGS-GESETZES
.
46
2.2.4
ANWENDUNGEN:
LINEARE
FUNKTIONEN
MIT
KORRELATION
.
47
2.3
NICHTLINEARE
FUNKTIONEN
.
51
2.3.1
LINEARISIERUNG
.
52
2.3.2
VARIANZ-FORTPFLANZUNG
NACH
LINEARISIERUNG
.
53
2.3.3
ALTERNATIVE
FORMULIERUNG
.
54
2.3.4
HILFSMITTEL:
DIFFERENZEN-QUOTIENTEN
.
54
2.3.5
ANWENDUNGEN:
NICHTLINEARE
FUNKTIONEN
.
55
3
KONFIDENZBEREICHE
UND
STATISTISCHE
TESTS
62
3.1
VORBEMERKUNG
.
62
3.2
TESTVERTEILUNG
.
63
3.2.1
DIE
CHI-QUADRAT-VERTEILUNG
(X
2
-VERTEILUNG)
.
64
3.2.2
DIE
STUDENT-VERTEILUNG
.
66
3.2.3
DIE
FISHER-VERTEILUNG
.
68
3.2.4
BEZIEHUNGEN
ZWISCHEN
F-,
X
2
-UND
T-VERTEILUNG
.
69
3.2.5
NICHTZENTRALITAET
EINER
VERTEILUNG
.
70
3.3
BERECHNUNG
VON
KONFIDENZBEREICHEN
.
72
3.3.1
KONFIDENZBEREICH
FUER
/Z
MIT
BEKANNTEM
O
2
.
72
3.3.2
KONFIDENZBEREICH
FUER
/Z
MIT
NICHT
BEKANNTEM
ER
2
.
75
3.3.3
KONFIDENZBEREICH
FUER
DIE
VARIANZ
A
2
.
76
3.4
GRUNDZUEGE
DER
STATISTISCHEN
TESTTHEORIE
.
78
3.4.1
AUSGANGSUEBERLEGUNG
.
78
3.4.2
AUFBAU
EINES
STATISTISCHEN
TESTS
.
79
3.4.3
FEHLSCHLUSS
1.
UND
2.
ART
.
80
3.4.4
EIN
UND
ZWEISEITIGE
FRAGESTELLUNG
.
81
3.5
DIFFERENZTEST
FUER
ZWEI
MITTELWERTE
.
81
3.5.1
TESTABLAUF
BEI
BEKANNTER
VARIANZ
CT
2
.
82
3.5.2
TESTGUETE
.
84
3.5.3
TESTABLAUF
BEI
GESCHAETZTER
VARIANZ
.
86
3.6
SIGNIFIKANZTEST
FUER
ZWEI
EMPIRISCHE
VARIANZEN
.
90
4
GRUNDLAGEN
DER
AUSGLEICHUNGSRECHNUNG
93
4.1
AUSGANGSUEBERLEGUNGEN
.
93
4.1.1
PUNKTBESTIMMUNG
IN
DER
EBENE
.
93
4.1.2
FUNKTIONALE
ZUSAMMENHAENGE
-
REGRESSION
.
95
4.1.3
TRANSFORMATION
VON
KOORDINATEN
.
96
INHALTSVERZEICHNIS
IX
4.2
KONZEPTE
ZUR
MODELLBILDUNG
.
98
4.2.1
MESSUNGSGROESSEN
-
KOORDINATEN/PARAMETER
.
98
4.2.2
FUNKTIONALES
MODELL
.
100
4.2.3
LINEARISIERUNG
DER
BEOBACHTUNGSGLEICHUNGEN
.
102
4.2.4
STOCHASTISCHES
MODELL
.
104
4.2.5
KOORDINATEN
ALS
PARAMETER
IN
GEODAETISCHEN
NETZEN
.
106
4.3
DIE
METHODE
DER
KLEINSTEN
QUADRATE
.
108
4.3.1
AUSGLEICHUNGSANSATZ
FUER
EIN
NIVELLEMENTSNETZ
.
109
4.3.2
PARAMETERSCHAETZUNG
FUER
GLEICHGENAUE
BEOBACHTUNGEN
.
.
112
4.3.3
HERLEITUNG
DES
AUSGLEICHUNGSANSATZES
AUS
DER
STATISTIK
.
114
4.3.4
PARAMETERSCHAETZUNGEN
FUER
BEOBACHTUNGEN
MIT
KOVARIANZINFORMATIONEN
.
117
4.3.5
KOVARIANZMATRIX
FUER
DEN
PARAMETERVEKTOR
X
.
120
4.3.6
KOVARIANZMATRIX
FUER
FUNKTIONEN
DER
PARAMETER
.
121
4.3.7
ABLAUF
DER
BERECHNUNG
UND
PROBEN
.
122
4.4
BEISPIELE
FUER
AUSGLEICHUNGSAUFGABEN
.
128
4.4.1
BESTIMMUNG
EINES
NEUPUNKTES
.
128
4.4.2
BEISPIEL
NIVELLEMENTSNETZ
.
133
4.4.3
VERMITTELNDE
AUSGLEICHUNG
EINES
NETZES
.
135
4.5
BEURTEILUNG
DER
AUSGLEICHUNGSANSAETZE
.
142
4.5.1
GENAUIGKEITSNIVEAU
DER
MESSUNGEN
.
142
4.5.2
ZUM
MODELLCHARAKTER
DER
AUSGLEICHUNGSANSAETZE
.
146
4.5.3
GLOBALTEST
DES
AUSGLEICHUNGSMODELLS
.
147
5
BEDINGUNGEN
UND
RESTRIKTIONEN
IM
AUSGLEICHUNGSMODELL
152
5.1
EINFUEHRUNG
UND
BEGRUENDUNG
.
152
5.2
DER
ALLGEMEINFALL
DER
AUSGLEICHUNGSRECHNUNG
.
153
5.2.1
AUFSTELLEN
DES
FUNKTIONALEN
MODELLS
.
153
5.2.2
LOESUNG
DER
AUSGLEICHUNGSAUFGABE
.
156
5.2.3
GENAUIGKEITSMASSE
UND
KOFAKTORMATRIZEN
.
158
5.2.4
BEISPIEL:
BESTIMMUNG
EINES
KREISES
(FORTSETZUNG)
.
160
5.3
BEDINGTE
AUSGLEICHUNG
.
161
5.3.1
AUFSTELLEN
DES
FUNKTIONALEN
MODELLS
.
161
5.3.2
LOESUNGSALGORITHMUS
.
163
5.3.3
FUNKTIONEN
DER
AUSGEGLICHENEN
BEOBACHTUNGEN
.
164
5.3.4
BEISPIEL:
AUSGLEICHUNG
EINES
NIVELLEMENTSNETZES
.
165
5.4
RESTRIKTIONEN
UND
HYPOTHESENTESTS
.
167
5.4.1
EINFUEHRUNG
.
167
5.4.2
ALLGEMEINE
FORM
EINER
LINEAREN
HYPOTHESE
.
168
5.4.3
HERLEITUNG
DER
TESTSTATISTIK
.
171
5.4.4
IMPLIZITE
HYPOTHESENFORMULIERUNG
.
174
5.5
BEDINGUNGEN
ALS
YYFIKTIVE
BEOBACHTUNGEN
"
.
177
X
INHALTSVERZEICHNIS
5.5.1
ALLGEMEINER
MODELLANSATZ
.
177
5.5.2
KOORDINATEN
ALS
FIKTIVE
BEOBACHTUNGEN
.
178
5.5.3
RECHTWINKELBEDINGUNGEN
ALS
FIKTIVE
BEOBACHTUNGEN
.
179
5.5.4
GERADHEITSBEDINGUNGEN
ALS
FIKTIVE
BEOBACHTUNGEN
.
180
6
ROBUSTE
PARAMETERSCHAETZUNG
182
6.1
EINFUEHRUNG
.
182
6.2
AUSGANGSBETRACHTUNGEN
.
183
6.2.1
SCHAETZFUNKTIONEN
.
183
6.2.2
EINFLUSSFUNKTIONEN
.
184
6.2.3
VERLUSTFUNKTIONEN
.
186
6.3
MODELLANSAETZE
DER
ROBUSTEN
PARAMETERSCHAETZUNG
.
187
6.3.1
DAS
STOCHASTISCHE
MODELL
.
187
6.3.2
HERLEITUNG
DER
SCHAETZFUNKTION
.
188
6.3.3
M-SCHAETZER
.
190
6.3.4
L-SCHAETZER
.
192
6.3.5
LS-NORM-SCHAETZER
.
193
6.4
EIGENSCHAFTEN
ROBUSTER
SCHAETZVERFAHREN
.
195
6.4.1
HEBELPUNKTE/HEBELBEOBACHTUNGEN
.
196
6.4.2
BRUCHPUNKTE
.
198
6.4.3
MODIFIZIERTE
M-SCHAETZER
.
199
6.5
PRAKTISCHE
HANDHABUNG
DER
MODIFIZIERTEN
M-SCHAETZER
.
202
7
DATUMSPROBLEMATIK
205
7.1
SINGULAERE
AUSGLEICHUNGSMODELLE
.
205
7.1.1
EINFUEHRUNG
.
205
7.1.2
PRAGMATISCHE
LOESUNG
FUER
EIN
HOEHENNETZ
.
208
7.1.3
DATUMSDEFEKTE
UND
FREIE
DATUMSPARAMETER
.
211
7.1.4
KONFIGURATIONSDEFEKTE
.
214
7.1.5
PRAGMATISCHE
LOESUNG
FUER
EIN
LAGENETZ
.
214
7.1.6
LOESUNG
DURCH
SPEKTRALZERLEGUNG
.
216
7.1.7
BEZIEHUNGEN
ZWISCHEN
DEN
BEDINGUNGSGLEICHUNGEN
GUNDB
.
218
7.2
DATUMSFREIES
KONZEPT
.
219
7.2.1
AUSGANGSUEBERLEGUNG
.
219
7.2.2
EINFUEHRUNG
VON
ZUSATZPARAMETEM
.
220
7.2.3
AUSWIRKUNG
IN
PRAKTISCHEN
NETZEN
.
226
7.2.4
KOMBINIERTE
AUSGLEICHUNG
VON
TERRESTRISCHEN
UND
GPS-MESSUNGEN
.
228
7.3
DATUMSFESTLEGUNG
IN
GEODAETISCHEN
NETZEN
.
230
7.3.1
ZWANGSFREIE
LAGERUNG
.
230
7.3.2
GESAMTSPURMINIMIERUNG
.
234
INHALTSVERZEICHNIS
XI
7.3.3
TEILSPURMINIMIERUNG
.
235
7.3.4
HIERARCHISCHE
AUSGLEICHUNG
.
238
7.3.5
WEICHE
LAGERUNG
.
240
7.4
LOESUNG
EINES
SINGULAEREN
AUSGLEICHUNGSPROBLEMS
MIT
BEDINGUNGEN
.
241
7.4.1
ZUSATZBEDINGUNGEN
IM
MODELL
DER
PARAMETRISCHEN
AUSGLEICHUNG
.
241
7.4.2
HERLEITUNG
DER
SUBMATRIZEN
.
243
7.4.3
OPTIMALEIGENSCHAFTEN
VON
QII
.
244
7.4.4
HAUPTLOESUNG
X
.
246
7.5
S-TRANSFORMATION
.
247
7.5.1
HERLEITUNG
DER
S-TRANSFORMATIONEN
.
247
7.5.2
ANWENDUNG
DER
S-TRANSFORMATION
FUER
EIN
HOEHENNETZ
.
249
8
QUALITAETSBEURTEILUNG
251
8.1
DER
BEGRIFF
YYQUALITAET
"
.
251
8.2
BEURTEILUNG
DER
GENAUIGKEIT
.
252
8.2.1
AUSGLEICHUNGSMODELL
UND
KOVARIANZMATRIX
Y.
XX
.
252
8.2.2
LOKALE
GENAUIGKEITSKRITERIEN
.
255
8.2.3
GLOBALE
GENAUIGKEITSKRITERIEN
.
263
8.3
BEURTEILUNG
DER
ZUVERLAESSIGKEIT
.
268
8.3.1
EINFUEHRUNG
IN
DAS
KONZEPT
ZUVERLAESSIGKEIT
.
268
8.3.2
REDUNDANZANTEILE
UND
AUSREISSERTESTS
.
270
8.3.3
MINIMAL
AUFDECKBARE
AUSREISSER
.
273
8.3.4
TESTSTATISTIK
FUER
ZUSAETZLICHE
PARAMETER
.
275
8.3.5
EINDIMENSIONALE
ALTEMATIVHYPOTHESEN
.
279
8.3.6
ABSTIMMUNG
DES
TESTNIVEAUS
.
281
8.3.7
MASSE
FUER
DIE
AEUSSERE
ZUVERLAESSIGKEIT
.
283
9
SPEZIELLE
ASPEKTE
286
9.1
ELIMINIEREN
VON
PARAMETERN
.
286
9.1.1
AUFGABENSTELLUNG
.
286
9.1.2
ELIMINIERUNG
DURCH
BLOCKZERLEGUNG
.
286
9.1.3
MITTLERE
VERBESSERUNGSGLEICHUNG
.
289
9.1.4
FINGIERTE
VERBESSERUNGSGLEICHUNGEN
NACH
SCHREIBER
.
291
9.2
VARIANZKOMPONENTENSCHAETZUNG
.
293
9.2.1
SCHAETZUNG
EINES
VARIANZFAKTORS
.
296
9.2.2
SCHAETZUNG
DER
EINZELNEN
VARIANZKOMPONENTEN
.
297
9.2.3
PRAKTISCHER
BERECHNUNGSABLAUF
.
299
9.3
BESTIMMUNG
VON
NAEHERUNGSKOORDINATEN
.
301
9.3.1
PROBLEMSTELLUNG
.
301
9.3.2
ITERATIVE
AUSGLEICHUNG
.
302
9.3.3
HERKOEMMLICHE
ANSAETZE
.
303
XII
INHALTSVERZEICHNIS
9.3.4
SPEZIELLE
MODELLE:
DIREKTER
ANSATZ
.
305
9.3.5
STRATEGIE
FUER
3D-NETZE
.
307
10
TRANSFORMATIONEN
309
10.1
EINLEITUNG
.
309
10.2
MODELLE
FUER
KOORDINATENTRANSFORMATIONEN
.
310
10.2.1
HELMERT-TRANSFORMATION
.
310
10.2.2
AFFIN-TRANSFORMATION
.
311
10.2.3
POLYNOMIALE
TRANSFORMATION
.
313
10.2.4
DREIDIMENSIONALE
HELMERT-TRANSFORMATION
.
313
10.3
SCHAETZUNG
DER
TRANSFORMATIONSPARAMETER
.
315
10.3.1
SCHAETZUNG
DER
PARAMETER
DER
HELMERT-TRANSFORMATION
.
315
10.3.2
KOVARIANZMATRIZEN
UND
AUSREISSERTESTS
BEI
DER
HELMERT-TRANSFORMATION
.
318
10.3.3
DIREKTE
TRANSFORMATION
VON
GPS-DATENSAETZEN
.
320
10.3.4
ZWEISTUFIGE
INTEGRATION
VON
GPS-DATENSAETZEN
.
321
10.4
ROBUSTE
TRANSFORMATIONEN
.
324
10.4.1
ALLGEMEINES
.
324
10.4.2
LL-SCHAETZUNG
.
325
10.4.3
LMS-SCHAETZUNG
.
326
10.4.4
MODIFIZIERTER
M-SCHAETZER
(BIBER)
.
328
10.5
NACHBARSCHAFTSTREUE
ANPASSUNG
.
328
10.5.1
PROBLEMSTELLUNG
.
328
10.5.2
MASCHENWEISE
AFFIN-TRANSFORMATION
.
329
10.5.3
ABSTANDSGEWICHTE
.
330
10.5.4
MULTIQUADRATISCHE
INTERPOLATION
.
331
10.6
NUMERISCHES
BEISPIEL
.
332
10.6.1
AUSGANGSDATEN
.
332
10.6.2
HELMERT-TRANSFORMATION
.
333
10.6.3
AFFIN-TRANSFORMATION
.
334
10.6.4
MASCHENWEISE
AFFIN-TRANSFORMATION
.
335
10.6.5
LL-HELMERT-TRANSFORMATION
.
336
10.6.6
LMS-SCHAETZUNG
.
337
11
REGRESSION
UND
KOLLOKATION
338
11.1
EINFUEHRUNG
.
338
11.2
LINEARE
REGRESSION
BEI
ZWEI
VARIABLEN
.
340
11.2.1
AUSGANGSMODELL
UND
PARAMETERSCHAETZUNG
.
340
11.2.2
UEBERGANG
ZU
SCHWERPUNKTBEZOGENEN
GROESSEN
.
342
11.2.3
REGRESSION
VON
X
AUF
Y
.
343
11.2.4
BEISPIEL:
REGRESSIONSGERADE
.
344
11.3
MULTIPLE
LINEARE
REGRESSION
.
347
INHALTSVERZEICHNIS
XIII
11.3.1
AUSGANGSMODELL
.
347
11.3.2
QUALITATIVE
MERKMALE
.
348
11.3.3
MERKMALSABSTAND
-
VERSUCHSPLANUNG
.
348
11.3.4
NICHTLINEARITAETEN
.
349
11.3.5
BEISPIEL:
REGRESSIONSEBENE
.
350
11.4
QUALITAETSBEURTEILUNG
DER
REGRESSION
.
353
11.5
TEST
DER
REGRESSIONSPARAMETER
.
354
11.5.1
GLOBALTEST
.
354
11.5.2
TEST
EINZELNER
PARAMETER
.
356
11.6
KOLLOKATION
.
357
11.6.1
EINFUEHRUNG
.
357
11.6.2
KOVARIANZFUNKTIONEN
.
358
11.6.3
KOLLOKATIONSANSATZ
.
359
11.6.4
SCHAETZUNGEN
FUER
DIE
ZIELFUNKTION
.
360
12
KONGRUENZTESTS
UND
KALMAN-FILTERUNG
365
12.1
ZEITLICHE
KOMPONENTEN
IM
VERMESSUNGSWESEN
.
365
12.2
KONGRUENZPRUEFUNG
.
367
12.2.1
AUSGANGSSITUATION
.
367
12.2.2
GLOBALER
KONGRUENZTEST
FUER
ZWEI
EPOCHEN
.
369
12.2.3
IMPLIZITE
HYPOTHESENFORMULIERUNG
.
372
12.2.4
BERUECKSICHTIGUNG
EINER
UNTERSCHIEDLICHEN
KONFIGURATION
.
.
372
12.3
BESTIMMUNG
DER
VERSCHIEBUNGEN
.
375
12.3.1
REFERENZPUNKTE
.
375
12.3.2
LOKALISIERUNG
VON
EINZELPUNKTVERSCHIEBUNGEN
.
376
12.4
DISKRETE
KALMAN-FILTERUNG
.
380
12.4.1
GRUNDLAGEN
DER
SYSTEMTHEORIE
.
380
12.4.2
AUFGABENFORMULIERUNG
FUER
DIE
KALMAN-FILTERUNG
.
382
12.4.3
BERECHNUNGSABLAUF
FUER
DIE
DISKRETE
KALMAN-FILTERUNG
.
384
A
TAFELN
DER
VERTEILUNGEN
389
LITERATUR
395
INDEX
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