有三個獨立的隨機變量a, b 和c。倘若各測量精度為相同,
σ
σ
σ
σ
c
b
a
=
=
=
,經差
分運算得到新的隨機變量:
a
c
x
−
=
a
b
y
−
=
與
。試依據誤差傳播定律推求新變量中
誤差σ 與
,以及兩變量間的相關係數。(20 分)
x
y
σ
有一段距離Y,利用步幅、鋼捲尺及電子測距儀等儀器(分別以A、B及C代表之),對
Y實施多次重複量測,得到相應距離Y的平均值及其中誤差為YA=47.244±1.524 m、YB=
46.845
0.015 m及Y
±
C=46.875±0.006 m。試計算對應Y 、
、
的權、距離Y的
最或是值(加權平均值)
A
B
Y
YC
Y 、單位權中誤差
0
σ 、Y 的中誤差
Y
σ 及加權觀測量
、
、
的中誤差。(25 分)
A
Y
Y
v
5,
,2,1
i
L
B
C
Y
常態分配(Normal Distribution)函數能寫成:
2
2 2σ
)
(
e
σ
2π
1
)
(
µ
x
x
f
−
−
=
,其中變數µ
和σ各為x 的期望值與標準差。本對稱函數中心軸左右σ處為函數曲線的反曲點,
試繪圖並配合公式、文字,加以申論之。(20 分)
某一水準網依間接觀測平差法列出5 個等權觀測方程式(單位為m),如下列方
程式所示。其中E、F 為待定點的高程,
,
i
=
為殘差(剩餘誤差)項。經
由最小二乘法平差,求得E、F 的估值分別為102.02m 及101.06m。如果以
AX=L+V 矩陣形式表示該方程式,試列出A、X、L 等矩陣的內容;並依該方程式
計算法方程式N、殘差項(
,i
iv
5,
,2,1
L
=
)及單位權中誤差
0
σ 。(25 分)
對一未知參數x,獨立量測n 次,觀測成果為
i
i
σ
x ±
,
為
的中誤差,
iσ
ix
n
...,
,2
,1
=
i
。
最小二乘法(Least-Squares Method)旨於極小化量測誤差加權平方和,試逐步明列
以最小二乘法估計x 之計算式。(20 分)
4
3
2
1
v
08
.
102
0
E
v
00
.
102
0
E
v
92
.0
F
E
v
08
.
101
F
0
v
101.00
F
0
+
=
+
+
=
+
+
=
−
+
=
+
+
=
+
已知相互獨立n 個時間序列數據
,
iy
n
...,
,2
,1
=
i
。今欲以最小二乘法由該時間序列
擬合一直線
c
mt
(t)
+
=
f
。試以間接平差方式排列,各觀測量為等權觀測誤差方程組,
請以矩陣方式展示,並列出所有向量與矩陣中各別的元素。(20 分)