測量可靠性理論哲學(xué)思維論文

　　1引言

　　測量中的可靠性理論，是指測量系統(比如一個(gè)控制網(wǎng)、一個(gè)測量設計)發(fā)現和抵抗粗差的能力。發(fā)現粗差的能力稱(chēng)為內部可靠性，抵抗粗差的能力稱(chēng)為外部可靠性。內部可靠性可通過(guò)多余觀(guān)測數r來(lái)描述，一個(gè)觀(guān)測值的內部可靠性可通過(guò)多余觀(guān)測分量ri來(lái)描述。外部可靠性可以通過(guò)對平差結果的影響來(lái)描述，內部可靠性和外部可靠性具有一致性。如巴爾達在可靠性理論方面主要研究了檢測單個(gè)粗差的能力和不可發(fā)現的粗差對平差結果的影響。李德仁提出了攝影測量平差系統的可靠性理論［1］，包括平差系統發(fā)現單個(gè)模型誤差(粗差、系統誤差)、發(fā)現多個(gè)模型誤差的能力。從單個(gè)一維備選假設發(fā)展到單個(gè)多維備選假設，發(fā)展到兩個(gè)多維備選假設，提出了粗差和系統誤差、粗差和變形的可區分性理論，并提出了處理含粗差觀(guān)測值的選擇權迭代法和穩健估計法�？煽啃岳碚搶�測量設計、數據處理和成果質(zhì)量評定有重要指導意義。但是可靠性理論也存在一些問(wèn)題，例如一條附合導線(xiàn)的多余觀(guān)測分量很小，內部、外部可靠性都很差［3，8］，難道說(shuō)，附合導線(xiàn)及其成果就不可靠，附合導線(xiàn)就不能使用了嗎?另外，在許多情況下，僅靠平差模型的改進(jìn)，是不能發(fā)現粗差和系統誤差的，更不能區分粗差和系統誤差、粗差和變形。為此，作者將可靠性理論進(jìn)行了擴展，提出了廣義可靠性理論，廣義可靠性是測量系統發(fā)現和抵抗粗差與系統誤差的能力，以及減小偶然誤差的能力�？赏ㄟ^(guò)重復觀(guān)測、多余觀(guān)測和計量檢測來(lái)描述。本文主要闡述可靠性理論的哲學(xué)思想。

　　2可靠性與精度的關(guān)系

　　對于一個(gè)測量控制網(wǎng)來(lái)說(shuō)，由間接觀(guān)測平差模型(l，Ax，σ20p－1)可得觀(guān)測值li的內部可靠性量度指標(多余觀(guān)測分量)ri為［1］:ri=(QVVP)ii(1)且滿(mǎn)足∑n1ri=r=n－t(2)外部可靠性量度指標即能發(fā)現li中粗差的下界值為0li=σi?ω0/r槡i(3)上面公式中，n為觀(guān)測值數，t為必要觀(guān)測數。ω0為非中心參數，對于單個(gè)觀(guān)測值粗差而言，其取值與顯著(zhù)水平α和檢驗功效γ有關(guān)，常取2.79(α=0.05，γ=0.80)或4.13(α=0.01，γ=0.80)［2］。ri可以反映控制網(wǎng)發(fā)現觀(guān)測值li(中誤差為σi)中粗差的能力。ri愈大，通過(guò)統計檢驗，能發(fā)現li中粗差的下界值0li愈小;或對同一個(gè)粗差，檢驗功率愈大。因此，ri被定義為觀(guān)測值li的內部可靠性。假設觀(guān)測值相互獨立，有ri=1－^σ2i/σ2i(4)上式中^σi為li的平差值的中誤差。又定義bi=1－ri(5)稱(chēng)bi為必要觀(guān)測數。若觀(guān)測值li的精度很高，即σi很小，則平差后的精度提高很小，^σi雖小了一點(diǎn)，但有^σi≈σi，這時(shí)該觀(guān)測值的內部可靠性ri→0，但必要觀(guān)測數bi→1。若觀(guān)測值沒(méi)有誤差，如已知點(diǎn)的坐標，已知邊或已知方位角，平差前后的精度將不變，這時(shí)ri=0，但必要觀(guān)測數bi=1。若觀(guān)測值li的精度很低，則平差后精度將顯著(zhù)提高，^σi將比σi小很多，這時(shí)ri則較大。即有:在一個(gè)測量控制網(wǎng)平差系統中，觀(guān)測值li的精度與該觀(guān)測值的可靠性成反比，精度越高的觀(guān)測值，可靠性越低，精度越低的觀(guān)測值，可靠性越高。在測量平差中，又引入了權的概念，觀(guān)測值li的精度和其權的關(guān)系如下:Pi=σ20σ2i(6)式中，σ0為單位權中誤差，可設為一常數，觀(guān)測值li的精度越高(σi越小)，則該觀(guān)測值的權越大，觀(guān)測值li的精度越低(σi越大)，則該觀(guān)測值的權越小，即精度和權成正比。由此可得:在一個(gè)測量控制網(wǎng)平差系統中，觀(guān)測值li的權于其可靠性的關(guān)系:觀(guān)測值li的權與該觀(guān)測值的可靠性成反比，權越大的觀(guān)測值，其可靠性越低，權越小的觀(guān)測值，其可靠性越高。由內部可靠性和外部可靠性具有一致性來(lái)看，權越大的觀(guān)測值，其不能發(fā)現的粗差對結果的影響也越大。

　　3可靠性理論的哲學(xué)思想

　　如果我們將測量中觀(guān)測值的權和其可靠性擴展到社會(huì )，將會(huì )是怎樣呢?社會(huì )上的權和可靠性概念可以定義為:權，指權力、權勢、權能和重要性，對人來(lái)說(shuō)，與職位、能力有關(guān)。一個(gè)系統可以是一個(gè)國家、部門(mén)、單位、團體或組織�？煽啃栽谶@里與社會(huì )生活中的可靠有所不同，比如說(shuō)一個(gè)人可靠，一般是指這個(gè)人有忠心，辦事認真可靠�？煽啃杂蓽y量擴展到社會(huì )時(shí)，乃是指系統發(fā)現個(gè)人可能犯錯誤的能力。在一個(gè)測量控制網(wǎng)平差系統中，系統研究可靠性的對象是組成該系統的所有觀(guān)測值，在社會(huì )系統中，系統研究可靠性的對象是組成該系統的所有人�？煽啃岳碚摂U展到社會(huì )，他的哲學(xué)意義是:在一個(gè)社會(huì )系統中，一個(gè)人的可靠性與他的權成反比，權越大，其可靠性越低，權越小，其可靠性越高。從系統發(fā)現個(gè)人可能犯錯誤的能力的角度看，一個(gè)人的權越大，則他可能犯的甚至是很大的錯誤，是不易被發(fā)現和糾正的，而且他所犯的未被發(fā)現和糾正的錯誤所造成的影響和后果越嚴重。為了避免這種情況，最好的方法是有監督機構和制度，例如，不是一人的權獨大，有多人的有相近的權，而且有監督機制和限制權力的法制。如在一個(gè)測量控制網(wǎng)中，若有多個(gè)已知點(diǎn)，則其中一個(gè)點(diǎn)有問(wèn)題，也容易通過(guò)基準點(diǎn)檢驗而被發(fā)現，而且，他對結果的影響也會(huì )得到限制。上面僅僅是事情的一面，從必要觀(guān)測數的角度來(lái)看，一個(gè)社會(huì )系統中，權大者的必要性也越大，而且是不可少的，更不是不可沒(méi)有的，正如一個(gè)測量控制網(wǎng)需要基準點(diǎn)一樣。相反，對于那些權極小即可靠性很高的，其必要觀(guān)測數趨近于零，完全成為多余，這種觀(guān)測值在平差系統中不起作用，可以刪除，且對平差結果沒(méi)有任何影響，通過(guò)刪除多余觀(guān)測值，可以節省建網(wǎng)費用。作者提出的“一種基于可靠性的工程控制網(wǎng)優(yōu)化設計新方法”正是這一思想的體現。對于社會(huì )，根據可靠性理論，可以按權的大小來(lái)選取人才，權很小，也意味能力低下，許多事情都不能勝任，雖然對系統無(wú)害，但可有可無(wú)，不如裁減的好。

　　4結束語(yǔ)

　　綜上所述，在一個(gè)測量控制網(wǎng)平差系統中，觀(guān)測值的權(或精度)與該觀(guān)測值的可靠性成反比，權越大(或精度越高)的觀(guān)測值，其可靠性越低，權越小的觀(guān)測值，其可靠性越高。將可靠性的這一理論由測量擴展到社會(huì )，其哲學(xué)意義是:在一個(gè)社會(huì )系統中，一個(gè)人的可靠性與他的權成反比，權越大，其可靠性越低，權越小，其可靠性越高。權越大，其所犯的未被發(fā)現和糾正的錯誤所造成的影響和后果越嚴重。另一方面，權越大(或精度越高)，其可靠性雖然越低，但在系統中卻是不可缺少的;權越小，越可靠，但卻應當除去不用。

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