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UNIDAD 2: ERRORES GEOTOPOGRAFIA Prof. Virginia Arcuri Carou Los valores obtenido en todas las mediciones depende de diferentes variables: el objeto a medir la metodología empleada en la medición instrumental utilizados factores inherentes al operador condiciones metorológicas Todas las mediciones se encuentran afectadas por errores y el valor exacto de una magnitud (distancia, ángulo, desnivel) nunca podrá ser halladas. 2 ERROR≠EQUIVOCACIÓN 3 El error de una magnitud es aceptable según el objetivo o finalidad de la medición 4 Exactitud y Precisión 5 •Errores por la falta de definición de los extremos de la magnitud que se desea medir. • Errores personales • Errores instrumentales • Errores por factores atmosféricos Fuentes de error 6 Por su naturaleza se clasifican en: -Errores sistemáticos: *Obedecen a leyes conocidas *Signo definido *Están asociado a los errores instrumentales , condiciones físicas o ambientales -Errores accidentales: *Son fortuitos. Responde a leyes del azar. *No se pueden predecir su magnitud *Tiene igual probabilidad de ser positivos o negativos. *Se origina por limitaciones de los sentidos del ser humano 7 Ejemplo de calculos de errores sistemáticos Cuál es la longitud real de una medición realizada con cinta metálica de 245,50 m realizada en un día cuyo termómetro indicaba 40ºC Nota: Coeficiente de dilatación del acero 1x10-5 Δ l=lα Δ t Δ t=tc−tm Temperatura de Contraste (tc) de la cinta es 20° Llamando tm a Temperatura de Medición Δ l=245,50m∗10−5∗(20 °C−40 °C)=−0,05m Siempre la corrección es de sentido contrario al error lc=l−Δ l=245,50m−(−0,05m)=245,55m 8 Ejemplo de calculos de errores sistemáticos ¿Cuál es el error por contraste cometido en una medición con cinta de 50m cuya longitud real es de 49,98m, si se midió 456,70 m? 50m ------------- 49,98m 456,70m ----------------x Lreal= 456,52m Error= Lmedida – Lreal=456,70m – 456,52m= 0,18m= 18cm 9 Error absoluto m Error relativo E=m L 10 La teoría de errores solo se tendrá en cuenta los errores accidentales 11 12 Es objetivo de la teoría de errores es hallar el valor mas cercano posible al verdadero de la magnitud que medimos y el error que hemos cometido durante el trabajo de campo. Para ello se efectúa una serie de n mediciones de la magnitud a medir. El valor más probable es la media aritmética X m = x 1 + x 2 + x 3 +. . .+x n n =∑ x i n Clasificación de errores accidentales Los errores accidentales se clasifican según su referencia en Verdaderos ei = xi - xeVerdaderos ei = xi – xe Aparentes vi = xi - xm 13 Media de los errores Expresa una idea aproximada de la precisión con la cual se midió. 15 X m = x 1 + x 2 + x 3 +. . .+x n n =∑ x i n La media aritmética cumple con dos propiedades con respecto a los errores aparentes: Anula la sumatoria de los errores aparentes Minimiza la sumatoria de los cuadrados de los errores aparentes 16 Error medio cuadrático de una observación Donde vi = xi - xm m Índice de precisión 17 Karl Friedrich Gauss, basándose en hechos experimentales, desarrollo La Teoría de los Errores, 18 Postulados de Gauss *La Media aritmética es el valor más probable de la magnitud de la medida *Los errores positivos y negativos tienen la misma probabilidad de ocurrencia por ello los errores accidentales tienden a compensarse *Los errores pequeños ocurre con mayor frecuencia que los grandes *Siempre existe la probabilidad de cometer un error comprendido entre +∞ y -∞ 19 h modulo de precisión 20 A >h menor m o sea serie mejor medida CAMPANA DE GAUSS 21 22 23 Error máximo E.max z3m Si el error es mayor a 3m se considera equivocación CAMPANA DE GAUSS 24 10 mediciones efectuadas a una misma magnitud X Vi= Xi – Xm Vi 2 X1 2054,22 -9 81 X2 2054,23 -8 64 X3 2054,15 -16 256 X4 2054,24 -7 49 X5 2054,97 66 4356 X6 2054,32 1 1 X7 2054,29 -2 4 X8 2054,21 -10 100 X9 2054,26 -5 25 X10 2054,21 -10 100 Xm = 2054,31 0 5036 Error de la media: t1= ∑|vi| n =134 cm 10 =14 cm m1=√∑ v i2n−1 =√50369 =24 cm εmáx1=3⋅m=3⋅24=72 cm Error medio cuadrático: Error máximo 25 26 SI UNA SERIE DE OBSERVACIONES SE QUIERE ELIMINAR LAS EQUIVOCACIONES EN TOPOGRAFÍA SE UTILIZAN: • EL METODO DE EXCLUSION PROVISORIA • EL METODO DE CHAUVENET Método subjetivo Método objetivo 27 1) EXCLUYO LOS VALORES PRESUMIBLEMENTE AFECTADAS DE ERROR GROSERO 2) CALCULO EL NUEVO PROMEDIO 3)CALCULO EL ERROR MEDIO CUADRATICO DE UNA OBSERVACION 4) CALCULO EL ERROR MAXIMO 5) CALCULO DELTA= VALOR EXCLUIDO MENOS EL PROMEDIO DE LA SERIE CON LOS VALORES EXCLUIDOS 6) SI EL ERROR MAXIMO ES MENOR QUE DELTA SE ELIMINA EN CASO CONTRARIO NO SE LO EXCLUYE CRITERIO EXCLUSION PROVISORIA Criterio de exclusión provisoria X Vi= Xi – Xm Vi 2 X1 2054,22 -1,7 2,8 X2 2054,23 -0,7 0,49 X3 2054,15 -8,7 75,69 X4 2054,24 0,3 0,09 X5 2054,97 X6 2054,32 8,3 68,89 X7 2054,29 5,3 28,09 X8 2054,21 -2,7 7,29 X9 2054,26 2,3 5,29 X10 2054,21 -2,7 7.29 Xm = 2054,237 0 195,2 m1=√∑ v i2n−1 =√195,28 =5 cm εmáx1=3⋅m=3⋅5=15 cm Δ=X5−Xm=2054 ,97−2054 ,237=73 ,3 cm 15cm < 73,3cm se elimina la observación X5. 28 29 CRITERIO CHAUVENET CONSISTE EN ELIMINAR DIRECTAMENTE AQUELLAS OBSERVACIONES QUE TENGA UNA PROBABILIDAD DE APARECER INFERIOR A 1/2n. Con este valor se entra en la tabla de probabilidad En nuestro ejemplo n=10 P +ε maxch −ε maxch =1− 1 2n =1− 1 20 =0,95 .m(de la tabla)-----------m de mi serie Emax(de la tabla)--------Emax de mi serie . (En la tabla),la abscisa ε=1,39 ε 0,707-------------- 24cm 1,39---------------24cm .1,39/0,707=47cm Emax s/ch=47cm 31 Si en la serie no hay ningún error aparente que supere esa xmaxCh, no eliminaremos ninguna observación.. Si existe observaciones cuyos errores aparentes son mayores a Emax s/ch se los eliminan, se calculara la serie con los valores restantes y así hasta que no se tenga que eliminar ningún otro valor Se elimina 32 m1=√∑ v i2n−1 =√195,28 =5 cm Con n=9 P=0,944 (En la tabla),la abscisa ε=1,36 0,707----------5cm 1,36-----------5cm .1,36/0,707=9,6cm No existe ningún error aparente que supere a 9,6 por ende no se elimina ninguna observación más Propagación de errores de una función no lineal 33 • Hallar el perímetro de una parcela Triangular y su error sabiendo que sus lados miden: AB = 950,23 m ± 8cm, BC = 630,20 m ± 6cm, CA = 780,25 m ± 5cm Perímetro=AB+BC+CA= L1+L2+L3 Perímetro= 950,23+630,20+780,25= 2360,68 mX=√m12+m22+m32 mX=√82+62+52=11,18 cm=12cm Perímetro=2360,68m±12cm mX=√( ∂ f∂X 1 ) 2 ⋅m1 2 +( ∂ f∂X 2 ) 2 ⋅m2 2 + . . .+( ∂ f∂X n ) 2 ⋅mn 2 El error se expresa siempre SIN DECIMALES y en “cm”. Redondeando siempre hacia arriba 34 Se midió cuatro segmentos consecutivos con un error de ± 1 cm cada uno de ellos. ¿Cuál es el error del total? mx=m⋅√n=1cm⋅√4=2cm mX=√( ∂ f∂X 1 ) 2 ⋅m1 2 +( ∂ f∂X 2 ) 2 ⋅m2 2 + . . .+( ∂ f∂X n ) 2 ⋅mn 2 m1=m2=m3=. . . .=mn=m mX=√m2+m2+m2+ . . . .+m2 mX=m⋅√n 35 PROPAGACIÓN CON ERRORES IGUALES • Calcular la superficie de una parcela rectangular y su error sabiendo que los lados miden: 10,50m ± 3cm y 40,30m ± 5cm Superficie=B.H = 10,50 m. 40,30m =423,15m2 mX=√( ∂ f∂ X1 )2⋅m12 +( ∂ f∂ X2 )2⋅m22+. . .+( ∂ f∂ X n )2⋅mn2 mSUP=√B2⋅mH2 +H2⋅mB2 mSUP=√ (10 ,50m)2⋅(0 ,05m)2+(40 ,30m)2⋅(0 ,03m)2 mSUP=1 ,312m 2 Sup= 423,15m2±1,32m2 36 Si la superficie superase los 10.000m², la misma se expresaría en Hectáreas ( 1 Ha = 10.000 m²) Error medio del promedio 37 37 Diapositiva 1 ERRORES Diapositiva 3 Diapositiva 4 Exactitud y Precisión Fuentes de error Por su naturaleza se clasifican en: Diapositiva 8 Diapositiva 9 Diapositiva 10 Diapositiva 11 Diapositiva 12 Diapositiva 13 Media de los errores Diapositiva 15 Diapositiva 16 Diapositiva 17 Diapositiva 18 Diapositiva 19 Diapositiva 20 CAMPANADE GAUSS Diapositiva 22 Diapositiva 23 Diapositiva 24 Diapositiva 25 Diapositiva 26 Diapositiva 27 Diapositiva 28 Diapositiva 29 Diapositiva 30 Diapositiva 31 Diapositiva 32 Diapositiva 33 Diapositiva 34 Diapositiva 35 Diapositiva 36 Diapositiva 37
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