误差理论与数据处理(北航)——第0章-发展历史

误差理论与数据处理发展历程钱政北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院重要作用惰性气体的发现者，1904年获诺贝尔物理奖引导了电阻、电流和电动势等标准的建立提出了瑞利散射定律，回答了天空为什么总是蓝的提出光学仪器分辨率的概念，奠定了光谱仪的研制基础瑞利1882年，在测定氮气的密度时，发现从大气中分离出的氮的密度为1.2979/L，而用化学方法提取的氮的密度与此相差0.0067左右。分析结果表明，空气中分离的氮含有其他成分，由此导致了后来雷塞姆发现了空气中的惰性气体一氩。重要作用创建微积分，并进行广泛的工程应用提出万有引力定律和牛顿三大运动定律提出白光是多种颜色光的组合，并提出光的微粒说提出物质不灭、能量守恒、动量守恒三大恒定定律牛顿著名科学家牛顿在计算中使用的地球半径值有较大误差，导致他测得的月球加速度值与理论值相差10％。由于这个较大系统误差的存在，导致牛顿推迟了20年才发表他的万有引力理论。1665~1666：万有引力的基本思想已经形成；1687：自然哲学的数学原理。重要作用测量最后一级运载火箭的速度如有2/1000的相对误差，则卫星就会偏离预定轨道100公里，真可谓“失之毫厘，谬以千里”。北京市的中轴线偏离子午线两度十几分，带来的问题是33代皇帝的龙椅坐歪了？是测量水平的限制，还是其他的原因？发展历程1632“误差”概念1794最小二乘法1805最小二乘法应用1953~“不确定度”概念1970年~今现代误差理论伽利略提出观测误差的概念奠定了误差工作的起源高斯阐述最小二乘法原理奠定了数据处理理论基础勒让德在著作《决定彗星轨道的新方法》中用最小二乘法处理观察结果。Y.Beers误差理论导引首次使用不确定度的术语Eisenhart(1963)提出定量评价的建议Deitrich(1970)给出了不确定度的一种描述方式Burns(1973)发表论文“误差和不确定度”，明确提出用不确定度评价测量结果的质量经典误差理论萌芽期经典误差理论成熟期现代误差理论形成和发展期马利科夫计量学基础全面、系统地介绍误差理论，是经典误差理论的总结1949经典误差理论误差分布经典误差理论误差概念误差分布误差分类合成分配伽利略1632辛普森17551）观测必然有误差，误差对称分布，小误差出现的频率高2）正、负误差发生的几率相等，算术平均值的误差小于单个测量误差，且误差随着观测次数增加而减小拉普拉斯1780高斯18091730年，狄莫弗最早发现正态分布，1780年拉普拉斯发现了中心极限定理，但均没有和误差理论结合起来！最小二乘欧拉：n=75，k=8的方程组求解拉普拉斯：n=24，k=4的方程组求解通用方法：分成k组，可求唯一解，但如何分组？勒让德：1792年开始求解巴黎子午线长度，遇到了矛盾方程组的问题思想：误差均匀分布于方程组，但缺少对方法的误差分析拉普拉斯1787高斯1809将正态分布应用于误差理论，给出了最小二乘法最优的严格数学证明引领了最小二乘法在各个领域的广泛应用欧拉1749勒让德1805回归分析高尔顿收集了上千个家庭的身高、臂长和腿长的记录企图寻找出儿子们身高与父亲们身高之间关系的具体表现形式皮尔逊个子高的父亲确有生出个子高的儿子的倾向，同样地，个子低的父亲确有生出个子低的儿子的倾向高的伸了天？低的入了地？儿子们的身高回复于全体男子的平均身高，即“回归”现代误差将静态测量误差与动态测量误差、系统误差和随机误差、测量数据与测量系统、不同误差分布等融为一体，以常见误差源的误差性质及其分布为研究基础，以测量不确定度的原理及应用、动态测量不确定度的分析与评定等为主要研究内容，以紧密结合工程测量与仪器制造技术的误差修正与补偿技术为研究热点口。在理论上突破了以统计学理论为基础的传统研究方法，在实践上力求统一、实用、可靠的评定准则和方法，在水平上实现了误差理论与计算机应用技术、近代数学物理方法、测量和计量实践，以及与标准化等紧密结合。