普通最小二乘法的推导(到底是怎么计算出来的)(1)

最小二乘法是实验数据处理的一种基本方法。

它给出了数据处理的一条准则在最小二乘意义下获得的最佳结果(或最可信赖值)应使残差平方和最小。基于这一准则所建立的一整套的理论和方法,为随机数据的处理提供了行之有效的手段,成为实验数据处理中应用十分厂泛的基础内容之一。

在三坐标测量CAD系统中,对大量的几何元素进行了拟合,其中应用的基本原理就是最小乘法,下面给出最小二乘法原理的一般表述。

普通最小二乘法的推导(到底是怎么计算出来的)(2)

普通最小二乘法的推导(到底是怎么计算出来的)(3)

普通最小二乘法的推导(到底是怎么计算出来的)(4)

在等精度测量的情况下,测量结果的最可信赖值应在残差平方和为最小的条件下求出,也就是使∑=v2 2 …最小,这就是等精度测量情况下的最小二乘法。

按最小二乘条件则可将残差方程转化为有确定解的代数方程组,从而可求解出这些未知参数。这个有确定解的代数方程组称为最小二乘法的正规方程(或称为法方程)。

普通最小二乘法的推导(到底是怎么计算出来的)(5)

普通最小二乘法的推导(到底是怎么计算出来的)(6)

普通最小二乘法的推导(到底是怎么计算出来的)(7)

根据上面对最小二乘原理的介绍,可看出其在坐标测量程序当中是最基本、最重要的算法,根据这个原理,推导出测量系统所常用的基本几何量。包括直线、平面、圆、椭圆、球、圆柱等。

普通最小二乘法的推导(到底是怎么计算出来的)(8)

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