点位精度评定,主要是评定点位数据得l离散度。评定主要是一系列得数学值。在python的numpy中有一些列的函数可以用来实现这一系列的评估值。

1.期望

期望表示一点点位最可能出现的位置。一般情况下期望的估值采用算数平均值来表示,





在numpy中有mean()函数可以直接求取。

2.方差

方差主要用来描述随机变量的离散程度,它的数值越小说明离散程度越低。





其中,如果





则自由度n为n-1

3.标准差std

标准差,即方差的平差根,





自由度n值同方差

4.协方差

协方差用于衡量两个变量的总体误差,其为总体变量误差的期望




故方差其实是一种特殊的协方差





5.RMS(Root Mean Square)均方根误差





在点位精度中RMS值实际上为距离的RMS,即l为距离d,故带入得RMS即为xy方差和的a开方。





6.误差椭圆

介绍误差椭球之前先说说概率圆CEP(Circular Error Probable):以(ux,uy)为圆心,CEP为半径画一个圆,点落入园内的概率为50%,计算公式为





如果概率为95%则为CEP95:





如果概率为99%则为CEP99:





概率圆其实是一种特殊的误差椭球,

如果任意方向向量表示为





则在此方向上的方差为,




python计算某列方差 python中怎么求方差_python求方差


化简得,



python计算某列方差 python中怎么求方差_python计算某列方差_02


其中,


python计算某列方差 python中怎么求方差_python计算某列方差_03


注意:为了求取方差的极值方向,可以对角度求偏导=0,



python计算某列方差 python中怎么求方差_python计算某列方差_04


故以E为长半轴、F为短半轴的椭圆被称之为标准误差椭圆。置信椭圆是标准椭圆的k倍。

点落入椭圆的概率为



python计算某列方差 python中怎么求方差_python求方差_05


python中numpys几乎已经实现了相关的计算,具体代码如下


import numpy as np

def expectation(X):
    expect = np.mean(X)
    return expect

def variance(X):
    vari = np.var(X)
    return vari

def standard_deviation(X):
    std = np.std(X)
    return std

def Covariance(X,Y):
    cov = np.cov(X,Y)
    return cov

def RMS(X,Y):
    RMS = np.sqrt(np.var(X) + np.var(Y))
    return RMS

def error_ellipsoid(X,Y):