Warum konvergiert mein Testprojekt nicht?

by Martin @, Friday, March 16, 2018, 21:22 (39 days ago)

Hallo,

das ist mein Testprojekt:



X[m]            SKIZZE
  ^
  |
  |
1 + --  --  --  --  --  --  --  --  -- +
  | P01                            P11 |
  |
  |                                    |
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  |                                    |
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  |                                    |
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  |                                    |
  |
  | P00                            P10 |
0 +------------------------------------+---> Y[m]
  0                                    1

Daten-Import über JAG3D-Import-Menü:

Lagefestpunkte      Horizontalrichtungen    Horizontalstrecken
00  0   0           00  01  0               00  01  1
                    01  00  200             01  00  1
Lageneupunkte       01  11  100             01  11  1
01  0   1           11  01  300             11  01  1
10  1   0           11  10  200             11  10  1
11  1   1           10  11  0               10  11  1
                    10  00  300             10  00  1

Untersuchung der Konvergenz Netzausgleichung bei Zuschlag eines Fehlers dF
zur Horizontalstrecke P10->P00 (mit JAG3D-Default-Einstellungen)

 dF[m]   Konvergenz     Signifikanz    Plot
--------------------------------------------
0           +               -           -
0.00001     +               -         kaputt
0.00010     +               -           -
0.00011     -               +          rot
0.001       -               -           -
0.01        -               +          rot


Die für die Konvergenz wichtigen Einstellungen vermute ich unter:
Menü->Einstellungen->Ausgleichsrechnung
Menü->Einstellungen->Eigenschaften->Messunsicherheit

Die errechneten Koordinaten sehen trotz fehlender Konvergenz (oberflächlich)
ganz brauchbar aus.

Was kann ich tun, damit der Ausgleich auch bei dF = 0.01m konvergiert?

Oder ist die Konvergenz nicht so wichtig und daher für mich zu vernachlässigen?

Gruss
Martin

Warum konvergiert mein Testprojekt nicht?

by Pierre, Saturday, March 17, 2018, 10:00 (38 days ago) @ Martin
edited by Pierre, Saturday, March 17, 2018, 10:19

Hi Martin,

das liegt an deinem noch nicht vorhandenen geodätischen Sachverstand ... :-)

Du hast ein Lagenetz bestehend aus Richtungen und Strecken und somit einen Datumsdefekt von 4. Somit musst Du 4 Parameter festlegen, um die Lagerung deines Netzes zu definieren. Siehe auch im Wiki unter: Datumsdefekt

- einen Nullpunkt/Ursprung des Netzes
- eine Orientierung/Drehung des Netzes
- einen Maßstab

Bei Dir fehlt die Orientierung, man kann das Netz um den Punkt 00 beliebig drehen.

Dies kannst Du bspw. leicht lösen, in dem Du eine Achse (00 -> 1) quasi als Koordinatensystem festhälst, d. h. die Punkte 00 und 1 als Festpunkte einführst.

Weiterhin müssen die Richtungen pro Standpunkt in einen eigene Gruppe, da hierfür die sog. Orientierungsunbekannte mitgeschätzt werden muss. Außerdem hast Du beim Standpunkt 00 nur eine Richtungsmessung definiert, hier benötigst Du für das Schätzen der Orientierungsunbekannten eine weitere Messung.

Ich habe aus Punkt 00 mal 100 gemacht. Hier mal dein von mir korrigiertes Testprojekt: Download - Testprojekt

[image]

Viele Grüße
Pierre

Warum konvergiert mein Testprojekt nicht?

by Martin @, Saturday, March 17, 2018, 10:29 (38 days ago) @ Pierre

Hi Pierre,

das liegt an deinem noch nicht vorhandenen geodätischen Sachverstand ... :-)

Da muss ich dir ganz klar zustimmen! Lernkurve ist gerade sehr steil... danke für die Hilfe euch beiden!

Ich werde deine Infos jetzt erstmal in Ruhe aufarbeiten, Doku lesen, ausprobieren...

- einen Nullpunkt/Ursprung des Netzes

den hab ich wenigstens... (0/0) als Festpunkt, bleiben 2 Defekte

- eine Orientierung/Drehung des Netzes

dachte ich hab ich auch (Richtung 00->10), bin vor dem 2. Festpunkt zurückgeschreckt (in der Doku und im Forum heisst es immer: kein Zwang, locker lagern, das hab ich mir zu Herzen genommen)

- einen Maßstab

ich wähle die 1 (wo mach ich das?)

Ich habe aus Punkt 00 mal 100 gemacht. Hier mal dein von mir korrigiertes Testprojekt: Download - Testprojekt

Wow, besten Dank!

Und jetzt geh ich erstmal weinen...

gruss
Martin

Warum konvergiert mein Testprojekt nicht?

by Pierre, Saturday, March 17, 2018, 10:48 (38 days ago) @ Martin

Hi,

ich war zwar schneller, aber die Antwort von Micha ist besser auf dein Beispiel zugeschnitten, da Du hier verschiedene Möglichkeiten hast!

Der Maßstab bzw. die Skalierung wird hier durch die Streckenmessung zwischen den Punkten festgelegt. Nicht zu verwechseln mit einem vielleicht unbekannten Maßstab, welche man bspw. aus Streckenmessung schätzen kann.

Viel Spaß dabei. ;-)

Viele Grüße
Pierre

Warum konvergiert mein Testprojekt nicht?

by Martin @, Saturday, March 17, 2018, 11:23 (38 days ago) @ Pierre

Hi Pierre,

dein Projekt ist toll!
Vor allem, weil ich jetzt endlich weiß, wofür dieses komische Datenfeld im Plotter ist.
Stand bei mir immer auf 5000:1 (default). Wie kann ich ahnen, daß ich 2 Zehnerpotenzen daneben liege?

Krass das alles

besten Dank und gruss
Martin

Tooltips

by Micha ⌂, Saturday, March 17, 2018, 12:20 (38 days ago) @ Martin

Hallo,

Stand bei mir immer auf 5000:1 (default).

Es gibt einen Tooltip auf dieser Komponente: Maßstab der Konfidenzbereiche. Hattest Du diesen bemerkt?

Viele Grüße
Micha

--
applied-geodesy.org - OpenSource Least-Squares Adjustment Software for Geodetic Sciences

Tooltips

by Martin @, Sunday, March 18, 2018, 07:18 (38 days ago) @ Micha

Hi

Stand bei mir immer auf 5000:1 (default).

Es gibt einen Tooltip auf dieser Komponente: Maßstab der Konfidenzbereiche. Hattest Du diesen bemerkt?

Ja, leider zu spät.

Tooltips helfen mir inzwischen übrigens sehr viel weiter.
Ist auch kein Wunder bei der Anhäufung von Fachbegriffen.
Dafür sind tooltips sehr gut geeignet

Die 5000:1 waren der Default beim Start, da bin ich unschuldig.

Übrigens kämpfe ich gerade genau mit diesem Parameter.
Inzwischen bin ich bei 1:1, drunter geht ja nicht mehr, und die Fehlerellipsen sind immer noch zu groß.
Habe zwischenzeitlich alle möglichen Fehler auf null gesetzt...nix.

Wird der Wert in der DB gespeichert?
Dann hab ich die gerade kaputtgespielt.

Reproduzieren kann ich das leider nicht. Ich suche noch. (Hinweise willkommen)
Ist aber rund um einen Datei-Import passiert.

Standardwert war vorher so um die 30:1


gruss
Martin

Tooltips

by Micha ⌂, Sunday, March 18, 2018, 09:18 (38 days ago) @ Martin

Hi,

Die 5000:1 waren der Default beim Start, da bin ich unschuldig.

Ja, und einige Punkte werden per default Blau und andere Rot eingefärbt, da bist Du auch unschuldig. Es nicht geändert zu haben, musst Du Dir aber vorwerfen lassen. ;-)

Inzwischen bin ich bei 1:1, drunter geht ja nicht mehr, und die Fehlerellipsen sind immer noch zu groß.

Kleinere Werte habe ich nicht zugelassen, das stimmt. Wenn man sich bewusst wird, was es bedeutet, dass ein Maßstab von 1:1 für Konfidenzbereiche nicht mehr ausreicht, dann würde ich meinen, ist der Plot gegenwärtig Dein kleinstes Problem.

Habe zwischenzeitlich alle möglichen Fehler auf null gesetzt...nix.

Wie setzt man Fehler zu Null?

Wird der Wert in der DB gespeichert?

Welcher?

Dann hab ich die gerade kaputtgespielt.

Ich habe noch nie eine Datenbank gesehen, die tatsächlich physisch kaputt war. Solange sie JAG3D einliest, solltest Du Dir keine Gedanken um Deine Daten machen. Die DB wird den letzten Bearbeitungsstand enthalten.


Viele Grüße
Micha

--
applied-geodesy.org - OpenSource Least-Squares Adjustment Software for Geodetic Sciences

Tooltips

by Martin @, Sunday, March 18, 2018, 09:52 (37 days ago) @ Micha

Hi

Wenn man sich bewusst wird, was es bedeutet, dass ein Maßstab von 1:1 für Konfidenzbereiche nicht mehr ausreicht, dann würde ich meinen, ist der Plot gegenwärtig Dein kleinstes Problem.

Mir ist schon bewusst, daß ich gerade out of range bin, aber es könnte auch für dich interessant sein, warum das so ist.
Jedenfalls habe ich mit den gleichen Daten, die aktuell den Plot verunstalten, kurz vorher valide Ergebnisse im "Zoombereich" um 30 gehabt. Es könnte also auch ein bug sein. Dem bin ich auf der Spur. Also bitte kein User-Bashing

Habe zwischenzeitlich alle möglichen Fehler auf null gesetzt...nix.


Wie setzt man Fehler zu Null?

Ok, Messunsicherheiten kann ich auf 0 oder sehr klein setzen. Das sollte die Fehlerellipse beeinflussen, oder irre ich?

Welcher?

der "Maßstab des Konfidenzbereiches" (meldet das Tooltip)

Dann hab ich die gerade kaputtgespielt.


Ich habe noch nie eine Datenbank gesehen, die tatsächlich physisch kaputt war.

oh, das wundert mich. Habe ich - angefangen von dBaseII über MS Access, MySQL bis Oracle - leider zuhauf gesehen

Solange sie JAG3D einliest, solltest Du Dir keine Gedanken um Deine Daten machen. Die DB wird den letzten Bearbeitungsstand enthalten.

...und vielleicht einen Wert, der SO nicht hätte gesetzt werden dürfen (a.k.a. bug)...

...also werde ich jetzt mal selbst nachsehen, wie die Variable heisst und ob die in der DB landet

gruss
Martin

Tooltips

by Micha ⌂, Sunday, March 18, 2018, 10:02 (37 days ago) @ Martin

Hallo,

Mir ist schon bewusst, daß ich gerade out of range bin, aber es könnte auch für dich interessant sein, warum das so ist.

Ja, aber ich würde das Verhalten nicht im Plot untersuchen sondern in meinen Daten und Einstellungen. Und ich würde nicht hinter jeder Unstimmigkeit einen Bug vermuten - Software-Bashing ist hier auch nicht angebracht. ;-)

Es könnte also auch ein bug sein.

Ja, das habe ich nicht ausgeschlossen.

Wie setzt man Fehler zu Null?

Ok, Messunsicherheiten kann ich auf 0 oder sehr klein setzen. Das sollte die Fehlerellipse beeinflussen, oder irre ich?

Kurze Antwort: Du irrst. Sonst würde sich ja jeder seine Wunschergebnisse einstellen, wenn es so einfach wäre.

der "Maßstab des Konfidenzbereiches" (meldet das Tooltip)

Ja, der wird gespeichert. Steht dieser beim erneuten Öffnen des Projektes und Laden der Graphik nicht mehr da?

...also werde ich jetzt mal selbst nachsehen, wie die Variable heisst und ob die in der DB landet

Schließe JAG3D und öffne das Projekt erneut. Wenn der Wert dann da steht, kommt dieser aus der DB. Wenn er nicht da steht, wurde er nicht gespeichert.

Viele Grüße
Micha

--
applied-geodesy.org - OpenSource Least-Squares Adjustment Software for Geodetic Sciences

Tooltips

by Martin @, Sunday, March 18, 2018, 10:50 (37 days ago) @ Micha

Hi Micha

Ja, aber ich würde das Verhalten nicht im Plot untersuchen sondern in meinen Daten und Einstellungen.

Genau das habe ich natürlich als erstes gemacht incl. komplettem Reload der einzelnen Beobachtungen, Punkte etc.
Ich ziehe natürlich zuerst in Betracht, daß ICH den Fehler durch Verhalten "außerhalb der Spezifikation" verursacht habe.
Dann will ich aber rausbekommen, warum das so war, damit das nicht nochmal passiert. Ich nennen das: lernen


Und ich würde nicht hinter jeder Unstimmigkeit einen Bug vermuten

Das mach ich erst, wenn ich einem begründeten Verdacht nachgehe, den ich bisher noch nicht hatte. Deshalb der Konjunktiv


Software-Bashing ist hier auch nicht angebracht. ;-)

Bitte Bugs NICHT persönlich nehmen. Bugs und Fehler passieren. Es geht drum, sie schnellstmöglich zu finden und zu beseitigen.
Genau das hatte ich gerade vor. Wenn ich bei jedem Bug eine Software bashen würde, käme ich ja zu nichts anderem mehr.

Wie setzt man Fehler zu Null?

Ok, Messunsicherheiten kann ich auf 0 oder sehr klein setzen. Das sollte die Fehlerellipse beeinflussen, oder irre ich?


Kurze Antwort: Du irrst. Sonst würde sich ja jeder seine Wunschergebnisse einstellen, wenn es so einfach wäre.

Dann verstehe ich den Tab "Eigenschaften" bei den einzelnen terrestrischen Beobachtungen nicht. Wozu ist der dann gut?

Bedenke, daß ich mit ausgedachten, also "perfekten" Beobachtungen arbeite. Meine bisher angezeigten Fehlerellipsen spiegelten genau diese Einstellungen wieder. Ich konnte (und habe auch wiederholt gemacht) die Größe der Ellipsen durch geänderte Einstellungen in diesem Tab beeinflussen.

gruss
Martin

Tooltips

by Micha ⌂, Sunday, March 18, 2018, 16:04 (37 days ago) @ Martin

Hallo,

Bedenke, daß ich mit ausgedachten, also "perfekten" Beobachtungen arbeite.

Unter diesen künstlichen Bedingungen ist es tatsächlich so, da hier direkt Varianz-Fortpflanzung greifen sollte.

/Micha

--
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Warum konvergiert mein Testprojekt nicht?

by Micha ⌂, Saturday, March 17, 2018, 10:18 (38 days ago) @ Martin

Hallo,

das Projekt funktioniert aus verschiedenen Gründen nicht. Das Problem mit dem Plot hatte ich Dir drüben schon geschildert.

Lagefestpunkte
00 0 0

Das Netzdatum kann nicht aus einem einzigen Punkt bestehen im 2D-Fall, wenn Richtungen und Strecken als Beobachtung vorliegen. Der Defekt der Normalgleichung ist drei. Mit dem einen Festpunkt hast Du den translatorischen Defekt bereits gelöst aber der rotative Netzdefekt ist noch vorhanden. Insofern besitzen alle Deine Testszenarien einen Konfigurationsdefekt und sind, wenn Lapack nicht so großzügig wäre, singuläre Systeme. Um den Defekt zu beheben, gibt es verschiedene Konzepte. Eines wäre eine freie Netzausgleichung durchzuführen. In diesem Fall müsstest Du mind. zwei Punkte als Datumsgebend definieren. Du kannst aber auch alle vier Punkte nehmen. Eine weitere Möglichkeit wäre die Netzorientierung fest vorzugeben, siehe unten, oder mit Anschlußpunkten und Gewichten zu arbeiten.

Horizontalrichtungen
00 01 0
01 00 200
01 11 100
11 01 300
11 10 200
10 11 0
10 00 300

Beachte, dass es einen evidenten Unterschied zwischen einer Richtung und einem Richtungswinkel gibt. Eine Richtung ist nicht orientiert und hat demnach keinen Nordbezug. In der Beobachtungsgleichung ist daher ein Zusatzparameter o enthalten, der die Orientierung der Richtungen parametriert.

Wenn Richtungen unterschiedliche Orientierungen haben, dann müssen diese getrennt in einzelnen Richtungssätzen (Gruppen) geführt werden. Ein Richtungssatz muss aus mind. zwei Richtungen bestehen, wenn dieser sinnvoll ausgewertet werden soll.

Wenn Du demnach den rechten Winkel im Punkt 00 realsieren willst, dann benötigst Du zwei Richtungen:

00  10  0
00  10  200

Weitere Richtungen gibt es in diesem Satz nicht. Für den rechten Winkel im Punkt 11 wäre es demnach (Drehsinn ist im Uhrzeigersinn)

11  10   0
11  01 200

In Deinem Fall hast Du aber ein Netz konstruiert, welches tatsächlich Richtungswinkel besitzt (also Azimute). Für dieses Netz würde es also ausreichen, wenn Du die Orientierungsunbekannte im Netz nicht mitbestimmst. Unter Zusätzliche Gruppenparameter auf dem Tab Eigenschaften bei den Richtungen kannst Du den Haken entfernen. Dann erhältst Du dieses Bild:

[image]

Untersuchung der Konvergenz Netzausgleichung bei Zuschlag eines Fehlers dF
zur Horizontalstrecke P10->P00 (mit JAG3D-Default-Einstellungen)

Ich denke, Du kannst in dem Netz der Strecke auch 10 m als Fehler geben, es rechnet und konvergiert in wenigen Schritten. Das Problem Deiner Untersuchung ist/war lediglich der Konfigurationsdefekt.

Viele Grüße
Micha

--
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Warum konvergiert mein Testprojekt nicht?

by Martin @, Saturday, March 17, 2018, 11:13 (38 days ago) @ Micha

Hallo Micha

Pierre hat mir auch gerade schon den Kopf gewaschen bezüglich des Testprojektes

Insofern besitzen alle Deine Testszenarien einen Konfigurationsdefekt und sind, wenn Lapack nicht so großzügig wäre, singuläre Systeme.

Genau das hat mir den Rest gegeben: ohne dF wurden ja perfekte Koordinaten berechnet. Und auch wenn der Ausgleich nicht konvergierte, die Koordinaten waren trotzdem immer im plausiblen Bereich. Creepy

Beachte, dass es einen evidenten Unterschied zwischen einer Richtung und einem Richtungswinkel gibt. Eine Richtung ist nicht orientiert und hat demnach keinen Nordbezug.

Da habe ich offenbar etwas gepfuscht. Hab einfach den HZ-Teilkreis "geschickt" genullt (anzielen, einschalten, done)

In der Beobachtungsgleichung ist daher ein Zusatzparameter o enthalten, der die Orientierung der Richtungen parametriert.

Der ist mir auch aufgefallen, aber dass der direkt sooo wichtig ist, da rechnet keiner mit

Wenn Richtungen unterschiedliche Orientierungen haben, dann müssen diese getrennt in einzelnen Richtungssätzen (Gruppen) geführt werden. Ein Richtungssatz muss aus mind. zwei Richtungen bestehen, wenn dieser sinnvoll ausgewertet werden soll.

...Lernkurve...

In Deinem Fall hast Du aber ein Netz konstruiert, welches tatsächlich Richtungswinkel besitzt (also Azimute). Für dieses Netz würde es also ausreichen, wenn Du die Orientierungsunbekannte im Netz nicht mitbestimmst. Unter Zusätzliche Gruppenparameter auf dem Tab Eigenschaften bei den Richtungen kannst Du den Haken entfernen.

bin ich also doch nur knapp vorbei

Ich denke, Du kannst in dem Netz der Strecke auch 10 m als Fehler geben, es rechnet und konvergiert in wenigen Schritten. Das Problem Deiner Untersuchung ist/war lediglich der Konfigurationsdefekt.

Ok, das muss ich erstmal verdauen. Besten Danke für den ganzen Input.
Das Wochenende fällt dann mal aus.

gruss
Martin

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