权重函数(英語:Weight function)是执行求和、求积或求平均值等时候用来给不同元素施加不同权重的函数。
应用权重函数的结果是加权[註 1]和或加权平均值。权重函数在统计学和分析学中经常出现,并且与测度的概念密切相关。权重函数可用于离散和连续的设置,构建称为加权微积分或元微积分的微积分系统。
在量測時,因測量值精度的不同,而在平差計算中採取的權重不同;若測量值的精度較高,則平差計算時也應占有較高的「比重」,平差法將它稱為「權」。[註 2]
权的基本公式
求权的基本公式为
式中,是任意常数,是中误差。由此可见,权与中误差平方成反比,即精度越高,权越大。应用上式求一组观测值的权时,必须采用同一个值。
由该定义式,可以看出,当时,,所以是权等于1的观测值的中误差,通常称权等于1的权为单位权,权为1的观测值为单位权观测值。而为单位权观测值的中误差,简称为单位权中误差。
可以写出各观测值的权之间的比例关系:
可知,一组观测值的权之比等于他们的中误差平方的倒数之比。不论假设取何值,这组权之间的比例关系不变。所以,权反映了观测值之间的相互精度关系。就计算p值来说,不在乎权本身数值的大小,而在于确定他们之间的比例关系。可以是同一个量的观测中误差,也可以是不同量的观测中误差,即权可以反映同一量的若干个观测值之间的精度高低,也可以反映不同量的观测值之间的精度高低。
普通测量中的定权
同精度丈量时,边长的权与边长成反比。
当每公里水准测量的精度相同时,水准路线观测高差的权与路线长度成反比。
当各测站观测高差的精度相同时,水准路线观测高差的权与测站数成反比。
由不同个数的同精度观测值求得得算术平均值,其权与观测值个数成正比。
观测值函数的权
设有独立观测值 ,它们的標準差及权分别为和。令观测值函数为:
由误差传播及定权公式,得
式中是常量,用表示,上式约去后得
这就是独立观测值权倒数与其函数权倒数之间关系的表达式。这个表达式成为权倒数传播律。
广义算术平均值的权,等于观测值权之和。
注释