Zur Herstellung solcher ausgeglichener Beobachtungen hat man
nun nach Gauß folgenden Weg einzuschlagen:
„Man bestimme, um bei unserem obigen Beispiele stehen
zu bleiben, die Elemente a, b, c derart, daß, wenn man mit
ihrer Hilfe für die gegebenen x die zugehörigen Werte von y
berechnet, diese berechneten Werte sich von den beobachteten
um Größen
f lr f 2 , f 3 u. s. f.
unterscheiden, deren Quadratsnmme ein Minimum ist."
Es läßt sich nicht leugnen, daß der Begründung dieses Princips
in gewisser Beziehung etwas Willkürliches anhaftet, was Gauß selbst
mit den Worten ausspricht: Quod si quis hanc rationem pro ar
bitrio, nulla cogente necessitate, electam esse objiciat, lubenter
assentiemur. Quippe quaestio haec per rei naturam aliquid vagi
implicat, quod limitibus circumscribi nisi per principium ali
quatenus arbitrarium nequit. — Indessen erweist sich dasselbe unter
allen Annahmen, die man machen konnte, doch als die einfachste und
naturgemäßeste. Die folgenden Betrachtungen werden dies bestätigen.
Die verschiedenen Arten der auszugleichenden
Beobachtungen.
Bei den Anwendungen der Methode der kleinsten Quadrate handelt
es sich entweder
1. um die Ausgleichung d i r e k t e r B e o b a ch t u n g e n, bei denen
die Beobachtungsgröße unmittelbar die gesuchte Größe selbst
ist (Beispiel: Die Bestimmung der Meridianhöhe eines
Fixsterns aus wiederholten Messungen dieser Höhe), oder
2. um die Ausgleichung vermittelnder Beobachtungen,
bei denen die gesuchten, voneinander unabhängigen Größen
mittelbar, durch beliebig angenommene, oder sonst irgendwie
erhaltene Gleichungen aus den unmittelbar gemessenen Größen
gefunden werden (Beispiel: Die obige Bestimmung der
Größen a, b, c aus den gemessenen y mittels der Gleichung:
y = a -f- bx cx 2 ), oder