引論：我們?yōu)槟砹?3篇精密測量技術論文范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。

篇1

測量工作在礦山勘探、設計、開發(fā)和生產運營的各個階段起著重要的保障作用，隨著空間信息技術、數(shù)字信息技術和自動化、智能化技術的飛速發(fā)展，新型測繪儀器迅速出現(xiàn)與普及，使礦山測量在工作內容和技術方法等方面發(fā)生了深刻的變革。運用現(xiàn)代數(shù)字化測量技術進行礦山測量有助于提高礦山測量精度，降低測量工作勞動強度，提高礦山測量效率。

航空攝影測量技術在礦山測量中的應用已經(jīng)歷了較長的時間，并積累了豐富的經(jīng)驗，較之傳統(tǒng)的測圖方法，利用航空攝影測量技術成圖速度快、成本低、精度高，是一種應用極為廣泛的測圖方法。

精密單點定位技術的出現(xiàn)，為航空攝影提供了新的解決方案。目前國際服務組織所提供的精密星歷和精密鐘差的精度已經(jīng)很高。隨著接收機性能的不斷改善，載波相位精度不斷提高，以及大氣改正模型和改正方法不斷深入，為精密單點定位技術應用航空攝影中提供了可能性。[1]

本文以礦區(qū)大小比例尺地形圖測繪生產為例，介紹了并進行基于精密單點定位的GPS/ POS輔助空中三角測量試驗，分析并比較了空中三角測量方法的加密精度，得出了基于精密單點定位的GPS/ POS輔助攝影進行大小比例尺航測成圖時新的像控布點、像控測量以及GPS/ POS輔助空中三角測量加密的方法。

1精密單點定位技術

精密單點定位(PPP-Precise Point Positioning)指得是利用載波相位觀測值以及IGS等組織提供的高精度的衛(wèi)星星歷及衛(wèi)星鐘差來進行高精度單點定位的方法。利用IGS提供的高精度的GPS精密衛(wèi)星星歷和衛(wèi)星鐘差，以及單臺雙頻GPS接收機采集的載波相位觀測值，采用非差模型進行精密單點定位。精密單點定位的優(yōu)點在于在進行精密單點定位時，除能解算出測站坐標，同時解算出接收機鐘差、衛(wèi)星鐘差、電離層和對流層延遲改正信息等參數(shù),這些結果可以滿足不同層次用戶的需要(如研究授時、電離層、接收機鐘差、衛(wèi)星鐘差及地球自轉等)。[1]

2GPS輔助空中三角測量的定義及方法

GPS輔助空中三角測量是利用GPS定位技術獲取航攝儀曝光時刻攝站的三維坐標，然后將GPS攝站坐標視為帶權觀測值與攝影測量數(shù)據(jù)進行聯(lián)合平差，確定目標點位，并評定其質量的理論、技術和方法。[4]

3IMU/DGPS輔助航空攝影測量定義及方法

IMU/DGPS輔助航空攝影測量是指利用裝在飛機上的GPS接收機和設在地面上的一個或多個基站上的GPS接收機同步而連續(xù)地觀測GPS衛(wèi)星信號，通過GPS載波相位測量差分定位技術獲取航攝儀的位置參數(shù)，應用與航攝儀緊密固連的高精度慣性測量單元（IMU，Inertial Measurement Unit）直接測定航攝儀的姿態(tài)參數(shù)，通過IMU, DGPS數(shù)據(jù)的聯(lián)合后處理技術獲得測圖所需的每張像片高精度外方位元素的航空攝影測量理論、技術和方法。

將基于IMU/DGPS技術直接獲取的每張像片的外方位元素，作為帶權觀測值參與攝影測量區(qū)域網(wǎng)平差，獲得更高精度的像片外方位元素成果。這種方法即IMU/DGPS輔助空中三角測量方法（國際上稱Integrated Sensor Orientation，簡稱ISO）。[6]

4 試驗及其結果分析

本文就以兩個測區(qū)進行試驗，試驗1GSD為0.272m，相對航高為2000m，成圖比例尺為1：25000，試驗2 GSD為0.15m，相對航高為1100m，成圖比例尺為1：2000，以試驗在礦區(qū)基于精密單點定位技術的航空攝影測量方法成圖的應用。

4.1 試驗資料

試驗1為了滿足某礦區(qū)信息化管理的需求，為礦區(qū)決策、規(guī)劃、普查、資源整合、開發(fā)、資料申報及建立礦區(qū)全區(qū)域地形圖信息化管理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)提供基礎資料，某礦區(qū)實施全區(qū)域地形圖信息化管理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)-1:25000地形圖航測成圖工程。測區(qū)地處太行山南段與中條山北緣的結合部，地形復雜，地貌特征以山地為主。要保質保量的按時完成工程任務只有依靠科技創(chuàng)新，采用新技術，新方法和新裝備才能解決常規(guī)測繪技術無法解決的難題。

在本工程航空攝影、像片控制測量、空中三角測量和調繪等環(huán)節(jié)中均采用了新技術。航空攝影時采用了先進的SWDC數(shù)碼攝影系統(tǒng)；像片控制測量中同時采用了精密單點定位技術和似大地水準面模型兩項新技術；空中三角測量使用GPS輔助空中三角測量等。

試驗2為了保證某礦區(qū)更好的發(fā)展規(guī)劃和數(shù)字地形圖的現(xiàn)勢性，建設成數(shù)字化、生態(tài)型、工業(yè)旅游型中國煤炭工業(yè)品牌礦井，為生產建設提供科學、可靠的基礎數(shù)據(jù)，某礦區(qū)利用航測方法成1:2000地形圖測繪工程，本工程采用新技術POS航攝技術。

4.2試驗數(shù)據(jù)分析

為了分析利用精密單點定位技術進行GPS/POS輔助航空攝影測量方法所能達到的加密精度，通過試驗和數(shù)碼相機的固有優(yōu)點，得出一些結論。圖1為試驗1的像控布點方案，圖2為試驗2的像控布點方案，表1列出了GPS/POS輔助空中三角測量精度統(tǒng)計表，表2列出了光束法區(qū)域網(wǎng)平差精度統(tǒng)計表。

圖1 試驗1布點方案

圖2 試驗2布點方案

表1 GPS/POS輔助空中三角測量精度統(tǒng)計表

表2 光束法區(qū)域網(wǎng)平差精度統(tǒng)計表

在GPS/POS輔助航空攝影時必須架設地面基準站，是需花費人力物力而且費時的工作，尤其是當測區(qū)范圍較大,在帶狀管線項目中需要設置多個基準站時，作業(yè)難度相當大。此次精密單點定位技術與數(shù)碼相機結合應用的成功探索，減少了航飛時基站布設的工作量。通過上述試驗說明，在GPS/POS輔助航空攝影測量中，可以無需布設地面基準站。GPS/POS輔助航空攝影按照常規(guī)航空攝影技術規(guī)程進行攝影作業(yè)是可行的。

從表1、表2可以看出， GPS輔助光束法區(qū)域網(wǎng)平差與自檢校光束法的結果是一致的。這表明,該測區(qū)的航攝資料是可用的,GPS攝站坐標的解算是正確的,利用該試驗區(qū)來進行GPS輔助光束法平差的精度分析是值得信賴的。

采用現(xiàn)行幾種航空攝影空中三角測量測量方法，加密點的精度均可滿足所處地

形相應比例尺航測內業(yè)加密的精度要求。試驗1、試驗2的精度均符合GB/T 7930-2008《1:500、1:1000、1:2000地形圖航空攝影測量內業(yè)規(guī)范》、GB/T 12340-2008《1:25000、1:50000、1:100000地形圖航空攝影測量內業(yè)規(guī)范》的規(guī)定。對于常規(guī)光束區(qū)域網(wǎng)平差來說精度主要取決于地面控制點的分布與間距，區(qū)域越大，所需的地面控制點越多，本次試驗1分別布設了69個地面控制點；對于小比例尺成圖GPS輔助空中三角測量測量而言只需在區(qū)域網(wǎng)的四角布設4個平高地面控制點，其不隨區(qū)域網(wǎng)的大小而變化。對于GPS輔助空中三角測量測量從表1可以看出，隨著地面控制點的減少，區(qū)域網(wǎng)平差的精度有所降低，當無地面控制點時尤為明顯。所以，要達到測量規(guī)范所要求的精度，必須采用合理的地面控制方案；對于POS輔助空中三角測量測量來說，布點方案須經(jīng)實驗區(qū)確定，在試驗2測區(qū)共計600平方公里共布設39個像控點（包括檢測點），節(jié)省了80%的像控點，節(jié)約了60%的做像控費用。

由于精密單點定位所獲取的攝站坐標還不能完全達到空中三角測量所需要的控

制點的精度要求，區(qū)域網(wǎng)平差中利用地面控制點進行強制的系統(tǒng)誤差補償是必不可少的，從表1可看出無地面控制的檢查點的殘差帶有明顯的系統(tǒng)誤差。在區(qū)域的四角布設4個地面控制點被認為是一種可完全改正GPS系統(tǒng)漂移誤差的實用方法。實際作業(yè)中，在區(qū)域的四角布設4個平高控制點是必要的，它們可用于GPS單點定位誤差、WGS84系與國家統(tǒng)一坐標系不一致所引起的坐標變換誤差以及測定空間偏移分量誤差等系統(tǒng)誤差的改正。從表1成1::25000地形圖可以看出，未加入地面控制點時，GPS存在系統(tǒng)誤差；加入地面控制點后，進行了GPS漂移改正，平差解算結果精度得以明顯提高。[7]

本次試驗中像控點測量采用GPS精密單點定位（PPP）技術與利用高精度似大

地水準面模型進行GPS高程測量的方式施測。采用PPP技術僅使用單臺GPS接收機就可以精確確定點位位置，實現(xiàn)高精度定位導航的功能。單機作業(yè)，靈活機動，大大節(jié)約用戶成本，定位精度不受作用距離的限制。

5 結語

通過上述試驗可得出基于精密單點定位技術的GPS輔助及慣導航測技術在礦區(qū)成圖中使用可節(jié)約了傳統(tǒng)像片控制測量的作業(yè)成本,優(yōu)化了傳統(tǒng)空中三角測量加密工序的技術流程，縮短了航測成圖周期，可高效、高質量的服務于礦區(qū)成圖。精密單點定位技術在航測成圖中的應用不僅改變了過去先航攝,接著外業(yè)象控測量,最后內業(yè)空中三角測量加密的工序流程,而且提高了精度,減少作業(yè)的工序提高了作業(yè)效率,并實現(xiàn)了無地面基站，為最終實現(xiàn)數(shù)字攝影測量的自動化生產奠定了堅實的基礎。

目前精密單點定位技術還處于研究實驗階段，在航空攝影測量中的應用才剛剛開始，相信隨著精密星歷與精密鐘差的進一步發(fā)展，精密單點定位算法進一步成熟化，將精密單點定位技術應用航空攝影中成為一種必然的趨勢。

參 考 文 獻

[1] 精密單點定位技術在輔助航空攝影中的應用研究[學位論文].中國地質大學碩士學位論文.

[2]王成龍等.基于SWDC的國家基礎航空攝影測量可行性研究[J]. 測繪工程,2009,18(1)

[3]袁路晴等.超輕型飛機搭載SWDC系列數(shù)字航攝儀的航空攝影測量一體化作業(yè)思路[J].鐵路勘察,2007,6.

[4] 袁修孝.GPS輔助空中三角測量原理及應用[M] .北京：測繪出版社,2001.

[5] 袁修孝.GPS輔助空中三角測量及其質量控制[D] .武漢大學博士論文,1999.

篇2

地鐵工程施工測量的施測環(huán)境和條件復雜，要求的施測精度又相當高，必須精心施測和進行成果整理，工程測量成果必須符合相關規(guī)范的要求。論文參考網(wǎng)。

地鐵工程測量的測量特點

（1）車站包括主體結構、出入口和風道。采用明挖及蓋挖順作法施工方法，施工工藝復雜，工序轉換快，地下施測條件差，測量工作量大。

（2）地面導線控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)由地面?zhèn)鬟f到地下，必須保證精度，且要布設形成檢測條件并經(jīng)常復測控制點。

（3）對于車站主體結構，凈寬尺寸在建筑限界之外，還應考慮如下的加寬量：50mm綜合施工誤差＋H/150鉆孔灌注樁施工誤差及水平位移。論文參考網(wǎng)。

（4）區(qū)間暗挖先通過豎井，再通過橫通道分別進入左、右線隧道，并且曲線半徑較小，造成了后視距離短、轉角多，給正洞內導線延伸帶來一定難度。

平面控制測量

根據(jù)地鐵工程特點，利用建設管理方提供的測量控制點，在場區(qū)內按精密導線網(wǎng)布設。

精密導線技術精度要求：導線全長3～5km，平均邊長為350m，測角中誤差≤±2.5″，最弱點的點位中誤差≤±15mm，相鄰點的相對點位中誤差≤±8mm，方位角閉合差≤±5（n為導線的角度個數(shù)）,導線全長相對閉合差≤1/35000；導線點位可充分利用城市已埋設的永久標志，或按城市導線標志埋設。位于車站地區(qū)的導線點必須選在基坑開挖影響范圍之外，穩(wěn)定可靠，而且應能與附近的GPS點通視。

車站平面控制測量

利用測設好的平面控制網(wǎng)，以車站的兩個軸線方向為基線方向，直接把軸線控制點測設于車站基坑邊，經(jīng)檢查復核無誤后，設立護樁，利用軸線控制點通過全站儀把車站軸線直接投測到基坑內，并對車站結構進一步進行施工放線。若受場地影響，為保證測量精度，也可按以下分步方法進行測設。

區(qū)間暗挖隧道平面控制測量

施工豎井平面尺寸較小，井深多在20米左右，擬采用豎井聯(lián)系三角形測量,即通過豎井懸掛兩根鋼絲，由近井點測定與鋼絲的距離和角度，從而算得鋼絲的坐標以及它們的方位角，然后在井下認為鋼絲的坐標和方位角已知，通過測量和計算便可得出地下導線的坐標和方位角，這樣就把地上和地下聯(lián)系起來了。

施工放樣測量

施工中的測量控制采用極坐標法進行施測。為了加強放樣點的檢核條件，可用另外兩個已知導線點作起算數(shù)據(jù)，用同樣方法來檢測放樣點正確與否，或利用全站儀的坐標實測功能，用另兩個已知導線點來實測放樣點的坐標，放樣點理論坐標與檢測后的實測坐標X、Y值相差均在±3mm以內，可用這些放樣點指導隧道施工。也可用放線兩個點，用尺子量測兩點的距離進行復核，距離相差在±2mm以內，可用這些點指導隧道施工。

暗挖區(qū)間隧道施工放樣主要是控制線路設計中線、里程、高程和同步線。隧道開挖時，在隧道中線上安置激光指向儀，調節(jié)后的激光代表線路中線或隧道中線的切線或弦線的方向及線路縱斷面的坡度。每個洞的上部開挖可用激光指向儀控制標高，下部開挖采用放起拱線標高來控制。施工期間要經(jīng)常檢測激光指向儀的中線和坡度，采用往返或變動兩次儀器高法進行水準測量。在隧道初支過程中，架設鋼格柵時要嚴格的控制中線、垂直度和同步線，其中格柵中線和同步線的測量允許誤差為±20mm，格柵垂直度允許誤差為3°。

高程控制測量

（1）車站高程控制測量

對于車站施工時的高程測量控制，利用復核或增設的水準基點，按精密水準測量要求把高程引測到基坑內，并在基坑內設置水準基點，且不能少于兩個，通過基坑內和地面上的水準基點對車站施工進行高程測量控制。

（2）區(qū)間隧道高程控制測量

區(qū)間隧道高程測量控制，通過豎井采用長鋼卷尺導入法把高程傳遞至井下，向地下傳遞高程的次數(shù)，與坐標傳遞同步進行。論文參考網(wǎng)。先作趨近水準測量，再作豎井高程傳遞。

地下控制網(wǎng)平差和中線調整

隧道貫通后，地下導線則由支導線經(jīng)與另一端基線邊聯(lián)測變成了附合導線，支線水準也變成了附合水準，當閉合差不超過限差規(guī)定時，進行平差計算。

按導線點平差后的坐標值調整線路中線點，改點后再進行中線點的檢測，直線夾角不符值≤±6″，曲線上折角互差≤±7″，高程亦要使用平差后的成果。

隧道貫通后導線平差的新成果將作為凈空測量、調整中線、測設鋪軌基標及進行變形監(jiān)測的起始數(shù)據(jù)。

參考文獻：《城市測量規(guī)范》CJJ8

《地下鐵道、輕軌交通工程測量規(guī)范》GB50308

《工程測量規(guī)范》GB50026

《工程測量》 邵自修 冶金工業(yè)出版社 1997

《工程測量》 揚松林 中國鐵道出版社 2002

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1、傳統(tǒng)的人工測量方法

1.1百分表測量法

百分表測量法是較傳統(tǒng)的撓度測量方法。百分表的工作原理，就是利用齒輪轉動機構所檢測位置的位移值放大，并將檢測的直線往返運動轉換成指針的回轉轉動，以指示其位移數(shù)值。

特點：1）優(yōu)點是設備簡單，可以進行多點測量，直接得到各測點的撓度值測量結果穩(wěn)定可靠；2）缺點比較繁瑣，耗時較長，工作效率較低，現(xiàn)場應用有很大局限性；3）適用于橋下可搭設支架的橋梁工程。

1.2 精密水準儀測量法

水準測量又名“幾何水準測量”，是用水準儀和水準尺測定地面上兩點間高差的方法。在地面兩點間安置水準儀，觀測豎立在兩點上的水準標尺，按尺上讀數(shù)推算兩點間的高差。通常由水準原點或任一已知高程點出發(fā)，沿選定的水準路線逐站測定各點的高程。

特點：1）具有速度快、計算方便、精度高和能夠及時比較觀測結果的特點；2）主要適用于測點附近能夠提供測站條件、范圍不大的橋梁撓度變化、觀測點數(shù)不多的精密水準測量。

1.3 全站儀測量法

全站儀撓度測量基本原理是三角高程測量。三角高程測量通過測量兩點間的水平距離和豎直角求定兩點間高差的方法。

特點：1）這種測量方法簡單，不受地形條件限制，是測量橋梁撓度的一個基本方法。2）在橋梁加、卸載過程中，由于全站儀和棱鏡固定不動，這就完全消除了儀器高和棱鏡高的量測所帶來的誤差。3）采用高精度全站儀可以更加有效地提高橋梁荷載試驗撓度測量精度。

2、橋梁撓度自動檢測技術

2.1 連通管測量法

利用連通管原理，根據(jù)安裝在橋梁各處連通管內液面高度的變化獲得橋梁撓度的變化。當橋梁梁體發(fā)生變形時，固定在梁體上的水管也將隨之移動，此時，各豎直水管內的液面將與基準點處的液面保持在同一水平面，但各測點處的豎直水管液面卻發(fā)生了大小不等的相對移動，測得的相對位移量即是該被測點的撓度值。

特點：連通管法測量橋梁撓度的優(yōu)點是可靠、易行，當撓度的絕對值大于20mm時，它1mm最小讀數(shù)至少可有5%的相對精度。

2.2 傾角儀法

使用傾角法測量橋梁的撓度，并不同于傳統(tǒng)的方法如百分表法、水準儀法直接測得橋梁某一點的撓度值，而是首先使用傾角儀測得橋梁變形時幾個截面的的傾角，根據(jù)傾角擬合出傾角曲線，進而得到撓度曲線，這樣就可以求得橋梁上任意一點的撓度值。傾角法實際上是一種間接地利用傾角儀測量得到橋梁撓度的方法。

特點：橋梁不需要靜止的參考點，特別適于測量跨河橋、跨線橋、大型的跨海、跨峽谷橋梁和高橋，大大提高了測量效率。

2.3 激光圖像撓度測量

激光圖像撓度測量利用了激光良好的方向性。隨著橋梁不同程度的變形，照射在被測點固定不動的光電接收器上的激光光斑中心發(fā)生等量變化，因此只要獲取光斑中心位置就可得到橋梁撓度。

特點：具有很高的測量精度，可達到0.1 mm，且采樣速率高、成本較低；適合于跨度不大的中小型橋梁。

2.4 GPS撓度測量

利用一臺接收機(基準站)安在參考點(岸基)上固定不動，另一臺接收機(移動站)設在橋梁變形較大的點，2臺接收機同步觀測4顆或更多衛(wèi)星，以確定變形點相對岸基的位置。實時獲取變形點相對參考點的位置，可直接反映出被測點的空間位置變化從而得到橋梁結構的撓度值。

特點：具有全球性、全天候、連續(xù)的精密三維導航與定位能力；具有良好的抗干擾性和保密性。

2.5 光電成像撓度測量

光電成像撓度測量是在橋梁的測點上安裝一個目標靶，并在靶上制作一個光學標志點(光標)。通過光學系統(tǒng)(光學鏡頭)把標志點成像在CCD接收面陣上，當橋梁產生撓度/位移時，目標靶也隨之移動。通過測出靶上光標點在CCD接收面上成像位置的變化值，就可計算出橋梁實際的撓度/位移量。

撓度測量方法的比較圖

3、橋梁撓度監(jiān)測的發(fā)展方向

(1)長期在線自動動態(tài)測量

現(xiàn)在和未來，人們對橋梁，尤其是大型橋梁的安全評估不僅要求在施工過程中進行嚴格的檢測，而且，更加注重成橋后在正常載荷下的長期在線自動監(jiān)測。成熟的網(wǎng)絡技術使人們不再局限于對一座橋梁進行集中監(jiān)控，而逐步要求實現(xiàn)區(qū)域內多座大型橋梁的集群式監(jiān)控。

(2)大量程測量

隨著建筑材料和工藝的不斷成熟，現(xiàn)代橋梁呈現(xiàn)出/跨度大、結構柔等特點，這就造成橋梁結構本身在各種外界環(huán)境的影響下，會出現(xiàn)較大的形變，將來撓度測量的量程相應地要求成倍提高。

總之，隨著計算機等級的提高、數(shù)據(jù)采樣技術的進步，今后橋梁的撓度測量將在此方法基礎上進一步完善。未來橋梁撓度監(jiān)測將會沿著/高度集中自動化、大量程測量的方向繼續(xù)發(fā)展.

參考文獻：

[1]余加勇，朱建軍，鄒崢嶸，張坤[J]. 大跨徑橋梁撓度測量新方法研究.湖南大學學報(自然科學版)，2007，34(10):31-34

[2]吳暉.利用新型傾角儀測量橋梁撓度方法的理論分析研究(碩士學位論文).蘭州：蘭州交通大學.2009.

[3]謝浩元. 基于無線傾角傳感器的橋梁撓度測量研究(碩士學位論文).大連：大連理工大學.2010.

[4]徐學文，管樹國.幾種撓度測量方法的比較.林業(yè)科技情報.2005(37):85

[5]鄭玉福.橋梁撓度測量方法的探討.黑河科技，2002（4）:47-48

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一．引言。

工程測量通常是指在工程建設的勘測設計、施工和管理階段中運用的各種測量理論、方法和技術的總稱。傳統(tǒng)工程測量技術的服務領域包括建筑、水利、交通、礦山等部門，其基本內容有測圖和放樣兩部分。現(xiàn)代工程測量己經(jīng)遠遠突破了僅僅為工程建設服務的概念，它不僅涉及工程的靜態(tài)、動態(tài)幾何與物理量測定，而且包括對測量結果的分析，甚至對物體發(fā)展變化的趨勢預報。

二．工程測量實施的階段性分析。

1.規(guī)劃設計階段。

主要是提供大比例尺地形圖。采用的方法主要有地面人工測圖和攝影測量成圖兩類。

（1）. 地面人工測圖。是根據(jù)由總體到局部的原則，先在測區(qū)內建立平面和高程控制網(wǎng)點(見工程控制測量)，然后根據(jù)控制點測繪地物、地貌。近年來，隨著電子速測儀和機助制圖系統(tǒng)的發(fā)展，可以應用多功能整體式或組合式的電子速測系統(tǒng)取得地物和地貌特征點的三維坐標數(shù)據(jù)，輸入制圖系統(tǒng)自動成圖。

（2）. 攝影測量成圖。是對地面進行攝影，對像片加以判讀、量測和處理，以獲得所需資料。最先應用的是地面攝影測量，即在地面上用攝影經(jīng)緯儀攝取測區(qū)的像片，據(jù)以成圖。后來發(fā)展為航空攝影測量，它已成為目前測繪地形圖的最主要、最有效方法。

近年來,隨著攝影器材和測圖儀器的改進,除了模擬測圖方式以外，發(fā)展了解析測圖方式，即利用立體坐標量測儀對像片量測進行解析處理，獲得地形的數(shù)據(jù)資料。解析測圖儀除了與一般模擬立體測圖儀一樣測圖外,還可進行區(qū)域網(wǎng)點加密和數(shù)字化測圖,獲得數(shù)字地圖。地面形態(tài)的數(shù)字表達稱為“數(shù)字地面模型”，它可用來解決工程設計中繪制斷面圖、計算土石方量等問題。

2.施工階段工程測量工作。

主要是按照設計和施工的要求，先建立施工控制網(wǎng)點,然后根據(jù)控制網(wǎng)點,在實地上以適當?shù)木确艠映鼋ㄖ锱c生產設備各部分的位置，作為施工和安裝的依據(jù)。放樣工作包括平面位置放樣和高程放樣。平面位置放樣通常采用極坐標法、直角坐標法以及交會法等。高程放樣通常是根據(jù)高程控制網(wǎng)點用水準測量方法進行。近年來，已在施工測量中應用了激光測量儀器，例如：激光準直儀、激光垂線儀、激光平面儀、激光經(jīng)緯儀、激光水準儀等（見工程測量儀器）。這不僅提高了測量的精度和速度，而且有助于實現(xiàn)自動化。

3. 經(jīng)營管理階段的工程測量工作。

主要是為了監(jiān)視工程建筑物的現(xiàn)狀，保證安全運營所進行的建（構）筑物變形觀測。包括垂直位移（沉降）、水平位移、傾斜、撓曲，以及風振、日照等變形觀測項目，其特點是要求建立較高精度的變形觀測控制網(wǎng)和穩(wěn)固的基準點。對于觀測的精度要求與所采用的方法，因各項工程的要求不同，差異較大。野外觀測工作完成以后，經(jīng)過平差計算和初步整理，應用統(tǒng)計檢驗的方法來分析變形觀測成果的可靠性，應用回歸分析的方法探討變形的規(guī)律性。垂直位移（沉降）觀測，通常采用精密水準測量方法。使用液體靜力水準測量法，可將液面的高程變化轉換成電感輸出，有利于實現(xiàn)觀測自動化。建筑物的水平位移觀測，由于它本身受力條件的不同，位移的方向不同，觀測方法也就不同。對于任意方向的位移觀測，常采用角度前方交會法，對于發(fā)生在某一特定方向的位移觀測常采用基準線法。基準面的建立，可應用經(jīng)緯儀的視線、拉緊的鋼絲或者激光束。觀測點相對于基準面的偏離值，可以用人工觀測，也可以利用光電傳感技術，實現(xiàn)自動化。建筑物的位移、傾斜、撓曲和瞬時變形觀測，除了采用大地測量方法外，也可以應用近景攝影測量技術。

三．工程測量技術的現(xiàn)狀。

1. 地面測量儀器。

20 世紀 80 年代以來出現(xiàn)許多先進的地面測量儀器，為工程測量提供了先進的技術工具和手段，如：光電測距儀、精密測距儀、電子經(jīng)緯儀、全站儀、電子水準儀、數(shù)字水準儀、激光準直儀、激光掃平儀等，為工程測量向現(xiàn)代化、自動化、數(shù)字化方向發(fā)展創(chuàng)造了有利的條件，改變了傳統(tǒng)的工程控制網(wǎng)布網(wǎng)、地形測量、道路測量和施工測量等的作業(yè)方法。三角網(wǎng)已被三邊網(wǎng)、邊角網(wǎng)、測距導線網(wǎng)所替代；光電測距三角高程測量代替三、四等水準測量；具有自動跟蹤和連續(xù)顯示功能的測距儀用于施工放樣測量；無需棱鏡的測距儀解決了難以攀登和無法到達的測量點的測距工作；電子速測儀為細部測量提供了理想的儀器；精密測距儀的應用代替了傳統(tǒng)的基線丈量。

2.GPS定位技術。

GPS是美國從20世紀70年代開始研制,歷時20年,耗資200億美元,于1994年全面建成,具有海、陸、空進行全方位實施三維導航與定位能力的新一代衛(wèi)星導航與定位系統(tǒng)。隨著GPS定位技術的不斷改進,軟、硬件的不斷完善,長期使用的測角、測距、測水準為主體的常規(guī)地面定位技術,正在逐步被以一次性確定三維坐標的高速度、高精度、費用省、操作簡單的GPS技術代替。

在我國 G P S 定位技術的應用已深入各個領域，國家大地網(wǎng)、城市控制網(wǎng)、工程控制網(wǎng)的建立與改造已普遍地應用 G P S 技術，在石油勘探、高速公路、通信線路、地下鐵路、隧道貫通、建筑變形、大壩監(jiān)測、山體滑坡、地震的形變監(jiān)測、海島或海域測量等也已廣泛的使用 G P S 技術。隨著D G P S 差分定位技術和 R T K 實時差分定位系統(tǒng)的發(fā)展和美國 A S 技術的解除，單點定位精度不斷提高，G P S 技術在導航、運載工具實時監(jiān)控、石油物探點定位、地質勘查剖面測量、碎部點的測繪與放樣等領域將有廣泛的應用前景。

3. 數(shù)字化測繪技術。

數(shù)字化測繪技術在測繪工程領域得以廣泛應用，使大比例尺測圖技術向數(shù)字化、信息化發(fā)展。大比例尺地形圖和工程圖的測繪,歷來就是城市與工程測量的重要內容和任務。

常規(guī)的成圖方法是一項腦力勞動和體力勞動結合的艱苦的野外工作,同時還有大量的室內數(shù)據(jù)處理和繪圖工作,成圖周期長,產品單一,難以適應飛速發(fā)展的城市建設和現(xiàn)代化工程建設的需要。隨著電子經(jīng)緯儀、全站儀的應用和 GEOMAP 系統(tǒng)的出現(xiàn),把野外數(shù)據(jù)采集的先進設備與微機及數(shù)控繪圖儀三者結合起來,形成一個從野外或室內數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、圖形編輯和繪圖的自動測圖系統(tǒng)。

4. 攝影測量技術。

攝影測量技術已越來越廣泛的在城市和工程測繪領域中得以應用，由于高質量、高精度的攝影測量儀器的研制生產，結合計算機技術中的應用，使得攝影測量能夠提供完全的、實時的三維空間信息。不僅不需要接觸物體，而且減少了外業(yè)工作量，具有測量高效、高精度，成果品種繁多等特點。在城市和工程大比例尺地形測繪、地籍測繪、公路、鐵路以及長距離通訊和電力選線、描述被測物體狀態(tài)、建筑物變形監(jiān)測、文物保護和醫(yī)學上異物定位中都起到了一般測量難以起到的作用，具有廣泛的應用前景。由于全數(shù)字攝影測量工作站的出現(xiàn)，為攝影測量技術應用提供了新的技術手段和方法，該技術已在一些大中城市和大型工程勘察單位得以引進和應用。

六．結束語

在人類活動中，工程測量是無處不在、無時不用，只要有建設就必然存在工程測量，因而其發(fā)展和應用的前景是廣闊的。

參考文獻：

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[4] 顏學華 張懷興 王本奎 全站儀測量技術分析及應用 [期刊論文] 《科技與企業(yè)》 -2012年21期

篇5

1 創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的重要意義

曾在全國科學技術大會上指出：“把增強自主創(chuàng)新能力作為國家戰(zhàn)略，貫穿到現(xiàn)代化建設各個方面，激發(fā)全民族創(chuàng)新精神，培養(yǎng)高水平創(chuàng)新人才，形成有利于自主創(chuàng)新的體制機制，大力推進理論創(chuàng)新、制度創(chuàng)新、科技創(chuàng)新，不斷鞏固和發(fā)展中國特色社會主義偉大事業(yè)。”國內各高校也都將創(chuàng)新型人才培養(yǎng)作為己任，不斷推進教學改革，采取一系列的措施改進創(chuàng)新型人才培養(yǎng)體系，提高創(chuàng)新型人才培養(yǎng)質量。很多高校借鑒了一些國外高校的做法，在教學活動設計上進行改革，逐漸從側重書本知識和理論教育，實驗教學較少，在實驗過程中學生的參與和師生間、學生間的互動不多的模式向強調對學生獨立思考、自主設計及實踐能力的培養(yǎng)，特別是和測控技術相關的一些課程，更是如此。

2 創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式

創(chuàng)新型人才培養(yǎng)不局限在培養(yǎng)學生的理論基礎，更重要的是培養(yǎng)學生的工程實踐能力，因此高度強化實踐環(huán)節(jié)，引導學生認真完成實踐環(huán)節(jié)，培養(yǎng)創(chuàng)新精神和工程素質。實踐教學環(huán)節(jié)分成三個層次：課內實驗、獨立實踐、開放性實踐。

我們建立的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式貫穿人才培養(yǎng)的全過程，通過采取開展暑期夏令營，建立課外興趣小組，在本科生中開展測控技術與儀器學科前沿講座，開設創(chuàng)新性設計課程，開設網(wǎng)上科技論壇搭建師生交流平臺等措施，從大一開始就進行創(chuàng)新型人才培養(yǎng)與訓練，建立了大二打基礎，大三做實戰(zhàn)，大四帶大三參加科技競賽獲獎的基本模式，將畢業(yè)設計與競賽無縫銜接，本科生在省部級以上科技競賽的獲獎比例達全部學生人數(shù)的50%以上。最重要和最有效的一個方法是啟動了大學生創(chuàng)新性實驗計劃，通過一定的資助鼓勵同學參加教師的科研活動，系統(tǒng)地對學生進行綜合素質教育、專業(yè)意識教育和創(chuàng)新思維教育，使得學生在創(chuàng)新思維、研究方法、創(chuàng)業(yè)能力等各個方面均取得優(yōu)異成績。

3 創(chuàng)新性實驗計劃的實施

在創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式中，大學生創(chuàng)新性實驗計劃占有重要位置，發(fā)揮重要的引領作用。通過國家級、校級、院級大學生創(chuàng)新性實驗計劃的申報與實施，調動全體教師和同學的積極性，以適當?shù)馁Y助和提供學分的方式，激勵學生參加教師的科研活動，進行獨立的創(chuàng)新性設計，從而能快速有效地培養(yǎng)其創(chuàng)新能力。

下面以創(chuàng)新性實驗計劃“三維精密運動平臺運動誤差檢測與補償”為例，介紹其在測控技術與儀器專業(yè)的人才培養(yǎng)中的作用和具體實施。三維精密運動平臺在精密機床、微操作機器人、精密儀器儀表等領域有著廣泛的應用，而由于運動機構的制造和裝配的不完善，不可避免地會使運動平臺的實際位移偏離它的名義值，這一誤差常稱為運動誤差，比如直線度運動誤差、角度運動誤差、垂直度誤差等，勢必會對機床、機器人等執(zhí)行機構的運動精度帶來影響，如果執(zhí)行機構是測量系統(tǒng)的一部分（如跟蹤式測量），則必然會對測量結果的不確定帶來影響。本項目以精密加工、精密裝配的應用為背景，作為指導教師科研課題的一個子課題，通過對激光干涉測量技術、工業(yè)機器人運動學模型的學習與應用，將測控技術與儀器的專業(yè)課，包括傳感器技術、信號處理技術、誤差理論、測控電路、運動控制技術、精密機械設計、C語言程序設計、自動控制理論等的集光學、機械、電子、計算機各方面知識于一體，進行全面的綜合運用。精密運動平臺的控制原理結構如圖1所示，把給定位移的值分成名義值和需補償?shù)牧浚衙x值傳輸?shù)胶陝悠脚_的控制上，通過運動控制卡轉為脈沖信號，步進電機驅動器把脈沖信號轉化成角位移，控制步進電機驅動宏動平臺；將需補償?shù)牧總鬏數(shù)轿悠脚_控制上，通過壓電陶瓷控制器驅動微動平臺，宏動平臺與微動平臺配合運動，實現(xiàn)了高精度的運動控制。

由于創(chuàng)新性計劃的啟動是在大二下學期開始，很多專業(yè)課程還沒有學到，為此就選拔一部分學有余力，對科研充滿濃厚興趣的同學進行培養(yǎng)，組織申報，采取導師負責制，從項目申報、方案制定到具體實施，都有導師嚴格把關，并接受學院督導組的定期檢查。項目組成員在申報初期對課題的準備就比較充分，理解有一定深度。針對三維精密運動平臺的各運動誤差分量，直線度運動誤差、角度運動誤差、垂直度誤差，提出了相應的檢測手段和補償措施。在實施過程中，借助先進的實驗條件，采用激光干涉儀進行誤差測量，搭建合理的光路系統(tǒng)，減少雜散光的影響，以及環(huán)境因素波動對激光波長的影響，測量精度可達0.01微米，精度高；通過測量得到的三維平臺的運動誤差，建立運動機構的位置與誤差關系的數(shù)學模型，在實際運動的控制過程中，將三維微動平臺與宏動平臺有機結合起來，進行在線誤差修正與補償；在誤差補償前后，對三維運動平臺的運動精度進行標定和比對，驗證誤差補償效果，完成項目的預期研究成果。在這個過程中，學生得到了全面的鍛煉，掌握了測控技術與儀器領域的先進技術和進行科學研究工作的一般方法，提高了專業(yè)知識的應用能力，培育了一定的創(chuàng)新能力，具備了科技資料檢索、科技論文撰寫的技巧，并發(fā)表多篇科技論文，完成高水平的創(chuàng)新性實驗研究報告。

4 結語

創(chuàng)新性實驗計劃在人才培養(yǎng)中占有十分重要的位置，起到引領作用。通過設立大學生創(chuàng)新實驗計劃，并有效地組織實施，對于提高學生進行創(chuàng)新性探索的積極性和主動性，培養(yǎng)一定的科學研究能力和創(chuàng)新能力，產生高水平的本科生的科學研究成果都具有重要的意義。我校近三年的學生考研率逐年遞增，就業(yè)能力顯著提升，科技競賽獲獎能力與水平不斷增強，都證明了我們的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式的教學效果十分好。

參考文獻

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[2] 林玉池，畢玉玲，馬鳳鳴等.測控技術與儀器實踐能力訓練教程[M].北京：機械工業(yè)出版社，2009.

篇6

一．引言

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國的高速鐵路已經(jīng)進入了大規(guī)模的建設階段。我們所說的高速鐵路，就是指那些能夠使旅客列車的最高運行速度高于200千米每小時的鐵路。在我國當前主要是依據(jù)鐵道部在2003年制定頒布的《京滬高速鐵路測量暫行規(guī)定》來進行高速鐵路平面測量工作的。在我國高速鐵路的發(fā)展相對較晚，可以說還是一個新的事物。因為高速鐵路使得旅客列車的行車速度大大提高，所以就會給鐵路的建設帶來一些新的挑戰(zhàn)和問題，理所當然對高速鐵路平面的工程測量工作也帶來了新的挑戰(zhàn)。在我國，高速鐵路工程測量的標準和規(guī)范還沒有正式的制定，其中還有許多的問題要進一步的研究和探討。所以本文就針對一些具體的問題作了簡單的探討。

二．高速鐵路平面控制測量布設的原則

我國《京滬高速鐵路測量暫行規(guī)定》中的相關條文指出，高速鐵路的測量全過程為：通過我國國家三等大地點測量加密GPS點，在GPS點的基礎上做鐵路五等導線測量，利用導線點測設線路中線控制點和鋪設軌道。

當前如果是新建鐵路，那么在其勘測中，一些鐵路的勘察設計部門也正在努力的尋求一些方法來改進鐵路勘測的流程，這個過程中提出了一次布網(wǎng)的方法，這種方法就是把各個階段的控制點一次性的布設成為同一個等級，與此同時統(tǒng)一其平差測量的控制網(wǎng)，使的初測、航測、定測以及施工各個階段的測量都可以在同一控制網(wǎng)的控制下，這樣可以大大的減少工序，大幅度的提高測量效率。

當鐵路在運行階段的時候，為了使軌道的結構保持著良好的狀態(tài)，就必須加強對軌道的平順度以及整體幾何形狀進行定期的檢測。所以，控制測量還必須能夠滿足運行階段的高速鐵路檢測的標準和要求。

我國的高速鐵路一般采用GPS測量法進行首級平面控制測量，也就是在沿線路大概每隔5m左右的距離設置一對互通視點，在定位時必須要保證其長期有效且穩(wěn)定。如果在線路的定測和初測階段時，要盡可能的利用GPS RTK來進行控制點的加密以及線路的中線測量。如果有一些不方便采用GPS RTK測量的路段，則可以采用GPS測量加密之后，再來布設線路初測以及定測的導線，集中來進行高速鐵路中線的測量。對于一些大中型的構筑物，如果要布設其施工控制網(wǎng)，那么構筑物的軸線位置必須滿足線路的整體形狀的一些要求。也就是說要在其鋪軌之前，布設精度較高的導線，以此來滿足測量軌道的整體形狀的要求。

三．高速鐵路平面控制測量的精度要求

根據(jù)德國實踐的經(jīng)驗，影響以及控制行車速度的原因有：線路平縱斷面以及線路的平順性。為此，德國鐵路對于軌道不平順限速的管理標準比較嚴。而且，國內外一些專家的看法基本一致。這樣能夠有效保證其安全性和舒適度。

線路的平順度和控制測量精度有聯(lián)系，相對于線路形狀而言，平順度是局部的誤差。雖然采用測量的方法不容易達到高速鐵路對于線路平順度的要求。但是，也不能夠依據(jù)線路平順度的要求來作為控制測量精度的標準。下面分析一下線路平順度誤差對線路位置誤差的影響。

用直線路來討論，圖1中AB為設計直線線路位置，當在10米處產生2mm不平順度時，線路將出現(xiàn)β角的轉折，使直線B移至B點。其中不平順度有偶然性，所以，由各段不平順度產生的B點位移可利用直伸等邊支導線終點的橫向中誤差公式計算：

假定AB=200m，則S=190m，n=19，按式(1)計算得199mm。

可見高速鐵路控制測量不是控制線路局部的平順度，而是控制整體線路的形狀。這里提出：高速鐵路在5公里范圍內，無論是直線段或曲線段線路平面位置偏離設計位置最大不超出50毫米，偏離幅度不超出100毫米，線路平面位置偏離設計位置的中誤差為25毫米。因此，高速鐵路線路平面位置不僅要滿足局部平順度的要求，同時需要滿足在5公里范圍內的一個直線段或曲線段中，線路偏離幅度最大不超出100毫米的要求。

由以上分析，高速鐵路平面控制測量的點位中誤差在線路的垂直方向不大于25毫米。如果在鋪軌前，布設鐵路五等導線，并適當提高測角精度，假定測角中誤差為3.5，按等邊直伸導線計算，導線最弱點的橫向中誤差為：

式中，S=5000m，n=10，則m=24.5mm。

高速鐵路的首級平面控制測量采用GPS測量方法，其精度等級應相當于國家四等大地點。GPS點每隔5公里左右布設互相通視的一對點，作為附合導線的方位邊。因此，GPS控制網(wǎng)應布設成帶狀網(wǎng)連式網(wǎng)，相鄰同步圖形之間以通視的一對點作為公共基線連接，需要有4臺或更多的GPS接收機觀測。國家三角測量規(guī)范中規(guī)定：四等三角測量最弱邊的方位角不大于4.5。假定，按GPS網(wǎng)相鄰兩點的橫向誤差等于基線長度的精度，則可由式(3)計算一對通視點之間的最短長度：

式中，d為GPS網(wǎng)一對通視點之間的長度，a為固定誤差，b為比例誤差系數(shù)。設a=10mm，b=10，則d=520m。可見，GPS點每隔5公里左右布設互相通視的一對點，其距離不應短于600米。

四．五等導線測設軌道中心精度的分析

在高速鐵路鋪軌前布設五等導線測量，利用全站儀在導線點上直接測設軌道中心點。假如忽略由導線點測設軌道中心點的誤差，可以把導線點之間的相對誤差認為是軌道中心點之間的誤差。五等導線可看作為在GPS點之間的直伸附合導線，導線點的相對橫向中誤差可按下式計算：

其中：

假定k=5，f=7，兩點相隔1000米；k=4，f=8，兩點相隔2000米；k=3，f=9，兩點相隔3000米，如圖3所示，分別計算導線點的相對橫向中誤差，其結果列于表1：

由以上分析可知：布設五等導線點測設軌道中心點，其線路偏離幅度可滿足不超出100毫米的要求。這里需要指出的是，當較長的曲線位于兩個GPS跨段時，應在曲線的兩端加密GPS點，使曲線段處于同一條五等導線內。

五．結論

鐵道部2003年頒布的《京滬高速鐵路測量暫行規(guī)定》，對高速鐵路平面控制測量布設等級和精度的規(guī)定可滿足工程測量要求，但建議適當提高五等導線的測角精度，測角中誤差為±3.5。考慮到一次布網(wǎng)的優(yōu)點和不同階段對測量精度的要求，采用GPS測量法進行首級平面控制測量，也就是在沿線路大概每隔5m左右的距離設置一對互通視點，在定位時必須要保證其長期有效且穩(wěn)定。如果在線路的定測和初測階段時，要盡可能的利用GPS RTK來進行控制點的加密以及線路的中線測量。如果有一些不方便采用GPS RTK測量的路段，則可以采用GPS測量加密之后，再來布設線路初測以及定測的導線，集中來進行高速鐵路中線的測量。對于一些大中型的構筑物，如果要布設其施工控制網(wǎng)，那么構筑物的軸線位置必須滿足線路的整體形狀的一些要求。也就是說要在其鋪軌之前，布設精度較高的導線，以此來滿足測量軌道的整體形狀的要求。如在運行階段仍需保持高速鐵路軌道的整體形狀，應根據(jù)檢測的需要，進行控制測量的定期復測工作。

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[5]黨軍宏 雷旭華 陳龍 平面控制測量方案設計在高鐵專線中的應用 [期刊論文] 《山西建筑》 -2012年29期

篇7

0引言

隨著電子測量技術的不斷發(fā)展，越來越多的電子測量新技術也不斷地應用到物理實驗中，特別是物理實驗儀器，目前大多數(shù)的實驗儀器越來越往一體化方向發(fā)展，一個實驗或多個實驗只要在一臺儀器就可以完成，這種儀器的優(yōu)點是講義容易編寫，儀器維護管理也比較方便，但它的不足之處是淡化了物理實驗思路、過程和物理實驗本身具有的幫助學生提高實驗技能和培養(yǎng)科研素質的作用。由這種實驗儀器開出的實驗項目，學生只要通過簡單的連線就能得出測量結果，面對這樣的實驗，比較多的同學反映，雖然可以較快地完成實驗，但體會不了其實驗思路，學不到實驗方法、技能，也提不起興趣。因此，更多的學生只是為了實驗而實驗，自然也就達不到做實驗的目的。這樣的項目，效果不佳，不利于培養(yǎng)學生的動手能力和獨立思考能力。因此，作者對原有的一體化傳感器實驗儀的力傳感器實驗部分進行有效的改進，應用模塊化的實驗思路提出一種改進方法，該方法按模塊化組合的方式構建了即可獨立使用又能組合在一起的實驗平臺，同時在檢測電路方面引入了數(shù)據(jù)采集和計算機通信等具有現(xiàn)代電子測量新技術的內容，使該實驗不但具有清晰模塊化物理思想又可以讓學生通過實驗學習到新技術、新知識，而且還能培養(yǎng)學生的獨立思考分析能力，在實驗過程中可對測量結果自行分析并進行修正，重復實驗，以達到最佳實驗結果，培養(yǎng)和提高了他們自主實驗的能力。下面介紹其原理、方法。

1實驗原理

在力學中用來作稱量或者做微小應變力測量的器件和材料有很多，金屬應變式電阻應變片是常用的測量材料之一，其原理是應用金屬的電阻應變效應。假設有一段截面積為S，長度為L的電阻絲，在未受壓力時，其原始電阻為R，當電阻絲受外力應變時，其長度變?yōu)椋娣e相應減小，電阻率則因晶格發(fā)生變化而改變，如果其變化量為，則由大量實驗可以證明：，其中稱為電阻的靈敏系數(shù)。

由金屬箔應變片做成的應變片力傳感器正是基于這樣的原理做成的，它由基底、敏感

柵、覆蓋層和引線等組成。本實驗采用由這種金屬箔應變片做成的雙孔壓力傳感器，其示意如圖1所示，這種傳感器的上梁表面和下梁表面對稱地貼有四片金屬箔式應變片。當我們在傳感器的承重圓盤上增加法碼時，粘貼在上表面的兩片應變片將受到拉伸，粘貼在下表面的兩個應變片將受到擠壓，它們的電阻值將發(fā)生變化，通過測量電路就可以將電阻的應變量轉換成電壓信號輸出在儀表上顯示。圖2~4為幾種常用的電路檢測方法，其中和組成調零電路，以減小電路產生的誤差，提高檢測精度。

圖1 雙孔壓力傳感器圖2 單臂接法

圖3雙臂接法圖4四臂接法

以上三種電路其輸出電壓如下公式所示：

（單臂）（1）

（雙臂）（2）

（四臂）（3）

其對應的輸出靈敏度為：

（4）

（5）

（6）

2實驗方法

在大學物理實驗教學中主要采用上述三種電路的連接方式，一般的一體化實驗儀器也帶有如上圖2~4所示電路的實驗模塊，這三種連接方法也是常用的實驗依據(jù)。該文提出的方法是在不改變其電路基本接法的情況下，提出如圖5所示的由橋臂輸出檢測模塊、信號調理模塊、數(shù)據(jù)采集模塊和計算機組成微弱信號檢測實驗平臺，另一方面將橋臂電路中的電位器和電阻分別由精密可調電位器和精密電阻代替軟件數(shù)值處理，這樣改進的好處是在實驗中引入了現(xiàn)代電子測量技術，減小了檢測元件帶來的額外誤差，提供了實驗精度小論文。

圖5 力傳感器實驗平臺組成

信號調理則由自行設計的雙通道精密可調高增益直流放大器，該增益放大器的放大倍數(shù)可高達1000倍，共模抑制信噪比可達104，其單通道電路如6所示。應變片橋臂檢測電路輸出的微小變化量經(jīng)該放大器放大后，由計算機實時采集數(shù)據(jù)采集模塊的輸出電壓，并可通過采集軟件進行數(shù)據(jù)處理。

圖6 精密可調高增益直流放大器

該實驗平臺的組成如圖7所示，精密力傳感器模塊由力傳感器和橋臂檢測電路組成；應變片傳感器模塊由應變片力傳感器和橋臂檢測電路組成；信號調理器1、2則由具有低通濾波功能的高增益直流放大器模塊組成；數(shù)據(jù)采集模塊則采用PASCO500接口，該接口有三個模擬電壓采集通道，同時又具有與計算機通信的功能，在計算機中可方便應用軟件進行數(shù)據(jù)采集，通過在軟件中設置采集物理量之間的關系（即x-y坐標）即可實時測量。由于接口通道中采集到的是電壓，因此，需要將精密力傳感器輸出的采集電壓轉換為對應的被測壓力（克），所以，必須應用軟件中提供的公式計算器進行關系換算，這也是我們選擇PASCO接口實現(xiàn)本實驗的原因之一。實驗中，用兩個采集通道來完成，A通道作為精密力傳感器對相應的不同測量物體壓力進行同步轉換，B通道則用來測量不同被測物體對應的應變片電壓輸出。為了實現(xiàn)A通道的功能，只需使用PASCO系統(tǒng)提供的“實驗計算機”軟件模塊進行公式換算即可完成，其軟件模塊設置界面如圖8所示。

圖7 實驗平臺實現(xiàn)框圖圖8 實驗計算機

4 實驗結果

本實驗采用350Ω的應變片，供電電壓為±2伏，采用三種不同的電路接法，并按圖7所示方框圖連接，然后，按圖8所示的軟件模塊鼠標點擊“INPUT”軟件按鍵選擇A通道輸入即可顯示@A.電壓，由計算機鍵盤輸入“*C”；在界面顯示的“計算名稱”、“簡稱”和“單位”等空白處相應輸入“質量”、“m”和“克”，按回車鍵，即可完成將測量的電壓轉換為質量的設置。其中“*C”為修正系數(shù)，由不同電路連接方式相應輸出的電壓值與質量的比例關系確定，經(jīng)過這樣修正后，可提高測量精度。圖9~11為按該實驗平臺采集到的三種電路連接方式測量應變片力傳感器隨外加壓力（小銅塊）變化輸出的關系曲線。這三種曲

圖9 單臂電路輸出

圖10 雙臂電路輸出

圖11 四臂電路輸出

線是經(jīng)過線性擬合得到的，只要按簡單的選點就可以得出電壓（V）-力（F）的變化斜率。經(jīng)軟件數(shù)據(jù)計算工具，可求得它們的靈敏度分別為：

（單臂），（雙臂），（四臂）

由此可得出它們的靈敏度比例為1：2：4，其中四臂的靈敏度最高，這個結果同上述的理論公式4~6是一致的，表明該實驗方法是可行的。如果測量的結果與公式有偏差，可以在“實驗計算機”中輸入調整修正系數(shù)，直到測量結果與公式符合為止，通常只要進行兩三次修正，即可得到正確結果。

5．結論

以上的實驗綜合體現(xiàn)了集電橋、力傳感器、數(shù)據(jù)采集、計算機通信等模塊于一體的實驗思路，既靈活又統(tǒng)一。由該文提出的實驗方法而構建的實驗平臺不僅可以讓學生學習了解各獨立模塊的功用，還可以讓學生了解如何應用現(xiàn)代電子測量的新技術、新手段進行實驗。該方法充分體現(xiàn)了模塊化自主實驗的思想，突破了一體化儀器實驗的不足，豐富了物理實驗的思路和過程，幫助學生建立模塊化組合的實驗思想，提高了學生對物理實驗的興趣，培養(yǎng)了學生的自主實驗技能，達到了物理實驗所應有的功用，為物理實驗提供了另一種思路，我們用此方法進行了多個傳統(tǒng)物理實驗的改進工作，并應用到物理實驗教學中，取得了良好的效果。

[參考文獻]

篇8

高性能加工中心與高速加工中心的區(qū)別在于它除有一個能高速旋轉的主軸外，還設計了高精度的直線運動導軌、大功率主軸電機、精密主軸軸承、滾珠絲杠、高效伺服驅動電機和先進的CNC系統(tǒng)等。因而使加工中心在高效率下加工出高精度的零件，大大提高市場競爭力。

1.直線運動導軌

機床的各軸向運動的速度和精度，對實現(xiàn)高速切削至關重要。JoeKraemer博士在為高性能加工中心下定義時指出，在機床主軸轉速與刀具系統(tǒng)不變和保證滿足加工零件精度的前提下，如果各軸向運動不能達到f＝7.62-11.43m/min的進給速度，就不能稱之為高性能加工中心。但是要達到如此高的進給速度，則采用普通機床的方形導軌是遠遠不能實現(xiàn)的，必須選用直線運動導軌。試驗證明，直線運動導軌的摩擦系數(shù)僅為普通方形導軌的1/20。由于直線運動導軌的滾柱與導軌間的接觸面積遠遠小于方形導軌，因此使功率消耗也降低為方形導軌的1/20，且能保持長時間的很少磨損，大大提高導軌的使用壽命。精密的直線運動導軌具有一個淬火硬度為HRC58-62的經(jīng)精密導軌磨床磨削的V型直線形導軌，直線形導軌的結構簡單，因此，容易加工、裝配、測量，以及能選擇合適的滾柱直徑等。

直線運動導軌具有高的剛度，與相互運動體之間無間隙存在，因而很少產生振動，能加工出低表面粗糙度的零件表面，延長刀具的使用壽命。THK獨自研制開發(fā)的LM滾動直線導軌副，由于改進了鋼球接觸部的形狀，采用近似鋼球直徑的曲率半徑的R溝槽形狀，使得鋼球接觸面的容許負荷增加了十幾倍，而且能長時間保持高精度狀態(tài)，運行2000Km后，磨損量僅為0.5Mm。正是由于其高剛性，并能實現(xiàn)高速進給，廣泛應用于高速加工機床。

2.精密滾珠絲杠和直線電機

加工中心的滾珠絲杠精度，以及直徑和螺距的大小直接影響加工中心的性能，尤其是在采用直線運動導軌的高性能加工中心都選擇高精度和大直徑大螺距的單頭滾珠絲杠。

競爭促進技術發(fā)展的典型例子莫過于THK美國公司的驅動速度可達200m/min的高速滾珠絲杠。一般認為滾珠絲杠傳動達到90m/min就不容易了，再快只能用直線電機驅動了。THK公司采用多種技術措施來提高滾珠絲杠的驅動速度：用特殊工程塑料做滾珠隔離架，既隔開滾珠，避免珠子間的摩擦，又起作用；為消除熱影響，絲杠為中空通冷卻液；為消除高速振動，中空絲杠內填阻尼材料，以提高阻尼特性。這是目前見到的驅動速度最快的滾珠絲杠。

大功率直線伺服電機，直接驅動工作臺作直線運動，并與由碳素纖維增強塑料制成的輕型結構工作臺和直線滾動導軌副匹配，實現(xiàn)高進給速度和高精度加工。

3.主軸軸承

從長遠的觀點上看，對磁力、氣動和靜壓軸承的市場需求量將會大大增加。但是，目前在高速機床中，最常用的還是組合式的向心推力滾珠軸承。在標準的機床主軸轉速條件下，在主軸前端經(jīng)常安裝三排組合式的向心推力滾珠軸承，在主軸后端安裝兩排滾珠軸承。因為在主軸前端安裝三排組合式的向心止推滾珠軸承能極好地提高主軸剛度增加主軸的承載能力，這一點對于重載切削至關重要。

合理地選擇軸承材料同軸承種類同樣重要。雖然由軸承鋼制成的軸承目前仍被廣泛使用，但實踐證明，高速切削使用陶瓷軸承將表現(xiàn)出許多優(yōu)點。盡管軸承鋼制成的軸承價格便宜，但其重量遠比同樣規(guī)格的陶瓷軸承重得多，由于重量重，高速切削中發(fā)熱量大，必須配置復雜的冷卻系統(tǒng)。同時隨著主軸轉速的提高，使作用在軸承上的向心力增大，使軸承溫度升高，引起主軸尺寸增大，影響加工零件的尺寸精度，使機床主軸所需功率增加。陶瓷軸承由于重量輕，將較好地解決這一技術難題。為了提高機床主軸剛度和切削能力，在陶瓷軸承上還可施加很大的預加載荷。由于陶瓷軸承有以上特點，因而使其使用壽命增長。

4.冷卻、及密封技術

高速機床容易產生較高溫度，如果不進行冷卻，將會引起熱變形。如為保證機床主軸的高精度，就必須穩(wěn)定地控制主軸和軸承的溫度。目前，機床根據(jù)主軸結構不同，選擇外冷方式、內冷方式或內外共同冷卻方式對主軸、軸承進行冷卻。為達到高速，技術也得到發(fā)展，美國SETCO公司采用Kluber-speed BF72-22合成脂對精密主軸組，可達到極高的速度，其速度系數(shù)可達到dn值2000000以上。

精密主軸常常由于污物的進入，造成主軸的失效，原因是應為密封不好。美國SETCO公司開發(fā)了新型專利“SETCO AisShield”空氣隔離密封，集成了摩擦密封和迷宮式密封的優(yōu)點。壓縮空氣切向送入固定前軸承座的循環(huán)槽，與主軸一起構成一個封閉的迷宮，空氣在槽內環(huán)繞主軸流動，該密封方式可使軸承壽命提高3倍。

5.數(shù)控系統(tǒng)

微電子技術的飛速發(fā)展，為數(shù)控系統(tǒng)向小型化和高集成化發(fā)展提供條件，系統(tǒng)的運算速度和操作界面也有了很大的改進，數(shù)控系統(tǒng)向高速、高精度和易操作的方向發(fā)展。

主要有以下特點：

（1）納米插補：為了減少插補的輪廓誤差，F(xiàn)ANUC開發(fā)了納米級的插補功能，使數(shù)控系統(tǒng)在進行插補運算時采用1nm的精度進行運算，并以1nm的當量控制伺服電機的運行，系統(tǒng)的插補精度在1/1000000mm精度下運行，大幅度降低了系統(tǒng)的誤差。

（2）加速度控制（JERK）：機床在加速度變化時，會造成機床振動，影響加工精度。采用了加加速度控制功能后，會自動對進給速度處理，使本來為單位脈沖函數(shù)的加加速度變成一定時間內加加速度變化的函數(shù)，減少機床的振動。

（3）編程導入功能（manual guide I）：該功能改變了傳統(tǒng)的使用G代碼的形式，而采用圖形對話編程的形式，提供大量的輔助編程、計算的對話畫面，使系統(tǒng)更容易操作。

綜上所述，對高性能加工中心，不僅需設計出高轉速的主軸，還需有高性能CNC系統(tǒng)、高精度直線導軌、精密滾珠絲杠、軸承、選擇合適的冷卻方式、機床/刀具接口等。上述技術目前已用于許多高性能機床的生產實際，并取得了很好的經(jīng)濟與社會效益。

參考文獻：

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［3］李軍華.數(shù)控機床主傳動齒輪綜合嚙合剛度研究（碩士論文），2007.

［4］張利平主編.液壓氣動技術速查手冊.北京：化學工業(yè)出版社，2006.

篇9

二、政治思想條件

遵守國家法律和法規(guī)，有良好的職業(yè)道德和敬業(yè)精神。任現(xiàn)職期間，年度考核合格以上。

三、學歷、資歷條件

獲博士學位后，從事本專業(yè)技術工作，取得工程師資格2年以上。或大學本科畢業(yè)以上學歷，從事本專業(yè)技術工作，取得工程師資格5年以上。

四、外語、計算機條件

（一）較熟練掌握一門外語，參加全國職稱外語統(tǒng)一考試，成績符合規(guī)定要求。

（二）較熟練掌握計算機應用技術，參加全國或全省職稱計算機考試，成績符合規(guī)定要求。

五、專業(yè)技術工作經(jīng)歷（能力）條件

取得工程師資格后，具備下列條件之一：

（一）省（部）級測繪科技項目、工程項目的主要參加者。

（二）主持完成市（廳）級測繪科技項目、工程項目兩項以上。

（三）主持技術推廣項目，采用新技術、新材料、新工藝或開發(fā)新產品兩項以上或主要參加三項以上。

（四）編制和審核大中型測繪項目綜合技術設計兩項以上或單項設計書四項以上，并組織或主持完成大型測繪工程項目或生產項目一項以上。

（五）主持完成三項以上大中型測繪工程項目的質量檢查，編寫相應的技術報告。

（六）編輯設計或編審大型普通地圖集或專題圖集，并已出版。

（七）承擔完成三種類型10臺以上測繪儀器維修或檢測鑒定任務，并能獨立解決其重大技術難題。

（八）承擔完成重大測繪儀器的研制、改裝或精密儀器安裝調試工作。

（九）主要參加基礎地理信息系統(tǒng)的建設及技術推廣，完成數(shù)字化制圖或編輯入庫等項目工作。

六、業(yè)績成果條件

取得工程師資格后，具備下列條件之一：

（一）國家、省（部）級測繪科技成果獲獎項目的主要完成人、或市（廳）級測繪科技進步一、二等獎獲獎項目的主要完成人。（以獎勵證書為準）

（二）主持或組織完成的項目成果獲得市（廳）級優(yōu)秀成果獎、優(yōu)秀圖書獎一等獎以上。（以獎勵證書為準）

（三）主持完成大型測繪項目，經(jīng)省級業(yè)務主管部門審定，其項目設計水平先進、質量優(yōu)良，產生顯著的效益。

（四）主持開發(fā)、推廣的科技成果兩項以上，取得明顯的經(jīng)濟效益。

七、論文、著作條件

取得工程師資格后，公開發(fā)表、出版本專業(yè)有較高水平的論文（第一作者）、著作（主要編著譯者），撰寫有較高價值的專項技術分析報告，具備下列條件之一：

（一）出版本專業(yè)著作1部。

（二）在省級以上專業(yè)學術期刊2篇以上。

（三）在國際或全國學術會議宣讀或交流論文2篇以上。

（四）為解決復雜技術問題撰寫有較高水平的技術報告2篇以上或重大項目的立項研究（論證）報告2篇以上。

八、破格條件

為不拘一格選拔人才，對確有突出貢獻者，并取得工程師資格2年以上，具備下列條件中的兩條，可破格申報：

1、獲國家級發(fā)明獎、自然科學獎、科技進步獎項的主要完成人；或省（部）級自然科學獎、科技進步獎二等獎一項或三等獎二項以上，獲獎項目的主要完成人。（以獎勵證書為準）

2、在推廣新新技、新工藝和科技成果轉化等方面取得了重大經(jīng)濟社會效益，處于本行業(yè)領先水平，并被省（部）級授予優(yōu)秀科技工作者榮譽稱號。

3、擔任大、中型工程項目中的技術負責人，完成大型工程一項或中型工程二項以上，取得顯著的經(jīng)濟效益，并通過省級權威部門鑒定，填補了省內外技術領域空白。

4、在國家級學術刊物上發(fā)表有價值的學術論文3篇、省級5篇以上，或正式出版專著1部（獨著10萬字以上，合著20萬字以上）。

九、附則

篇10

近年來，伴隨著國民經(jīng)濟建設的高速發(fā)展，高層建筑在形體和結構上顯得日益復雜，加之施工工藝不斷改進，這就對建筑物的變形監(jiān)測提出了很多新的要求。由于高層建筑物有很多不利的監(jiān)測環(huán)境，而施工工藝的改進又對形變監(jiān)測工作提出了快速、高精度的要求，這些都讓傳統(tǒng)監(jiān)測方法工作時顯得力不從心，所以利用新的技術手段和研究新的監(jiān)測方法尤顯重要。GPS系統(tǒng)由衛(wèi)星星座、接受機和地面控制站三大部分組成。作為20世紀一項高新技術，它因速度快、全天候、自動化、測站間無需通視、可同時測定點的三維坐標及精度高等優(yōu)點，而獲得了廣泛應用。

1 GPS與傳統(tǒng)測定方法的比較

1.1傳統(tǒng)方法測定高層建筑動態(tài)變形的特點

在測定高層建筑變形量時，傳統(tǒng)的測定方法有加速度傳感器法、激光鉛直儀法、全站儀法、近景攝影測量技術等。論文寫作，GPS建筑變形。

加速度傳感器法所測得的位移誤差較大。激光鉛直儀法只能提供建筑物局部的、相對的變形信息，測量精度較低，易受氣候、風等因素影響。對較低的建筑物較為適用，對于高大建筑物(高度300 m以上)，精度會受到較大的影響。全站儀法測定的是建筑物的絕對變形信息，可用于各類建筑物，但在惡劣氣候條件(如臺風、大雨等)下，因激光跟蹤目標困難，所以使用受到限制。近景攝影測量技術由于攝影距離不能過遠，大多數(shù)的測量部門不具備攝影測量所需的儀器設備，因此，尚不能普及應用。

所以不難看出，加速度傳感器法、激光鉛直儀法、全站儀法、近景攝影測量技術等觀測技術，在精確度、自動化程度等方面，已不能滿足高層建筑的動態(tài)監(jiān)測要求。

1.2 GPS測定高層建筑動態(tài)變形的優(yōu)勢

隨著軍用技術轉民用的限制逐漸降低和高速發(fā)展的硬件和軟件技術，GPS技術的優(yōu)勢已經(jīng)越來越明顯。

(1)可以全天候觀測。實時動態(tài)(簡稱RTK)測量技術是以載波相位觀測量為根據(jù)的實時差分GPS(RTD GPS)測量技術。可通過實時計算定位結果，便可監(jiān)測基準站與用戶站觀測成果的質量和解算結果的收斂情況，從而可實時地判定解算結果是否成功。

(2)儀器精度高。GPS相對定位精度在50 km內達； 100～500 km達，1000km以上可達。且獨立布點不會有誤差積累，測量過程自動進行，不會有人為因素造成的錯誤，測量數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠。

(3)自動化程度高。用GPS接收機進行測量時，僅需一人將天線準確地安置在測站上，量測天線高，接通電源，啟動接收機，儀器即自動開始工作。在結束測量時，只需關閉電源，收起接收機，便完成野外數(shù)據(jù)采集。

(4)可減少誤差。在變形監(jiān)測中，只要天線在監(jiān)測過程中能保持固定不動，接收機天線的對中誤差、整平誤差、定向誤差、量取天線高的誤差等并不會影響變形監(jiān)測的結果。

(5) 操作方便。儀器體積小，重量輕，容易攜帶搬運，勞動強度小，外業(yè)工作量小。

(6)應用前景廣。GPS技術具有全球、無誤差積累等優(yōu)點。使觀測工作效率大大提高，同時也節(jié)省了大量的人力和物力。

2GPS變形監(jiān)測技術

2.1　GPS變形監(jiān)測模式

GPS用于變形監(jiān)測的作業(yè)模式可概括為周期性和連續(xù)性兩種。當變形體的變形速率相當緩慢，在局部時間域和空間域內可以認為穩(wěn)定不動時，可利用GPS進行周期性變形監(jiān)測，監(jiān)測頻率可為數(shù)月、一年或甚至更長時間。連續(xù)性變形監(jiān)測采用固定監(jiān)測儀器進行長時間的數(shù)據(jù)采集，獲得變形數(shù)據(jù)系列，此時監(jiān)測數(shù)據(jù)是連續(xù)的，具有較高的時間分辨率。周期性監(jiān)測模式一般采用靜態(tài)相對定位測量方法。論文寫作，GPS建筑變形。連續(xù)性監(jiān)測模式，適用于對自動化要求高，數(shù)據(jù)采集周期短的監(jiān)測項目。在數(shù)據(jù)處理方法上，可選擇靜態(tài)相對定位和動態(tài)相對定位兩種方法。在一些高層建筑物等工程的動態(tài)監(jiān)測中，可運用GPS連續(xù)監(jiān)測模式。論文寫作，GPS建筑變形。該模式實現(xiàn)24小時的連續(xù)觀測，使監(jiān)測、監(jiān)控、決策實現(xiàn)遠距離控制，但該模式要求GPS接受設備必須永久固定在變形點上成本較高。

2.2　GPS在變形監(jiān)測中的測量方法

按監(jiān)測對象及要求不同，GPS在變形監(jiān)測中可選擇靜態(tài)測量法，快速靜態(tài)測量法和動態(tài)測量法三種。

1)靜態(tài)測量法：靜態(tài)測量法，就是把多于3臺GPS接收機同時安置在觀測點上同步觀測一定時段，一般為1小時至2小時不等，用邊連接方法構網(wǎng)，用后處理軟件解算基線，經(jīng)平差計算求定觀測點三維坐標。這種方法定位精度高，適用于長邊，測邊相對精度可達。論文寫作，GPS建筑變形。論文寫作，GPS建筑變形。

2)快速靜態(tài)測量法：這種方法尤其適用于對監(jiān)測點的觀測。其工作原理是：把兩臺GPS接收機安置在基準點上固定不動連續(xù)觀測，另1～4臺接收機在監(jiān)測點上移動，每次觀測5～10分鐘(采樣間隔為2秒)，經(jīng)事后處理，解算出各監(jiān)測點的三維坐標。

3)動態(tài)測量法：該方法又分準動態(tài)測量方法和實時動態(tài)測量法。實時動態(tài)測量方法原理是：在基準站上安置一臺GPS接收機，對所有可見GPS衛(wèi)星進行連續(xù)觀測，并將觀測數(shù)據(jù)通過無線電傳輸設備，實時地發(fā)送給在各監(jiān)測點上移動觀測(1～3秒鐘)的GPS接收機，移動GPS接收機在接收GPS信號的同時，通過無線電接收設備基準的觀測數(shù)據(jù)，再根據(jù)差分定位原理，實時計算出監(jiān)測點三維坐標及精度。

一般基準網(wǎng)應采用靜態(tài)測量方法，當基準網(wǎng)的邊長超過10 km，要考慮基準網(wǎng)的起算點與國際IGS站聯(lián)測，基線向量解算時采用精密星歷，保證基線解算的精度。對監(jiān)測點進行測量時，可采用快速靜態(tài)測量法。在橋梁監(jiān)測時，可選擇實時動態(tài)測量，如果距離近，基準點與監(jiān)測點有5顆以上共視GPS衛(wèi)星時，精度可達1～2 cm。

3　GPS測量數(shù)據(jù)處理

GPS數(shù)據(jù)處理過程可劃分為基線解算和網(wǎng)平差兩個階段。

GPS基準網(wǎng)的基線解算，應采用GAMIT或Bernese軟件和IGS精密星歷。平差計算應采用PowerADJ科研辦軟件。對高精度GPS的數(shù)據(jù)處理分為兩個主要方面：一是對GPS原始數(shù)據(jù)進行處理獲得同步觀測網(wǎng)的基線解；二是對各同步網(wǎng)進行整體平差和分析，獲得GPS網(wǎng)的整體解。這些軟件數(shù)據(jù)處理的重點都在于同步網(wǎng)的基線處理，而在網(wǎng)平差分析方面，特別是多個子網(wǎng)的系統(tǒng)誤差分析、粗差分析及隨機誤差處理方面，暫無好的處理方法。

4 結語

GPS這種全新的定位手段，在工程實踐中已逐步得到認同。目前，我國正處于經(jīng)濟發(fā)展的歷史性的發(fā)展時期，各種基礎設施的大量建設，各種新材料、新技術的采用，使建筑工程這一傳統(tǒng)產業(yè)呈現(xiàn)勃勃生機。論文寫作，GPS建筑變形。隨著GPS技術的進一步開發(fā)，特別是有關高層建筑施工領域的應用技術包括基礎理論的研究、實踐方法的探索、信號接受手段的更新、信號處理方法和軟件的開發(fā)等的發(fā)展，再加上若干工程的應用、積累和提高，GPS技術將成為在高層及超高層建筑方面廣泛使用的方法。

參考文獻

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篇11

全球定位系統(tǒng)GPS(GlobalPositioningSystem)是美國陸海空三軍聯(lián)合研制的衛(wèi)星導航系統(tǒng)，具有全球性、全天侯、連續(xù)性、實時性導航定位和定時功能，能為各類用戶提供精密的三維坐標、速度和時間。GPS應用到測量行業(yè)，設計了靜態(tài)、快速靜態(tài)以及RTK等作業(yè)模式。

其中RTK模式的工作原理，就是在已知高等級點上安置接收機為參考站，對衛(wèi)星進行連續(xù)觀測，并將其觀測數(shù)據(jù)和測站信息，通過無線電傳輸設備，實時地發(fā)送給流動站，流動站GPS根據(jù)相對定位的原理，實時解算出流動站的三維坐標。

傳統(tǒng)的導線測量，不僅要求相鄰點之間通視，而且精度分布不均勻，在較大的區(qū)域布設時，精度往往都不高。而采用常規(guī)的GPS靜態(tài)測量、快速靜態(tài)方法雖然精度高，但效率低，而且不能實時提供定位坐標和精度。利用RTK技術，則不受天氣、地形、通視等條件的限制，操作簡便，并節(jié)省了人力，不僅能夠達到導線測量的精度要求，而且誤差分布均勻，沒有誤差累積問題，提高了作業(yè)效率。對圖根點的檢測是精度檢核的重要技術手段，在RTK圖根控制測量需進行檢核。

二、RTK圖根控制的檢測

1.項目概況

興業(yè)縣葵陽鎮(zhèn)整村推進土地整治項目是廣西區(qū)重點項目，地勢平緩開闊，南北都是丘陵，中間是水田和三個村莊，交通便利。位于東經(jīng)109°45′～49′，北緯22°41′～44′之間。測區(qū)總面積6.8平方公里，成圖比例尺為1：1000，已做好12個E級GPS控制點的測量工作，準備檢測E級GPS點后開始對已埋設圖根點的標石、鋼釘或木樁作控制測量。

2.測量技術要求

RTK測量衛(wèi)星狀態(tài)的高度截止角在15°以上的衛(wèi)星個數(shù)≥5個，PDOP值≤6。

RTK平面控制點測量主要技術要求如下表：

等級

相鄰間點平均邊長/m

點位中誤差/cm

邊長相對中誤差

與基準站的距離/km

觀測次數(shù)

起算點等級

一級

500

≤±5

≤1/20000

≤5

≥4

四等以上

二級

300

≤±5

≤1/10000

≤5

≥3

一級以上

三級

200

≤±5

≤1/6000

篇12

0 引言

時間是物質存在和運動的基本屬性之一，精密的時間測量是科學研究、工程試驗的基本和有效手段，精密的時間測量技術不僅在高能物理、相對論物理等基礎研究領域具有重要作用，在諸如航天、雷達、無線通訊、導航測繪以及醫(yī)療等工程領域也被普遍使用。如高能物理中的固定靶和對撞試驗、飛行時間譜儀、核醫(yī)療設備PET、雷達測距、激光測距等都離不開高精密的時間測量技術，其對時間測量的精度達到納秒甚至皮秒量級。一般TDC實現(xiàn)辦法分為模擬和數(shù)字兩種。模擬的方法包括電流積分技術和時間放大技術，這是早期的時間測量技術，由于需要模擬電路來實現(xiàn)，集成度，穩(wěn)定性、精度等已經(jīng)不能滿足要求。數(shù)字的方法主要包括計數(shù)器技術、游標卡尺技術、時間內插技術等。

1 多相位時鐘TDC原理

在FPGA中實現(xiàn)TDC某種程度上可以理解成是利用FPGA對開始、停止信號進行采樣并記錄采到的兩個信號的時間間隔。FPGA中時鐘允許的最高頻率是有限的，利用計數(shù)器方法實現(xiàn)TDC的時候，相當于開始、停止信號的采樣間隔是一個時鐘周期，這樣在一個時鐘周期內信號何時到達的信息便無法被讀取出來。為了挖掘出單個時鐘周期內部的時間信息，一個思路便是利用不同相位的時鐘去對同一個HIT信號采樣，這樣相當于把采樣周期變?yōu)橐郧暗腘分之一，而各個移相的時鐘還是工作在FPGA允許的頻率下。利用多相位時鐘實現(xiàn)內插法TDC最大的挑戰(zhàn)是鑒相精度和多時鐘域數(shù)據(jù)同步。

1.1 鑒相器

對一個N相位時鐘TDC，HIT信號到達N個D觸發(fā)器，這N個D觸發(fā)器各自工作在自己的時鐘下。假設理想情況下，不考慮任何延遲量，以一個八相位時鐘為例，則對應八個D觸發(fā)器，HIT在到來后，這八個D觸發(fā)會依據(jù)自身的時鐘對HIT進行采樣，將這八個D觸發(fā)器的輸出在各自時鐘下進行Level-to-Pulse轉換一下，使得高電平只保留一個時鐘周期的p0、p1、p2、p3、p4、p5、p6、p7， HIT信號到來的不同的時間反映到p0、p1、p2、p3、p4、p5、p6、p7出現(xiàn)的先后順序的不同，這個出現(xiàn)的順序反應了HIT在八個相位時鐘里哪個區(qū)間到來。即完成了簽相的功能。

上述的分析是假定理想的情況下作出的。簽相器的精度直接決定了TDC的精度，簽相器的精度是目前這種TDC設計的瓶頸所在。由于HIT信號進入FPGA后要扇出給不同的D觸發(fā)器，HIT信號到達各個D觸發(fā)的時間不可能完全一樣，同時由于八相位時鐘的產生一般是用FPGA內部的PLL或DLL等資源給出，通過全局時鐘資源送到FPGA內部的邏輯資源，這個時間也存在差異。綜上分析，要提高簽相器的工作性能，必須要盡量做到HIT信號扇出到各個D觸發(fā)器的時間盡量一致，即HIT到各觸發(fā)器之間的Skew越小越好，這個可以通過對FPGA開發(fā)軟件，設置約束文件等完成。另外各個相位的時鐘到達各自D觸發(fā)器的Skew也要越小越好，這個可以通過對FPGA時鐘管理資源的設置完成。

1.2 多相位時鐘同步

鑒相器輸出的反映HIT信號到來時間的p0、p1、p2、p3、p4、p5、p6、p7信號。為了解決同步問題，我們設計了多相位計數(shù)器，原理與文獻中不同的是，這個八相位計數(shù)器的頻率只限于FPGA內核的速度，而不在受建立時間的限制，從而解決了文獻中的超高速計數(shù)器的穩(wěn)定性問題。我們設計時用clk7去抓clk0的輸出，則建立時間為7/8時鐘周期，用clk6去抓clk7輸出的反，建立時間為7/8時鐘周期，同理類似，其他觸發(fā)器的建立時間也是7/8時鐘周期。這樣多相位時鐘的工作頻率就只受限于FPGA的內核性能。

2 多相位時鐘TDC實現(xiàn)及測試

多相位時鐘TDC在Altera公司Cyclone III芯片中實現(xiàn)， HIT信號由普通管腳輸入，邏輯設計利用verilog硬件描述語言。在對TDC測試中，TDC所能跑到的最高速度為350MHZ，主要受限于HIT到鑒相器中8個D觸發(fā)器之間的Skew，當速度在提高時，會出現(xiàn)G碼現(xiàn)象，在350MHZ以下，TDC工作正常，沒有G碼現(xiàn)象，但是BIN寬的不均勻性能夠觀察到。該TDC的精度357ps。

對TDC的測試主要是BIN寬的測試，測試方法是利用安捷倫任意信號發(fā)生器（AFG3252）隨機產生任意脈沖，測試讀取的TDC數(shù)據(jù)的后幾位（8相位對應最后3bit），這后幾位數(shù)據(jù)反映了HIT信號落在時鐘中的哪個區(qū)間，表明TDC的BIN寬信息。上圖反映的是對TDC添加不同約束測試的結果，當約束達到要求后，可以看出沒有G碼現(xiàn)象，BIN的均勻性較好。

3 結束語

論文介紹了一種采用多相位時鐘TDC設計，采用多相位時鐘實現(xiàn)時間內插。這種TDC實現(xiàn)簡單，資源占用較少，性能優(yōu)良。該TDC設計的關鍵在于鑒相精度和多時鐘域數(shù)據(jù)同步，論文給出了提高鑒相器精度的思路和多時鐘域數(shù)據(jù)同步的方法。最后在Cyclone III中實現(xiàn)了該TDC，并給出測試結果。

篇13

    工程測量學科是一門應用學科,它是直接為國民經(jīng)濟建設服務,緊密與生產實踐相結合的學科,隨著科技的飛速發(fā)展,特別是電子計算機技術、微電子技術、激光技術、空間技術等新技術的發(fā)展與應用,以及測繪科技本身的進步,為工程測量技術進步提供新的方法和手段,有力地推動和促進工程測量事業(yè)的進步與發(fā)展,使工程測量的技術面貌發(fā)生了深刻的變化,并取得很大的成就。

    二、先進的測量儀器在工程測量中的應用

    80年代以來出現(xiàn)許多先進的測量儀器,為工程測量提供了先進的技術工具和手段,如:光電測距儀、精密測距儀、電子經(jīng)緯儀、全站儀、電子水準儀、數(shù)字水準儀、激光準直儀、激光掃平儀等,為工程測量向現(xiàn)代化、自動化、數(shù)字化方向發(fā)展創(chuàng)造了有利的條件,改變了傳統(tǒng)的工程控制網(wǎng)布網(wǎng)、地形測量、道路測量和施工測量等的作業(yè)方法。三角網(wǎng)已被三邊網(wǎng)、邊角網(wǎng)、測距導線網(wǎng)所替代;光電測距三角高程測量代替三、四等水準測量;具有自動跟蹤和連續(xù)顯示功能的測距儀用于施工放樣測量;無需棱鏡的測距儀解決了難以攀登和無法到達的測量點的測距工作;電子速測儀為細部測量提供了理想的儀器;精密測距儀的應用代替了傳統(tǒng)的基線丈量。激光水準儀、全自動數(shù)字水準儀、記錄式精密補償水準儀等儀器的出現(xiàn),實現(xiàn)了在幾何水準測量中自動安平、自動讀數(shù)和記錄、自動檢核測量數(shù)據(jù)等功能,使幾何水準測量向自動化、數(shù)字化方向邁進。激光準直儀和激光掃描儀在高層建筑施工和大面積混凝土施工中是必不可少的儀器。國產JDA系列多功能自動激光準直儀,具有6種自動保持精度的基準,可用于高層和高聳建筑的軸線測控;滑模測偏、測扭、水平測控;構筑物與設備安裝放線控測;各類工程測平,結構變形觀測等。陀螺經(jīng)緯儀是用于礦山、隧道等工程測量的另一類主要的地面測量儀器,新一代的陀螺經(jīng)緯儀是由微機控制,儀器自動、連續(xù)地觀測陀螺的搖動并能補償外部的干擾,觀測時間短、精度高,如Cromad陀螺經(jīng)緯儀在7min左右的觀測時間能獲取3″的精度,比傳統(tǒng)陀螺經(jīng)緯儀精度提高近7倍,作業(yè)效率提高近10倍,標志著陀螺經(jīng)緯儀向自動化方向邁進。

    三、數(shù)字化繪圖技術在工程測量中的應用

    大比例尺地形圖和工程圖的測繪,是城市與工程測量的重要內容和任務。常規(guī)的成圖方法是一項腦力勞動和體力勞動結合的艱苦的野外工作,同時還有大量的室內數(shù)據(jù)處理和繪圖工作,成圖周期長,產品單一,難以適應飛速發(fā)展的城市建設和現(xiàn)代化工程建設的需要。

    隨著電子經(jīng)緯儀、全站儀的應用和GEOMAP系統(tǒng)的出現(xiàn),把野外數(shù)據(jù)采集的先進設備與微機及數(shù)控繪圖儀三者結合起來,形成一個從野外或室內數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、圖形編輯和繪圖的自動測圖系統(tǒng)。系統(tǒng)的開發(fā)研究主要是面向城市大比例尺基本圖、工程地形圖、帶狀地形圖、縱橫斷面圖、地籍圖、地下管線圖等各類圖件的自動繪制。系統(tǒng)可直接提供紙圖,也可提供軟盤,為專業(yè)設計自動化,建立專業(yè)數(shù)據(jù)庫和基礎地理信息系統(tǒng)打下基礎。

    四、GPS定位技術在工程測量中的應用

    80年代以來,隨著GPS定位技術的出現(xiàn)和不斷發(fā)展完善,使測繪定位技術發(fā)生了革命性的變革,為工程測量提供了嶄新的技術手段和方法。長期以來用測角、測距、測水準為主體的常規(guī)地面定位技術,正在逐步被以一次性確定3維坐標的、高速度、高效率、高精度的GPS技術所代替,同時定位范圍已從陸地和近海擴展到海洋和宇宙空間;定位方法已從靜態(tài)擴展到動態(tài);定位服務領域已從導航和測繪領域擴展到國民經(jīng)濟建設的廣闊領域。在我國GPS定位技術的應用已深入各個領域,國家大地網(wǎng)、城市控制網(wǎng)、工程控制網(wǎng)的建立與改造已普遍地應用GPS技術,在石油勘探、高速公路、通信線路、地下鐵路、隧道貫通、建筑變形、大壩監(jiān)測、山體滑坡、地震的形變監(jiān)測、海島或海域測量等也已廣泛的使用GPS技術。隨著DGPS差分定位技術和RTK實時差分定位系統(tǒng)的發(fā)展和美國AS技術的解除,單點定位精度不斷提高,GPS技術在導航、運載工具實時監(jiān)控、石油物探點定位、地質勘查剖面測量、碎部點的測繪與放樣等領域將有廣泛的應用前景。

    五、結束語

    綜上所述,隨著傳統(tǒng)測繪技術向數(shù)字化測繪技術轉化,工程測量科技進步很大,發(fā)展很快,取得了顯著成績; 面向21世紀工程測量技術的發(fā)展趨勢和方向是:測量數(shù)據(jù)采集和處理的自動化、實時化、數(shù)字化;測量數(shù)據(jù)管理的科學化、標準化、規(guī)格化;測量數(shù)據(jù)傳播與應用的網(wǎng)絡化、多樣化、社會化。GPS技術、RS技術、GIS技術、數(shù)字化測繪技術以及先進地面測量儀器等將廣泛應用于工程測量中,并發(fā)揮其主導作用。

    參考文獻: