世界已進(jìn)入信息時(shí)代,人們在利用信息的過(guò)程中,首先要解決的就是獲取可靠的信息,因此傳感器技術(shù)越來(lái)越受到人們的重視。而隨著(zhù)傳感器技術(shù)的發(fā)展,傳感器所要面向的應用范圍從納米尺度到天文尺度兩段都在不斷擴展,精下面是小編為大家整理的2023年精密測量技術(shù)論文【五篇】,供大家參考。
精密測量技術(shù)論文范文第1篇
關(guān)鍵詞:光電檢測技術(shù);
精密測量技術(shù)
中圖分類(lèi)號:TN247文獻標識碼:A文章編號:
1.概論
世界已進(jìn)入信息時(shí)代,人們在利用信息的過(guò)程中,首先要解決的就是獲取可靠的信息,因此傳感器技術(shù)越來(lái)越受到人們的重視。而隨著(zhù)傳感器技術(shù)的發(fā)展,傳感器所要面向的應用范圍從納米尺度到天文尺度兩段都在不斷擴展,精密測量技術(shù)已經(jīng)得到了越來(lái)越多的研究和重視,這就使得作為現代精密測量的核心技術(shù)的光電檢測技術(shù)的重要性與日俱增,因為傳統的檢測方法已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足這些工作條件下的特殊要求。因此,光電檢測技術(shù)的教學(xué)和研究已越來(lái)越受到國內為高等院校、科研機構和相關(guān)企業(yè)的重視。
現在一起科學(xué)技術(shù)是機械、光學(xué)、電學(xué)、計算機以及控制技術(shù)的綜合化,光、機、電、算一體化已經(jīng)成為儀器發(fā)展的趨勢。傳感器的微型化、納米技術(shù)的發(fā)展,也對現代精密測量技術(shù)提出了越來(lái)越高的要求。在這種情況下,光電檢測技術(shù)的重要性越來(lái)越明顯。然而,在目前的測控技術(shù)月儀器體系中,光電檢測技術(shù)的重要性并沒(méi)有得到足夠的重視。本文首先介紹了現代精密測量技術(shù)的發(fā)展現狀,隨之介紹了光電檢測技術(shù)的基本內容及其面臨的問(wèn)題,最后提出應當突出光電檢測技術(shù)的重要性,使之在測控技術(shù)與儀器專(zhuān)業(yè)體系中占有重要地位,這對培養具有創(chuàng )新能力和前瞻意識的高素質(zhì)人才具有良好的促進(jìn)作用。
2.現代精密測量技術(shù)的發(fā)展現狀
現代精密測量技術(shù)是一門(mén)集光學(xué)、電子、傳感器、圖像、制造機計算機技術(shù)為一體的綜合叉學(xué)科,涉及廣泛的學(xué)科領(lǐng)域,它的發(fā)展需要眾多相關(guān)學(xué)科的支持。在現代工業(yè)制造技術(shù)和科學(xué)研究中,測量?jì)x器具有精密化、集成化、智能化的發(fā)展趨勢。
科學(xué)技術(shù)向微小領(lǐng)域發(fā)展,由毫米級、微米級繼而涉足到納米技術(shù),即微/納米技術(shù)。微/納米技術(shù)研究和探測物質(zhì)結構的功能尺寸與分辨能力達到微米至納米級尺度,使人類(lèi)在改造自然方面深入原子、分子級納米層次。
納米級加工技術(shù)可分為加工精度和加工尺度兩方面。加工精度由本世紀初的最高精度微米級發(fā)展到現在的幾個(gè)納米數量級。金剛石車(chē)床加工的超精密衍射光柵精度已達1nm,實(shí)驗室已經(jīng)可以制作10nm以下的線(xiàn)、柱、槽。
在這一大背景下,傳統的測量方式已經(jīng)很難發(fā)揮大的作用。因此,與精密測量技術(shù)的發(fā)展需求相對應,光電檢測技術(shù)得到了越來(lái)越多的重視和應用。由于光電檢測技術(shù)在工業(yè)測控、精密測量和計量方面的重要作用,特別是隨著(zhù)社會(huì )對產(chǎn)品質(zhì)量意識的逐步提高。
3.測控技術(shù)與以其專(zhuān)業(yè)及其只是結構組成
測控技術(shù)與儀器技術(shù)隸屬于信息技術(shù)領(lǐng)域的儀器科學(xué)與技術(shù)學(xué)科,其內容主要涉及測量控制與儀器儀表技術(shù)領(lǐng)域。隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)尤其是電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展,測量控制欲儀器儀表技術(shù)領(lǐng)域也發(fā)生了很大的變化。其自身結構已從單純機械結構或機電結合或機光電結合的結構發(fā)展成為集傳感技術(shù)、計算機技術(shù)、電子技術(shù)、現代光學(xué)、精密機械等多種高新技術(shù)于一身的系統,其用途也從單純數據采集發(fā)展為集數據采集、信號傳輸、信號處理以及控制為一體的測控國產(chǎn)。特別是進(jìn)入21世紀以來(lái),隨著(zhù)計算機網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、軟件技術(shù)、微納米技術(shù)的發(fā)展,測量控制與儀器儀表呈現出虛擬化、網(wǎng)絡(luò )化和微型化的發(fā)展趨勢,從而使儀器科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的多學(xué)科綜合及多系統集成的屬性越來(lái)越明顯。
由此可見(jiàn),測控技術(shù)與儀器專(zhuān)業(yè)的學(xué)生其知識面必須比較寬,橫跨了傳感器、通訊、控制、計算機等多方面的內容。
光電檢測技術(shù)的簡(jiǎn)介
技術(shù)的業(yè)務(wù)培養目標是:培養具備精密儀器設計制造以及測量與控制方面基礎知識與應用能力,能在國民經(jīng)濟各個(gè)部門(mén)從事測量與控制領(lǐng)域內有關(guān)技術(shù)、儀器與系統的設計制造、科技開(kāi)發(fā)、應用研究、運行管理等方面的高級工程技術(shù)人才。
技術(shù)的業(yè)務(wù)培養要求是:主要學(xué)習精密儀器的光學(xué)、機械與電子學(xué)基礎理論、測量與孔子理論和有關(guān)測控儀器的設計方法,手奧現代測控技術(shù)和儀器應用的訓練,具有本專(zhuān)業(yè)測控技術(shù)及儀器系統的應用級設計開(kāi)發(fā)能力。
光電檢測技術(shù)的基本內容及其面臨的問(wèn)題
光電檢測技術(shù)是測控技術(shù)與儀器專(zhuān)業(yè)能使技術(shù)人員了解和掌握光電轉換的基本原理及光電檢測技術(shù)所必須的各種知識,了解和掌握常用光電測量方法及常用測量?jì)x器的使用,具備進(jìn)行各種基本光電測量所需技能和設計簡(jiǎn)單光電檢測電路的能力。
光電檢測技術(shù)基本內容包括三方面的內容。
掌握與光電技術(shù)有關(guān)的基礎知識、基本原理和基礎效應。如:陰極光電效應,半導體光電效應,PN結的光電效應:光電池及光電二三極管工作原理,光電成像原理,CCD工作原理,直接檢測的典型光路。
理解光電技術(shù)的基本應用。了解常用光電器件如光電培正管、攝像管、CCD器件、光電池、光電二三極管等的特性參數。了解基本光電檢測系統的主要參數。
了解光電檢測的基本方法及光電檢測電路的設計思想。了解光電技術(shù)的發(fā)展及廣泛應用。掌握各種基本光電檢測方法的有關(guān)技術(shù)。
6.光電檢測技術(shù)在測控技術(shù)與儀器專(zhuān)業(yè)體系中的作用
綜上所述,《光電檢測技術(shù)》課程在測量控制與儀器儀表技術(shù)領(lǐng)域的重要性在不斷增加。然而,在目前的測控技術(shù)與儀器專(zhuān)業(yè)課程體系中,《光電檢測技術(shù)》課程的重要性并沒(méi)有得到足夠的重視。因此,我們需要對《光電檢測技術(shù)》在測控技術(shù)與儀器專(zhuān)業(yè)課程體系中的作用進(jìn)行重新認識。
光電檢測技術(shù)在測控技術(shù)與儀器專(zhuān)業(yè)課程體系中的作用可以概括為四個(gè)字:承前啟后?!俺星啊笔侵腹怆姍z測技術(shù)是傳感器技術(shù)、工程光學(xué)、測控電路等內容的深入和拓展,“啟后”則是指光電檢測技術(shù)的內容是后續如光電儀器設計、智能儀器設計等環(huán)節的重要知識基礎。沒(méi)有對光電檢測技術(shù)知識的良好掌握,要實(shí)現對各種現代精密測量技術(shù)的整體把握、實(shí)現符合要求的具有良好性能價(jià)格比的精密測量系統是不可能的。
7.結束語(yǔ)
因此,本文認為,在測控技術(shù)與儀器技術(shù)學(xué)習中,應當突出光電檢測技術(shù)的重要性,在實(shí)驗設備、授課學(xué)時(shí)、人員配置、科研技術(shù)等方面予以重點(diǎn)支持,使之在測控技術(shù)與儀器專(zhuān)業(yè)課程體系中占有與其在測量控制與儀器儀表技術(shù)領(lǐng)域的重要性相稱(chēng)的重要地位,這對于培養具有創(chuàng )新能力和前瞻意識的高素質(zhì)人才具有良好的促進(jìn)作用。
參考文獻:
[1] 葉聲華, 王仲, 曲興華。
精密測試技術(shù)展望。機電一體化。2001,6: 6―7.
[2] 曲興華。儀器制造技術(shù)。北京:機械工業(yè)出版社,2005.
精密測量技術(shù)論文范文第2篇
關(guān)鍵詞:
檢測技術(shù);
制造工業(yè);
在線(xiàn)檢測;
發(fā)展方向
中圖分類(lèi)號:
TH186 文獻標識碼:
B 文章編號:
1009-8631(2013)01-0041-01
1 引言
檢測技術(shù)是現代制造業(yè)的基礎技術(shù)之一,是保證產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。隨著(zhù)現代制造業(yè)的發(fā)展,許多傳統的檢測技術(shù)已不能滿(mǎn)足其需要,表現在:現代制造產(chǎn)品種類(lèi)有很大的擴充,現代制造強調實(shí)時(shí)、在線(xiàn)、非接觸檢測,現代產(chǎn)品的制造精度大大提高?,F代加工工業(yè)正在向高速、精密、自動(dòng)化、大批量生產(chǎn)的方向發(fā)展,傳統的制造技術(shù)及生產(chǎn)管理模式正發(fā)生巨大變革。目前,在工業(yè)發(fā)達的國家里,一般工廠(chǎng)能穩定掌握l(shuí)um的加工精度,通常將加工精度在0.1-lum的加工方法稱(chēng)為精密加工,而將0.lum的加工方法稱(chēng)為超精密加工。由于精密加工和超精密加工技術(shù)是固體電子元件、航天機械、激光用光學(xué)元件、核聚變裝置零件等加工的主要技術(shù),許多工業(yè)發(fā)達國家都極為重視精密和超精密加工技術(shù)的發(fā)展。在我國,精密加工與超精密加工技術(shù)越來(lái)越受到重視,同時(shí),制造過(guò)程中的自動(dòng)化與高速化程度也越來(lái)越得到提高,這就要求與之相適應的高精度、高速度的自動(dòng)化檢測設備和先進(jìn)的檢測手段。我國機械行業(yè)中測量技術(shù)大部分限于靜態(tài)測量,缺乏動(dòng)態(tài)檢測技術(shù),尤其在大、微、特殊形狀、特殊位置的測試上與國際先進(jìn)水平相差較大。
2 常用的檢測基本形式
2.1手工檢測技術(shù)。手工檢測是使用千分尺、卡尺等常規量具、量?jì)x人工校正測量,其效率低下,精度容易受到人為因素的影響,而且還導致了寶貴的機床機時(shí)的浪費,影響機床的利用及產(chǎn)品的加工質(zhì)量。
2.2離線(xiàn)檢測技術(shù)。加工工序之間、加工完成之后,將工件從機床上取下,利用其它檢測設備(如三坐標測量機)進(jìn)行檢測。該方法一方面所采用的檢測設備投資較大,由于我國大部分企業(yè)財力有限,因而難以具備高精度檢測設備,這就給企業(yè)帶來(lái)許多不變。另一方面,工件的多次裝夾降低了生產(chǎn)效率,增加了重復定位誤差,給生產(chǎn)和檢測帶來(lái)了諸多不變。
2.3 在線(xiàn)檢測技術(shù)。通過(guò)為機床配備一個(gè)觸發(fā)式測頭以及相應的檢測宏程序,構成機床在線(xiàn)檢測系統。該技術(shù)將加工和檢測集成在一起,實(shí)現了加工過(guò)程中的自動(dòng)檢測,是一項很有發(fā)展潛力的檢測技術(shù)。
3 在線(xiàn)檢測技術(shù)的優(yōu)勢及發(fā)展方向
3.1檢測技術(shù)的發(fā)展歷程。自然科學(xué)是人類(lèi)認識世界和改造世界的強有力的武器,而自然科學(xué)的產(chǎn)生與發(fā)展都離不開(kāi)測量。元素周期表的發(fā)明者門(mén)捷列夫說(shuō)過(guò):從開(kāi)始有測量的時(shí)候起,才開(kāi)始有科學(xué)。沒(méi)有測量,精密科學(xué)就沒(méi)有意義。新的測量方法標志著(zhù)真正的進(jìn)步,測試技術(shù)的水平是衡量一個(gè)國家科學(xué)技術(shù)水平的重要標志之十八世紀末期,由于歐洲工業(yè)的發(fā)展,要求統一長(cháng)度單位。經(jīng)過(guò)一百年的變遷,在1889年第一屆國際計量大會(huì )上,規定了鉑銥合金制成的具有刻線(xiàn)的基準尺(含鉑90%,銥10%)作為國際米原器。1960年第十一屆國際計量大會(huì )規定了采用X86在真空中的波長(cháng)定義米。隨著(zhù)激光技術(shù)的發(fā)展,光速測量精確度的提高,現已用光速來(lái)定義米,即米是平面電磁波在真空中1/2997924585內所行進(jìn)的距離。伴隨著(zhù)長(cháng)度基準的發(fā)展,幾何量測量器具也在不斷改進(jìn)。在十九世紀中葉以前,機械制造業(yè)中的主要測量工具是鋼板刻線(xiàn)尺,測量精度為11nrn。機械式測量器具,如游標卡尺和千分尺的出現,將測量精度提高到了0.01~1nrn。測量實(shí)現了檢測的自動(dòng)化,是一種基于計算機自動(dòng)控制的在線(xiàn)檢測技術(shù)。隨著(zhù)數控機床在生產(chǎn)中的廣泛應用,在線(xiàn)檢測技術(shù)將會(huì )成為一項很有發(fā)展前景的技術(shù)。在線(xiàn)檢測是一個(gè)動(dòng)態(tài)測試過(guò)程。動(dòng)態(tài)測試的工作條件和工作環(huán)境比靜態(tài)測試要惡劣得多,而對測試技術(shù)的要求則很高,涉及到如傳感器技術(shù)、通信技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)及計算機應用技術(shù)等多學(xué)科、多技術(shù)領(lǐng)域,同時(shí)也需建立新的測試理論和測試方法。國內外從事精密計量的學(xué)者、專(zhuān)家自七十年代后期開(kāi)始進(jìn)行研究,對其測試方法、評定準則、評定理論提出了自己的看法,并建立了數學(xué)模型、理論研究日臻完善和成熟。
3.2在線(xiàn)檢測技術(shù)的優(yōu)勢。在線(xiàn)檢測技術(shù)的發(fā)展為數控加工過(guò)程的質(zhì)量檢測提高了一套行之有效的方法。數控機床目前廣泛應用的是觸發(fā)式測頭,具有價(jià)格低、可靠性強、自身精度高等特點(diǎn)。加工與檢測在同一臺設備上完成,避免了多次裝夾、重復定位精度差及輔助時(shí)間長(cháng)等問(wèn)題。更為重要的是,其檢測過(guò)程由數控程序來(lái)控制,械的空氣軸承的回轉精度,在半徑方向為0.02um,軸向為0.02um;
德國PerthometerSsP及英國Talysuris輪廓計可測粗糙度等各種參數,測量結果數字顯示并可繪圖記錄,顯示范圍為0.001-125um[4],國內生產(chǎn)的輪廓儀可測量參數較少,最高測到Ra0.05-0.025um;
德國克林貝格公司制造的PNC65型齒輪測量中心,可適應DIN,AGMA,150及自定義的評定標準,該機是直接在機上自動(dòng)校調三維測頭,使測量元件絕對位置精確,具有較高的機械精度和良好的穩定性。由此可見(jiàn),我國在測量方面綜合利用新技術(shù)、新原理、新方法上不如先進(jìn)的國家,為了趕超國際先進(jìn)水平,我國的不少科研機構和院校都在積極地探索先進(jìn)的檢測原理和方法,如由天津大學(xué)和南京依維柯汽車(chē)有限公司聯(lián)合研制的依維柯白車(chē)身三維激光視覺(jué)檢測系統,采用激光技術(shù)、CCD技術(shù),利用基于三角法的主動(dòng)和被動(dòng)視覺(jué)檢測技術(shù)實(shí)現被測點(diǎn)三維坐標尺寸的準確測量,其性能指標達到國際先進(jìn)水平。
3.3目前國內外在線(xiàn)檢測技術(shù)發(fā)展的主要方向。第一,在線(xiàn)檢測系統的研究。從單參數檢測向多參數綜合檢測;
從單機檢測向全生產(chǎn)線(xiàn)以及全車(chē)間全廠(chǎng)的在線(xiàn)檢測,從單純檢測向檢測與控制的閉環(huán)系統,從應用于大批量生產(chǎn)向應用于中小批量生產(chǎn)的柔性檢測系統發(fā)展;
第二,微機化智能化。采用微機智能功能來(lái)保證在線(xiàn)檢測系統能滿(mǎn)足生產(chǎn)線(xiàn)上各種參數變化及外界條件干擾時(shí),系統能迅速適應變化和排除干擾;
第三,在線(xiàn)檢測系統的可靠性。生產(chǎn)線(xiàn)要求長(cháng)期連續運行,因此要求從可靠性設計開(kāi)始,保證元器件制造、調試安裝各環(huán)節的可靠性,并在系統中加入故障自檢自診斷功能,從而提高在線(xiàn)檢測系統的可靠度;
第四,在線(xiàn)檢測裝置產(chǎn)業(yè)化。使裝置模塊化、通用化、標準化,以利于降低成本,推廣應用。我國的在線(xiàn)檢測技術(shù),特別是光學(xué)、光電在線(xiàn)檢測的應用,雖然起步較晚,但是隨著(zhù)光機電一體化儀器和裝置及光電技術(shù)、計算技術(shù)的發(fā)展,在線(xiàn)檢測技術(shù)已獲得重大進(jìn)展。采用微電子技術(shù)裝備及改造新、老機床設備是當今科學(xué)技術(shù)發(fā)展的趨勢,是用新技術(shù)改造傳統工業(yè)的主攻方向,也是符合我國國情的一項有力措施。我國金屬切削機床的擁有量已超過(guò)300萬(wàn)臺,在數量上居世界第二位,但其技術(shù)狀態(tài)很差,老機床、普通機床多,高效、精密機床少。作為工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中最重要生產(chǎn)手段的機床設備處于這種狀況則難以提高產(chǎn)品質(zhì)量、勞動(dòng)生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益。因此利用在線(xiàn)檢測技術(shù)可在現有的設備上提高產(chǎn)品的質(zhì)量,提高生產(chǎn)率。
參考文獻:
精密測量技術(shù)論文范文第3篇
關(guān)鍵詞:精密控制測量 鐵路工程 設計
中圖分類(lèi)號:TB21 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2013)02(c)-0047-02
精密工程測量規定了精密工程測量及其控制網(wǎng)的布設原則、等級、作業(yè)要求和數據處理方法。適用于各類(lèi)工程的勘察設計、施工放樣、安裝調試、變形監測諸階段的精密測量工作。在其他領(lǐng)域應用時(shí),其原則也可參照執行。精密工程測量是工程測量的現展和延伸,它以絕對測量梢度達到毫米量級,相對測量精度達到1×10,以先進(jìn)的測量方法、儀器和設備,在特殊條件下進(jìn)行的測量工作。精密工程測量準確求定控制點(diǎn)和工作點(diǎn)的坐標和高程以及進(jìn)行精密定向、精密準直、精密垂準,為經(jīng)濟建設、國防建設和科學(xué)研究服務(wù)。
對于一般工程來(lái)說(shuō)精密工程控制測量不是一個(gè)新名詞,而對于鐵路來(lái)說(shuō)確是最近幾年得到長(cháng)足的發(fā)展。
鐵路精密工程測量過(guò)程分為以下幾個(gè)步驟:(1)技術(shù)設計書(shū)的設計與編寫(xiě)。(2)現場(chǎng)的選點(diǎn)埋標及測量工作。(3)數據整理工作及技術(shù)報告的設計與編寫(xiě);
每一步中都要縝密籌劃,周密組織,需要在工作中認真對待。
1 技術(shù)設計書(shū)的設計與編寫(xiě)
(1)鐵路精密工程控制測量技術(shù)設計書(shū),是指導精密工程控制測量的基礎,也是指導后續工作的基礎,因此必須編寫(xiě)的系統全面,特別是每個(gè)技術(shù)指標的制定,必須滿(mǎn)足鐵路的技術(shù)等級要求。編寫(xiě)前先要搜集過(guò)去工作資料,了解整個(gè)工程概況,包括工程所處的地理區域,過(guò)去工作的注意事項,工作方法及成果資料的精度指標。必須明確鐵路的等級、設計時(shí)速及線(xiàn)路的設計資料,以此來(lái)確定鐵路精密測量控制點(diǎn)的埋標等級,測量所用儀器方法,處理數據所用軟件及成果資料達到的精度指標等。對于每個(gè)環(huán)節都要仔細斟酌,確保制定的測量方法及技術(shù)指標滿(mǎn)足鐵路設計要求,能夠指導后續工作。
(2)坐標系統的設計:根據測區投影長(cháng)度變形值的要求,采用任意帶高斯正形投影抵償坐標系進(jìn)行坐標系分帶設計。無(wú)碴軌道工程測量精度要求高,施工中要求由坐標反算的邊長(cháng)值與現場(chǎng)實(shí)測值應盡量一致,而國家的3°帶投影坐標,在投影帶邊緣的邊長(cháng)投影變形值達到22.5 cm/km。因此采用工程獨立坐標系,把邊長(cháng)投影變形值控制在一定范圍內以滿(mǎn)足施工測量的要求。德國高速鐵路采用MKS定義的特殊技術(shù)平面坐標系統。MKS可根據需要把地球表面正形投影到設計和計算平面上,發(fā)生的(不可避免的)長(cháng)度變形限定在10 mm/km 的數量級上。參考國外先進(jìn)的控制測量技術(shù),規定投影長(cháng)度的變形值一般不大于10 mm/km。關(guān)于投影長(cháng)度的變形值一般不大于10 mm/km的坐標系統,可選擇以下三種數學(xué)模型:抵償坐標系統、任意中央子午線(xiàn)坐標系統、任意中央子午線(xiàn)的任意較窄寬度帶坐標系統。
2 現場(chǎng)的選點(diǎn)埋標及測量工作
2.1 選點(diǎn)工作
選點(diǎn)看起來(lái)是一項比較簡(jiǎn)單的工作,其實(shí)不然,無(wú)論GPS還是導線(xiàn)選點(diǎn)都要求有很高的技術(shù)水平的工作。如果點(diǎn)位選擇不好,會(huì )給后續工作帶來(lái)很大的麻煩。有時(shí)甚至因為點(diǎn)位的原因不能測量而必須重新選點(diǎn)。GPS點(diǎn)位要盡量選擇在四周開(kāi)闊的區域,在地面高度角15°內不應有成片的障礙物;
點(diǎn)位應選擇在交通方便,且利于安全作業(yè)的地方;
點(diǎn)位附近不應有大面積水域或其它強烈干擾衛星信號接收的物體(如金屬廣告牌等);
點(diǎn)位須遠離大功率無(wú)線(xiàn)電發(fā)射源(如電視臺、電臺、微波站等),其距離均不得小于200 m,離高壓輸電線(xiàn)距離不得小于50 m;
附近不應有強烈干擾衛星信號接收的物體,盡量避開(kāi)大面積水域。值得強調的是,點(diǎn)為要選在土質(zhì)穩定,易于保存且容易到達的地方,盡量不要選在坎邊、臨時(shí)性的房屋頂上和距離線(xiàn)位太近的地方。實(shí)踐證明,當有流動(dòng)的物體經(jīng)過(guò)GPS靜態(tài)接收機附近時(shí)對信號的PDOP影響很大,因此也不要選在公路路邊、鐵路路基上,因為這樣將會(huì )給后序的測量和數據處理帶來(lái)很大的麻煩,有時(shí)甚至不得不重新選點(diǎn)測量。
2.2 埋標工作
一般來(lái)講選點(diǎn)和埋標工作最好同時(shí)進(jìn)行,避免選好點(diǎn)時(shí)間臺長(cháng)標記丟失給后續埋標工作帶來(lái)麻煩。埋標最基本原則是按照事先選好的位置和尺寸埋設,但如果發(fā)現選點(diǎn)的位置有問(wèn)題,可以適當的調整,如發(fā)現選好的位置有地下水、土質(zhì)不好有淤泥等情況,就要做調整。調整時(shí)要看事先計劃好的通視情況進(jìn)行,避免任何點(diǎn)都不通視的點(diǎn)存在。根據現場(chǎng)情況,保證現場(chǎng)點(diǎn)名和事先設計好的點(diǎn)名完全一直,在印完每個(gè)點(diǎn)名時(shí)都要認真核對核實(shí)并拍好招片,現場(chǎng)仔細繪制好點(diǎn)之記。
2.3 測量工作
測量工作分為以下幾個(gè)步驟。
(1)出工前的準備工作。
檢查儀器檢定證書(shū)是否在有效期內,儀器部件是否齊全,設備有無(wú)破損情況。最好進(jìn)行實(shí)地測量,檢查儀器是否能夠正常。GPS測量最好用帶有長(cháng)水準氣泡的基座,出工前要檢校好每一個(gè)基座的對中器?;鶛z校是測量工作的基礎,許多項目GPS測量返工大都由于基座問(wèn)題造成了?;鶛z校主要是對中器,水準管兩方面檢校,須由專(zhuān)業(yè)人員或者工作經(jīng)驗豐富的人員檢校。
(2)現場(chǎng)測量工作。
通過(guò)京滬高速鐵路、太中銀鐵路、京石客運專(zhuān)線(xiàn)等多個(gè)精密控制項目GPS測量工作發(fā)現,GPS基座的由于在運輸過(guò)程中長(cháng)途顛簸,對中器和長(cháng)水泡經(jīng)常發(fā)生問(wèn)題,所以要求操作者對基座做經(jīng)常性的檢查校正,發(fā)現問(wèn)題及時(shí)解決處理。鐵路GPS測量多采用四臺基站測量,因為這樣做效率較高。
(3)測量方法。
3 數據整理工作及技術(shù)報告的設計與編寫(xiě)
3.1 數據整理工作
3.2 技術(shù)總結的編寫(xiě)工作
技術(shù)總結應該詳實(shí)縝密全面,主要是對測量過(guò)程、測量方法及測量成果的結論,總結出經(jīng)驗以便別人借鑒。
參考文獻
[1] 戴建清.GPS控制測量技術(shù)在橋梁檢測中的應用[J].科技資訊.2007(3):23-24.
精密測量技術(shù)論文范文第4篇
關(guān)鍵詞:現場(chǎng)超大尺寸測量;
iGPS;
數字攝影;
組合測量
中圖分類(lèi)號:P205 文獻標識碼:A 文章編號:1671-2064(2017)02-0181-02
Abstract:With the development of technology, super large-dimension measurement system in the forefront of scientific research, defence industry is also in the national production has a broad range of applications and needs. Size measurement with notable features:
measuring space, measuring environment, interference factors much more complex features. This paper analyses and compares the existing eight large size measurement system analysis may be applied to in-situ super large-dimension measurement technology. Introduces the IGPS and digital photographic technique applied to large sizes measuring strengths and weaknesses.
Key words:super large-dimension measurement;
iGPS;
digital photography;
combination measurement
技術(shù)的發(fā)展歷史方向都是由常規向極端發(fā)展,隨著(zhù)測量技術(shù)的發(fā)展,測量范圍也向極大極小尺寸發(fā)展。在小尺度上已經(jīng)成功開(kāi)辟了微納測量研究領(lǐng)域,比較而言,現場(chǎng)超大尺寸測量的研究投入不足,尚未形成系統的理論和方法,對現場(chǎng)超大尺寸坐標測量技術(shù)及其相關(guān)理論體系的研究有待進(jìn)一步深化。
和常規測量相比較,現場(chǎng)超大尺寸測量具有顯著(zhù)特點(diǎn):測量空間大、測量環(huán)境復雜、干擾因素多,測量設備和測量系統必須在測量現場(chǎng)進(jìn)行組建、校準和量值傳遞,精度保證困難;
此外,極高的相對測量精度、被測對象多樣性、測量效率低等也是大尺寸測量領(lǐng)域亟待解決的問(wèn)題?,F代大尺寸精密坐標測量技術(shù)是一門(mén)集電子、光學(xué)、圖像、傳感器、制造及計算機技術(shù)為一體的綜合叉學(xué)科。
在重大技術(shù)裝備涉及的關(guān)鍵技術(shù)中,大尺寸精密坐標測量技術(shù)是其中的基礎支撐技術(shù)之一。國內發(fā)展勢頭最好的幾個(gè)重裝技術(shù)及應用領(lǐng)域,如大型飛機制造、電力能源設備制造及安裝、船舶殼體裝配等,都對超大尺寸精密測量技術(shù)提出了迫切需求。
1 超大尺寸測量
超大尺寸測量則是指在測量對象從十米到幾百米尺寸范內的測量,而通常測量精度要求為1~10ppm。測量類(lèi)型分類(lèi)見(jiàn)表1。
超大尺寸坐標測量技術(shù)的需求和應用主要包括以下幾個(gè)方面:(1)航空航天;
(2)船舶工程與海洋工程;
(3)電力電網(wǎng)行業(yè);
(4)大型建筑結構。(5)軌道交通。此外,大尺寸測量系統還應用于科學(xué)研究領(lǐng)域,如天體望遠鏡、粒子加速器等設備外形尺寸的研制,自動(dòng)化生產(chǎn)設備(如機械手臂等)的運動(dòng)參數分析中。超大尺寸測量系統無(wú)論在科研前沿、國防工業(yè)還是在國民生產(chǎn)領(lǐng)域都有著(zhù)廣泛的應用和需求,開(kāi)展對超大尺寸測量系統相關(guān)理論和設備的研究具有廣闊的應用前景。
2 技術(shù)比較
現存的大尺寸的測量方法主要有八種,表2對國際領(lǐng)先的八種典型大尺寸測量系統進(jìn)行了比較。從表中可以看出關(guān)節臂測量機和三坐標測量雖然精度很高,但是由于其測量范圍限制,并不能適用于超大尺寸的測量。對于經(jīng)緯儀測量系統和全站儀測量系統而言,其自動(dòng)化程度低,動(dòng)態(tài)測量能力差,并不能滿(mǎn)足現場(chǎng)實(shí)時(shí)測量的要求。激光跟蹤和激光掃描測量系統對超大尺寸測量全場(chǎng)時(shí)間花費長(cháng),且對工作的環(huán)境要求很高,抗干擾能力差,不適合進(jìn)行現場(chǎng)超大尺寸測量。
數字攝影測量系統在微米到幾百米的尺度上都能進(jìn)行較高精度的測量,便攜及非接觸測量的特點(diǎn)使得其能在惡劣和極端環(huán)境正常工作??煞奖闩c其他測量系統形成組合兼容,是一種很有前景的現場(chǎng)超大尺寸測量技術(shù)。典型系統是美國GSI公司的V-STARS。V-STARS精度非常高,精度可達5μm+5μm/m。缺點(diǎn)是對軟件數據處理能力要求很高,目前國內的軟件處理離達到V-STARS的精度還有一定距離。
iGPS(indoorGPS)測量系統其原理跟GPS一樣,利用三角測量原理建立坐標系,不同的是iGPS采用紅外激光代替了衛星信號,它利用發(fā)射器發(fā)出紅外信號。測量一個(gè)點(diǎn)所需要的最少發(fā)射器是2個(gè),發(fā)射器越多,測量越精確,測量范圍越大。理論上只要增加發(fā)射器數量,iGPS擁有無(wú)限擴展的能力,是最有前景的現場(chǎng)超大尺寸測量技術(shù)。iGPS目前主要應用機制造業(yè),典型產(chǎn)品是美國ArcSecond公司的iGPS系統,如今該公司已被Nikon公司收購。在40m以?xún)葧r(shí)測量精度較高,單點(diǎn)測點(diǎn)精度0.2mm。
3 結語(yǔ)
本文分析比較了八種大尺寸測量系統的特點(diǎn),總結了在現場(chǎng)超大尺寸測量的應用前景。目前并沒(méi)有適用全部情況的大尺寸測量系統,一般都是根據不同測量系統的優(yōu)缺點(diǎn),將幾種測量系統組合的組合測量系統。
參考文獻:
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精密測量技術(shù)論文范文第5篇
關(guān)鍵詞:GPS;
變形監測;
應用現狀;
趨勢
Abstract: Because GPS can continuously provide high precision 3D coordinates, to any user global all-weather three-dimensional velocity and time information and other technical parameters, present in all kinds of deformation monitoring has been widely used. This paper briefly introduces the concept and significance of GPS deformation monitoring technology, summarizes the application status and development trend of GPS deformation monitoring.
Key words: GPS; deformation monitoring; application status; trend
中圖分類(lèi)號:P228.4文獻標識碼:A 文章編號:2095-2104(2013)
一、GPS概述
全球定位系統(GPS)作為20世紀一項高新技術(shù),具有速度快、全天候、自動(dòng)化、測站間無(wú)需通視、可同時(shí)測定點(diǎn)的三位坐標及精度高等優(yōu)點(diǎn),因而獲得了廣泛應用。目前GPS精密定位技術(shù)已經(jīng)廣泛地滲透到經(jīng)濟建設和科學(xué)技術(shù)的許多領(lǐng)域,對經(jīng)典大地測量學(xué)的各個(gè)方面產(chǎn)生了極其深的影響。它在大地測量學(xué)及其相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域,如地球動(dòng)力學(xué)、海洋大地測量、地球物理探測、資源勘探、航空與衛星感、工程變形監測、運動(dòng)目標的測速以及精密時(shí)間傳遞等方面的廣泛應用,充分顯示了衛星定位技術(shù)的高精度與高效益。隨著(zhù)社會(huì )和生產(chǎn)的飛速發(fā)展,各種大型的工程建筑越來(lái)越多,所以其變形監測的工作也變得越來(lái)越重要。若用傳統的測量方法不僅工作量大,而且其精度也很達到,而GPS定位技術(shù)此時(shí)在變形監測中以其顯示出傳監測技術(shù)所無(wú)法取代的重要作用。
二、變形監測的基本概念
變形是自然界普遍存在的現象,它是指變形體在各種荷載作用下,其形狀、大小及位置在時(shí)間域和空間域中的變化。變形體的變形在一定范圍內被認為是允許的,如果超出允許值,則可能引發(fā)災害。自然界的變形危害現象很普遍,如地層、滑坡、巖崩、地表沉陷、火山爆發(fā)、潰壩、橋梁與建筑物的倒塌等。
所謂變形監測,就是利用測量?jì)x器及其他專(zhuān)用儀器和方法對變形體進(jìn)行監視、觀(guān)測的工作。變形監測又稱(chēng)變形測量或變形觀(guān)測,其任務(wù)是確定在各種荷載和外力作用下,變形體的形狀、大小及位置變化的空間狀態(tài)和時(shí)間特征。變形監測工作是人們通過(guò)變形現象獲得科學(xué)認識、檢驗理論和假設的必要手段,是工程測量學(xué)的重要內容。
三、變形監測的目的與意義
由于大型建(構)筑物在國民經(jīng)濟建設中的重要性,其安全問(wèn)題受到普遍關(guān)注。各種工程規模越來(lái)越大,造價(jià)越來(lái)越高,工程要求也越來(lái)越精密,而一旦由于某種原因引起工程災害,其后果將不堪設想。因此,準確地掌握各類(lèi)工程的變形狀態(tài),實(shí)現預測和防治工程災害的目的,顯得十分重要。對重要建(構)筑物實(shí)施變形監測的主要目的及意義體現在以下幾個(gè)方面。
1.分析和評價(jià)建筑物的安全狀態(tài)
由于工程的地質(zhì)條件、內部結構、使用中的荷載及振動(dòng)等內外因素的影響,建(構)筑物及其設備在施工及運營(yíng)過(guò)程中都會(huì )產(chǎn)生一定的變形,如建(構)筑物的整體或局部發(fā)生沉陷、傾斜、扭曲、裂縫等。這種變形如果超過(guò)了一定的限度,就會(huì )影響建(構)筑物的正常使用,可能危及其安全。因此,在各類(lèi)工程在施工及運營(yíng)期間,尤其是大型工程,一般都要進(jìn)行變形監測,以監視建(構)筑物的安全狀態(tài)。
2.驗證設計原理,反饋施工質(zhì)量
在國內外,存在不少因設計或施工質(zhì)量問(wèn)題而造成的工程事故。變形監測不僅能監視建(構)筑物的安全狀態(tài),而且其結果也是對設計數據的驗證,同時(shí)起到反饋施工質(zhì)量的重要作用,為改進(jìn)設計和科學(xué)研究提供重要的資料和依據。
3.研究變形規律,進(jìn)行合理分析和預報
通過(guò)大量的監測數據對變形體的變形規律進(jìn)行系統的分析研究,更好的掌握變形機理,給出合理的物理解釋?zhuān)⒂行У淖冃晤A報模型,是變形監測的中心任務(wù)。
總而言之,變形監測有實(shí)用上和科學(xué)上兩方面的意義。首先是實(shí)用上的意義,掌握各種建筑物和地質(zhì)構造的穩定性,為安全性診斷提供必要的信息,以便及時(shí)發(fā)現問(wèn)題并采取措施;其次是科學(xué)上的意義,包括更好地理解變形的機理,驗證有關(guān)工程設計的理論和地殼運動(dòng)的假說(shuō),進(jìn)行反饋設計以及建立有效的變形預報模型等。
四、GPS在變形監測應用的現狀
工程變形監測方法主要有常規大地測量方法、特殊大地測量方法、攝影測量方法、智能全站儀(測量機器人)、空間測量技術(shù)(如GPS技術(shù)、合成孔徑雷達干技術(shù)(INSAR))等。近年來(lái),合成孔徑雷達干涉技術(shù)(INSAR)、GPS技術(shù)、激光掃描技術(shù)、布里淵散射光時(shí)域反射測量技術(shù)(BOTDR)、計算機層析成像(CT)技術(shù)等變形監測新技術(shù)成為國內外研究熱點(diǎn),并得到了廣泛應用.基于GPS技術(shù)的變形監測理論與方法,是當前廣泛采用的變形監測新方法、新技術(shù)之一。GPS衛星定位技術(shù)相比于傳統的測繪作業(yè)方法與模式有著(zhù)顯著(zhù)的特點(diǎn)和優(yōu)越性,其優(yōu)越的性能及廣泛的適用性,是常規測量作業(yè)難以比擬的。GPS以其全天候、高精度、高效率、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)等優(yōu)點(diǎn),成為當今極為重要的監測手段之一。如今,GPS技術(shù)已廣泛應用與地殼運動(dòng)觀(guān)測,區域地面沉降監測,礦區、壩區邊坡穩定性監測,橋梁大壩及其他大型工程形變監測等諸多方面并取得了一系列成果,在實(shí)踐中逐步發(fā)展、完善,積累了豐富的經(jīng)驗。將GPS技術(shù)應用于橋梁工程的變形監測方面,國內外開(kāi)展了廣泛的研究和試驗。
80年代中期,我國引進(jìn)GPS接收機,并應用于各個(gè)領(lǐng)域。同時(shí)著(zhù)手研究建立我國自己的衛星導航系統。至今十多年來(lái),據有關(guān)人士估計,目前我國的GPS接收機擁有量約有10萬(wàn)臺左右,其中測量類(lèi)約800-1200臺,航空類(lèi)約幾百臺,航海類(lèi)約6萬(wàn)多臺,車(chē)載類(lèi)約2萬(wàn)多臺。而且以每年2萬(wàn)臺地速度增加。足以說(shuō)明GPS技術(shù)在我國各行業(yè)中應用的廣泛性。
在大地測量方面,利用GPS技術(shù)開(kāi)展國際聯(lián)測,建立全球性大地控制網(wǎng),提供高精度的地心坐標,測定和精化大地水準面。組織個(gè)部門(mén)參加1992年全國GPS定位大會(huì )戰。經(jīng)過(guò)數據處理,GPS網(wǎng)點(diǎn)地心坐標精度優(yōu)于0.2m,點(diǎn)間位置精度優(yōu)于10-8。在我國建成了平均邊長(cháng)約100km的GPS A級網(wǎng),提供了亞米級精度地心坐標基準。此后,在A(yíng)級網(wǎng)的基礎上,我國又布設了邊長(cháng)約30-100km的B級網(wǎng),全國約2500個(gè)點(diǎn)。A、B級GPS網(wǎng)點(diǎn)都聯(lián)測了幾何水準。這樣,就為我國各部門(mén)的測繪工作,建立各級測量控制網(wǎng),提供了高精度的平面和高程三維基準。我國已完成西沙、南沙群島個(gè)島嶼與大陸的GPS聯(lián)測,使海島與全國大地網(wǎng)聯(lián)結成一個(gè)整體。
在工程測量方面,應用GPS靜態(tài)相對定位技術(shù),布設精密工程控制網(wǎng),用于城市和礦區油田地面沉降監測、大壩變形監測、高層建筑變形監測、隧道貫通測量等精密工程。加密測圖控制點(diǎn),應用GPS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)(簡(jiǎn)稱(chēng)RTK)測繪各種比例尺地形圖和用于工程建設中的施工放樣。
在我國,也有許多將GPS技術(shù)成功運用于橋梁變形監測的案例。2000年,香港高速公路管理局的Kai.Yue Wong等人利用GPS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)載波相位差分(RTK)技術(shù)建立了香港青馬大橋監測系統1141,在橋面、橋柱和橋塔上布有27個(gè)測站,另外還設有兩個(gè)基準站。GPS接收機與其它監測傳感器一起組成了監測系統對青馬大橋的安全進(jìn)行監測,數據采樣率為10Hz,通過(guò)通信光纖把數據從各個(gè)監測站傳輸到數據處理中心。該系統通過(guò)對橋梁位移和變形的高精度實(shí)時(shí)監測和分析,為橋梁的管理和維護提供了科學(xué)的依據。
五、GPS變形監測的發(fā)展趨勢
1.建立GPS變形監控在線(xiàn)實(shí)時(shí)分析系統對于大壩、大型橋梁、高層建(構)筑物、滑坡和地區性地殼變形監測,研究建立技術(shù)先進(jìn)而又實(shí)用的GPS變形監控在線(xiàn)實(shí)時(shí)分析系統是一個(gè)重要的發(fā)展趨勢。這 種系統由數據采集、數據傳輸和數據處理與分析等幾個(gè)主要部分組成,可以使監測數據得到及時(shí)地分析和處理,從而實(shí)時(shí)地評價(jià)變形的現狀和預測其發(fā)展趨勢,為災害發(fā)生的可能性分析與預報提供科學(xué)依據,這對處于活躍階段的滑坡體變形及斷層的相對運動(dòng)監測具有特別重要的意義。由于建立連續運行的GPS網(wǎng)絡(luò )系統進(jìn)行大壩和滑坡等變形監測,成本較為昂貴,因此,研究低成本的GPS一機多天線(xiàn)變形在線(xiàn)實(shí)時(shí)監測分析系統也一個(gè)頗有實(shí)際意義的研究方向。
2.建立“3S”(GPS、GIS、RS)集成變形監測系統隨著(zhù)計算機技術(shù)、無(wú)線(xiàn)電通訊技術(shù)、空間技術(shù)及地球科學(xué)的迅猛發(fā)展,“3S”(GPS、GIS、RS)技術(shù)已從各自獨立發(fā)展進(jìn)入相互集成融合的階段[20,21]?!?S”技術(shù)集成,可為分析、研究包括變形信息在內的各種災變信息之間的相互關(guān)系提供技術(shù)支撐,特別是時(shí)態(tài)GIS(Temporal GIS,簡(jiǎn)稱(chēng)TGIS)技術(shù)的應用,它可以描述四維空間的地質(zhì)現象,除具有一般GIS的功能外,還能夠記載研究區域內各種地質(zhì)現象隨時(shí)間的演繹過(guò)程,這對滑坡等地質(zhì)災害的監測預報具有非常重要的作用。因此,研究“3S”集成變形監測系統,也是變形監測技術(shù)的重要發(fā)展趨勢之一。
3.建立GPS與其他變形監測技術(shù)集成組合的綜合變形監測系統為克服GPS技術(shù)用于變形監測的不足和局限性,根據變形監測的對象和目的,將GPS與其他變形監測技術(shù)(如IN2SAR、攝影測量和特殊變形測量技術(shù)等)集成組合形成綜合變形監測系統,可實(shí)現不同監測技術(shù)之間的優(yōu)勢互補。例如,將GPS與INSAR集成組合成GPS/INS變形監測系統,可從離散點(diǎn)位測定進(jìn)入到四維形變場(chǎng)(x,y,z,t)的整體動(dòng)態(tài)精確測定,使GPS變形監測技術(shù)應用范圍更加廣闊?,F在 GPS等空間測地技術(shù)不僅可以應用于水庫大壩及各種滑坡的精密外觀(guān)形變監測,而且已經(jīng)用于研究板塊運動(dòng)、亞板塊運動(dòng)等問(wèn)題,這在過(guò)去是不敢想象的。GPS等空間測地技術(shù)集成組合應用于大范圍、整體性的地殼運動(dòng)監測,將使地殼形變觀(guān)測在空間域的控制能力和分辨能力方面得到極大地提高,這也為GPS等空間測地技術(shù)用于大型工程的變形監測帶來(lái)了新的機遇,為推進(jìn)高精度變形監測的研究注入新的活力。
4.將小波分析理論用于GPS動(dòng)態(tài)變形分析為了克服經(jīng)典Fourier分析不能描述信號時(shí)頻特征的缺陷,可將小波變換用于GPS動(dòng)態(tài)變形分析,即利用小波變換的多分辨率特性,實(shí)現GPS動(dòng)態(tài)監測數據的濾 波、變形特征信息的提取以及不同變形頻率的分離。通過(guò)小波變換提取變形特征的研究工作已經(jīng)起步,但尚未取得實(shí)質(zhì)性的研究成果。在第21屆國際大地測量與地球物理聯(lián)合會(huì )(IUGG)大會(huì )上,國際大地測量協(xié)會(huì )(IAG)將“小波理論及其應用”確定為大地測量新理論的研究方向之一。在1999年召開(kāi)的第22屆IUGG大會(huì )上,“小波理論及其在大地測量和地球動(dòng)力學(xué)中的應用”再次被IAG確定為GIV分會(huì )(大地測量理論與方法)的新的研究課題。由此可見(jiàn)開(kāi)展小波理論及其應用研究的重要性。小波分析為高精度變形特征提取提供了一種數學(xué)工具,可解決其他方法無(wú)法解決的難題,對非平穩信號消噪有著(zhù)其他方法無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)。因此,小波分析理論在GPS動(dòng)態(tài)變形監測的數據處理與分析方面將可發(fā)揮重要作用。
參考文獻:
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