精密测量技术论文十篇

精密测量技术论文篇1

【关键词】精密加工 传感测量 技术

在先进制造技术中，精密加工是重要的技术构成部分。大多数的大型系统为了扩展功能和简化设计，都需要应用到精密加工和测量技术。特别是近年来，在精密加工中应用到了各种新技术，促进了精密加工技术的快速发展。在工业生产中，应用精密加工和传感测量技术，能够极大地提升生产效率。因此，精密加工和测量技术有着巨大的实用意义。

1 精密加工技术发展和应用

1.1 精密加工技术介绍

所谓精密加工技术，实际上就是将加工误差、表面粗糙度控制在允许的范围的一种技术。超精密加工技术误差和表面粗糙度要更为严格。精密加工技术主要包括精整加工、光整加工、超微细加工和微细加工等。

微细加工技术，就是用来进行为小尺寸零件制造的技术。主要是制造一些集成电路等，因为尺寸微小，所以通过尺寸额绝对值进行误差表示。

光整加工主要是为了提升表面层的力学机械性质和缩小表面的粗糙度的加工方式，对于加工误差相对不够重视。这些加工方式不仅可以降低误差，还能提升表面质量。

1.2 精密加工技术的特点和方法

按照加工方式的机理特点，能够将其分为三种方式，分别是变形加工、去除加工和结合加工。去除加工实际上就是将工件上的一部分材料去除掉。加工方式基本可以分为：磁粒光整、超精研抛技术、精细磨削、超精细切削、砂带磨削、布轮抛光、蚀刻、电解加工和电火花加工等。实际上，砂带磨削就是使用混纺布，这些混纺布粘有磨料，加工工件。具有适用范围广、表面质量好和生产效率高的优点。而精密磨削就是利用单晶的金刚石道具和高精密机床实施切削加工，基本上应用于软金属加工。超精密磨削则是在精密磨床上利用修整精确的砂轮实施微量磨削加工。变形加工，实际上就是利用分子、力和热运动使工件出现变形，使其性能、尺寸和形状发生改变。

按照理化方式的不同，可以分为连接、注入和附着三种。所谓附着加工，就是将一层物质覆盖在工件表面，例如，镀加工方式等。诸如加工就是将某些元素注入到工件表面，从而发生物化反应。连接加工就是通过物化方式将两种材料连接起来的方法。

结合传统、特点与机理可以分为三种，分别是复合加工、非传统加工和传统加工。传统加工可以分为游离磨料、固结磨料和道具切削加工的方法。实际上，非传统加工就是运用核能、化学能、光能、声能、磁能和电能等进行处理和加工。而复合加工则是结合多种加工方式，综合发生的复合作用，相辅相成、优势互补。

2 精密传感测量技术的发展和应用

现代测量技术，是一种综合性学科，主要包括了计算机技术、制造、图像、传感器、电子以及光学等，与紧密加工技术是相互补充、相辅相成的。测量技术为精密加工提供检测和评价方式，精密加工为测量技术提供有效地保障。结合科学技术的进步，传感测量技术也发生了巨大的改变，传统的方式已经难以满足发展要求，一系列应用了高新技术的测量技术应运而生，下面将进行详细的介绍：

2.1 双频激光干涉仪

这种仪器具有测量范围大、准确度高的优点，所以在测量位置控制反馈元件和测量超精密机床相关作位置中得到了大量的应用。但是激光测量，空气折射率影响着准确度，空气折射率和二氧化碳含量、压力、温度和湿度等有着密切的关系。干涉仪在空气中补偿和休整光路，能够将误差缩小。但是这种测量方式，受环境影响较大，因此在加工生产机床的时候，要求比较苛刻，很难满足其工作要求。

2.2 X射线干涉技术

随着科学技术的发展，显微测量X射线干涉技术得到了快速的发展，具有较大的测量范围，比较容易实现一些纳米级别的测量。SPM基础上的相关观测技术基本上只能提供纳米级别的分辨力，但是对于表面结构并不能够给出精确的纳米尺寸。X射线扫描干涉测量技术，是一种新型测量技术，其十纳米误差的测量基本单位是单晶硅上的晶面间距。另外，由于X射线波长要小于常规的可见光波波长两个数量级，很大程度上能够达到0.01纳米的测量分辨力。与其他方式相比，这种测量方式对于环境的要求不高，并且具有较好的测量稳定性，结构比较简单，有着很大的应用潜力。

2.3 显微扫描测量技术

在对表面的尺寸和微观形貌进行测量的时候，可以应用这种测量技术。基本原理就是通过极小探针来扫描被测表面。通过纳米级别的定位三维控制系统，能够测出表面微观立体情况。

3 结语

综上所述，在工业生产中，应用精密加工和传感测量技术，对于提升生产效率，提高产品质量，有着至关重要的作用。科学技术的快速发展，加工技术和测量技术取得了快速的发展。精密加工技术与测量技术是相互促进、相辅相成的。在工业生产中，二者缺一不可。在工业生产中，应该结合具体情况，选择最适合的精密加工技术与测量技术，每种加工技术都有着自身的优势和不足，这就需要进行合理慎重的选择。总而言之，随着科学技术的进步，精密加工技术和传感测量技术依然在不断地发展完善着，从而为工业生产提供坚实的技术支撑，推动技术的进步，提升生产力水平。

参考文献

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精密测量技术论文篇2

关键词：特聘专家；技能型人才；精密测量；一体化教学实践

中图分类号：G710 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）18-0150-03

引言：

随着现代制造业的快速发展，精密测量技术和手段越来越多地应用于生产过程，以适应高精度、高效率、低成本的柔性生产要求。测量技术的先进程度将成为我国未来制造业赖以生存的基础和可持续发展的关键[1]，目前国内航空和航天行业院所及企业在这方面已经做了大量投入和建设工作，还有外商独资、合资企业的检测设备基本与国外同步。但是由于与之相对应的技术人员资源不够丰富，培养力量较为薄弱，造成“一流的设备，二流的检测”这样一种局面，最终影响产品质量。这就引发了我们对精密测量型人才培养的思考。

一、人才培养现状

在对北京中航科电测控技术、北京航天振邦精密机械、达涅利冶金设备等有代表性的航天和外资有限公司调研的基础上，发现企业精密检测人员基本都来自于内部生产岗位一线较优秀的员工，也就是依靠制造专业人才在实际工作中自然成长。其优势是对本公司产品品种、生产节拍等较为熟悉，能够很快适应新的工作岗位，应变能力较强。但检测领域有其特有的规律和要求，这样上岗的检测人员是不具备系统的、完备的相关知识，遇到问题难以从专业的角度来解决。基于此，现代化的工业生产企业都在寻找精密检测技术一线应用人才。

国内越来越多的工科高校都设有精密测量技术方向的专业，专业定位有精密仪器及机械、测量技术与质量工程等，每年向社会输送不少的精密测量型人才。再者精密测量手段与工业生产结合还属于新兴行业，理论上讲人才的培养与社会的需求是同步发展的，为什么许多制造业企业总找不到与其生产技术进步相适应的检测技术人才呢？这是由于高等学历教育的目的与企业一线需求不匹配造成的。从技能的类型来看，企业需求更多的是操作技能型人才，而高等学历教育培养的更多是心智技能型人才。高校中的课程偏重于测量技术原理、机器结构、测量误差分析和测头补偿来源等，只有在最后有限的课时中，才涉及教授实际操作技能，目的是让学生有个感性认识，并验证所学知识。正因如此，把面向岗位、面向实践作为教育目的的职业教育[2]作为几何量精密测量技能型人才培养的方式才更有意义。

由以上分析可知，职业院校培养此类人才急需解决两个问题：（1）建立完备的课程方案；（2）培养师资。

二、课程方案

人才培养应满足企业的需要，是方案制定的基本原则。在原则的指导下制定课程目标、学习任务和学习项目等。

1.课程目标。就是让学生具备面向测量任务一线的知识和能力。职业教育的主体是培养技能，支撑技能的理论知识“必需、够用”即可[3]。在对企业要求的日常工作能力分析和专家访谈的基础上，确定了精密测量技能型人才的能力体系。表1给出了能力的具体要求。本文利用北京市职业院校教师素质提高工程“特聘专家计划”契机，访谈的是特聘精密检测行业专家马骊群博士。

目前，中等职业学校的学生大多是初中起点，在考虑学生基本素质和学习特点后，实施课程改革，积极推进一体化教学实践，达到上述能力体系的要求。

2.课程开发。按照一体化课程标准开发课程。包括几何量精密测量课程标准、学习项目鱼骨图、活动策划表和工作页等，从而形成指导学生学习的工作材料。教学项目来源于企业典型工作任务，表2给出了为达到表1的能力要求可选用的教学项目。这些项目综合了产品中出现的各种几何元素，能够综合训练学生对三坐标测量机、三维激光扫描仪、圆柱度仪、自准直仪、表面粗糙度仪等仪器的操作能力，培养学生的工程实践能力。最后对整个项目的综合考核可选用一个专门制作的教具，这个教具最好集全部几何元素于一身，如图1所示。

在教学项目选定好后，根据技能人才成长和培养规律、目标，与实践和教学专家一起设计项目鱼骨图、活动策划表和工作页等，尤其注重对必备知识、规范意识、严谨认真的素质培养。

为了更好地实现与企业岗位需求的对接，也可与企业联合培养，即企业订单式培养。

三、培养师资，做好人才培养的保障

机械产品几何量检测属于产品加工产业链中的一个环节，在职业院校中相关课程设置都依托于数控加工专业。目前数控应用技术系老师的专业出身大部分是机械设计制造、机械工程等，很少有测量技术与质量工程等，而且师范院校培养专业也很少涉及，所以培养师资要主抓其专业功底。专业基础的培训和学习一个重要途径就是聘请精密检测行业专家做全面指导，如本文特聘专家马骊群博士全面指导师资队伍，促进精密检测专业团队建设。培养途径有：

1.专家培训。结合受训教师已具备的高等数学、概率论与数理统计、公差与配合等基础知识和与马博士共同制定的培训方案，本文认为几何量通用知识培训不少于4课时、几何量专业知识培训不少于6课时、几何量误差评定及检测方法培训不少于10课时，误差分析与测量不确定度理论培训不少于10课时等才能做好掌握系统知识的基础工作。下一阶段的专家培训可采用专题的研讨的方式，开展关于精密检测技术的发展现状、趋势及专业发展动态的教学，一方面可以展现教师对行业的关注度，另一方面可以展现教师将专业知识和行业发展结合程度。在这期间，教师可以根据自己的成长过程，总结成长要素和规律，为精密测量技能型人才的课程实施奠定基础。

专家针对职业院校的特点和需求，设计的培训方案和内容时，也很关注教法的设计，旨在训练专业师资的教学技能和方法，为专业师资提升教学基本功打下基础。

2.承担企业检测课题和任务。具备基础知识后，职业实践训练一个最好的方式是按照企业要求，承担检测课题和任务。或者到企业挂职锻炼，类似于德国的“双元制”职业教育。这个时期重视的是理论知识的运用，让学习与实践相结合，突出解决问题的技能。如北京市工业技师学院一体化师资曾4次承担企业检测课题，与企业合作多次完成检测任务，并按照企业要求模式给出测量流程和结果[5]。这样可保证教师的实践知识的不断更新，并与社会认识一致，从而保证今后在课堂上所讲授知识的先进性和实用性[6]。承担企业典型工作任务也是培养一体化师资的主要途径，在这个过程中，教师可以受到企业和教学专家双导师培养，能够将工作任务和内容与学习任务和内容很好地融合。

3.专家指导。一体化师资在整个受训过程中，总会碰到或多或少的难题自身难以解决，这时必须要有专家来指导。本文的几何量测量对象涉及长度、距离、角度、形状和位置等多种要素。不同的测量方法所涉及的规律、效应不同，而且在不同环境中同样的被测量，可能采用截然不同的测量方法[1]。这也决定了精密测量学科研究必须面向生产实际。在专家多次指导测量方案制定过程中，总结规律，拓展思路，开阔视野，攻克难题。

当把企业检测课题转化为教学项目时，课程标准、教学方案的制定，实训基地规划与建设等都需专家指导，从而开发出适用于行业企业需要的学材。

北京市工业技师学院目前已有一支精密测量方向的一体化师资在培养测量技能型人才，已得到航天振邦、泰西精密技术有限公司等企业的认可。

四、实践效果

航天振邦、泰西精密技术有限公司等企业已接受学院培养的精密测量方向的毕业生。这些毕业生在校期间能够胜任的工作有

1.承担各级技能大赛精度检测任务。学院作为世界技能大赛数控车数控铣项目中国集训基地，承担数控比赛选手的训练和选拔任务。任务中的检测环节，包括检测现场布置和整理、检测方案的制定、检测程序的编制、工件检测、在规定时间内提交检测结果等，测量方向的技师班学生都能圆满完成。

2.承担企业零件的检测任务。能与企业合作完成检测任务，并按照企业要求模式给出测量流程和结果。图2给出了部分测量过程，在这期间学生的工程实践能力得到提高，并学以致用。

3.配合一体化师资培训。学院作为全国一体化师资培训基地，承担着人社部组织的师资培训任务。师资培训课程中技能提升环节需要进行精密检测课题培训。学院培养的测量人才能够配合一体化教师参与实施授课任务。

学院培养的测量人才毕业后在所在岗位，不仅能够做好本职工作，还能做出突出贡献，受到表彰。图3给出了毕业生在泰西精密技术有限公司获得的荣誉证书。

五、小结

几何量精密测量技能型人才紧缺，此类人才培养是职业教育新的目标对象。发挥“特聘专家”作用，打造一支专业师资，并推进一体化教学实践。关注学生综合能力提升，最终培养出适合企业行业需求的专业人才。

参考文献：

[1]裘祖荣，石照耀，李岩.机械制造领域测量技术的发展研究[J].机械工程学报，2010，46（14）：1-11.

[2]王姗珊.三坐标测量技术于职业教育意义非凡[J].中国科技纵横，2011，（22）.

[3]胡南.矿山测量技能型人才培养方案探讨[J].职业教育研究，2012，（6）：141-142.

[4]Training manual Calypso Version 2.0[M].Industrial Measuring Technology from Carl Zeiss.2010，1：177.

精密测量技术论文篇3

【关键词】高速铁路；精密工程测量；测量基准；地图投影

中图分类号：U238 文献标识码： A

一、前言

目前，我国高速铁路工程建设不得不解决的两大测量技术难题是：1）高速铁路工程测量技术精度要求高，为了实现轨道几何状态的高平顺性，要求测量精度必须从原来的厘米级提高到毫米级，甚至是亚毫米级，这就对铁路工程测量的理论、方法及技术体系和标准进行根本性的变革；2）高速铁路沿线大范围形变监测的技术挑战，为保障高速列车安全平稳运营，必须及时、高效、快速地监测铁路路基和桥梁的几何变形，并进行稳定性评估，这需要对大范围形变监测理论与技术进行系统研究与开发。在此背景下，本文将立足于高速铁路精密测量与形变监测的理论体系与技术系统，提出若干的想法。

二、高速铁路精密测量及形变监测内容界定

（一）高速铁路精密工程测量的内容

高速铁路精密工程测量贯穿于高速铁路工程勘测设计、施工、竣工验收及运营维护测量全过程,包括以下内容：(1)高速铁路平面高程控制测量；(2)线下工程施工测量；(3)轨道施工测量；(4)运营维护测量。

（二）高速铁路精密工程测量的目的

高速铁路精密工程测量的目的是通过建立各级平面高程控制网,在各级精密测量控制网的控制下,实现线下工程按设计线型准确施工和保证轨道铺设的精度能满足旅客列车高速、安全行驶。高速铁路旅客列车行驶速度高( 250-350 km/h),为了达到在高速行驶条件下,旅客列车的安全性和舒适性,要求：(1)线路严格按照设计的线型施工,即保持精确的几何线性参数；(2)轨道必须具有非常高的平顺性,精度要保持在毫米级的范围以内。为了满足上述要求,应根据线下工程和轨道铺设的精度要求设计高速铁路的各级平面高程控制网测量精度。

（三）高速铁路轨道铺设的精度要求

高速铁路轨道施工的定位精度决定着高速铁路的平顺性,高速铁路轨道铺设应满足轨道内部几何尺寸(轨道自身的几何尺寸)和外部几何尺寸(轨道与周围建筑物的相对尺寸)的精度要求。其中内部尺寸描述轨道的几何形状,外部几何尺寸体现轨道的空间位置和标高。

1、轨道的内部几何尺寸

轨道内部几何尺寸体现出轨道的形状,根据轨道上相邻点的相对位置关系就可以确定,表现为轨道上各点的相对位置。轨道内部几何尺寸的各项规定是为了给列车的平稳运行提供一个平顺的轨道,即通常提到的平顺性。因此,除轨距和水平之外,还规定了轨道纵向高低和方向的参数,这些参数能保证轨道有正确的形状。利用这些参数可以检查轨道的实际形状是否与设计形状相符,轨道内部几何尺寸的测量也称之为轨道的相对定位。

2、轨道的外部几何尺寸

轨道的外部几何尺寸是轨道在空间三维坐标系中的坐标和高程,由轨道中线与周围相邻建筑物的关系来确定。轨道外部几何尺寸的测量也称之为轨道的绝对定位,轨道的绝对定位必须与路基、桥梁、隧道、站台等线下工程的空间位置坐标和高程相匹配协调。轨道的绝对定位精度必须满足轨道相对定位精度的要求,即轨道平顺性的要求。由此可见,高速铁路各级测量控制网测量精度应同时满足线下工程施工和轨道工程施工的精度要求,即必须同时满足轨道绝对定位和相对定位的精度要求。

（四）高速铁路形变监测的主要内容和基本要求

1、形变监测的主要内容

路基：根据不同地质条件和路基高度，主要包括路基面的沉降监测、路基基底的沉降监测和路堤本体沉降监测。桥梁：以墩台基础的沉降监测和预应力混凝土梁的徐变变形监测为主。涵洞：自身沉降监测和洞顶填土的沉降监测。隧道：隧道线内线路基础的沉降监测。过渡段：路桥、路隧、路涵等过渡段沉降监测应以路基面沉降和不均匀沉降监测为主。站场：无特殊情况，一般按正线线下结构要求的相关内容监测。

2、形变监测的基本要求

(1)当发现沉降数据出现异常时首先自查，重测并分析工作基点的稳定性，必要时联测基准点进行检测。(2)严格按水准测量规范的相关要求进行测量。首次测量应进行往返监测，并取监测结果的中数，将经过严密平差处理后的高程值作为初始值。(3)为了将系统误差减到最小，提高监测精度，各次沉降监测应使用同一台仪器和附属设备，必须按照固定的监测路线和监测方法进行，监测路线必须形成附合或闭合路线，使用固定的工作基点进行监测。即实行“五固定”固定水准基点、工作基点、固定人、固定测量仪器、固定监测环境条件、固定测量路线和方法。(4)沉降监测需采用满足相应测量精度等级的电子水准仪，每次监测前需所使用的仪器和设备应进行检验校正。(5)在沉降监测过程中，应做好重点信息的记录，如架梁、运梁车通过时的施工荷载，测量时的天气情况和地下水情况，这利于对沉降变形和异常数据进行分析。

三、高速铁路精密测量及形变监测理论与应用成果与展望

目前我国对高速铁路精密测量与形变监测理论与技术开展了系统而深入的研究，研发了相应的软硬件系统。其关键技术及创新点如下：

（1） 提出了轨道控制网与轨道基准网的建网理论与技术体系，自主开发了相应的软件系统，控制测量精度可达亚毫米级（与国外技术同等精度，但性价比明显优于进口软件系统），多项研究成果已被相关规范所采纳，实现了高速铁路精密测量技术的自主创新与国产化。

提出了轨道控制网（CPIII）与轨道基准网（TRN）的建网理论与技术体系，自主开发了相应的软件系统，控制测量精度可达亚毫米级（与国外技术同等精度，但性价比明显优于进口软件系统），多项研究成果已被相关规范所采纳，实现了高速铁路精密测量技术的自主创新与国产化。发现了 CPIII 平面控制网外业测量测回数与精度指标的关系，提出了 CPIII 平面网外业测量不控制 2C 互差的测量模式，可显著提高 CPIII 网测量的效率，提出了 CPIII 网区段间衔接的余弦函数平滑搭接新方法，提出了 CPIII 三角高程网构网技术，提出了相应的平差模型与精度评定方法，开发了 CPIII 平面及高程网测量和数据处理软件。提出了 TRN 平面及高程控制网构网模式及置平坐标转换方法，推导了 TRN 平面及高程精度评定的数学模型，实现了的 TRN 的精度评定（国内外没有类似精度评定），研制了 TRN 数据采集与处理系统，首次实现了 TRN 外业数据采集的程序化。

（2） 独创性地提出了永久散射体网络化雷达干涉的理论与技术体系，开发了国内首套基于卫星 SAR 影像的高速铁路 PSI 沉降监测软件，沉降测量精度可达 3-5 毫米（精度优于国内外类似系统），显著提高了监测效率及沉降漏斗的可探测性，为高速铁路沉降监测提供了一种新的技术途径，填补了长大线性工程沉降监测技术的空白。

发现了制约高速铁路大范围沉降监测的主要因素，即时间失相关和大气延迟；发现了农田区域及植被区域永久散射体（PS）稀少的现象，发明了分体式人造角反射器，提出了固定式与分体式人造角反射器并行布设的模式，解决了农田和植被区域沉降监测的难题。

（3）加强抗差卡尔曼滤波在变形监测数据处理中的应用

如下图为一桥墩沉降变形监测网的一部分，点BM12和点BM13是该监测网的基准点，其余各为点桥墩的沉降变形点，线路长约0.25km，采用二等附合水准路线，观测周期为7天，共观测了15期。与普通卡尔曼滤波法处理的结果相比较，抗差卡尔曼滤波法的波形更稳定，且在一个更小的范围内波动，说明抗差卡尔曼滤波处理的结果与各期平差值更为接近，抗差卡尔曼滤波法优于普通卡尔曼滤波法。

图 桥墩沉降变形监测网

（4）其他形变监测实施措施

(l)采用局部更新水准点高程方法来解决水准点之间高差闭合差超限问题，对于复测未超限的段落维持水准点高程不变，超限的段落两端联测两个或多个水准点或深埋水准点，直至闭合差满足规范要求，再对该水准线路范围内的水准点沉降情况进行分析，对个别差异沉降明显的水准点高程值做局部调整。(2)在无柞轨道施工前，对全线精测网复测一次，以基岩水准点为高程计算基准，统一更新所有线路水准基点的高程，以复测后成果作为无柞轨道施工期的高程基准。根据新高程基准，对线下竣工中线进行复测，对底座板的厚度进行验算，必要时对设计坡度进行局部变更。

四、结束语

综上，高速铁路精密工程测量技术的研究，不仅为我国建立高速铁路精密工程测量技术体系奠定基础，而且为高速铁路的大规模建设及时提供测量技术标准。

参考文献

精密测量技术论文篇4

关键词：精密单点定位；无电离层组合模型；对流层延迟；固体潮改正

Abstract: according to the precise point positioning of the basic principle, write the program calculation of IGS tracking station the zenith of troposphere delay and the tidal changes with time point of the influence, the experiment proved, and the IGS announced the zenith of troposphere delay compare, precise point positioning estimate the reliability of the troposphere delay has quite, but also for further research of the tidal correction model have certain reference significance.

Keywords: precise point positioning; Without the ionosphere combination model; Troposphere delay; Tidal correction

中图分类号：P223文献标识码：A 文章编号：

GPS气象学的重要内容是利用天顶对流层延迟来反演大气可降水量，常规的估计对流层延迟的方法是双差网解法，但该方法需要引入远距离测站来估计站点间的对流层绝对时延；[1，2]目前固体潮的测定主要是通过重力仪、倾斜仪和伸缩仪来观测，观测的点数和精度受到一定的限制。随着精密单点模型的逐步改进和定位精度的不断提高，特别是实时精密单点定位更有广阔的应用空间。精密单点定位技术在对流层延迟估计中有很多的优势：估计模型简单，站与站之间不相关，无需引入远距离测站即可估计绝对时延，处理大规模数据速度快等。[3]而且采用空间技术测定固体潮在精度和范围以及时间上(全天候连续观测)具有潜在的优势。

本文基于PPP技术，编写了精密单点定位程序，通过大量的数据计算验证了该程序在估计测站天顶对流层延迟和计算固体潮对点位的影响方面的可靠性。

精密单点定位基本原理

GPS非差精密单点定位一般是以单台双频GPS接收机采集数据，利用IGS提供的精密星历和卫星钟差，通过数据预处理和各种误差改正，采用非差观测模型进行的单点定位。其中数据预处理包括：粗差剔除、周跳的探测和修复、初始整周模糊度的确定、相位平滑伪距、精密星历和钟差的内插等。精密单点定位的传统消电离层组合模型，是采用双频GPS伪距和载波相位观测值的无电离层组合来构成观测模型，这种无电离层组合是减弱电离层影响最有名的公式，其观测模型的简化形式如下：[4]

（1.1）

（1.2）

式中，为、无电离层伪距组合观测值；为、无电离层相位组合观测值（距离）；（）为载波频率；为卫星到接收机的几何距离；为光速，为接收机钟差，为对流层延迟改正参数；、分别为两种组合观测值的观测噪声和未被模型化的误差[5]；为无电离层折射组合相位观测值（观测）的模糊度。此外，观测模型还要做的误差改正有相对论效应、固体潮、海洋潮汐、极移、章动等，限于篇幅，不作详细论述。

精密单点定位参数估计方法

将公式(1.1)和(1.2)分别在近似值处线性化，得到线性化的伪距和载波相位观测方程为：

（2.1）

（2.2）

当观测到颗卫星，此时待估计参数为即：

（2.3）

待估参数： 为接收机位置坐标改正参数；为接收机钟差改正参数；为对流层延迟改正参数；为消电离层组合相位观测值的整周未知数相对应的距离改正参数。

利用上述推导的线性化模型，再结合采用测码伪距和载波相位伪距观测值，就可以按照最小二乘法进行非差精密单点定位的平差计算。在解算过程中，静态情况下，坐标参数可以作为常数未知数处理；未发生周跳或修复周跳的情况下，整周模糊度当作常数处理，在发生周跳的情况，整周模糊度作为一个新的常数参数进行处理；因为接收机的钟不稳定，有明显的随机抖动。

3.精密单点定位在对流程延迟估计中的应用

本文在采用精密单点定位技术估计对流层延迟参数时，采用消电离层影响的P码和载波相位组合观测值作为数据处理的观测值，并通过高度角定权的方式对观测值进行定权。在数据预处理得到“干净”的观测值的基础上，模糊度估计作为常数处理，发生周跳的地方则重置参数，采用第二节中的平差策略对参数进行估计。以下是计算上海佘山跟踪站观测数据，采用事后精密星历和精密钟差单天解估计天顶对流层延迟参数的结果（原始数据都是从IGS网站下载得到的）：

使用上海佘山IGS跟踪站2011年5月4日30s间隔采样率的观测数据估计天顶对流层延迟随时间变化的情况：

图1.1 2011年5月4日上海佘山跟踪站天顶对流层延迟变化情况

使用上海佘山IGS跟踪站2011年7月6日30s间隔采样率的观测数据估计天顶对流层延迟随时间变化情况：

图1.2 2011年7月6日上海佘山跟踪站天顶对流层延迟变化情况

从以上图1.1到1.2中可以看出，天顶对流层延迟大部分在2.4m到2.6m之间，而且变化比较平缓，没有很大的抖动。经过大量的实验验证，本程序估计的天顶对流层延迟也大都在这个范围内。精密单点定位对流层延迟估计的精度主要取决于观测数据的质量、数据预处理的质量和卫星星历和精密钟差的精度。

4.精密单点定位在固体潮测定中的应用

与GPS相对定位方式测定测站固体潮的方法相比，精密单点定位技术有着明显的优势。因为传统的相对定位要测定固体潮对测站位移的影响比较困难，两个测站的固体潮的影响是相关的，不能准确测定该影响。绝对定位技术是测定固体潮影响的有效方法，但是以往的绝对定位技术定位精度较低，也不能准确反映出固体潮的影响。

本文采用作者编制的精密单点定位程序计算了2011年5月4日和2011年7月6日上海佘山跟踪站两天的30s间隔采样率的观测数据计算固体潮对测站坐标的影响随时间的变化情况，具体情况如下：

图1.3 2011年5月4日上海佘山跟踪站固体潮位移改正量各分量随时间的变化

图1.4 2011年7月6日上海佘山跟踪站固体潮位移改正量各分量随时间的变化

由以上两个例子可以看出，使用精密单点定位技术可以测定出固体潮对测站点位的影响随时间的变化情况。这对于深入研究固体潮的改正模型有一定的参考价值。

5.结语

非差精密单点定位算法的一个主要优点在于可以解算出很多参数，在双差解算中，这些参数可能被消除。从精密单点定位的数学模型中，可以看出测站坐标、接收机钟差、模糊度参数、对流层天顶延迟等参数都可以解算出。这对于很多研究领域，例如时间传递、GPS气象学、固体潮改正模型精化等方面都很多帮助。对高精度实时的精密单点定位的应用研究将会有更广阔的应用空间。

参考文献：

[1] Bevis M., BUSINGER S., HERRING T. A., ROCHEN C., ANTHES R. A., WARE A. R. H. GPS Meteorology: Remote Sensing of Atmospheric Water Vapor Using the Global

Positioning System [J].Journal of Geophysical Research, 1992, 97 (D14):15, 787-15,801.

[2] 宋淑丽，朱文耀，廖新浩.地基GPS气象学研究的主要问题及最新进展[J].地球科学进展，2004,19 (2):250-259.

[3] Duan J, et al. GPS meteorology: Direct Estimation of the Absolute Value of

precipitable water [J]. J Appl Meteorol, 1996,35:830-838

[4] 叶世榕. GPS非差相位精密单点定位理论与实现[D]. 武汉：武汉大学，2002

[5] 李征航，吴秀娟.全球定位系统（GPS）技术的最新进展 第四讲 精密单点定位（上）.测绘信息与工程.2002,27(5):34～37

精密测量技术论文篇5

1 土建工程以及工程测量

1.1 什么是土建工程是土木工程和建筑工程的集合。指使用建筑材料和施工设备完成一切关于文化，水土有关的设计，建造和维修的生产活动和工程技术。土建工程涉及的领域有：房屋建筑、道路交通、水务渠务、防洪工程及城市规划等很多领域。即将为大家介绍的地铁建设就属于土建工程中的道路交通范畴。那么接下来讲土建工程要顺利进行的贯穿线——工程测量。

1.2 工程测量它是为建设项目的勘测规划、动工安装、竣工监测以及营运管理等程序服务的所有测绘工作的统称。它为工程建设提供数据和图纸，控制建设过程中的整体方向，就好像一首交响乐的总指挥一样。工程测量目前主要应用于“三路”工程、桥梁隧道工程、水理工程、建筑、海洋工程、军事、矿山等的测量。这里着重以地铁站建设方面为例对工程测量加以介绍。

2 工程测量的方法和新技术技术

2.1 工程测量的方法工程测量的方法众多每个领域的情况不同不能一概而论。就地铁而言包括定向测量，控制网测量，断面测量，轨面基标测量。

2.2 工程测量的新技术新技术的推论文出伴随着科技的发展，其实质是采用一些先进的电子信息技术为施工过程提供更为精准有效的服务。主要有一下几种。（1）全球实时动态定位测量技术（gps-rtk）；（2）数字测量技术（dmt）；（3）遥感测量技术（rs）；（4）地理信息测量技术（gis）；（5）3s测量技术；（6）数字摄影测量技术。新技术的出现为复杂的情况做了更为全面系统的数据收集，对比，分析，综合和决策。

3 工程测量在地铁中的实际应用案例

3.1 定向测量在北京地铁复八线中的应用北京地铁复八线的中间段全长12.7千米，东西走向由复兴门至八王坟。其中地上线接近2千米，地底线十千米左右。地下线处地质情况复杂，有多层地下水分布，施工面临防水的挑战。这种情况下，进行竖井定向采用全站仪、垂准仪和陀螺经纬仪组成的联合作业方法可以提升图形清晰度，缩短占用井筒时间。而且采用双投点-双定向的方法的好处是对数据的检核条件进行了优化，也令测量定向精度有所提高。测量中所使用的陀螺经纬仪（型号gak—1）的一次定向中误差理论值为±20毫米′，实际作业时自动校对其定向边陀螺方位角误差可达到±8′。在工作推进中他们引进操作简便的智能陀螺经纬仪定向系统，保证了定向成果的可靠性。

遇到隧道埋深较浅的情况，灵活采用采用导线测量方法并布设双导线；当隧道贯通距较长时，使用钻孔投点法。利用钻孔投测坐标或者选择测定投测点陀螺方位角的方式，其目的都是用于提高定向精确度和加强检核能力。前面用到的导线测量法又叫直线导线法。适用于施工场地较开阔的车站地下定向，且地上地下通视度较高，并有较大竖井（盾构工作井）或预留孔。它的优点是简单明了，容易掌握。但检核条件相对高。后面提及的钻孔投点法则适用已有一定长度并且埋深较浅的隧道。优点是测量精度高，易上手，占用施工竖井时间少，对施工影响较小。缺点是测量钻孔较难（具体体现在垂直度高上），钻孔成本较高，审批程序相对繁琐耗时。实际工作中可采用强制观测墩作为地下导线点，但需要做好保护巩工作。 转贴于

3.2 北京地铁四号线gps控制网测量四号线的建设难点在于北京南站一段地处交通枢纽，车多客流量大，施工地有限且干扰大。车站周围建筑物布局集密存在民工互扰问题。采用盾构就要求施工配合度较高，因此必须加大工程测量的幅度。为满足盾构施工的需要，要对已提供的一级gps控制点、精密导线及精密水准点进行检测，保证各级控制点相邻点的精度分别小于±10mm，±8mm和±8 mm（l为线路长度，以km计）（精密水准路线闭合差）作为盾构测量工作的起算依据。

由于这些点受施工和地面沉降的影响有可能发生数据改变，所以测量时和施工中需要先对地上控制点进行检测，确保控制网的可靠性。它包涵相应精密导线点的检测和高程控制点的检测等。地面控制网是隧道贯通的依据，必须加以重视。上述盾构数据的检核未来的替代技术就是gps-rtk。即在地铁站周围地面定点装入gps接收器，对载波相位的观测量进行采集，调至基准站电台载波上，再由基准站将信号发出。经由流动站对gps卫星进行观测，采集测量数据，同时接受基准站发射出的信号，解调后活的载波相位的观测量，最后确定厘米级精度。这种技术无需设置众多控制点，且能一次生成电子图，可搜集历史数据完成快速施工放样，是十分便利的。

3.3 断面测量在天津1号曲线地铁中的运用全线浇钢筋混凝土箱型地下结构，总长218米，箱体最宽处28米，结构净高5.55米，双轨侧式站台，车站起/终点里程分别为k9+385.784和k9+603.500，主站段埋深10.039米，设出入口4个，风道2座，建筑总面积一万多平方米。全曲线站的铁道左右轨中线和地下结构中柱纵轴线都由圆曲线和缓和曲线构成。三条曲线元素互异即缓和曲线起终点不在同一里程，且圆心各异，半径不同箱体侧墙均为圆曲线并与同侧轨道中心线同心。由于墙体凹凸形成多种不同半径圆弧，增加了平面定位放线作业的难度。在仪器选列上承建标准要求导线精密测量相对点位中误差≤±；8mm；精密水准测量区间≤8mm符合路线闭合差。经过数学运算，选择二级全站仪、ds1精密水准仪进行控制测量。

3.4沈阳地铁铺轨基标测量中街站双层双跨岛式地下车站，车站有效站台中心处地面高程50.08米，轨顶覆土厚度8.56米，轨面轨底埋深分别为28.25米和26.49米。东北角车站设有风井，西北角设有施工竖井，需要时可以互换功能。共设东北、西北、西南三出入口，一个用于紧急疏散的安全通道和直升电梯，并预留将来进行升级的换乘通道。沈阳地铁量身制定了铺轨基标测设精度和基本方法经测定符合地铁轨道验收标准的要求。在控制基标的测设上分程序完成初测、串线测量和调线测量。

精密测量技术论文篇6

关键字：我国，工程测量，技术，发展，现状

中图分类号：P258 文献标识码：A

前 言

工程测量学科是一门应用学科，它是直接为国民经济建设和国防建设服务，紧密与生产实践相结合的学科，是测绘学中最活跃的一个分支学科。工程测量有着悠久的历史，近20年来，随着测绘科技的飞速发展，工程测量的技术面貌发生了深刻的变化，并取得很大的成就。主要原因有：一是科学技术的新成就，电子计算机技术、微电子技术、激光技术、空间技术等新技术的发展与应用，以及测绘科技本身的进步，为工程测量技术进步提供新的方法和手段；二是改革开放以来，城市建设不断扩大，各种大型建筑物和构筑物的建设工程、特种精密建设工程等不断增多，对工程测量不断提出新的任务、新课题和新要求，使工程测量的服务领域不断拓宽，有力地推动和促进工程测量事业的进步与发展。随着传统测绘技术向数字化测绘技术转化，面向21世纪的我国工程测量技术的发展趋势和方向是：测量数据采集和处理的自动化、实时化、数字化；测量数据管理的科学化、标准化、规格化；测量数据传播与应用的网络化、多样化、社会化。GPS技术、RS技术、GIS技术、数字化测绘技术以及先进地面测量仪器等将广泛应用于工程测量中，并发挥其主导作用。

工程测量是具有悠久历史的既古老又年轻的应用科学和技术，它研究和服务范围贯穿在现代工程建设和国防建设的规划和运营的整个过程中。随着当代科学技术的进步，尤其是微电子技术、激光技术、计算机技术、空间技术、网络和通信技术的飞速发展和应用，极大地推动了整个测绘科学技术的发展，从理论体系到应用范围都发生了巨大的变化和进步，亦为工程测量学科的理论和技术的发展提供了坚实的基础。

改革开放以来，大规模的经济建设和国防建设的发展，城市化建设进程的加快，各种高、大、重、深、特的工程建设不断增多，这些都向工程测量提出了新的任务和更高的要求，有力地推动了工程测量科学和技术的迅速发展。近年来，工程测量学科发展的特点是：首先，新型和先进的测量仪器和装备的出现、新技术和新工艺的研究，及时在各领域的工程中得以迅速引进和推广应用。诸如自动跟踪全站仪、电子数字水准仪，AH1 定位技术，数字测图技术，数字摄影、计量技术，精密工程和工业自动化测量技术，根本性的改变了工程测量的面貌，提高了作业效率和测量精度，取得了较好的社会效益和经济效益。其次，随着当代科学的发展和广泛应用，诸如现代电子学、光学、激光技术、航天技术、精密机械、工程数学、计算机和计算技术的发展和应用，推动了测绘科学技术的进步和发展，促使了工程测量与大地测量、摄影测量、地图制图等学科及其他学科之间的界限越来越模糊，形成了相互交叉、相互渗透、相互促进的态势。

再者，综合上述可以看出，当前工程测量的范围越来越广，现代的工程测量不仅研究与传统的工程建设有关的测量理论和方法，而且还要延伸到涉及其他有关领域的研究和应用，诸如国防工业建设、特种工业精密安装、环境和文物保护以及有关的科学研究等各个领域的测量应用原理和方法，其服务范围涉及到地面、地下、水域、空间、民用和军用等，其服务的行业包括城建、建工、交通、矿山、土地地籍与房产、航天航空，水电等各类工业（厂）以及医学、公安和国防等。它贯穿于工程建设的规划（ 选址）、勘察、设计、施工、安装与运营管理等全过程，其中包括规划（选址）测量、控制定位（ 线）测量、施工放样测量及设备安装（精密）定位测量、变形监测和分析以及精密工业测量等，促使工程测量的应用范围越来越广，并推动了工程测量事业的进步和发展。

1.工程测量发展的几个主要方面

1.1先进的测量仪器在工程测量中的广泛应用

先进的测量仪器在工程测量中的广泛应用，使野外数据采集手段向现代化、自动化、数字化、一体化方向发展。自20世纪80年代以来，许多先进测量仪器陆续出现，并且很快在工程测量各个领域得以引进与应用，为工程测量提供了先进的工具和手段，如光电测距仪，精密激光测距仪，数字水准仪以及由电子经纬仪，光电测距仪与数据记录装置集成的全站仪和电子数字水准仪等的出现，并成为城市和各类工程测量、施工（ 竣工）测量、地籍（房产）测量以及各类线路测量（ 地上，地下，架空）、矿山测量等领域的常规使用仪器，给工程测量带来了巨大的变化，改变了传统的工程测量作业方式。诸如传统的三角网已基本上被测距导线网、测边测角网和GPS 网所代替；在地形起伏地区传统的三、四等水准测量正被光电测距三角高程测量所代替；测距仪的自动跟踪装置和连续显示放样值为工程施工带来了方便和安全；电子速测仪的应用为细部测量提供了极大的方便，实现了无需预先布设测图控制点的地形测量和工程放样工作。电子经纬仪和全站仪在工程建设的各个测量领域得以广泛普及和应用，是地面测量技术进步的重要标志之一。测量结果自动记录数据、自动传输到计算机上，利用“ 人机交互”方式进行测量数据处理和图形编辑，实现测图工作向数字化、自动化方向发展。

1.2 数字化测绘技术在测绘工程领域中的广泛应用

数字化测绘技术已在测绘工程领域得以广泛应用，使大比例尺测图技术向数字化、信息化发展。大比例尺地形测绘和工程图测绘，历来是城市与工程测量的重要内容和任务。利用传统的方法工作存在劳动强度大、质量控制难、功效低等缺点。随着中国城市化和工程建设规模的不断扩大，对大比例尺地形图的需求量日益增大，同时对地形图的更新周期要求也越来起短，因此都希望要尽量缩短成图周期和实现成图自动化，才能更好地满足各方面的需求。随着电子经纬仪、全站仪的应用，尤其自动跟踪全站仪的推出和GPS RTK 实时动态定位技术以及先进的数字化测图系统和电子平板测绘模式的应用，实现了地形图从野外（或室内）数据采集、数据处理、图形编辑和自动绘图的自动化成图。并可直接提供纸图，亦可提供软盘，为专业设计自动化、建立专业数据库和基础地理信息系统以及勘测设计一体化打下了基础。

1.3卫星测量（GPS）定位技术在工程测量中的广泛应用

80年代以来，随着GPS定位技术的问世，并不断发展完善，导致了传统的测绘定位技术发生了革命性的变革，它不仅对大地测量而且对工程测量的发展也产生了深远的影响，使测绘科学技术进入一个崭新的时代。由于它具有高精度、高效率、高速度和高效益并能一次性提供三维坐标等优点，所以很快被测绘部门所青睐，并为工程测绘提供了一种崭新的技术和方法。

近年来，在中国已形成一股引进、消化、开发和应用GPS 定位技术的“热潮”，其发展势头是非常迅猛的。据不完全统计，目前在国家各大、中城市测绘部门及其它工程测绘部门，都已从国外或国内厂家购置不同类型的GPS 接收机，甚至有的单位还拥有几台（套）。GPS 定位技术的应用已深入各个城市和工程测绘领域，除了城市与各类大型（或特种）工程控制网及监测网的建立和改建，已普遍应用GPS技术外，在石油勘探、铁路与高速公路、电力与通讯线路、地下铁路、隧道贯通、山体滑坡、岩崩、地表形变监测、高层建筑变形监测、水利枢纽大坝监测以及岛屿和海域等各个专业的测绘工作，也已广泛使用GPS。此外，GPS测量（RTK，已在石油勘探、城市与工程大比例尺数字测图、工程施工放样、线路（管线）测量、线路杆塔定位测量、高层建（ 构）筑物动态变形监测、近海施工平台定位以及堆料场矿体体积测量等方面都得以应用，显示出令人满意的结果。

1.4精密工程测量与工业测量的发展

随着国民经济建设的飞速发展，大型工程建设（ 如大型桥梁、高耸建构筑物、地下工程、大型水利枢纽工程等）以及工业自动化生产线和超高精度的设备安装（ 如飞机和汽车的安装、核电站工程安装、轮胎制造、工件测量等）及大型工程建造与运营过程的安全监测等不断增加，都对工程测量工作提出了新的更高的特殊要求。为了保证这些规模巨大、技术先进、设备精尖和生产过程高度自动化的建设工程和工业生产，按设计要求顺利施工、安装和正常生产运营，并保证质量和安全，需要采用高精度的特殊方法进行测量保障，便形成了特种精密工程测量和工业测量。特种精密工程测量是将现代大地测量学和计量学等学科最

新成就结合起来，运用现代测绘技术新理论、新方法和新技术，使用专用的仪器和设备，以高精度与高科技的特殊方法和技术，应用于特种工程和工业生产的测量工作。

【参考文献】

［1］唐传汤，肖文飞.关于工程测量技术的发展现状及前景的应用研究[J].城市建设：下旬，2010（4）．

精密测量技术论文篇7

关键词：误差理论；计量发展；应用

人类为了了解认识自然，遵循它的发展规律，需要不断地对自然界的各种现象进行测量与研究，所以测量技术是认识自然至关重要的一门技术。然而由于实验方法和实验设备的不完善，周边环境的影响，以及人们认识能力、技术等的限制，测量和实验所得数据和被测量的真值之间，因此难免会存在或大或小的差距，这个数值上的差距就可以理解成误差。在发展的过程中，逐渐形成了误差理论。

1 误差理论的发展

经过多年社会技术与科技的发展，误差理论也随之成长，他的历史已经有200多年了。从它的发展史来看，误差理论大致可分为两个部分：一、经典误差理论。二、现代误差理论。

经典误差理论以统计理论为基础，主要以随机误差为对象进行数据处理，初期的经典误差理论仅有误差这个概念，如古代人们日常生活中称量食品、货物中都会认为自己所买的与标准的存在误差。误差理论前期，许许多多学者对其的研究，将其误差分为：随机误差、系统误差、粗大误差三大类。随机误差主要由很多难以掌握的与不确定的微小因素构成，仪器、环境与人员方面起着主要影响，如不同的人员由于个人读数的方面不同而对于同一测量物的结果也会产生细微的差别。粗大误差与真实值相差较大，测量所得数据处理时影响比较大，所以每次测量所得的值，应观察是否存在粗大误差。而其产生的原因有人员的主观原因和客观的外界环境的原因组成。系统误差则是可以掌握的，之所以可以掌握是因为它有一个标准，在仪器的标准、环境的标准、方法的标准、人员读数的标准，这些的同一就可以减小大家对测量的差距，从而减小误差。

现代误差理论发展涉及了光、电、力、热、时间等方面的知识，运用这些知识使得我们的测量仪器、测量和计算方法等得到了大幅度的提高。所以现代的误差得到了不断地完善，误差也不断减小，更加的标准了。比如大地测量学在测量上应用，当然测量精密度不高的物体来说不需要太精确，但测量精密物精密度高达到微甚至纳米级别的时候，则需要我们考虑多个方面：当地的地表形态、测量物体是否水平、确切的重力场分部、地理上的地转偏向力等。现代误差理论突破了以统计学为基础的传统方法，追求实用、精密高、高效的计量方式，与现代的科学发展观密切结合，为我们实现现代化提供了理论基础。

2 我国计量技术的发展

我国人民日常生活与计量息息相关，不论是消费者、企业、国家机构等每天都会和计量打交道。现代化以来，信息技术迅速发展，未知领域也不断被开发，所以测量的需求也是在不同程度上发生变化，最后测量技术也是受到不同程度的冲击。不过由于新的测量技术、仪器以及软件技术的开发，使得我们的测量技术不断地提高，使得测量系统在高精度、巨型、多功能等多方面有进一步的提升，涉及领域也是日益变多，弥补了大片空白。我国的计量情况也与此大致相同，都是随着现代化需求的增加而不断地发展，在计量方面我国同样也是做出了不菲的贡献，如：唐授，推进我国的电网谐波理论和技术发展，同时培养了我国大批高层次的人才。

传感器是现代测量的一大突破，突破了肉眼等感官器官的约束，成功为我们探索了许许多多的未知领域。现代新型传感器已经能适应恶劣的工作环境，主要实践用途有物理量、化学物质等的测量，其中的内容包括测量温度、同位素、地貌情况、物体的化学性质（PH等）等。由于现代的技术不断的更新创造，使得我们的测量领域也是得到了巨大的提升，如在太空、海洋深处、高温区域的恶劣环境。通过测量技术与计算工具的不断提高，我国的测量技术在未来会与今天完全不同，可能需要一批测量专家共同致力于某项综合性测量工作的设计。

3 误差理论的应用

3.1计量在国民经济上的作用

民生计量：涉及到我国人民平日生活的衣食住行，如现在最为流行的交通工具汽车，汽车的组装需要计量、汽车所有的石油需要计量等。计量还在其他多方面有作用，这些作用使得我们的贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监测方面得到保障。

工业计量：我国对外出口贸易位于世界前茅，近期的GDP也是位于世界第二，每年的生产总值过亿万。所以面对飞速兴起的制造业，计量的应用也是供不应求，我国的大、中和小企业制造产品的个个过程都需要计量，电器的安全问题、产品的质量问题、食品防腐问题与温度的检测等问题。

3.2外汇

一个国家近期的发展情况与其国际形式很容易通过外汇的形式观察到，如近期人民币的升值，反映出国家经济的快速增长。同时还隐藏了我国的国际形式，美国等资本主义国家对中国近10年的崛起倍感压力，所以对人民币进行了打压，以阻碍我国的出口、畅通我们的进口，使得我国的制造业在无形中受到阻碍。外汇计量反应了我国的当前形势。

4 结语

在测量过程中，误差是必定存在的。而误差理论的发展与现在测量设备的不断进步，则能使误差不断地减小。所以掌握国际、国内的最新计量技术规范，不断改善自己的测量技术，规范自己的测量标准，才能提高我国在测量方面的技术，从而减小误差、提高测量精度。

参考文献

[1]费业泰. 误差理论与数据处理[M]. 北京：机械工业出版社，2010.

[2]邹海荣. 测量误差理论与术语定义的发展与变化[J]. 上海：上海电机学院电气学院报.2011： 14-4.

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[4]费业泰. 现代误差理论及其基本问题[J]. 合肥：航宇计测技术报，1996（8）：16-4.

[5]国家自然科学基金委员会. 机械制造科学[M]. 北京：科学出版社，1994.

精密测量技术论文篇8

关键词：工程测量、GPS、GIS、发展

近十几年来，随着信息科学和空间科学的快速发展，全球定位系统（GPS）、遥感（RS）、地理信息系统（GIS）技术已经成为当前工程测量技术的核心。并且，随着工程测量的数字化，为测量服务的相关软件也孕育而生，如：ARCGIS、MAPGIS、AutoCAD等。

一、工程测量学定义

工程测量学是研究在工程建设、工业和城市以及资源开发中，在规划、勘测设计、施工建设和运营管理各个阶段所进行的控制测量、地形和有关信息的采集和处理（即大比例尺地形图测绘）、地籍测绘、施工放样、设备安装、变形监测及分析和预报等的理论、技术和方法，以及研究对测量和工程建设有关的信息进行管理和使用的学科。[1]

二、工程测量学的研究应用领域

从应用的角度看，工程测量是一门服务性技术。除了其本身的理论与技术体系外，主要面向广泛的工程应用，为工程建设服务[2]。工程测量学的研究领域既有相对的固定性，又是不断发展变化的。工程测量学主要包括以工程建筑为对象的工程测量和以设备与机器安装为对象的工业测量两大部分。在学科上可划分为普通工程测量和精密工程测量。工程测量学的主要任务是为各种工程建设提供 测绘 保障，满足工程所提出的要求。精密工程测量代表着工程测量学的发展方向，大型特种精密工程建设是促进工程测量学科发展的动力。

三、工程测量仪器的发展

工程测量仪器可分通用仪器和专用仪器。通用仪器中常规的光学经纬仪、光学水准仪和电磁波测距仪将逐渐被电子全测仪、电子水准仪所替代。电脑型全站仪配合丰富的 软件 ，向全能型和智能化方向发展。带电动马达驱动和程序控制的全站仪结合激光、通讯及CCD技术，可实现测量的全自动化，被称作测量机器人。测量机器人可自动寻找并精确照准目标，在1 s内完成一目标点的观测，像机器人一样对成百上千个目标作持续和重复观测，可广泛用于变形监测和 施工 测量。GPS接收机已逐渐成为一种通用的定位仪器在工程测量中得到广泛应用。将GPS接收机与电子全站仪或测量机器人连接在一起，称超全站仪或超测量机器人。它将GPS的实时动态定位技术与全站仪灵活的三维极坐标测量技术完美结合，可实现无控制网的各种工程测量。

专用仪器是工程测量学仪器发展最活跃的，主要应用在精密工程测量领域。其中，包括机械式、光电式及光机电（子）结合式的仪器或测量系统。主要特点是：高精度、自动化、遥测和持续观测。

用于建立水平的或竖直的基准线或基准面，测量目标点相对于基准线（或基准面）的偏距（垂距），称为基准线测量或准直测量。这方面的仪器有正、倒锤与垂线观测仪，金属丝引张线，各种激光准直仪、铅直仪（向下、向上）、自准直仪，以及尼龙丝或金属丝准直测量系统等。

在距离测量方面，包括中长距离（数十米至数公里）、短距离（数米至数十米）和微距离（毫米至数米）及其变化量的精密测量。以ME5000为代表的精密激光测距仪和TERRAMETER LDM2双频激光测距仪，中长距离测量精度可达亚毫米级；可喜的是，许多短距离、微距离测量都实现了测量数据采集的自动化，其中最典型的代表是铟瓦线尺测距仪DISTINVAR，应变仪DISTERMETER ISETH，石英伸缩仪，各种光学应变计，位移与振动激光快速遥测仪等。采用多谱勒效应的双频激光干涉仪，能在数十米范围内达到0.01μm的计量精度，成为重要的长度检校和精密测量设备；采用CCD线列传感器测量微距离可达到百分之几微米的精度，它们使距离测量精度从毫米、微米级进入到纳米级世界。

四、工程测量现阶段的发展状况

1、空间技术在工程测量中的应用与发展

GPS的出现使定位、导航发生了革命性的变革。目前GPS伪距单点定位的精度为2～10m；载波相位单点定位为厘米到分米级；差分GPS（Differential Global Positioning）定位为亚米级到米级；实时动态定位（Real-Time Kinematic，RTK）为亚厘米到厘米级，而载波静态相对定位为毫米级。

2、数字测绘与空间信息的系统技术的应用与发展

我国数测绘技术从20世纪90年代处开始，经历十几年的发展已日渐成熟，形成了自己的方法和多个具有自主版权的国产软件。现在的数字测绘正在从二维向三维发展，形成三维测绘技术。

3、变形检测理论和方法的发展

变形检测是一项跨学科的研究，它是研究变形信息的获取、分析和解释，以及预报变形的理论和方法。

变形分析包括变形的几何分析和物理解释。前者用于模拟时空的特征，后者用于解释变形和引起变形原因之间的关系。

4、工业测量

现代工业生产要求对产品的设计、仿真、生产的自动化流程，生产过程控制，产品质量检验与监控等进行快速的、高精度的测量和定位，并给出复杂形体的数字模型或运算轨迹等，这对工程测量提出了新的任务，兴起了工业测量。工业测量技术发展飞速，技术设备向自动化、智能化、信息化的方向迈进。[3]

五、工程测量学的发展展望

随着科学的进步，工程测量学必将在以下几个方面取得快速的发展：

1. 测量机器人将作为多传感器集成系统在人工智能方面得到进一步发展，其应用范围将进一步扩大，影像、图形和数据处理方面的能力进一步增强；

2. 在变形观测数据处理和大型工程建设中，将发展基于知识的信息系统，并进一步与大地测量、地球物理、工程与水文地质以及土木建筑等学科相结合，解决工程建设中以及运行期间的安全监测、灾害防治和环境保护的各种问题。

3. 工程测量将从土木工程测量、三维工业测量扩展到人体科学测量，如人体各器官或部位的显微测量和显微图像处理。

4. 多传感器的混合测量系统将得到迅速发展和广泛应用，如GPS接收机与电子全站仪或测量机器人集成，可在大区域乃至国家范围内进行无控制网的各种测量工作。

5. GPS、GIS技术将紧密结合工程项目，在勘测、设计、 施工 管理一体化方面发挥重大作用。

6. 大型和复杂 结构 建筑、设备的三维测量、几何重构以及质量控制将是工程测量学发展的一个特点。

7. 数据处理中数学物理模型的建立、分析和辨识将成为工程测量学专业教育的重要内容。

工程测量学的发展，主要表现在从一维、二维到三维、四维，从点信息到面信息获取，从静态到动态，从后处理到实时处理，从人眼观测操作到机器人自动寻标观测，从大型特种工程到人体测量工程，从高空到地面、地下以及水下，从人工量测到无接触遥测，从周期观测到持续测量。测量精度从毫米级到微米乃至纳米级。工程测量学的上述发展将直接对改善人们的生活环境，提高人们的生活质量起重要作用。

参考文献

[1]王金玲等编著《测量学基础》，中国电力出版社 2006年

精密测量技术论文篇9

Abstract: From the interpretation of theory to the specific application in the water conservancy survey, this paper demonstrates the technology of Global Positioning System Real Time Kinematic (RTK) systematically. Through the analysis of precision on the irrigation measurement results of the Kingdom of Cambodia and the experimental results of hydraulic engineering survey, RTK is proved to be a high efficiency, precise positioning and operating simple and easy to use.

关键词： RTK测量技术；精度分析；柬埔寨水利灌溉工程

Key words: measurement technique of RTK；analysis of precision；irrigation project of the Kingdom of Cambodia

中图分类号：TV5 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）24-0114-03

0 引言

在经济建设迅猛发展的今天，水利工程的建设与实施的步伐已经大大地加快，扩展国外市场正是如火如荼地进行。国外测绘基础资料缺乏是普遍存在的问题，柬埔寨王国灌区地形的特点是，作业面积大，渠线长，且都是平原地区，在没有已知测量控制点的情况下，要对灌溉渠线施测纵横断面，利用了全球定位系统实时动态测量（RTK）技术进行现场作业，通过对几个灌区的RTK测量，得到的数据更为精准，而且时效性强，对于工作效率和工作质量的提高有着不可低估的作用。在使用全球定位系统实时动态测量（RTK）测量系统的过程中，对于水利工程的加密图根点控制测量、碎部测量、数字化地形图、GIS采集、水下地形测量和施工放样等，都取得了十分显著的成效。

1 RTK基本原理及应用特点

有着极高的要求，而RTK与传统的测量方法和GPS的一般测量所不同的是，它可以达到极具专业水准的精确测量数据。从这个层面来说，它具有很大的准确性和灵活性。

1.1 RTK的基本理论概述 RTK(Real Time Kinematic)是测量学上的一种实时的动态测量技术，它是以载波相位测量与数据传输技术相结合的以载波相位测量为依据的实时差分GPS测量技术，它是GPS测量技术发展过程中的里程碑。其组成主要分为基准站接收机、数据链和流动站接收机三部分。

1.2 RTK测量的特点 与一般意义下的测量有所不同，RTK测量在操作过程中有着极大的优势：

①具有很大的精确性。在进行测量定位的过程中，对于数据的精确程度。②具有观测的独立性。它的相对独立性主要表现在观测站之间的测量方面，各个观测站之间是相对独立的，具有独立的观测值，减少了误差的存在与累积，并可以进行各自的测算，减少了数据整合过程中的误差。③测量结果的快速性。具有时效性的测量是RTK的又一重要优势，它可以实时跟进数据并得到精准的三维坐标。RTK高效的自动化程度，可以极大的减轻测量人员的办公强度。传统测量需要极大的人力及体力的耗费，而RTK仅需要找准基准站，再进行流动站作业。而仪器所进行的数据演算，卫星传输是不需要人工参与而能通过RTK进行独立完成的，极大的提高了测量时的工作效率。

2 RTK技术在水利工程测量中的应用

2.1 加密控制点的测量 控制点的确定在传统的测量当中存在着相当大的困难，在柬埔寨王国灌溉中，由于受到地形地貌的限制，植被茂密通视条件极差。而全球定位系统实时动态测量（RTK）对于控制点的加密处理就相当精准，在使用的过程中，它极大地简化了操作的流程，降低了操作的强度，只需要确定3个及以上的高级控制点，每天平均可测量50-60个加密图根控制点，达到事半功倍的效果。而传统的测量所使用的工具是三角网和测距仪导线，在较复杂的地形中测量的误差很大，而且需要浪费很多的人力。

精密测量技术论文篇10

关键词：精密仪器测量；测量分析；应用

从当前的形势来看，工程测量的技术已经远远超过了我国工程建设应用的程度和范围，并且逐步向一个更高的领域发展。在我国现代的工程测量工作中，主要的发展方向包括了精密仪器测量、工程测量仪器以及工程信息系统等方面。随着我国科技的不断发展，在整个的工程测量之中，精密工程测量已经成为了最具活力的一个重要的组成部分，同时也在很大的程度上反映了工程测量的发展趋势。因此对精密工程测量工作进行分析和探究，并且研究其发展趋势具有十分重要的现实意义。

1 精密工程测量的含义

所谓的工程测量指的就是在工程建设的整个过程之中，对地形进行测绘，对工程变形进行监测，对施工放样等方面进行监督的一项技术。因此可以说精密工程测量是工程测量走向现代化的一个重要标志。而精密工程测量是将毫米作为精密的程度，采用先进的测量方式和仪器等在特殊的环境之下开展特定的精密测量的工作。精密工程测量可以分成很多的种类，例如大型工程的测量等，应用的范围也十分的普遍，例如：军事领域、设备的安装以及三维测量等很多的方面。根据工程对测量精度需求的不同，可以将精密工程测量分成两种，一种是普通的测量一种是特种测量。根据工程测量学的相关理论来说，精密工程测量是一种研究几何实体测绘的一种方法，它的最大的特点就是对精度的要求很高，精度可以包括很多方面的含义，可以分成相对精度以及绝对精度两个类型。随着精度含义的不断增多以及测量技术的不断进步，这就使得很难为精密工程测量作出一个准确的定义。这里给出的定义指的是采用一般的仪器难以满足工程的测量需求的测量那么就可以称之为精密工程测量。

在很多的大型工程之中并不是全部的测量都属于精密工程测量，但是在大型工程之中一定会包含很多的精密工程测量。从测量的精度方面来分析，在传统的工业测量之中或者是质量控制等方面，精密工程测量都有所应用。此外这种测量方式对测量的可靠性也有较多的要求，包括对测量仪器进行鉴定、对测量标志的稳定性进行测量，对测量的方法进行控制和选择或者是对数据处理工作进行严密的监督等。

精密工程测量的特点主要就是在工程精度的选择时一定要根据工程的具体需要来进行，由于作业环境比较的特殊，因此就对测量的精度提出了更高的要求。此外精密工程测量对设备和仪器也提出了很高的要求，在特殊的情况之下，还会对数据处理有一定的需求。在控制网布设的整个过程之中，精密工程测量同普通工程测量相比较具有很大的不同，它仅仅选择一个控制点和一个参考的方向，这样就可以最大限度地确保精密工程测量工作的测量精度。

2 精密工程测量分析

2.1 GPS测量的特性

目前全球最为先进的定位系统就是GPS，这一技术已经被广泛的应用于军事和工程等很多的方面。GPS测量的特性可以表现在很多的方面。首先就是GPS测量的范围比较小，因此中基线边相对比较短，通过制定合理的测量方案，就可以有效的提高其观察数据的精度。此外通过对GPS技术的应用，可以快速的获取比较高精度的数据，从而满足精密测量的实际需求。这种测量方式还比较灵活，不需要经过通视，这样就可以将工作人员的工作强度进行降低，促进测量精度的提高。最后这种测量的方式还具有很高的自动化程度，可以对检测的目标进行全天候的观测。成本低廉，效率高，信息数据可以进行集中的处理，因此GPS测量技术应用的范围日益广泛。

2.2 精密测量仪器

在对精密测量仪器进行应用的过程中，多传感器可以将测绘系统、测量机器人以及不同精度的GPS接收机集成在一起，这样就为精密工程测量工作奠定了基础。此外，通过对这些仪器的应用，还可以提升测量工程的精度，从而为我国精密测量工作的发展奠定方向。

2.3 变形观测数据

最常见的一种数据处理的方式就是采用数据观测的方法，它可以通过对变形观测数据的分析来绘制出反映变形过程的曲线，通过对曲线的分析来对观测到的数据进行有效的处理。在实际的测量工作之中，还可以将变形数据进行分类，分成几何分析和物理解释，这两种分析方法各有自身的特点。

3 精密工程测量的应用

随着我国科技的不断发展与进步，为了能够最大限度地满足工程建设或者是国防建设的需求，精密工程测量技术也越来越广泛的被应用。主要应用在军事和农业方面，此外在科学防汛、轧钢厂切割等方面应用得也十分的普遍。此外除了上述的方面之外，精密工程测量还可以在考古以及保护文物等方面加以应用。

在技术应用方面，将测量的机器人转变成一个带有多传感器的集成系统，那么就可以促进影像和图形的处理能力的全面提升，将这一技术的应用范围加以扩展。在进行数据处理的过程之中，将以知识作为基础的信息系统不断的完善和发展，就可以将地球物理以及水文地质等方面的相关知识进行综合，促进对工程建设全面监督的实现，此外还可以有助于环境污染等问题的解决。将多传感器进行混合使用，可以使得测量系统完成各种不同的测量工作。在工程项目之中通过对GPS技术的应用，可以对工程项目的勘测和管理起到十分重要的作用。在进行大型建筑工程的施工时，应该根据建筑结构的复杂程度来合理地对集合重构加以运用，做好施工的质量控制工作，从而实现工程测量工作的最优化。在进行数据处理的过程中，对数学物理模型的建立可以提升数据辨识的精确性，目前已经成为了我国工程测量学专业学科教育的一个重点领域。

实时摄影测量的系统指的是一种将数字处理技术同电子摄影机相结合的测量系统，这一测量系统的自动化程度很高。这一系统还具有无接触和高精度等方面的优点，此外还可以实现实时的自动化，因此已经被广泛的应用于航空和航天事业以及军事和汽车制造等方面，具有十分广阔的发展前景。合成孔径雷达干涉系统指的是近几年新兴的一项测量技术，它可以通过星载雷达来实现对农作物或者是生态环境等方面的检测，或者是用来进行数字地面模型的制作。

4 结束语

综上所述，随着现代科学技术的不断进步和发展，人们对于精密工程测量的需求程度也越来越高。精密工程测量工作通过创新和改革，也逐渐的实现了自动化和系统化、智能化，测量的精度也逐渐的得到了提高。由此可见，精密工程测量已经被广泛的应用在农业和工业等很多的领域，并且具有很好的发展前景。只有通过不断的改进和创新测量技术，才能够提升我国精密工程测量技术，并且为这一技术的进步和发展提供更加广阔的发展空间。

参考文献

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