测控导论论文篇（1）

关键词 ：隧道贯通洞内控制测量测量方案

1 概述

隧道贯通时，贯通误差的影响值，由洞外和洞内控制测量两部分组成。由于洞外控制测量现如今多采用gps 静态观测控制网，精度高，且观测条件不利影响因素对测量精度的影响较小，易于控制，本文主要对洞内控制测量方案进行论述、分析。本文以作者主持施测的G314 国道奥依塔克镇至布伦口段公格尔隧道工程为例进行论述、分析。

2 测量方案的要求及精度

2.1 洞内导线测量。根据《工程测量规范》（GB50026-2007）规定，洞内的平面控制网宜采用导线形式，并以洞口投点（插点）为起始点沿隧道中线或隧道两侧布设成直伸的长边导线或狭长多环导线。导线的边长宜近似相等，直线段不宜短于200m，曲线段不宜短于70m，导线边距离洞内设施不小于0.2m。当双线隧道或其他辅助坑道同时掘进时，应分别布设导线，并通过横洞连成闭合环。

本次论述、分析的实例公格尔隧道全长为2.3km，根据测量规范要求，本次洞内导线测量的等级应为四等。2.2 洞内水准测量。根据《工程测量规范》（GB50026-2007）规定，洞内的高程控制测量宜采用水准测量方法。隧道两端的洞口水准点、相关洞口水准点（含竖井和平洞口）和必要的洞外水准点，应组成闭合或往返水准路线。洞内水准测量应往返进行，且每隔200~500m 应设立一个水准点。

本次论述、分析的实例公格尔隧道全长为2.3km，根据测量规范要求，本次洞内高程控制测量的等级同样分为四等。

3 测量方案的设计对比及选定

3.1 隧道洞内平面控制网布设方案设计。由于隧道内施工场地狭小，控制网布设难度较大，为了提高导线端点的精度，在不增加较多工作量的前提下，提出以下两个方案。方案一：支导线法（单导线）。传统的支导线布设方案（如下图）简单，观测工作量少，布设灵活，但由于没有多余观测和其他约束条件，在实际工作中即使发生错误也无法检查，同时随着导线长度的增加，端头点横向误差随机迅速变大。

支导线法控制点布置对隧道贯通误差预计的影响计算如下：结合洞内施工条件，洞内导线平均边长200m，从洞口至贯通面设7 个导线点，按四等导线测量技术要求，测角中误差2.5义，导线全长相对闭合差1/35000。

①测角中误差对贯通的影响：

②测边中误差对贯通的影响：因为支导线控制点基本在隧道中线附近布置，测边中误差对贯通误差的影响极小，故将测边中误差对贯通的影响忽略不计。

所以公格尔隧道支导线法布置控制点洞内测量对贯通误差的影响为±45mm。

方案二：双导线法（主副导线法）。沿洞内布置控制点形成闭合导线环，沿隧道中线布设主导线，在主导线旁靠隧道边布设副导线，构成主、副导线环，组成一个闭合导线环。观测闭合环的所有内角，进行角度检核，测量各条导线的边长，通过角度闭合差可以评定角度观测的质量和提高测角的精度，对提高导线端点的横向点位精度非常有利（主副导线网布置见下图）。

双导线法（主副导线法）控制点布置对隧道贯通的影响：

结合洞内施工条件，洞内导线平均边长200m，从洞口至贯通面设7 个导线点，按四等导线测量技术要求，测角中误差2.5义，导线全长相对闭合差1/35000。

①测角中误差对贯通的影响：

②测边中误差对贯通的影响：因为双导线导线控制点基本在隧道中线附近布置，测边中误差对贯通误差的影响极小，故将测边中误差对贯通的影响忽略不计。

所以公格尔隧道双导线法（主副导线法）布置控制点洞内测量对贯通误差的影响为±24mm。

根据以上综合分析可得出以下结论：①导线横向误差随导线延伸成递增趋势，导线越长增加速度越快，当采用双导线法方案时，横向误差精度明显提高。在上述两个方案中，支导线的精度最低，双导线法（主副导线法）精度较高。②在工作量方面，双导线法（主副导线法）较高，支导线法较低。结合以上两方面，按《工程测量规范》（GB50026-2007）中规定，本隧道洞内控制测量横向贯通中误差的限值为45mm，本隧道采用支导线法横向贯通中误差影响值已经达到45mm，故本隧道不可采用支导线法布置洞内控制点；本隧道采用双导线法（主副导线法）布置洞内控制点，经计算横向贯通中误差影响值为24mm，小于《工程测量规范》（GB50026-2007）中规定的45mm，故决定本隧道洞内应使用双导线法（主副导线法）布置洞内控制点。

3.2 隧道洞内高程控制网布设方案设计。为保证隧道竖向施工的精度，首先对隧道洞口附近至少2 个已知高程点进行附合测量，合格后方可进行后续高程测量。高程控制网布设直接利用双导线置的平面控制点，布置图见前文双导线法布置示意图。

本隧道高程测量设计为四等水准，每公里(km)高程测量高程中数中误差m塄=±5mm。

则m塄h=±m塄姨L =±5×姨2.4 =±7.7mm。

结合以上计算，按《工程测量规范》（GB50026-2007）中规定，本隧道洞内控制测量高程贯通中误差影响值的限值为25mm，本隧道采用四等水准高程测量设计经计算高程贯通中误差影响值为7.7mm，小于《工程测量规范》（GB50026-2007）中规定的25mm，故决定本隧道洞内高程测量采用四等水准。

4 技术总结及结束语

由于隧道洞内施工条件的限制，隧道洞内施工控制网在保证隧道顺利贯通有着重要的地位和起着相当关键的作用，而如何合理、严密的建立隧道洞内施工控制网，便成了决定工程质量和生产效益的必不可少的先决条件。因此，在国内外各种长大隧道施工中，测绘工作人员之间也对如何能够建立满足更高精度要求的施工控制网进行了各种论证研究。本着为工程服务的原则，本文以作者主持施测的公格尔隧道控制测量方案的研究简要归纳出以下提高隧道洞内工程控制测量精度的现场施测方案、方法。

通过对两种导线控制网方案的分析比较最终确定采用双导线法（主副导线法），因为此种方法在保证精度的同时又能检核测量成果。此种方法可以使长度在1000 米以上隧道的控制测量取得良好效果，可长期运用到隧道控制测量中。不过隧道工程洞内施工控制网的建立都大同小异，很难找到具有突破性质的新方法，但并不是说所有施工控制网的精度都一样，而相同的最佳布置形式在不同的情况下也不一定是最佳方案。因此，控制测量没有定论，如何选择更好的布置形式不单取决于外界等因素，也要依靠测量工作者长期的经验积累和大量的知识积累。

参考文献：

测控导论论文篇（2）

中图分类号：U238文献标识码： A 文章编号：

一．引言

随着我国经济的快速发展，我国的高速铁路已经进入了大规模的建设阶段。我们所说的高速铁路，就是指那些能够使旅客列车的最高运行速度高于200千米每小时的铁路。在我国当前主要是依据铁道部在2003年制定颁布的《京沪高速铁路测量暂行规定》来进行高速铁路平面测量工作的。在我国高速铁路的发展相对较晚，可以说还是一个新的事物。因为高速铁路使得旅客列车的行车速度大大提高，所以就会给铁路的建设带来一些新的挑战和问题，理所当然对高速铁路平面的工程测量工作也带来了新的挑战。在我国，高速铁路工程测量的标准和规范还没有正式的制定，其中还有许多的问题要进一步的研究和探讨。所以本文就针对一些具体的问题作了简单的探讨。

二．高速铁路平面控制测量布设的原则

我国《京沪高速铁路测量暂行规定》中的相关条文指出，高速铁路的测量全过程为：通过我国国家三等大地点测量加密GPS点，在GPS点的基础上做铁路五等导线测量，利用导线点测设线路中线控制点和铺设轨道。

当前如果是新建铁路，那么在其勘测中，一些铁路的勘察设计部门也正在努力的寻求一些方法来改进铁路勘测的流程，这个过程中提出了一次布网的方法，这种方法就是把各个阶段的控制点一次性的布设成为同一个等级，与此同时统一其平差测量的控制网，使的初测、航测、定测以及施工各个阶段的测量都可以在同一控制网的控制下，这样可以大大的减少工序，大幅度的提高测量效率。

当铁路在运行阶段的时候，为了使轨道的结构保持着良好的状态，就必须加强对轨道的平顺度以及整体几何形状进行定期的检测。所以，控制测量还必须能够满足运行阶段的高速铁路检测的标准和要求。

我国的高速铁路一般采用GPS测量法进行首级平面控制测量，也就是在沿线路大概每隔5m左右的距离设置一对互通视点，在定位时必须要保证其长期有效且稳定。如果在线路的定测和初测阶段时，要尽可能的利用GPS RTK来进行控制点的加密以及线路的中线测量。如果有一些不方便采用GPS RTK测量的路段，则可以采用GPS测量加密之后，再来布设线路初测以及定测的导线，集中来进行高速铁路中线的测量。对于一些大中型的构筑物，如果要布设其施工控制网，那么构筑物的轴线位置必须满足线路的整体形状的一些要求。也就是说要在其铺轨之前，布设精度较高的导线，以此来满足测量轨道的整体形状的要求。

三．高速铁路平面控制测量的精度要求

根据德国实践的经验，影响以及控制行车速度的原因有：线路平纵断面以及线路的平顺性。为此，德国铁路对于轨道不平顺限速的管理标准比较严。而且，国内外一些专家的看法基本一致。这样能够有效保证其安全性和舒适度。

线路的平顺度和控制测量精度有联系，相对于线路形状而言，平顺度是局部的误差。虽然采用测量的方法不容易达到高速铁路对于线路平顺度的要求。但是，也不能够依据线路平顺度的要求来作为控制测量精度的标准。下面分析一下线路平顺度误差对线路位置误差的影响。

用直线路来讨论，图1中AB为设计直线线路位置，当在10米处产生2mm不平顺度时，线路将出现β角的转折，使直线B移至B点。其中不平顺度有偶然性，所以，由各段不平顺度产生的B点位移可利用直伸等边支导线终点的横向中误差公式计算：

假定AB=200m，则S=190m，n=19，按式(1)计算得199mm。

可见高速铁路控制测量不是控制线路局部的平顺度，而是控制整体线路的形状。这里提出：高速铁路在5公里范围内，无论是直线段或曲线段线路平面位置偏离设计位置最大不超出50毫米，偏离幅度不超出100毫米，线路平面位置偏离设计位置的中误差为25毫米。因此，高速铁路线路平面位置不仅要满足局部平顺度的要求，同时需要满足在5公里范围内的一个直线段或曲线段中，线路偏离幅度最大不超出100毫米的要求。

由以上分析，高速铁路平面控制测量的点位中误差在线路的垂直方向不大于25毫米。如果在铺轨前，布设铁路五等导线，并适当提高测角精度，假定测角中误差为3.5，按等边直伸导线计算，导线最弱点的横向中误差为：

式中，S=5000m，n=10，则m=24.5mm。

高速铁路的首级平面控制测量采用GPS测量方法，其精度等级应相当于国家四等大地点。GPS点每隔5公里左右布设互相通视的一对点，作为附合导线的方位边。因此，GPS控制网应布设成带状网连式网，相邻同步图形之间以通视的一对点作为公共基线连接，需要有4台或更多的GPS接收机观测。国家三角测量规范中规定：四等三角测量最弱边的方位角不大于4.5。假定，按GPS网相邻两点的横向误差等于基线长度的精度，则可由式(3)计算一对通视点之间的最短长度：

式中，d为GPS网一对通视点之间的长度，a为固定误差，b为比例误差系数。设a=10mm，b=10，则d=520m。可见，GPS点每隔5公里左右布设互相通视的一对点，其距离不应短于600米。

四．五等导线测设轨道中心精度的分析

在高速铁路铺轨前布设五等导线测量，利用全站仪在导线点上直接测设轨道中心点。假如忽略由导线点测设轨道中心点的误差，可以把导线点之间的相对误差认为是轨道中心点之间的误差。五等导线可看作为在GPS点之间的直伸附合导线，导线点的相对横向中误差可按下式计算：

其中：

假定k=5，f=7，两点相隔1000米；k=4，f=8，两点相隔2000米；k=3，f=9，两点相隔3000米，如图3所示，分别计算导线点的相对横向中误差，其结果列于表1：

由以上分析可知：布设五等导线点测设轨道中心点，其线路偏离幅度可满足不超出100毫米的要求。这里需要指出的是，当较长的曲线位于两个GPS跨段时，应在曲线的两端加密GPS点，使曲线段处于同一条五等导线内。

五．结论

铁道部2003年颁布的《京沪高速铁路测量暂行规定》，对高速铁路平面控制测量布设等级和精度的规定可满足工程测量要求，但建议适当提高五等导线的测角精度，测角中误差为±3.5。考虑到一次布网的优点和不同阶段对测量精度的要求，采用GPS测量法进行首级平面控制测量，也就是在沿线路大概每隔5m左右的距离设置一对互通视点，在定位时必须要保证其长期有效且稳定。如果在线路的定测和初测阶段时，要尽可能的利用GPS RTK来进行控制点的加密以及线路的中线测量。如果有一些不方便采用GPS RTK测量的路段，则可以采用GPS测量加密之后，再来布设线路初测以及定测的导线，集中来进行高速铁路中线的测量。对于一些大中型的构筑物，如果要布设其施工控制网，那么构筑物的轴线位置必须满足线路的整体形状的一些要求。也就是说要在其铺轨之前，布设精度较高的导线，以此来满足测量轨道的整体形状的要求。如在运行阶段仍需保持高速铁路轨道的整体形状，应根据检测的需要，进行控制测量的定期复测工作。

参考文献：

[1]潘正风 徐立 肖进丽Pan ZhengfengXu LiXiao Jinli高速铁路平面控制测量的探讨 [期刊论文] 《铁道勘察》 -2005年5期

[2]汪晓英 高速铁路平面控制测量的探讨 [期刊论文] 《科海故事博览・科技探索》 -2011年4期

[3]李林 潘正风 徐立 肖进丽 高速铁路平面控制测量的探讨 [会议论文]，2005 - 2005现代工程测量技术发展与应用研讨交流会

[4]安国栋AN Guo-dong高速铁路精密工程测量技术标准的研究与应用 [期刊论文] 《铁道学报》 ISTIC EI PKU -2010年2期

[5]党军宏 雷旭华 陈龙 平面控制测量方案设计在高铁专线中的应用 [期刊论文] 《山西建筑》 -2012年29期

测控导论论文篇（3）

一、测控技术与仪器专业创新型人才培养目标

随着信息技术的飞速发展，仪器仪表的内涵发生了很大改变，无论其自身结构还是功能用途都体现出综合化、系统化特征，微型化、集成化、远程化和虚拟化成为以计算机为核心的现代测控技术的一个发展趋势。

南京邮电大学测控技术与仪器专业始建于1977年，专业名初始设立为电信仪表，1978年更名为电子测量与仪器专业，1999年根据教指委指导意见，更名为测控技术与仪器专业。我们根据社会、经济发展和创新型国家建设目标对人才培养培养提出的要求，按照南京邮电大学提出的“将学校建设成特色鲜明，在信息科学和技术领域国内一流、国际有影响的教学研究型大学”的建设目标，在对比研究国内外一流大学“测控技术与仪器”专业建设的特点和经验的基础上，将人才培养目标定位在培养“高层次、复合型、创新性、多样化”的创新人才，培养学生德、智、体、美全面发展，知识、能力相互协调，具有较好的人文社会科学背景、扎实的自然科学基础、知识面广、较强的实践能力与创新意识，掌握检测与过程控制及相关学科领域的基础知识和基本技能，具备以电子信息技术及计算机应用技术为基础，从事仪器与测控系统设计等方面的专业能力，为国民经济、国防建设、教育科研等部门服务的应用型高级工程技术人才[1]。

南京邮电大学测控技术与仪器专业具有合理健全的师资队伍，一直致力于教学、科研综合实力的提高，不断更新教学硬件，完善实验教学环境。长期以来，本专业立足于自身特点，依托南京邮电大学通信与信息学科平台，经过30多年的发展，已经发展成为具有信息、通信与网络特点的测控技术与仪器特色学科专业，并已成为江苏省品牌专业，经过品牌专业建设，已经形成“网络测控技术”、“智能仪器仪表与自动化装置”与“网络机器人”等专业特色。

二、测控技术与仪器专业本科毕业设计的特点及存在的问题

本科毕业设计是本科学习阶段的总结， 既是培训体系中重要的一环， 又是对培训体系效果的检验。根据测控技术与仪器专业创新型人才培养目标，其教育学生的最终任务是使学生成为合格的工程技术人才，使学生毕业后具有解决实际工程问题、设计研发新产品的能力。鉴于该专业的上述培养目标和任务，其本科毕业设计有如下主要特点：

（1）培养学生综合运用知识的能力

测控技术与仪器专业本科毕业设计同其它专业毕业设计一样，作为本科教学中的最后一个环节，不能局限于某一门或某几门专业课程，它是对以前所学知识的综合应用，其涉及到的知识涵盖了本科阶段所学习的通识教育、专业教育、综合教育等。对该专业的学生来说，要做好毕设课题，学生必须熟练掌握电子电路、传感器、嵌入式系统、光学、机械等方面的知识，并具有灵活运用上述专业知识的能力[2][3]。

（2）强化学生动手实践的能力

测控技术与仪器专业是一门对学生动手实践能力有较高要求的专业，特别是随着电子信息技术的发展，该专业不仅要求学生具有扎实的理论基础知识，还需具备较强的动手解决实际问题的能力。该专业对学生动手实践能力的培养贯穿于整个本科阶段学习的各个环节，包括工科基础实践能力、学科基础实践能力、专业基础实践能力和专业工程实践能力等[2]。毕业设计作为学生在校期间最后一个重要的综合性实践教学环节，特别是对于测控技术与仪器专业的学生来讲，其毕业设计的课题大多为硬件和软件相结合的项目，同日常生活实践结合较为紧密，在完成毕设课题的过程中，需要学生进行硬件制作、软件编程和软硬件联调，因此，学生的动手实践能力可在毕业设计完成的过程中得到进一步地强化和提高。

（3）培养学生创新应用的能力

创新技能是反映创新主题行为技巧的动作能力，主要包括对创新主题的信息加工能力、动手和操作能力、创新成果的表达能力以及物化能力等[4]。它是创新思想获得表现的载体，因而是创新人才培养的关键，亦是我国高等教育的根本任务和灵魂。测控技术与仪器专业本科毕业设计除了培养学生综合运用知识和动手实践能力外，最重要的一点就是培养学生的创新应用技能。特别是在当今竞争日益激烈的社会，用人单位对毕业生独立工作和创新能力的要求日益增强的形式下，非常有必要通过最后的实践环节加强学生科技创新能力的培养，进一步完善学生的知识结构和素质结构，以适应社会发展的需要[4]。

根据测控技术与仪器专业创新型人才培养目标以及该专业本科毕业设计的主要特点，剖析我校测控技术与仪器专业本科毕业设计实际，仍存在以下主要问题：

① 学生对本科毕业设计认识和重视程度不够。尽管学校对教育部的文件和学校制定的管理文件进行宣传，但受各种因素的影响和制约，学生对于本科毕业设计的重要性和目的没有明确的认识，致使一部分学生对于本科毕业设计的完成流于形式，没有深入研究和认真对待。

② 毕业设计过程中学生对课题资料分析不够仔细深入，其工科基础实践能力、学科基础实践能力、专业基础实践能力和专业工程实践能力等有待进一步提高。

③ 受毕业设计指导教师队伍规模、毕业设计实验设备、经费和管理评价机制等多方面因素的影响，学生毕业设计题目过于陈旧，重复率较高，严重影响到学生创新实践能力的提高。

三、改革实践与探索

为提高我校测控技术与仪器专业本科毕业生的创新实践能力，近年来，我们以测控技术与仪器专业江苏省高等学校品牌专业建设点建设为契机，针对测控技术与仪器专业本科毕业设计过程中存在的问题，从毕业设计选题和方案制定、毕业设计过程指导和监督、论文答辩和质量评价体系等方面进行了一系列的改革和探索：

（1）在毕业设计选题和方案制定方面，主要从两个方面展开。

首先，在本专业学生进入本科毕业设计阶段之前，加强对学生创新性和实践性的培养，积极鼓励学有余力的学生参加课外创新实践活动和教师科研项目，指派优秀教师指导学生开展实践和创新活动，对于具有一定创新性和实践性的项目和学生给予资助；此外，经过创新实践项目锻炼和培训，积极鼓励学生参加国际、国家和省各类科技竞赛。对已经成功申请到国家或省级课外实践创新的项目，可考虑直接作为学生本科毕业设计项目，并进行滚动资助。

其次，对指导教师给出的本科毕设课题进行查新，确保教师给出的毕设课题具有一定创新型和实践性，对于那些陈旧、创新性和实践性结合不紧密的课题一律不予立项。初步筛选完指导教师给出的毕设课题之后，由系所相关部门对拟立项的本专业毕设课题及其任务书进行汇总并制定测控技术与仪器专业本科毕业设计课题选题指南，应在指南中明确课题的软、硬件性质及对选题学生的基本软、硬件素质要求。学生应根据选题指南选择适合自身特点的毕设题目，并就课题研究目标、研究内容和研究方案进行一定时间的前期准备；在毕业设计正式开始前，应进行本专业学生的毕设开题答辩工作，对毕设过程中可能出现和应注意的问题提出进一步的要求，力争做到毕设立题科学新颖、避免重题、学生选题恰当，拟定方案切实可行，努力实现指导教师和学生之间双赢。

（2）在毕业设计过程指导和监督方面，首先，加强科研毕设，培养学生自主学习和创新实践能力。为加强和培养学生的自主学习和创兴能力，亦为加强对学生毕设过程的指导和监督，积极鼓励指导教师把学生的毕业设计实践同自己的科学研究结合起来。在进行毕业设计过程中，让学生参加一些与自己毕设题目相关的课题团队的科研工作，使其接受创实践新意识的熏陶和激励，这样既可以使学生学到必要的科研方法，培养学生主动学习、科学思考问题、勇于实践、勇于创新的能力，还可以加强对学生毕设过程的指导和监督，对于毕设过程中出现的问题能得到及时有效地处理。

其次，鼓励团队毕业设计，在充分利用现有的专业实验室和创新实践基地的基础上，合理增加硬件实验设备和经费，培养学生动手实践能力和团队协作精神。测控技术与仪器专业本科毕业设计对学生的软件设计、硬件实践能力都有较高的要求，鉴于该专业的专业实践特点，在毕设过程中鼓励学生进行团队毕业设计，团队成员至少3人以上，这样指导教师可以根据项目要求将课题划分成不同的子课题，团队内不同学生根据子课题功能要求分别进行相应模块的软、硬件设计。这种团队毕业设计的做法，不仅可以更好地培养学生的创新动手实践能力，还有助于培养学生的团队协作精神，团队内成员为完成总的毕设任务，按各自分工的不同，彼此之间可以相互协商和帮助。此外，通过团队毕业设计，实验室设备、经费及其它的资源可以更为有效地整合和利用。

（3）在论文答辩和质量评价体系方面，进一步健全毕业设计（ 论文） 质量监督机制和质量评价体系。建立规范的毕业设计（ 论文） 组织管理和操作程序，规范毕业设计论文选题、开题、中期检查、论文撰写、指导教师评阅和毕业答辩等组织程序和进度管理。建立以检查和评优为动力的质量监控机制， 根据毕业设计（ 论文） 进程进行阶段性检查，研究制定质量标准，实施质量控制；对于阶段性检查不合格的学生，给出相应的管理办法；建立科学的毕业设计（ 论文） 考核办法，制订毕业设计（ 论文） 成绩评定标准，从论文质量、平时表现和答辩成绩等方面进行全面考核。在论文答辩方面，实行三级管理，具体分为：非团队毕业设计的学生参与系所组织的论文答辩；团队毕业设计的学生直接参与学院组织的论文答辩；对于参加系所和学院论文答辩且成绩为优秀的学生，进一步推荐至学校，参加由学校组织的论文答辩。

四、结束语

本科毕业设计是学生本科学习过程的重要阶段，是对本科阶段所学知识的综合运用和提高。论文根据测控技术及仪器专业创新实践型人才培养目标及该专业本科毕业设计的主要特点， 针对南京邮电大学测控技术与仪器专业本科毕业设计实践过程中存在的问题进行了一系列改革和探索，实践证明上述改革措施在一定程度上提高了学生的创新实践能力。

基金项目：南京邮电大学教改项目（JG00511J80，JG00511J79，JG00511J78），江苏省研究生双语授课教学试点项目，南京邮电大学通达学院教改项目（TD00511JG11）

[参考文献]

[1] 南京邮电大学2010级测控技术与仪器专业本科生培养方案，2010：136-142

[2]冯旭哲， 陈建云， 明德祥. 测控技术与仪器专业本科毕业设计研究与实践[J].高等教育研究学报，2011，34（1）：86-88

测控导论论文篇（4）

 

（一）引言

计量管理部门对在用计量标准及测量设备在相邻的两次检定或者校准间隔内对其稳定性进行核查。目的在于使其保持良好的置信度的检定或者校准状态，防止由于出现失准而导致量传失准，并缩短失准后的追溯时间，以确保量值准确统一。

采用内部质量控制图来描述期间核查结果，可以标明测量过程是否处于统计控制状态之中，而且有助于测量模型的建立以及测量不确定度的评定。同时，也为实验室认可机构考核提供重要依据。

（二）测量管理体系期间核查

通过测量管理体系认证的公司企业，为了保持测量设备良好的置信度的检定和校准状态，防止由于其失准而导致量值失准，并缩短失准后的追溯时间，以确保量值准确统一，应更好的做好期间核查工作。论文大全，测量管理体系。期间核查结果控制图的制定和运用，是对测量过程的状态按照预防为主、科学合理、经济有效的原则进行控制的手段。控制图能够提供异常原因存在的信息，便于查明原因和采取纠正措施，以达到测量过程受控的目的。采用舒沃特控制图来描述期间核查结果，可以表明测量过程是否处于统计控制状态中，而且有助于测量模型的建立以及测量不确定度的评定。同时，也为实验室认证和机构考核提供了重要依据。

（三）舒沃特控制图

核查标准

期间核查用到的核查标准是单个或一组计量器具，日常并不用于检定或校准工作，主要用于期间核查。所以，对核查标准的技术要求是其量值具有良好的稳定性，管理要求是易于控制，以满足正常的期间核查或测量过程有疑点时随机核查。期间核查的时间间隔取决于对测量过程控制的情况，每次核查重复测量次数n决定于控制图的类型喝实际条件，而不一定于相关检测规程、校准规范所规定的重复性次数相同，通常要较多一些。至于期间核查的时间间隔，在达到控制状态前可较短，即期间核查组数m较多，而达到控制状态后可以延长，。组于组时间间隔并不要求必须均匀。

舒沃特控制图

内部质量控制图大多数才用舒沃特控制图。舒沃特控制图包括平均值、极差R和标准偏差S三个控制图。大多数只使用平均值和极差R两种控制图即可。

平均值控制图：主要用于控制过程的系统影响。每次核查时都应对被核查标准进行n次测量成为一组。取n次测量平均值为本组核查的结果，一般每组内测量次数n=3～6次，共核查m组。将各组核查的结果i，按时间顺序画在控制图上，就是平均值控制图，简称图。

极差R控制图：主要是对n太小时（n＜10时）才使用。同一组测量值中的最大值与最小值之差称为极差R。同样，将所得到的极差值R i，按时间顺序画在控制图上，就是极差控制图，简称R图。

标准偏差S控制图：单次测量结果i的试验标准偏差S控制图用于检验测量过程的重复性，。一般的，当n＞10时，按贝塞尔公式得到S。当n＜10时按JJF1059-1999《测量不确定度评定和表示》4.4条介绍的极差R除以极差系数C的方法近似的评价得到S，即S=R/C。将所有得到的标准偏差值S i画在控制图上，就是标准偏差S 控制图，简称S图。

一般只使用平均值和极差R两种控制图。

舒沃特控制图的绘制

历时13个月对一等克组砝码标准装置中的200g砝码实施期间核查。核查标准采用二等200g，不锈钢实心体砝码，核查标准属实物量具，故其计量性能稳定，并且按照体系要求给与控制。所选的核查标准不做量传用途，仅用作核查标准。论文大全，测量管理体系。

核查方法依据现行JJG99-1999《砝码》（试行）检定规程中的规定的单次替代衡量法。

每组内测量次数n=6，核查组数m=20。核查数据表见表1（其中数据为200g砝码的修正值，单位为mg）。论文大全，测量管理体系。

建立控制图之前，首先要确定测量过程的过程参数。其中包括、、。在被控制的测量过程中，预先对选定的核查标准（200g二等砝码），进行了m=20组重复测量，以便充分暴露测量过程中的各种影响（如温度、湿度、气压、气流扰动和使用测量的天平状况）的变化。由每组的测量值可以得到算数平均值、极差R和标准偏差S。论文大全，测量管理体系。论文大全，测量管理体系。再由各组的i，取得算数平均值，，由各组极差Ri去算数平均值得到，同理得到。

表1

过程参数

过程参数、、分别是平均值、极差R和标准偏差S控制图中的极限（中心线）CL。

当每组测量次数n（本次n=6）相同时，分别为

==0.805（mg）

==0.07（mg）

==0.027（mg）

控制极限

按照国际标准ISO8258:1991“舒沃特控制图”上述三种控制图的控制极限可按表2确定（控制图上限-UCL；控制图下限LCL）。表2中的A、D、B分别是求统计量、R、S控制极限时与测量次数n有关的控制极限系数，可查表3得。

表2

表3

图：n=6，查表3得A2=0.483

UCL（上限）=+ A2=0.839 mg

LCL（下限）=- A2=0.771 mg

R图：n=6，查表3得D3=0.000，D4=2.004

UCLR(上限)=D4=0.15mg

UCLR(下限)=D3=0.00mg

S图：n=6，查表3，得B3=0.030,B4=1.970

UCLS(上限)=B4=0.053mg

UCLS(下限)=B4=0.001mg

绘制、R和S图

从图1可知一等克组砝码标准装置（200g）处于稳定的正常工作状态，未见异常。若图中的点落在控制极限外，即为异常，应即刻查明愿意，以便采取相应措施，及时排除导致异常的因素。

比较R图与S图，两者神形相似，犹如“双胞胎”。R图反映测量系统的变动性，S图反映测量系统的重复性，其实两者反映的都是测量系统的随机效应。因而当n较小时，只需要绘制-R图即可，这也符合经济性要求。当n≥10时，绘制-S图能更好的表明控制图的作用。实际运用中不必将三个图绘出。

（四）结论

制定期间核查方案，应依据检定规程和作业指导书确定测量方法，并按照统计分析的方法确定一组内重复测量次数n。同时尽可能使所有影响测量过程的因素都有机会暴露出来。核查最好在校准工作运行中进行。论文大全，测量管理体系。为了保证控制的长期持续有效性，机构应当建立期间核查数据库以便控制图的绘制和复查，并随时掌握在用计量标准及设备的工作状态。

【参考文献】

[1]李金海误差理论与测量不确定度评定[M] 中国计量出版社 2007

[2]赵若江现代企业计量工作指导手册[M] 中国标准出版社 2005

测控导论论文篇（5）

一、引言

教育部颁布的《普通高中英语课程标准》指出，要“创设各种合作学习活动，促使学生互相学习、互相帮助，体验集体荣誉感和成就感，发展合作精神”，让学生“认识自己学习的优势与不足，乐于与他人合作，养成和谐与健康向上的品格”。 合作学习（cooperative learning）20世纪70年代初兴起于美国，之后越来越受到各国教育家的重视，70年代中期至80年代中期取得实质性进展，是一种富有创意和实效的教学理论与策略。我国从上个世纪90年代初引入这一理论后，做了大量的理论和实践研究，取得了显著的成绩。随着新课程改革的不断推进，新课程强调教学应该是师生共同参与、互动合作的过程。在英语阅读教学中采用合作学习的方式能使班级更多学生在同一时间内直接参与到教学活动中去，有利于提高学生的自主学习、合作学习和语言表达能力。

二、研究设计

（一）研究目的

本研究的目的是为了检测合作学习理论在高中英语阅读教学中的效果。

（二）研究对象

研究对象是甘肃省会宁县第一中学高一年级130名学生， 65名是3班的学生，65名是4班的学生，两个班都是自然班，4班是实验班，3班为控制班。

（三）研究假设

该研究假设如下：

1. 零假设：合作学习理论指导下的英语阅读教学无法提高学生的英语阅读水平。

2. 备择假设：合作学习理论指导下的英语阅读教学能够提高学生的英语阅读水平。

（四）研究问题

该研究设计以下两个研究问题：

1.新课程背景下，如何在高中英语阅读教学中有效地实施合作学习？

2.合作学习理论指导下的高中英语阅读教学能提高学生的英语阅读水平吗？

（五）研究方法

该实验研究为期一学期， 实验班的学生进行以合作学习理论为基础的阅读教学，控制班的学生仍然采用传统的阅读教学。两班教学时间相同，实验材料均为新课标模块I和模块II的阅读教学内容，由同一名教师授课。开学初进行前测，用来检测实验前两班是否在英语阅读方面处于同一水平。期末进行后测，用来检测经过一学期的实验教学，实验班学生的英语阅读水平是否好于控制班。前后测试题选自《江西金太阳大联考试题》，它们适合运用于该实验研究。实验所得数据用Excel进行统计分析。

（六）研究步骤

1. 控制班

（l）阅读前：

①学习单词和短语，预习课文；

②完成读前练习。

（2）阅读中：

①逐句翻译课文掌握全文大意；

②并对课文中出现的重点单词、短语、句子和语法现象进行详细的造句练习；

③在课文语句复述过程中，重点强调词汇习惯搭配和语法规则。

（3）阅读后：

①完成阅读部分课后作业；

②复述课文。

2. 实验班

（1）阅读前：

①建立小组，四人一组讨论课文主体相关的背景知识；

②两人一组，利用课文标题、图片等预测课文大致内容；

③教师可指导学生开展多种读前合作活动，如围绕课文主题发表自己的看法，回答读前问题等。

2013新课程背景下合作学习在高中英语阅读教学中的应用研究第3期（2）阅读中：

①四人一组快速阅读全文，给课文划分段落，总结各段大意，分组汇报，互相补充；

②四人一组详读课文，掌握课文内容细节，以小组形式完成老师设计的相关练习；

③两人一组或四人一组，根据课文内容进行展示或表演；

④八人一组探讨文章的谋篇布局、写作技巧、修辞手法和文体风格等。

（3）阅读后：

①在老师指导下，各小组讨论、学习课文重要语言点；

②以小组形式完成课后练习；

③对学生小组合作学习情况进行评价。

三、结果分析

该研究用Excel软件对两班实验前后在英语阅读方面是否存在显著性差异进行了分析与讨论。

（一）控制班和实验班前后测成绩比较

为了更好地比较控制班和实验班，利用Excel对两班前后测成绩进行统计。两班前测成绩如下表和下图所示： 实验班前测成绩21.13846分，控制班前测成绩21.16279分，说明实验前两班没有显著性差异，即两班处于同一水平；两班后测成绩同样如下表和下图所示：实验班后测成绩25.230377分，控制班后测成绩21.39535分，说明实验班成绩明显高于控制班成绩，两班存在显著性差异。因此，该结果拒绝零假设而接受备择假设――合作学习理论指导下的高中英语阅读教学能够提高学生的英语阅读水平。

（二）控制班前后测成绩比较和实验班前后测成绩比较

为了更好比较实验前后两班各自的情况，利用Excel软件对两班前后测成绩进行统计。两班前后测成绩如下表和下图所示：控制班前后测成绩分别是21.16279分和21.39535分，控制班实验后测平均成绩相对于实验前测成绩有所提高，但并不明显，说明控制班实验前后成绩没有明显变化；实验班前后测成绩分别是21.13846分和25.230377分，实验班后测均分明显高于前测均分，说明实验班实验前后测成绩有显著性变化，实验结果证明基于合作学习理论指导下的高中英语阅读教学是有效的，的确能够提高学生的英语阅读能力。控制班和实验班前后测成绩比较表

控制班前测成绩控制班后测成绩实验班前测成绩实验班后测成绩21.1627921.3953521.1384625.230377控制班和实验班前后测成绩比较图

四、结语

本论文经过实证研究及对比分析着重讨论了合作学习理论在高中英语阅读教学中的应用，通过教学、学生交流和自我反思等方式，分析、归纳得出如下结论：

（一）研究结论

高一（4）班经过一个学期的合作学习，通过一系列的小组活动，学生合作意识明显增强、积极参与教学活动，学习兴趣浓厚。在高中英语阅读教学中采取合作学习的教学模式对学生的学习能力、合作技能、学习策略培养有积极作用，同时对学生创新精神、团队精神和合作意识的培养也有促进作用。在高中英语阅读教学中采取合作学习的教学模式有利于更新教师的教育教学理念，提高教师的教学策略，促进教师的专业发展。实践证明，在高中英语阅读教学的读前、读中、读后三个阶段采取合作学习的教学模式是切实可行的。通过比较实验班前后测成绩，实验班学生经过一学期的学习，成绩得到了明显的提高，该研究结果证明合作学习理论是有效的，能够提高高中学生的英语阅读能力。

（二）研究不足

虽然本研究就合作学习理论在高中英语阅读教学中的应用取得了一定成绩，但仍有一些不足：

1. 样本小。两个班130名学生参加了该研究，要是有更多的学生和教师参与教学活动，所得研究结论的效度和信度会更高。

2. 周期短。该研究仅仅持续了一学期，老师和学生不可能完全掌握合作学习的理论与方法，同时，英语阅读教学是一个长期的过程，在如此短的时间内合作学习理论的作用不可能得到完全展示。

3. 经验不足。教师设计合作学习活动时缺乏专业知识和能力，教学过程中指导和评价有时不到位，导致部分学生失去信心，有可能谈论一些与学习无关的内容。

（三）研究启示及建议

1. 在合作学习理论指导下的英语阅读教学中，教师应多设计些具有启发性、能开拓学生思维的问题，这样能激发学生的探究欲望，提高学生的分析问题和解决问题的能力。同时，将合作学习延伸到课外，提高学生对阅读的兴趣，鼓励他们进行课外阅读，有效地提高学生的阅读能力。

2. 在合作学习理论指导下的英语阅读教学中，应以学生为主体，给学生一个独立思考、合作探究的空间。教师扮演课堂活动的组织者、监督者、参与者、指导者等角色，对出现的困难予以指导，督促每个学生积极主动参与教学活动，从而提高学生英语语言表达能力和英语阅读能力。

3. 在对学生学习的评价方面，应把过程性评价和终结性评价有机结合起来，如果学校、教师的评价观没有改变的话，那么合作学习就落不到实处。对于合作学习的集体作业，应看小组的合作程度，作业完成质量。对于小组成员的个人评价，应重视参与活动的态度、任务完成情况、与小组成员的合作。这些从不同角度进行评价的方法，不仅对学生的学习效果进行了公正的评价，也有利于学生改进学习方法，从而提高学习成绩。

参考文献

1. Johnson D.W.，R.Johnson&E.Holdbaek. Advanced Cooperative Learning[M].l.Edina，MN： Interaetion BokComPany， 1992.

2. 林立. 合作学习在英语教学中的应用[M].北京：首都师范大学出版社，2005.

测控导论论文篇（6）

中图分类号： TU74 文献标识码： A

一、前言

在高速铁路飞速发展的今天，铁路桥梁的结构形式在不断的发生变化，预应力混凝土连续梁桥应用越来越普遍，如何通过施工过程中进行监控工作是悬浇梁施工中非常关键和困难的一个过程，施工监测的目的就是对施工过程中桥梁结构实施监测，它是确保施工期间结构安全、施工质量、施工进度的重要手段。因此，监测控制测量是一项十分重要的工作。

二、悬浇连续梁桥施工工艺要点

1、梁桥选型与结构设计

结合悬挂能够承担的最大梁段重量、施工荷载等，以最不利荷载作为设计加工的根本依据；结合近年来的具体施工实践，总结经验与教训，考虑采取自锚平衡式三角形挂篮。该种形式的节点相对较少、不会发生强烈的变形问题、结构较为完善、便于施工和操作；该挂篮主要包括模板系统、悬吊系统、主桁架、锚固系统、底模平台以及走行系统等若干部分。

2、梁桥制作的控制。

为了提高施工质量水平，保障施工作业的安全性，除了设计梁桥应增强安全系数以外，要求制作梁桥的工程单位也要具备专业资格，针对三角桁架、底模前后横梁的吊带等较重要部位的质量，需进行细致的探伤检查，通过加载试验，合格之后方可投入使用。

3、混凝土浇筑方法

首先，在浇筑混凝土过程中，应加强对施工荷载力的控制，确保两端保持平衡性；其次，注意控制箱梁两端的混凝土质量偏差，采取交叉泵送的方法，保持两端混凝土的质量相等、对称一致，灌注速度相同；再次，在振捣过程中，避免振捣棒与波纹管接触，以免发生波纹管变形或损坏。

三、施工监测方法

1、施工监测理论

实际工作监测理论是指通过施工控制理论与方法严格控制和调整连续梁在施工的每一个阶段。通常情况下，理论计算应与实践相结合。通过理论计算得出连续梁施工中桥梁的变形，包括梁所受内力作用、梁体所受挠度、梁墩的沉降量等等；通过实际检测，可以得到施工过程中的一些关键控制参数，如主梁线形、主梁应力等等。分析理论与实测参数之间的误差，从而来指导实际施工过程，并采用合理的方法来控制。

2、进行施工监测流程

首先对现场安装实时监测体系，得出实时监测值；与此同时，对于现场进行相关实验验证，通过实验得出现场测试参数。比较这两组参数，再进行参数识别与修正，得出施工控制参数。通过设计方案，按设计参数通过相关理论计算出施工参数，与测试值进行对比分析，并进行分析和修正，最终确定下阶段的施工资料，指导施工。

3、施工监测的原则

第一、根据相关连续梁的实际施工特点，来确定实施监测；第二、实施监测所需要测得的主要参数为桥墩的变形和梁体内力两个方面；第三、施工阶段不同对于监测的侧重点不同，最开始进行桥墩施工时，所需要重点监测的是桥墩的内力与变形，同样的，梁体施工过程主要是监测梁体。

4、施工监测的内容

其一、控制前期理论分析。即通过理论来模拟连续梁的施工全过程，得出各施工阶段下理论的结构预期状态，计算分析出理论上各施工阶段的变形和受力预期情况；并对施工误差进行相关理论分析，确定出理论上减小误差的施工方法，整理出内力与变形的调整方案。其二、现场测试得出实际参数。根据实际施工情况，设计相关试验，以一个尽可能真实的环境来模拟施工，得出现场测试的数据，通过这些数据所得参数与第一步的参数比较，综合分析，使得施工控制与实际情况相符。其三、施工过程的实时监测。主要监测数据为变形特性和力学特性，通过监测进行反馈分析。其四、实时控制分析。对于上面三步所得到的数据进行整体考虑，结合实际施工环境，制定出最有效的施工方案。当遇到实际测得参数与理论参数偏差较大时，应立即检差施工流程，看是否是施工过程所导致的较大误差，在则进行理论分析指导，综合考虑，协助施工方一起解决问题。

四、监测方法与检测点布置

1、建立现场监测网

通过现场勘测，确定出现场控制点，以现场控制点为基础，组成监控网络。监控点的布置原则是连续梁的每段桥梁都必须布置两个及以上监测点，原则上为三个不在一条直线的三个观测点。使用全站仪对每一个观测点进行观测控制，保证整个观测网络的稳定性。观测频率依据施工情况来定，开始施工时，需要进行每天监测，施工完成之后，时间间隔可稍微长些。监测网的等级要求与监测距离有关，一般来说，平面控制网监测按一级标准实施监测，高程控制网监测使用二等水准技术进行检测。

2、布置监测点与检测要求

目前连续梁的施工大都采用悬臂挂篮技术，这种施工方法的监测点一般布置在挂篮上的主梁以及底篮所浇筑梁体上，通常情况下，梁体的监测点位于梁体的端部与梁体中部位置，特殊情况下依据具体情况而定。现浇边跨的观测点主要布置在两侧梁体、腹板与底模上。对于梁体的监测主要采用钉入式的方式布置监测仪器，端部布设点设置在实际端部的50cm处，防止脱落；中间的布置点尽可能布置在中轴线上，防护墙的内外各布置2个；腹板上的布置点主要作用是验证梁体两端是否发生扭曲。其中值得注意的是，梁体每施工一段，就要进行及时观测，开始的观测点应该多设置几个，对于腹板的翼缘处设置辅助观测点，监测各阶段施工。

3、梁体的线性控制

为了保证通过线性理论的计算值能够直接指导实践，对于梁体的各种因素必须要综合考虑，综合识别修正梁体的一些参数，设置合理的梁段立模标高，对于梁段立模标高的定义公式：表示第i段梁体的设计标高；表示其他梁体自重对于第i段所产生的挠度值；表示由于张拉预应力对于第i段产生的挠度值；表示由于外界因素对第i段所导致的挠度；表示梁体上的活荷载值对梁体所造成的挠度；表示梁体所受机械重力所导致的挠度；表示挂篮变形值；表示温度的修正后的挠度值。通过上式，可以看出梁段的立模标高的影响因素，分别为自身影响因素与外界的影响因素；因此对于实际情况下，应当综合考虑各种外界因素，对于理论值进行及时修正。

实践表明，对于张拉预应力值、管道的摩擦系数值以及温度应力所导致的徐变值等等都与设计值有较大偏差，这种偏差所导致的挠度计算值偏差也会很大，因此在实际工程施工过程中，因对这些关键性因素格外注意。

4、温度影响与观测对策

对于一些受日照情况好的桥梁，其混凝土凝结时间会比较短，因此前期对这种桥梁的监测频率要比较高；与此同时，有些地段的日夜温差较大，对于混凝土结构的变形影响就会比较大，因此这种情况应当每隔一个小时进行一次观测，若发现混凝土由于热胀冷缩导致桥梁结构不稳定现象，应及时采取措施补救。

五、结束语

综上所述，对于悬浇连续梁的施工过程，没有真正能够知道实践的施工工艺，在施工过程中，各种外界影响因素都会有所不同，因此根据经验来进行即时的指导显得非常的重要，对于桥梁的检测手段与检测频率也需要综合考虑当地的各种因素，选择最适合的施工方法。

参考文献

测控导论论文篇（7）

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

由于全站仪测量精度较高、功能多, 在作业方式上改变了传统测量的一些特点, 所以在井下测量中得到广泛应用，使得井下测量工作的精度和效率大大提高。受到井下采场巷道的布设限制，可以利用全站仪精度高、功能齐全的特点，将井下采场平面控制网布设成支导线形式。下面以南方NTS-372RC型全站仪为例，来讨论利用全站仪支导线测量布测井下采区平面控制网的精度及允许连续支点的个数。

1水平角观测值误差来源

首先通过误差传播理论来分析水平角观测值误差来源及大小,水平角观测时其误差来源主要有以下几个方面。

（1）、仪器误差mi

仪器误差对水平角观测影响主要来源有：①视准轴误差（即望远镜视准轴不垂直于横轴的误差）及横轴倾斜误差（横轴不垂直于仪器竖轴的误差），可以采用盘左和盘右两个盘位观测水平角，并取其平均值作为观测成果的方法，可基本消除上述两项误差；②水平度盘刻划误差（即度盘刻划不均匀的误差），可以选用变换个测回水平度盘位置，从而用度盘的不同部位进行测角，以减小其误差测影响；③水平度盘偏心差（即水平读盘旋转中心与度盘刻划中心不一致对度盘读数的影响）和照准部偏心差（即照准部旋转中心与水平度盘刻划中心不重合对水平度盘读数的影响），此两项可以通过盘左、盘右观测，取一测回平均值的方法来消除；④竖轴倾斜误差（照准部水准管轴与仪器竖轴不垂直的误差）。其中不能用观测方法消除的仪器误差主要是竖轴倾斜误差，只能通过校正尽量减少残存误差。南方NTS-372RC型全站仪管水准器分划值为 20＂/2mm，当忽略仪器置平精度时, 由仪器结构产生的测角误差不超过1.5＂, 故取mi = ±1.5＂

（2）、仪器对中误差mc

仪器对中误差是指仪器经过对中后，仪器竖轴没有与过测站点中心的铅垂线严密重合的误差。它对水平角观测的影响如图1所示，设O为测站标志中心，O＇为仪器中心，β为无对中误差时的角度（即正确的角度），β＇为有对中误差时的角度（即实测的角度），顾及度盘注记为顺时针方向，测站点的偏心距为e（即OO＇）,DA、DB为目标A、B至测站点的距离，则观测角值β＇和正确角值β之间的关系式为，因ε1、ε2很小，故，

图1仪器对中误差

因此，仪器对中误差对水平角的影响为

当θ=90°，β＇=180°时，Δβ最大，即

设DA=DB=D，ε1=ε2=ε，则

（1）

在井下测量中, 常采用垂球点下对中, 其测站点的偏心率e一般在±2mm 以内, 若以导线边长D=80m，根据公式（1）计算，则仪器对中误差对测角的影响为mc=±5.2＂。由公式（1）可知，Δβ大小与偏心距e大小、e的偏离方向及测量距离D大小有关。当D一定时，e越长，Δβ越大；当e一定时，D越长，Δβ越小。e的大小不变而只改变方向时，e与D正交时Δβ最大，因此，在观测接近180°的水平角或边长过短时，应特别注意仪器的对中，尽可能减小仪器对中误差。

（3）、目标偏心误差mt

目标偏心误差是指照准点上所立的照准物（井下一般为线绳或棱镜）不垂直或没有立在点位中心而使观测方向偏离点位中心的误差。如图2所示O为测站点，A、B分别为目标点标志实际中心，A＇、B＇为观测时照准的目标中心，e1、e2分别为目标A、B的偏心误差，β为实际的角度，β＇为观测角度，DA、DB为目标A、B至测站点的距离，δ1、δ2分别为A、B目标偏心对水平观测方向值的影响。则观测角值β＇和正确角值β之间的关系式为

而，

图2目标偏心误差

故

因δ1、δ2很小，故由上式可以看出，此种误差的影响与仪器对中误差的影响大致相同，目标偏心距越大，距离越短，对观测方向值的影响愈大。因此可取目标偏心误差对测角的影响为mt=±5.2＂。

（4）、照准误差ms

在角度观测中，影响照准精度的主要因素有望远镜的放大率，人眼的分辨率，目标的形状、颜色、亮度等。一般认为望远镜的放大率和人眼的分辨率是影响照准精度的主要因素。研究证明，人眼的最小视角一般为60＂，当望远镜放大倍率为ν时，人眼的鉴别能力可提高ν倍。故照准误差可按下式计算:

（5）、读数误差mr

测量数值在全站仪液晶屏上显示, 当照准目标后可自动重复显示, 但多次显示的数值差一般不超过1＂, 故全站仪的读数误差可取mr=±1＂。

（6）、外界条件的影响mv

由于井下工作环境较差，外界条件主要是温度变化对视准轴的影响最大, 经测试温度变化1℃ 时对角度测量的影响范围在0.27＂-0.85＂之间, 故取mv=±0.5＂。

根据误差传播理论知, 半测回方向中误差mι为

2全站仪支导线平面控制网末端点点位中误差

下面介绍一下求的支导线控制网末端点点位中误差的基本原理。如图3所示，设导线起点为第1点，终点为第( n + 1)点，共需推算n个点的坐标，在推算中，设各点角度观测值为βi，各边观测值为Si，各边方位角为αi，各点坐标为xi、yi，则支导线控制网末端点坐标为:

图3支导线控制网点位分布示意图

如不考虑起始点坐标xi、yi的误差影响，微分上式可得：

（2）

式中yn+1-yi、xn+1-xi分别为第i点至末端点在y和x方向的坐标增量。下面将（2）式分为两部分，前半部分为测距误差对导线点x和y坐标的影响，后半部分为测角误差对导线点x和y坐标的影响。因此，测角误差对坐标的影响为:

（3）

将（3）式转化为中误差关系式，且令，显然Di是第i点至末端点的距离，则（3）可变化为

下面就红外测距的情况讨论dSi的影响，设μ为每米的偶然误差，λ为每边的系统误差，则dSi=λ+μ·Si，于是有:

同理：

上两式中(xn+1-x1)、(yn+1-y1)分别为导线终点与起点的坐标增量，令L为起点到终点的距离，根据误差传播理论有测距误差对坐标的影响为：

（4）

现在先讨论的影响，因为：

可得：

所以

同理可得：

将上式代入（4）式可得：

综上所述，支导线控制网端点相对于起点的中误差关系为:

因控制网布置为支导线，且导线边长近似相等，则有L=nS

故：

南方NTS-372RC型全站仪测距精度为±(2mm+2×10-6·D),设在支导线平面控制网中导线平均边长为80m, 代入上式有:

（5）

《黑色冶金矿山井巷施工测量规范》中规定,井下全站仪导线控制网根据其施测精度不同可分为三种等级，井下采区平面控制网一般建立15＂级复测支导线网。经计算，当支导线边数即n=24时，代入公式（5）得支导线平面控制网终点中误差为0.047m，而按《规范》中的相对闭合差计算得到支导线平面控制网终点中误差为0.048m。因此, 利用全站仪支导线测量布测井下采区平面控制网时，支站点在24个以内基本上都能满足规范的要求。为了避免出错, 在测量时应尽量使支导线附合到某一已知点上作为一个检核条件。

参考文献

[1]梅连友，杜晓梅.全站仪导线坐标平差方法的探讨[J].四川测绘,2000,(2):70~73

[2]索效荣，李天和.地形测量[M].北京:煤炭工业出版社, 2007

测控导论论文篇（8）

 

1、研究内容

残疾人是社会中最主要的弱势群体，他们要面对更多的困难和压力。，激光测距。随着2008年奥运会、残奥会的成功举办，政府越来越关注弱势群体，给予盲人的关怀也越来越多，这也使助盲成为现在社会的一个热点问题。

目前市场上已经出现一些导盲类产品，例如盲杖、导盲犬等，但是因为种种原因，这些产品并不能有效的帮助盲人导盲。比如，导盲犬由于训练困难，价格昂贵，一直不能被推广普及。可见，如何实现更好的导盲依然是一个亟待解决的问题。

由此，我们想要设计出一个“新型智能导盲器”，使之能够有效作为盲人的导盲器材，克服传统导盲器件价格较高，使用不方便，使用范围有限等缺点。

而随着时代的发展，光电技术特别是光电探测技术，光信息处理技术的应用已经遍及现代生活的各个领域。尤其是光机电一体化系统，模块很小，工作性能很高。基于此，我们想设计出“光电智能导盲器”，以便快速，准确，实时的帮助盲人了解周围的实际情况，更好的服务广大盲人群众。

2、研究方案

为了实现准确、快速定位障碍物的目的，我们提出了 “光电智能手持导盲仪”。盲人通过使用此设备可以知道周围物体的分布情况，可以获得一个周围环境的大概的距离远近的轮廓图。我们主要应用以下两种技术：

一、激光测距技术：激光测距技术与一般测距技术相比，具有操作方便、系统简单以及白天和夜晚都可以工作的优点。，激光测距。此外，与雷达测距、微波测距相比，激光测距具有良好的抗干扰性和较高的精度，以及更快的反应速度。

二、单片机控制技术：单片机体积小，重量轻，结构较为简单，成本低廉，可以实现一般的控制功能。而且单片机比专用处理器更适合应用于嵌入式系统，因此它得到了广泛的应用。现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。

三、蜂鸣器语音输出技术：蜂鸣器反应快，声音变频速度快，距离越近频率越高，便于快速给盲人用户提示，同时蜂鸣器声音也给周围行人一定警告。

根据以上三种关键技术，我们提出的主要设计思路如下：

整个导盲仪通过激光测距模块测距，蜂鸣器报警，起到导盲作用。

在导盲仪上，嵌入一个单片机控制模块，作为整个装置的核心。在单片机的旁边固定一个蜂鸣器，蜂鸣器可以发出声音。，激光测距。导盲仪前端安置一个激光探头和一块接收板。在导盲仪上则安装一个开关，控制导盲仪的工作。

根据激光测距仪的原理，激光器发射头发出激光束，遇到障碍物后反射到达导盲仪前端的接收板，接收板上装有光电探测器。障碍物表面漫反射的光信号经过光电探测器转变为电信号，再经过滤波，放大，整合，A/D转换，传送给单片机。经过单片机分析处理后，根据激光往返时间算出的距离输出不同的指令，如果在报警距离以内，单片机便会发出控制信号，即高电平到蜂鸣器，驱动蜂鸣器发出不同频率的提示音，使盲人通过蜂鸣器的声音提示躲避障碍物，方便盲人出行。

导盲仪通过盲人的手动扫描，给盲人提供不同方位的障碍物信息。

3、技术路线及可行性分析

本作品主要包括：激光测距技术，光电检测技术，单片机控制技术，语音输出技术。

技术路线主要从光电技术，控制技术，电路设计技术三方面分析。

光电技术：主要是激光测距技术和光电检测技术。目前，激光测距技术已经十分成熟，独立的激光测距仪已经十分普遍。仿照成型的激光测距仪，设计制作出我们需要的激光测距模块。

针对我们的需要，我们采用短脉冲高频率激光测距技术。脉冲式激光测距是基于对光波在本机与目标间渡越时间的计量来感知目标距离，属于“时基法”测距，其优点是操作方便、系统设计简单，满足设计要求。

单片机下达测距指令后由激光器发出脉冲激光，经扩束准直的光学系统后通过指示与稳定系统导向穿越大气层射向目标。光学系统一般是望远光学系统，为的是减少出射光束的发散角，以提高光能面密度，增大工作距离，还可以减少背景和周围非目标物的干扰。指示与稳定系统，带有瞄准镜和方向机构，用以对准盲人需要探测的方位，提供目标角方位信息。图中的传感器，可提供目标方位和俯仰角。激光束离开本机的同时，从发射光束中取出参考脉冲信号，参考信号通过光电探测器，变成电脉冲，这个电脉冲经滤光、放大、整形后送入单片机，通过单片机控制，启动数字式测距计时器开始计时；到达目标的激光束有一部分被表面漫反射回到测距机；经接收物镜和窄带光学滤波器再次到达探测器，窄带光学滤波器的主要作用是充分利用激光优良的单色性，提高系统的信噪比；光探测器再次将光信号转换为电信号，然后将电信号送往放大器和匹配滤波器，这是因为从光电探测器出来的信号不足以推动电路工作。处理后的信号进入比较器进行比较；比较器的输出信号驱动测距计时器计时停止，单片机接收距离信息。，激光测距。根据距离信息，单片机决定是否驱动蜂鸣器发出声音。

单片机控制：单片机是整个装置的控制核心，所有的控制功能通过写入单片机程序来实现。，激光测距。单片机要能接收两次电信号，根据激光测距的距离信息，进行分析判断。，激光测距。在设定的允许范围以外，不发出控制信号，如果一旦低于预先设定的范围，则发出控制信号，控制信号驱动蜂鸣器发出声音。根据单片机接收到的距离信息，单片机发出不同的电压控制信号，蜂鸣器据此发出不同频率的声音。

电路设计：信号处理电路包括光电信号处理电路和声音输出电路。整个电路中单片机、探头、光电传感器和蜂鸣器是主体，激光探头发射和接收板接收光信号，经过光电转换，滤波，放大，A/D转换之后，反馈到单片机，单片机进行信号处理，最后通过电路控制蜂鸣器输出声音信号。蜂鸣器反应快，声音变频速度快，根据单片机发出不同的电平信号，发出不同频率间隔的提示音。

4、特色与创新点

1、利用激光测距技术，快速，准确的测量障碍物的距离；并根据距离信息，实现单片机的控制；

2、手持导盲仪使用方便，探测灵活，可用于高低地势探测，障碍报警；

3、利用蜂鸣器的声音频率提示障碍物距离远近，便于盲人判断；

4、结构简单实用，方便携带，可扩展性强，可长时间使用。

5、参考资料

[1]王永仲，现代军事光学技术[M]，北京：科学出版社，2003。

[2]何俊发，王红霞，刘晓彬，激光测距新方法研究[J]，应用激光，2003，23(5)：299—300。

测控导论论文篇（9）

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2017）02C-0083-02

控制测量是高职院校工程测量技术专业的一门核心专业课程。主要阐述控制网的布设、控制测量技术设计、卫星定位测量技术、导线测量、高程控制测量和控制测量技术总结等内容，是一门理论知识较深、数据处理量大、仪器操作性教强的课程。在中高职衔接“2+3”教育模式下，这门课的短板较为明显，一方面中职学生没有经历3年高中阶段的学习，理论基础薄弱，理解能力欠缺；另一方面这门课理论知识深，数据处理多，需要学生具有很好的理论基础和计算能力。

为了提高控制测量课程的教学质量，在中高职衔接“2+3”教育模式下，我们根据中职学生的特点，把“工学结合”作为本门课程教学改革的重要切入点，推行与生产劳动和社会实践相结合的学习模式，适当弱化理论知识，加强实践能力培养，引导教学内容和教学方法进行相应改革，满足“以就业为导向，以服务为宗旨”的职业教育目标要求。

一、控制测量课程教学中存在的突出问题

（一）实践教学体系运作过程中企业参与色彩不浓。工学结合的“工”强调的是实训、实践，其“精髓”就是把课堂学习和工作实践紧密结合起来，使学生可以在职业环境中强化实践技能，提高综合素质。控制测量课程的实训、实践往往只是在学校范围内进行简单的控制网模拟练习，实训的外业环境，控制点布设，控制网精度、范围和观测数据处理等方面都无法跟实际工作中的控制测量任务相比，存在很大差距，学生在实训过后仍然达不到企业的要求，无法完成工作中的实际任务。要解决这些问题，需要测绘企业的积极参与，学校只有与测绘企业密切合作，建立联合办学机制，由企业定期派遣技术人员到学校进行控制测量实训指导，跟校内实训教师一起完善实训指导书，在指导书中引入真实的测量任务，让学生在实训过程中严格按照企业的工作制度、规章和相应技术要求完成实训任务，达到学以致用，才能使培养出来的学生快速适应测绘工作岗位，实现就业零距离对接。但由于目前行业、企业联合办学的体制机制还没有理顺，无法形成利益共同体，往往是学院积极想和企业联合办学，引企入校，但企I由于各种原因参与积极性不高，敷衍了事。

（二）教材内容脱离工作实际需要的现象比较普遍，理论性太强。教材是课程的记录，更应该是课程的设计，体现教学设计思想。目前高职控制测量课程的教材是在本科院校教材的基础上进行适当修改，内容以三角网理论为主，理论性强，对学生的计算能力要求很高，不利于高职学生掌握，导致这门课的教学效果很差。而且教材中介绍的测量仪器以J2型精密光学经纬仪和电磁波测距仪为主，这类仪器操作复杂，在控制测量外业中已经很少使用。随着电子技术和空间技术的发展，常规控制测量也发生了革命性的变化。目前测绘企业在野外控制测量中使用的仪器以全站仪和GNSS为主，布设的常用网型是导线网和GNSS网，数据处理以电算化为主，不需要很强的理论知识，只需掌握简单的仪器操作和相应计算软件即可。但这类知识在控制测量课本中很少被详细叙述，只是作简要介绍，一笔带过。可见，教材内容没有与时俱进，脱离了工作实际需要，导致学生毕业后在控制测量岗位上不能学以致用，极大地打击了学生的学习积极性。

测控导论论文篇（10）

【论文摘要】：结构振动控制虽然在理论上己经解决了很多复杂的控制问题，但在实际应用中仍然存在许多问题和困难，如测量和时滞的影响。而预测控制采用最优估计理论，对对象未来的动态特性进行优化。预测控制应用于结构振动中具有显著的优势，逐渐发展成为一种新型的控制方法，如今已在许多行业的应用领域取得不小的成功。

目前，土木工程结构控制通常采用经典控制理论，使用基于传递函数模式的频域分析法，或者采用现代控制理论，使用基于状态方程模式的时域分析法[1]。无论采用哪种方法，其特点都是基于模型的控制，通常认为模型是已知的。传统控制方法对解决高度非线性问题、强祸合问题等系统，缺乏实用有效的分析方法，其控制对象比较单一，输入和输出量比较简单。当控制对象比较复杂时，就很难有效发挥作用，甚至是无能为力。因此，研究不依赖于精确模型、调节简单的控制算法对有效的减轻结构在风和地震等作用下的反应和损伤，有效提高结构的抗振能力具有十分重要的意义。预测控制的发展为解决这一问题提供了理论基础。

本文以升船机结构为主要研究对象。垂直升船机结构一般由二个或四个巨大的钢筋混凝土筒体加顶部设置的一个超高和超大跨度的单层厂房所组成，它是一种高柔结构，升船机结构下部筒体结构的侧移刚度很大，而顶部单层厂房柱的侧移刚度很小，当受到地震作用时，这种巨大的刚度突变引起升船机顶部厂房强烈的鞭梢效应，引起严重破坏。由于使用功能上的要求，升船机顶部厂房排架方向无法设置任何的耗能系统，无法采用常规的抗震设计方法来减小升船机顶部厂房的地震反应。目前，这己经成为制约大型垂直升船结构抗震设计的一个瓶颈，解决这一问题只能应用结构振动控制的方法。

结构振动控制是近二十年发展起来的新兴科学。它是指通过采取一定的控制措施以减轻或抑制结构由于动力荷载所引起的反应。其目的是要采取一定的控制措施，减轻和抑制结构在地震、强风及其它动力荷载作用下的动力反应，增强结构的动力稳定性，提高结构抵抗外界振动的能力，以满足结构安全性、使用性、舒适性、经济性等要求。

目前，结构振动控制己成为一门独立的学科，主要研究对结构动力响应进行控制的理论、方法和技术。它综合控制论、计算机科学、结构振动理论与新材料等前沿学科的最新研究成果和技术，是土木结构振动工程的高科技领域，成为土木结构工程发展方向之一[2]。

尽管现代控制理论经过几十年的发展，理论上己经解决了很多复杂的控制问题，但在实际应用中仍然存在许多问题和困难。就结构对象而言，传统控制方法的不足主要表现在如下方面[3]:数学建模和建筑结构存在很大差异；外荷载具有不确定性，导致实际控制性和设计目标之间的差异；测量和时滞的影响等等。在实际控制中，传感器采集到的信号不可避免的存在噪声污染，而结构振动控制一般采用实时控制方式，这就可能因测量过程中的未知因素的影响而造成观测溢出和控制溢出，从而使得控制性能下降甚至可能导致结构不稳定，形成激励，加速结构破坏，导致灾难性后果。一般控制算法是假定在理想状态下，即不存在时滞，但实际在测量转化、信号处理、计算控制信号、施加控制力都需要一定时间，从而造成控制的时滞。如果未考虑这个因素，就会造成控制效率下降，更严重的会造成控制结构的失稳。

而预测控制采用最优估计理论，由所测得的结构反应预测将要发生的结构反应或外部激励，不断修正预测律，针对预测的结构反应或外部激励，计算施加的控制力序列，对对象未来的动态特性进行优化。利用预测模型可以预测系统从当前状态开始，经过有限时域后的未来开环特性;根据该动态特性可以得到最优的

控制序列，它使得预先指定的目标函数有最小值。因此，预测控制应用于结构振动中具有显著的优势。目前国内对预测控制在结构振动控制领域方面的研究还较少，随着科学理论研究的深入和计算机控制技术水平的提高，预测控制逐渐成熟并发展成为一种新型的控制方法，如今已在许多行业的应用领域取得不小的成功[4]。

与其它预测控制算法相比，模型算法控制的优点主要表现在以下方面：由于采用的是脉冲响应模型，无需降低其模型阶数；对于过程输入的大小和变化率的约束，可正确地直接进行处理;控制率是时变的，闭环响应对于受控对象的变化具有鲁棒性；依靠内部模型的在线更新，可以实现增益预调整；脉冲响应模型的设定和控制量的计算使用相同的算法，可以简化硬件条件；对于不同的受控对象，可以采用不同的采样周期；对于传感器故障或系统控制特性的恶化，可以在线修改控制规则。动态矩阵控制(DMC)和模型算法控制(MAC)是以非参数模型为基础的预测控制算法。

当前人们对预测控制的研究和应用，无论是从广度上还是深度上都有很大的发展。随着计算机的普及和计算机控制技术水平的提高，预测控制必然会向更高层次进一步发展。但是目前国内对预测控制在结构振动控制领域中的研究和应用还很少，存在很多迫切需要解决的理论和实际问题，但其基本原理的适应性无疑是富有吸引力的。

参考文献

[1]阎维明，周福霖，谭平. 土木工程结构振动控制的研究进展.世界地震工程，1997，13(2):8-20