精密測量技術論文匯總十篇

序論：好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程，我們為您推薦十篇精密測量技術論文范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

測控專業主干學科：光學工程、儀器科學與技術。

測控專業主要實踐性環節：包括軍訓、金工、電工、電子實習，認識實習，生產實習，社會實踐，課程設計，畢業設計(論文)等。

測控專業就業方向 本專業畢業具備精密儀器設計制造以及測量與控制方面的基礎知識與應用能力，能在國民經濟各部門從事測量與控制領域內有關技術、儀器與系統的設計制造、科技開發、應用研究、運行管理。該專業既可以進入生產工程自動化企業從事自動控制、自動化檢測等方面的工作，也可以在科研單位進行儀器儀表的開發和設計，同時還可以在工程檢測領域、計算機應用領域找到適合本專業個人發展的空間。

測控專業培養要求 畢業生應獲得以下幾方面的知識和能力：

1. 具有較扎實的自然科學基礎，較好的人文、藝術和社會科學基礎及正確運用本國語言、文字的表達能力;

2. 較系統地掌握本專業領域寬廣的技術理論基礎知識，主要包括機械學、電工電子學、光學、傳感器技術、測量與控制、市場經濟及企業管理等基礎知識;

3. 掌握光、機、電、計算機相結合的當代測控技術和實驗研究能力，具有現代測控系統與儀器的設計、開發能力;

篇（2）

1982年，張祥朝出生于歷史悠久、人杰地靈的河北巨鹿，自小勤奮聰慧，考入中國科學技術大學精密機械與精密儀器系，從此與當時方興未艾的精密工程研究結下了不解之緣。

憑借一貫的出色表現，他在畢業時獲得全額獎學金，赴世界著名的英國哈德斯菲爾德大學精密技術中心攻讀博士學位，師從英國工程院院士蔣向前教授，2009年畢業后留任該大學研究學者；2011年12月進入復旦大學工作，沿著本科畢業論文《大孔徑高精度平面干涉儀的設計》和博士畢業論文《用于精密坐標計量的自由曲面擬合》的延伸脈絡繼續展開研究，且始終秉承嚴謹的態度對待科研工作，每一步都走得格外沉穩有力。

方寸間洞隱燭微

精密制造技術的發展一日千里，關鍵元件的表面形狀越來越復雜，精度越來越高，產生了一系列的自由曲面和微納結構功能元件，其應用范圍也擴大到航空、航天、醫學等領域。

在“工業4.0”戰略引導新一代工業革命的大背景下，超精密功能元件制造的智能化與精準化成為先進制造的重點發展方向。于是，張祥朝針對當前加工、檢測設備相分離，工件的重復裝夾導致加工效率和檢測精度難以提高的現狀，致力于研究關鍵功能元件的快速在線/在位測量，對其開展了持續而深入的探索。

對于面形復雜的自由曲面和非球面光學元件，單點金剛石切削是主流的加工方式。他們基于相位偏折術和波長掃描干涉測量技術，發展了和精密機床相融合的子孔徑拼接面形檢測技術。巧妙地借用機床自身的精密運動機構，加以輔助的伺服監控，可以復雜面形的快速測量。并發展了可靠的機床誤差分離技術以及六自由度數據拼接技術，避免了重復采樣等因素引起的誤差，從全頻段保證了測量數據的真實性和可靠性。該方法克服了傳統離線測量方法適用范圍小、測量精度低、且對環境要求苛刻的缺點，尤其適用于超精密光滑表面的在位檢測。

在張祥朝承擔的總裝備部預研項目、科技部重大專項等科技攻關項目中，他和團隊為保形整流罩等關鍵光學元件研制了快速檢測裝置，測量精度達到了λ/10量級。相關技術顯著提高了我國相關裝備的使用性能，于2016年獲得教育部科技進步獎二等獎。

而精密工程的另一個的發展方向是小型化和集成化。以MEMS為代表的微納制造技術和光電子技術日新月異，但同時也對微納結構元件的精準檢測提出了挑戰。

針對微結構元件特征尺寸小、陡度高、測量信號難以采集等特點，張祥朝及其團隊發展了基于多波長干涉擴展量程、基于雙樹復小波的波前重構、基于智能化模式識別的相位解包裹、基于光纖導光的全域掃描測量、基于壓縮感知的信噪分離等一系列新技術，攻克了一個又一個難題，將微納結構元件的三維多尺度形貌完整地展現了出來。目前，他和中國工程物理研究院緊密合作，正在針對壓印輥筒等復雜結構大尺寸元件研制原位精密技術，在光電技術前進的道路上再攀高峰。

繁復中溯源尋頭

有句名言：怕什么真理無窮，進一步有進一步的歡喜。對張祥朝來說，他也喜歡這樣進一步的“歡喜”，在無窮的真理、奧妙的科研面前，他所能做的，就是刨根問底，溯源尋頭。

由于超精密功能元件的面形和紋理的復雜性，不同尺度、不同方向、不同形態的特征分量之間存在復雜的糾纏耦合，給復雜功能元件表面質量的控制帶來極大的難題，也嚴重制約了先進功能元件的可靠設計與精準表征。

現今，自由曲面的設計加工和檢測已經成為提升國家經濟發展的重要支撐技術和衡量國家精密工程發展水平的重要指標。

2013年，張祥朝作為“超精密光學自由曲面面形誤差評定算法”這一國家自然科學基金項目的主要負責人，從基礎數學理論著手，攻克了不同目標函數下擬合算法的全局收斂、評定結果的穩定性與偏畸校正、數據采樣及誤差補償等一系列難題，提出了一系列性能優越的自由曲面面形評定算法。項目結題獲得“優秀”（A），應基金委邀請在總結大會上作宣講報告。該成果獲得國際同行的廣泛關注，法國國際計量實驗室（LNE）邀請張祥朝作為中方負責人，在歐盟Horizon2020重點項目的支持下，合作建立自由曲面的標準擬合算法體系。

對于形態復雜的微觀紋理特征，張祥朝拓展了當前表面計量領域的小波分析方法，基于方向性超小波技術，發展了一系列復雜紋理特征識別與表征方法。不但根據其具體形態特征，發展了合適的基函數，并且從數學框架視角，分析了不同數學表示方法的移變性、頻譜混疊、采樣失真等基礎性問題，并提出了有效的解決手段.能夠有效分離刀痕、劃痕、缺陷等形態分量，從而可以據此有針對性地開展工藝分析與性能評價。該成果完善了復雜功能形面的設計一加工一檢測一評定鏈條.為提高復雜功能元件的可靠性.改善光電系統的性能奠定了堅實的基礎。

篇（3）

橋梁的撓度變形是橋梁健康狀況評價的重要參數，在橋梁檢測、危橋改造以及新橋驗收等方面都需要準確測量橋梁的靜、動態撓度值。隨著橋梁健康監測技術的進步，人們研究了許多用于位移及撓度測量的方法。目前，國內外測量橋梁撓度的方法有許多種，下面對常見的幾種測量方法的原理、特點及適用范圍做以簡要介紹。

1、傳統的人工測量方法

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，以指示其位移數值。

特點：1）優點是設備簡單，可以進行多點測量，直接得到各測點的撓度值測量結果穩定可靠；2）缺點比較繁瑣，耗時較長，工作效率較低，現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，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點是可靠、易行，當撓度的絕對值大于20mm時，它1mm最小讀數至少可有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(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、橋梁撓度監測的發展方向

(1)長期在線自動動態測量

現在和未來，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測。成熟的網絡技術使人們不再局限于對一座橋梁進行集中監控，而逐步要求實現區域內多座大型橋梁的集群式監控。

(2)大量程測量

隨著建筑材料和工藝的不斷成熟，現代橋梁呈現出/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境的影響下，會出現較大的形變，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、數據采樣技術的進步，今后橋梁的撓度測量將在此方法基礎上進一步完善。未來橋梁撓度監測將會沿著/高度集中自動化、大量程測量的方向繼續發展.

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

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篇（4）

中圖分類號：TB22 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）02（c）-0-02

GPS相對定位技術，通過組成雙差觀測值消除接收機鐘差、衛星鐘差等公共誤差及削弱對流層延遲、電離層延遲等相關性強的誤差影響，來達到提高精度的目的，這種作業方式無需考慮復雜的誤差模型，具有解算模型簡單、定位精度高等優勢。網絡RTK的出現更是將差分GPS技術發揮到了極致，通過差分改正信息實現了高精度的實時動態定位，由于其方便、快捷、高效的作業技術方法，得到了快速的發展。我國各大城市、地區相繼建立了各自的CORS系統。但是，這種網絡RTK技術也存在著不足，如受到通訊網絡、覆蓋范圍等條件的限制，城市工程測量中通常工期較緊、要求效率較高，當測區范圍內需要少數控制點而CORS系統無法使用的時候，如果建立靜態GPS控制網，則大大影響了作業效率，提高了作業成本。精密單點定位技術是利用載波相位觀測值以及IGS等組織提供的精度衛星星歷及鐘差來進行高精度單點定位的方法，能夠實現厘米定位精度，完全滿足城市工程測量的需求。目前，在一些發達國家精密單點定位技術已經得到廣泛的應用，在我國這項技術在生產實踐中的應用相對較少。

為了實現GPS單點定位達到厘米級精度，必須解決如下關鍵問題：①在定位過程中需要同時采用相位和偽距觀測值；②衛星軌道精度需達到厘米水平；③衛星鐘差改正精度需達到納秒量級；④需要考慮更精確的誤差改正模型。實質上，衛星位置和衛星鐘差是影響精密單點定位精度的重要因素。該文主要從IGS提供的各種精密星歷和鐘差改正相關產品著手，利用國際著名導航定位軟件BERNESE 5.0進行計算，分析快速星歷和最終星歷以及不同采樣間隔星歷鐘差產品對靜態單點定位精度的影響，進而討論GPS單點定位技術在城市工程測量中的應用。

1 BERNESE 5.0軟件數據處理

到目前為止，國際上GPS高精度單點定位軟件主要有美國噴氣推進實驗室的GIPSY軟件、瑞士伯爾尼大學的BERNESE軟件、德國地學研究中心的EPOS軟件。

GIPSY軟件只供科研使用，不供商用，且不提供源代碼，EPOS軟件應用范圍較為局限，主要在歐洲國家使用，也是以科研為主，而BERNESE軟件可以商用，且提供源代碼，使用較為廣泛。圖1中給出了BERNESE 5.0單點定位數據處理的簡要流程，主要包括數據格式轉換、鐘差改正、誤差模型改正、預處理和參數估計，除了得到測站坐標之外，還可以選擇輸出對流層、電離層、接收機鐘差等參數的估計結果。

2 IGS精密星歷

隨著GPS定軌理論和技術的提高，軌道計算數學模型的完善，以及全球跟蹤站數目的增多和跟蹤站分布的改善，IGS確定GPS衛星軌道的精度有了明顯的提高。目前，國際IGS服務局提供的事后精密衛星星歷的精度已優于5 cm，精密衛星鐘差的精度已達0.1 ns。其提供的精密衛星星歷和衛星鐘差產品包括：超快速產品（Ultra Rapid）、快速產品（Rapid）和最終產品（Final）3種，它們在精度、時延、更新率和采樣率方面是不同的。如表1所示。

由表1知IGS給出的快速星歷和最終星歷在采樣率和精度指標上均相同，那么快速星歷和最終星歷對靜態精密單點定位精度的影響是否相同，在實際應用中是否需要等待最終產品解算精密單點定位，下面將用實例進行比較分析。

3 實例數據分析

該文選用成都CORS系統基準站的觀測數據，分別選取超快速星歷（實測部分）和最終星歷，以及相對應的鐘差改正文件，利用BERNESE 5.0軟件進行精密單點定位計算，假設該站已知的精確坐標為真值，將兩種單點定位結果分別與之求差，求得點位中誤差，進而比較分析。

為了分析數據處理結果的統計特性，且避免誤差偶然性，該文將全觀測數據分為24個時段，分別使用兩種精密星歷進行單點定位計算。

圖2中給出了使用兩種精密星歷單點定位的點位誤差，可以看出采用超快星歷和最終星歷的精度均在±0.06 m之內，大部分時段是在±0.03 m范圍之內，14：00～20：00之間的誤差相對較大，與廣州地區活躍的電離層活動有關，兩種結果相比較，使用最終星歷的單點定位精度相對較高，但并不明顯。

為了更加詳細地比較兩種精密星歷對單點定位結果的影響，對兩種精密星歷定位結果的坐標分量分別求差，進一步分析X、Y、Z分量較差，可以得出坐標分量較差均在±0.02 m范圍之內，這種差異對于城市工程測量來說影響并不算大，因此不必等到最終星歷的，可以直接使用超快速星歷進行單點定位，從而保證了精密單點定位技術在城市工程測量當中的可

用性。

4 結語

目前精密單點定位在靜態定位方面理論已經比較成熟，采用高精度GPS計算軟件以后處理方式得到的定位結果已完全可以達到厘米級精度。該文分別選取超快速星歷和最終星歷兩種精密星歷文件，利用BERNESE 5.0軟件進行計算，對全天24個時段的結果進行分析，可以看出，無論采用何種精密星歷以及提供的鐘差改正參數，解算結果均處于厘米級精度水平，兩種測量結果相差甚微，完全可以滿足城市工程測量的日常需要。隨著美國GPS現代化的逐步完成，以及Galileo系統的正式運行，偽距碼和多頻觀測值的增加，可以大大提高精密單點定位的精確性和可靠性，相信精密單點定位技術在城市測量中將會發揮更大的作用。

參考文獻

[1] 施展，孟祥廣，郭際明，等.GPS精密單點定位中對流層延遲模型改正法與參數估計法的比較[J].測繪通報，2009（6）.

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中圖分類號：P335+.1文獻標識碼： A 文章編號：

一、自動化儀器儀表的簡介

1. 自動化儀器儀表的定義

自動化儀器儀表是用于化學、物理方面的技術工具和設備，可以檢出測量各種物理量、物質成分。從廣義來說，儀器儀表也可具有自動控制、報警、信號傳遞等功能。顯微鏡、望遠鏡能使人們擴展自己的視野，體溫計能讓人們測量自己的身體的溫度；此外，還有一些儀器儀表如磁強計、射線計數計具有特殊功能，可以感受和測量到人的感覺器官所不能感受到的數據因子。

自動化儀器儀表又被稱作信息機器，因為它的主要功能是信息形式的轉換，可以將輸入信號轉換成輸出信號。信號按時間域或頻率域表達，信號的傳輸則可調制成連續的模擬量或斷續的數字量形式。

2. 自動化儀器儀表的分類

自動化儀器儀表是多種科學技術的綜合產物，有很多種類，有的按用途分類，有的按功能分類，不同的分類方法對應著不同的產品，本文主要介紹兩種分類方法。

（1）按不同用途來分類

儀器儀表有各種用途，有的用在運輸上，比如汽車儀表、拖拉機儀表；有的用在航空上，比如船用儀表、航空儀表；有的用在地質上，比如地質勘探測試儀器、地震測試儀器；另外隨著科學技術的發展，很多儀器儀表應運而生，比如教學儀器、醫療儀器、環保儀器等。

（2）按不同功能來分類

隨著我國自動化技術的成熟和各種行業的需要，產生了各種功能的儀器。比如工業自動化儀表按功能可分為檢測儀表、記錄儀表、計算儀表等；檢測儀表按被測物理量又分為溫度測量儀表、壓力測量儀表、流量測量儀表等。

二、我國自動化儀器儀表行業發展的現狀

自動化的內容在近10 年來隨著電子信息技術和光電技術等相關學科的發展而發生了許多變化。從縱深上講，可以涵蓋從最底層的自動化感應部件、各種檢測傳感器、變送器、各種間接測量設備、各種執行機構等到自動回路調節器、自動控制單元、各種大中小型裝置控制系統到綜合優化調度與協調系統和企業綜合管理信息系統等。從應用的行業性質上分，自動控制系統可以分成以流程過程控制為主的過程控制系統(如各種DCS、回路調節系統等) 和以運動和傳動控制為主運動控制系統( 各種邏輯控制PLC 和傳動控制系統如CNC 等，工業自動化儀器儀表主要是針對自動控制系統而言。

2002 年我國工業自動化儀表制造業共有309 個企業，實現工業總產量136.24 億元，銷售收入133.75 億元，利潤總額8.99 億元。行業綜合水平總體上達到國際八十年代水平。30%的產品實現了數字化，達到國際八十年代末期水平; 約15%的產品實現了智能化，達到國際九十年代水平。品種門類較為齊全，有一定的成套能力?？赡艹薪?0 萬千瓦火電站、核電站、30 萬噸合成氨、30 萬噸乙烯、500 萬噸煉油、10000 立方米空分、4000 立方米高爐、120 噸轉爐、日產30 萬立方米城市煤氣站、日處理40 萬噸污水、日產5000 噸水泥等大型工程的控制系統和儀表成套項目。

三、當前的儀器儀表技術存在的主要問題

儀器儀表行業技術發展雖然迅速，但較國外先進的高性能、高實用性的領先技術比起來，我們還存在著10~15年的差距，當前的儀器儀表技術還存在著一定的問題：

1、自主創新成果比例過少，應用技術不足

我國儀器儀表行業的初期是通過引進國外的先進技術，近幾年，也有不少科技型企業加大了自主研發力度，但從總體上說，自主創新的成果還是非常少，并且技術的實用性欠缺。對于一些關鍵核心工藝加工制造技術力量非常薄弱。產生這種現象的原因是因為中外合資與先進技術引進與自主研發嚴重脫軌。

2、中低檔產品居多，研發投入不足

我國現階段的儀器儀表產品較國外比較，大部分都屬于中低檔產品，產品創新能力弱，高端精準儀器儀表數量非常少。其原因是現階段的儀器儀表行業缺少對于高端檢測、數字化精進技術人才，限于各大企業和單位的指導思想和投入規模，研發投入也不夠，包括設備資金、人才培養等各方面的投入。

四、我國自動化儀器儀表的發展趨勢

近年來，經濟全球化的發展要求技術的全球化，計算機和智能機器的發展對儀器儀表的發展有很大的促進，我國應該在現有的技術基礎上，借鑒國外的微電子技術，掌握關鍵技術，生產更多國有品牌，提升國際競爭力。我國自動化儀器儀表技術的發展前景廣闊，與國際自動化儀器儀表的發展相比，可以分為智能化、高精度化和網絡化等趨勢。

1. 智能化

智能化技術是儀器儀表的一種發展趨勢，與國外產品相比，國內產品在智能化方面有很多不足，我國儀器儀表在智能化方面與國外存在明顯差距，因此，我國應該加大創新力度，改變創新模式，在智能化方向改革創新。自動化儀器儀表的智能化是指采用大規模集成電路技術、接口通信技術，利用嵌入式軟件協調內部操作，使儀表具有智能化處理的功能。采用智能化的產品可以很好的自主調節控制，利于信號的傳遞，提高了工業效率，更能適應國際技術的發展。

2. 高精度化

自動化儀器儀表對技術要求很高，只有高度精密化才能提升我國產品的核心競爭力。國外很多儀器儀表產品具有高精度化的特點，我國的產品在這方面明顯落后，因此提高儀器儀表的精密是大勢所趨，也是應對國際激烈競爭的必然選擇。當前的重點是研究和發展多維精密加工工藝，精密成型工藝，球面、非球面光學元件精密加工等工藝。

3. 網絡化

在國外市場以現場總線技術為代表的數字通信網絡技術得到了快速發展，但是我國自動化儀器儀表在總線技術方面還不完善，許多產品功能還不完備，核心技術的掌握也差強人意，因此，網絡化是我國自動化儀器儀表的發展趨勢和方向。發展網絡化就要充分利用計算機數字化通信技術，完成信息的轉換，構造一個龐大的信息化網絡，這樣信號流通順暢，更能提高生產效率。

總結

自動化儀器儀表是很多自動化元件組成的，包括各種功能的自動、智能和微型技術工具。儀器儀表有不同的用途，對應的功能也不同，有的具有測量、顯示功能，有的具有記錄、報警功能。近年來隨著經濟的發展和科學技術的進步，微電子、計算機、網絡通信等日新月異發展的新技術對自動化儀表產生了深遠的影響。我國自動化儀器儀表發展歷史久遠，隨著新技術的出現不斷出現新的儀器，對我國經濟的發展起了很大的促進作用，從目前來看，我國自動化儀表技術發展迅速，但與國際上比起來還是有一定的差距。自動化儀表的改進有重大的應用前景，我國應該加大資金扶持力度，轉變創新方式。

【參考文獻】

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[3]唐公濤.尹升寶淺談工業自動化儀表的發展趨勢[期刊論文]-科技創業家 2011(4)

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中圖分類號：U238文獻標識碼： A 文章編號：

一．引言

隨著我國經濟的快速發展，我國的高速鐵路已經進入了大規模的建設階段。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鐵道部在2003年制定頒布的《京滬高速鐵路測量暫行規定》來進行高速鐵路平面測量工作的。在我國高速鐵路的發展相對較晚，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。在我國，高速鐵路工程測量的標準和規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，與此同時統一其平差測量的控制網，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，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，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

根據德國實踐的經驗，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控制網應布設成帶狀網連式網，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。國家三角測量規范中規定：四等三角測量最弱邊的方位角不大于4.5。假定，按GPS網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網一對通視點之間的長度，a為固定誤差，b為比例誤差系數。設a=10mm，b=10，則d=520m?？梢?，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定》，對高速鐵路平面控制測量布設等級和精度的規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。考慮到一次布網的優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，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，應根據檢測的需要，進行控制測量的定期復測工作。

參考文獻：

[1]潘正風 徐立 肖進麗Pan ZhengfengXu LiXiao Jinli高速鐵路平面控制測量的探討 [期刊論文] 《鐵道勘察》 -2005年5期

[2]汪曉英 高速鐵路平面控制測量的探討 [期刊論文] 《科海故事博覽?科技探索》 -2011年4期

[3]李林 潘正風 徐立 肖進麗 高速鐵路平面控制測量的探討 [會議論文]，2005 - 2005現代工程測量技術發展與應用研討交流會

[4]安國棟AN Guo-dong高速鐵路精密工程測量技術標準的研究與應用 [期刊論文] 《鐵道學報》 ISTIC EI PKU -2010年2期

[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）

機床的精度主要包括機床的幾何精度、機床的定位精度和機床的切削精度。現根據我在日常工作中所積累的經驗，就這些精度的檢測項目、檢測方法及注意事項進行綜合的說明。

1 數控機床的幾何精度

數控機床的幾何精度反映機床的關鍵機械零部件（如床身、溜板、立柱、主軸箱等）的幾何形狀誤差及其組裝后的幾何形狀誤差，包括工作臺面的平面度、各坐標方向上移動的相互垂直度、工作臺面X、Y坐標方向上移動的平行度、主軸孔的徑向圓跳動、主軸軸向的竄動、主軸箱沿z坐標軸心線方向移動時的主軸線平行度、主軸在z軸坐標方向移動的直線度和主軸回轉軸心線對工作臺面的垂直度等。

常用檢測工具有精密水平尺、精密方箱、千分表或測微表、直角儀、平尺、高精度主軸芯棒及千分表桿磁力座等。

1.1 檢測方法：

數控機床的幾何精度的檢測方法與普通機床的類似，檢測要求較普通機床的要高。

1.2 檢測時的注意事項：

（1） 檢測時，機床的基座應已完全固化。（2） 檢測時要盡量減小檢測工具與檢測方法的誤差。（3） 應按照相關的國家標準，先接通機床電源對機床進行預熱，并讓沿機床各坐標軸往復運動數次，使主軸以中速運行數分鐘后再進行。（4） 數控機床幾何精度一般比普通機床高。普通機床用的檢具、量具，往往因自身精度低，滿足不了檢測要求。且所用檢測工具的精度等級要比被測的幾何精度高一級。（5） 幾何精度必須在機床精調試后一次完成，不得調一項測一項，因為有些幾何精度是相互聯系與影響的。（6） 對大型數控機床還應實施負荷試驗，以檢驗機床是否達到設計承載能力；在負荷狀態下各機構是否正常工作；機床的工作平穩性、準確性、可靠性是否達標。

另外，在負荷試驗前后，均應檢驗機床的幾何精度。有關工作精度的試驗應于負荷試驗后完成。

2 數控機床的定位精度

數控機床的定位精度，是指所測機床運動部件在數控系統控制下運動時所能達到的位置精度。該精度與機床的幾何精度一樣，會對機床切削精度產生重要影響，特別會影響到孔隙加工時的孔距誤差。

目前通常采用的數控機床位置精度標準是ISO230-2標準和國標GB10931-89。

測量直線運動的檢測工具有：標準長度刻線尺、成組塊規、測微儀、光學讀數顯微鏡及雙頻激光干涉儀等。標準長度測量以雙頻激光干涉儀的測量結果為準?；剞D運動檢測工具有360齒精密分度的標準轉臺或角度多面體、高精度圓光柵和平行光管等。目前通用的檢測儀為雙頻激光干涉儀。

2.1 檢測方法（用雙頻激光干涉儀時）

（1）安裝與調節雙頻激光干涉儀。

（2）預熱激光儀，然后輸入測量參數。

（3）在機床處于運動狀態下對機床的定位精度進行測量。

（4）輸出數據處理結果。

2.2 檢測時的注意事項：

（1）儀器在使用前應精確校正。

（2）螺距誤差補償，應在機床幾何精度調整結束后再進行，以減少幾何精度對定位精度的影響。

（3）進行螺距誤差補償時應使用高精度的檢測儀器（如激光干涉儀），以便先測量再補償，補償后還應再測量，并應按相應的分析標準（VDI3441、JIS6330或GB10931-89）對測量數據進行分析，直到達到機床的定位精度要求。

（4）機床的螺距誤差補償方式包括線性軸補償和旋轉軸補償這兩種方式，可對直線軸和旋轉工作臺的定位精度分別補償。

3 切削精度

檢查機床切削精度的檢查，是在切削加工條件下對機床幾何精度和定位精度的綜合檢查，包括單項加工精度檢查和所加工的鑄鐵試樣的精度檢查（硬質合金刀具按標準切削用量切削）。檢查項目一般包括：鏜孔尺寸精度及表面粗糙度、鏜孔的形狀及孔距精度、端銑刀銑平面的精度、側面銑刀銑側面的直線精度、側面銑刀銑側面的圓度精度、旋轉軸轉900側面銑刀銑削的直角精度、兩軸聯動精度等。

參考文獻

篇（8）

 

一、概述

全球定位系統GPS(GlobalPositioningSystem)是美國陸?？杖娐摵涎兄频男l星導航系統，具有全球性、全天侯、連續性、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，設計了靜態、快速靜態以及RTK等作業模式。

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，對衛星進行連續觀測，并將其觀測數據和測站信息，通過無線電傳輸設備，實時地發送給流動站，流動站GPS根據相對定位的原理，實時解算出流動站的三維坐標。

傳統的導線測量，不僅要求相鄰點之間通視GPS，而且精度分布不均勻，在較大的區域布設時，精度往往都不高。而采用常規的GPS靜態測量、快速靜態方法雖然精度高，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，提高了作業效率期刊網。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

興業縣葵陽鎮整村推進土地整治項目是廣西區重點項目，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109°45′～49′，北緯22°41′～44′之間。測區總面積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測量衛星狀態的高度截止角在15°以上的衛星個數≥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

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（9）

本條件適用于測繪專業各分支專業，即大地測量、攝影測量與遙感、工程測量（含礦山測量、水利測量等）、地形測量、海洋測繪、地籍測繪、房產測繪、地質測繪、地圖制圖與地圖制印、地理信息工程專業中從事科學研究、技術設計、技術生產及測繪儀器設備維修、質量檢查監督、技術管理、技術開發、科技信息等工作的工程技術人員。

二、政治思想條件

遵守國家法律和法規，有良好的職業道德和敬業精神。任現職期間，年度考核合格以上。

三、學歷、資歷條件

獲博士學位后，從事本專業技術工作，取得工程師資格2年以上?；虼髮W本科畢業以上學歷，從事本專業技術工作，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一考試，成績符合規定要求。

（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，成績符合規定要求。

五、專業技術工作經歷（能力）條件

取得工程師資格后，具備下列條件之一：

（一）?。ú浚┘墱y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的建設及技術推廣，完成數字化制圖或編輯入庫等項目工作。

六、業績成果條件

取得工程師資格后，具備下列條件之一：

（一）國家、?。ú浚┘墱y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）級優秀成果獎、優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，經省級業務主管部門審定，其項目設計水平先進、質量優良，產生顯著的效益。

（四）主持開發、推廣的科技成果兩項以上，取得明顯的經濟效益。

七、論文、著作條件

取得工程師資格后，公開發表、出版本專業有較高水平的論文（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）出版本專業著作1部。

（二）在省級以上專業學術期刊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、獲國家級發明獎、自然科學獎、科技進步獎項的主要完成人；或?。ú浚┘壸匀豢茖W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濟社會效益，處于本行業領先水平，并被?。ú浚┘壥谟鑳炐憧萍脊ぷ髡邩s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）

中圖分類號：U238 文獻標識碼：A 文章編號：

Abstract: This paper respectively from the high-speed railway precision engineering index, measuring accuracy and control network in the two aspects of technology, precise engineering surveying for high-speed rail in the issues related to the establishment and application of process involved are analyzed and researched, hope can cause particular concern and attention of all staff.

Keywords: network standard measurement precision indexes of engineering control of high-speed railway

中圖分類號：U212.24 文獻標識碼：A文章編號：

出行旅客對于交通工具的選擇不單單考慮到交通的方便與快捷，同時也將出行過程中的舒適性作為關鍵的衡量指標之一。特別是對于日益發展起來的高速鐵路而言，列車運行的穩定、可靠、與舒適在很大程度上取決于高速鐵路軌道的平順性。為此，工程作業中往往將需要對相關的指標進行衡量，以保障其質量的穩定。這也正是構建高速鐵路精密工程測量技術標準的關鍵所在。本文分別從精度指標以及控制網布設這兩點入手，對其展開詳細簡要分析與說明。

1、高速鐵路精密工程測量精度指標

相關實踐研究證實：在構建高速鐵路精密工程測量技術標準的過程當中，最關鍵，同時也是首先需要解決的問題在于——對平面控制網、以及高程控制網精度要求的確定。通過此種方式，將高速鐵路的施工控制在合理范圍內，以保障后期運行的安全與穩定。同時，相較于常規意義上的鐵路測量作業，高速鐵路精密工程測量技術標準有著更強的系統性與精度性。因此，精度指標在選擇與確定中，需要重點關注以下幾個方面的問題：

1.1 平面控制測量基準指標的選擇

選擇平面控制測量基準指標的目的在于：為控制網平差計算提供初始數據支持?？紤]到高速鐵路對工程測量精度指標的嚴格要求，因此需要保障實際施工中基本尺度的統一性（主要是指現場測定數據與坐標反算邊長數值的一致性）。當中，需要注意以下兩個方面的問題：

1.1.1 高斯投影邊長變形指標

高斯投影邊長變形指標以地球曲面的橢圓形態為依據，在曲面幾何圖形投影至平面的過程當中，產生變形是在所難免的。在測量學研究視角下，高斯投影邊長變形指標的計算方式為：

[測量邊中點與中央子午線間隔距離²（單位：km）/2*地球曲率半徑²（單位：km）]*測量邊長（m）

1.1.2 高程投影邊長變形指標

在將高程投影面作為參考橢圓體面的狀態下，參考橢圓體面所接收到的地面測量邊長投影也同樣會產生一定的變形，這即所謂的高程投影邊長變形。該指標的計算方式為：

[測量邊平均高程（單位：m）－投影面高程（單位：m）]/地球曲率半徑（單位：km）

由于過大的邊長投影變形數值會對高速鐵路施工及后期運行產生不良的影響，因此在工程測量中，必須針對邊長投影變形構建獨立的坐標系統。結合上述指標的計算方式，為充分保障高速鐵路工程建設的相關要求，就需要按照如下指標加以控制：邊長投影變形值≤10mm/km。

1.2 高程控制測量基準指標的選擇

現階段，全國性統一采納的高程基準為1985年版國家高程基準?？紤]到高速鐵路在線路長度、線路跨越管線等方面的特殊性，也為了保障高速鐵路自身與周邊相關交叉建筑物在高程關系上測量的準確與可靠，高程控制測量基準指標同樣需要以1985年版國家高程基準為準。對于個別無1985版國家高程基準水準點的施工區域，可采取獨立高程進行計算。但需要注意的是：在高速鐵路全線高程測量貫通后，需要及時進行消除斷高處理，并對獨立高程進行計算與轉換。

2、高速鐵路精密工程測量控制網布設

高速鐵路運行的快速性要求軌道幾何線性具備高精度特征，精度誤差應當控制在±2mm范圍內。為了充分保障高速鐵路軌道與地下工程在空間位置、以及高程等基本尺寸方面的吻合性，就需要構建專門性的平面控制網。結合現階段的實際情況來看，平面控制測量需要建立在三級控制網布設基礎之上所展開。三級控制網主要包括：（1）CPⅠ：這一級控制網屬于基礎平面控制網，主要目的在于為高速鐵路的勘測、施工、以及后期運營提供必要的基礎性坐標基準。需要注意的一點是：由于該級控制網直接對后兩級控制網運行產生影響，因此需要在控制網布設中，對其點位間距進行嚴格控制（宜控制在4.0km以內），以保障后續控制網具有絕對精度；（2）CPⅡ：這一級控制網屬于線路控制網，主要目的在于為高速鐵路的勘測、以及施工作業提供控制基準。該級控制網在布設中的點位間距應當控制在0.8km范圍內。同時，該級控制網需要布設為導線網模式，達到降低單導線橫向擺動誤差的目的；（3）CPⅢ：這一級控制網屬于軌道控制網，主要目的在于為高速鐵路的軌道施工、以及后期運營提供控制基準。該級控制網在布設中的點位間距應當控制在0.06km范圍之內。

3、結束語

高速鐵路工程項目的建設質量在很大程度上取決于高速鐵路精密工程測量技術標準的構建，當中對于鐵路軌道的平順性有著特殊且嚴格的要求。為此，本文針對高速鐵路精密工程測量技術標準中的相關問題展開了深入研究與探討，望能夠引起同行工作者的特別關注與重視。

參考文獻：