2023年精密測量技術論文【五篇】

世界已進入信息時代，人們在利用信息的過程中，首先要解決的就是獲取可靠的信息，因此傳感器技術越來越受到人們的重視。而隨著傳感器技術的發展，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年精密測量技術論文【五篇】,供大家參考。

精密測量技術論文范文第1篇

關鍵詞：光電檢測技術；
精密測量技術

中圖分類號：TN247文獻標識碼：A文章編號：

1.概論

世界已進入信息時代，人們在利用信息的過程中，首先要解決的就是獲取可靠的信息，因此傳感器技術越來越受到人們的重視。而隨著傳感器技術的發展，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，精密測量技術已經得到了越來越多的研究和重視，這就使得作為現代精密測量的核心技術的光電檢測技術的重要性與日俱增，因為傳統的檢測方法已經無法滿足這些工作條件下的特殊要求。因此，光電檢測技術的教學和研究已越來越受到國內為高等院校、科研機構和相關企業的重視。

現在一起科學技術是機械、光學、電學、計算機以及控制技術的綜合化，光、機、電、算一體化已經成為儀器發展的趨勢。傳感器的微型化、納米技術的發展，也對現代精密測量技術提出了越來越高的要求。在這種情況下，光電檢測技術的重要性越來越明顯。然而，在目前的測控技術月儀器體系中，光電檢測技術的重要性并沒有得到足夠的重視。本文首先介紹了現代精密測量技術的發展現狀，隨之介紹了光電檢測技術的基本內容及其面臨的問題，最后提出應當突出光電檢測技術的重要性，使之在測控技術與儀器專業體系中占有重要地位，這對培養具有創新能力和前瞻意識的高素質人才具有良好的促進作用。

2.現代精密測量技術的發展現狀

現代精密測量技術是一門集光學、電子、傳感器、圖像、制造機計算機技術為一體的綜合叉學科，涉及廣泛的學科領域，它的發展需要眾多相關學科的支持。在現代工業制造技術和科學研究中，測量儀器具有精密化、集成化、智能化的發展趨勢。

科學技術向微小領域發展，由毫米級、微米級繼而涉足到納米技術，即微/納米技術。微/納米技術研究和探測物質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展到現在的幾個納米數量級。金剛石車床加工的超精密衍射光柵精度已達1nm，實驗室已經可以制作10nm以下的線、柱、槽。

在這一大背景下，傳統的測量方式已經很難發揮大的作用。因此，與精密測量技術的發展需求相對應，光電檢測技術得到了越來越多的重視和應用。由于光電檢測技術在工業測控、精密測量和計量方面的重要作用，特別是隨著社會對產品質量意識的逐步提高。

3.測控技術與以其專業及其只是結構組成

測控技術與儀器技術隸屬于信息技術領域的儀器科學與技術學科，其內容主要涉及測量控制與儀器儀表技術領域。隨著科學技術尤其是電子信息技術的飛速發展，測量控制欲儀器儀表技術領域也發生了很大的變化。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展成為集傳感技術、計算機技術、電子技術、現代光學、精密機械等多種高新技術于一身的系統，其用途也從單純數據采集發展為集數據采集、信號傳輸、信號處理以及控制為一體的測控國產。特別是進入21世紀以來，隨著計算機網絡技術、軟件技術、微納米技術的發展，測量控制與儀器儀表呈現出虛擬化、網絡化和微型化的發展趨勢，從而使儀器科學與技術學科的多學科綜合及多系統集成的屬性越來越明顯。

由此可見，測控技術與儀器專業的學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。

光電檢測技術的簡介

技術的業務培養目標是：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，能在國民經濟各個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、運行管理等方面的高級工程技術人才。

技術的業務培養要求是：主要學習精密儀器的光學、機械與電子學基礎理論、測量與孔子理論和有關測控儀器的設計方法，手奧現代測控技術和儀器應用的訓練，具有本專業測控技術及儀器系統的應用級設計開發能力。

光電檢測技術的基本內容及其面臨的問題

光電檢測技術是測控技術與儀器專業能使技術人員了解和掌握光電轉換的基本原理及光電檢測技術所必須的各種知識，了解和掌握常用光電測量方法及常用測量儀器的使用，具備進行各種基本光電測量所需技能和設計簡單光電檢測電路的能力。

光電檢測技術基本內容包括三方面的內容。

掌握與光電技術有關的基礎知識、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。了解光電技術的發展及廣泛應用。掌握各種基本光電檢測方法的有關技術。

6.光電檢測技術在測控技術與儀器專業體系中的作用

綜上所述，《光電檢測技術》課程在測量控制與儀器儀表技術領域的重要性在不斷增加。然而，在目前的測控技術與儀器專業課程體系中，《光電檢測技術》課程的重要性并沒有得到足夠的重視。因此，我們需要對《光電檢測技術》在測控技術與儀器專業課程體系中的作用進行重新認識。

光電檢測技術在測控技術與儀器專業課程體系中的作用可以概括為四個字：承前啟后?！俺星啊笔侵腹怆姍z測技術是傳感器技術、工程光學、測控電路等內容的深入和拓展，“啟后”則是指光電檢測技術的內容是后續如光電儀器設計、智能儀器設計等環節的重要知識基礎。沒有對光電檢測技術知識的良好掌握，要實現對各種現代精密測量技術的整體把握、實現符合要求的具有良好性能價格比的精密測量系統是不可能的。

7.結束語

因此，本文認為，在測控技術與儀器技術學習中，應當突出光電檢測技術的重要性，在實驗設備、授課學時、人員配置、科研技術等方面予以重點支持，使之在測控技術與儀器專業課程體系中占有與其在測量控制與儀器儀表技術領域的重要性相稱的重要地位，這對于培養具有創新能力和前瞻意識的高素質人才具有良好的促進作用。

參考文獻：

[1] 葉聲華， 王仲， 曲興華。

精密測試技術展望。機電一體化。2001，6: 6―7.

[2] 曲興華。儀器制造技術。北京：機械工業出版社，2005.

精密測量技術論文范文第2篇

關鍵詞：
檢測技術；

制造工業；

在線檢測；

發展方向

中圖分類號：
TH186 文獻標識碼：
B 文章編號：
1009-8631（2013）01-0041-01

1 引言

檢測技術是現代制造業的基礎技術之一，是保證產品質量的關鍵。隨著現代制造業的發展，許多傳統的檢測技術已不能滿足其需要，表現在：現代制造產品種類有很大的擴充，現代制造強調實時、在線、非接觸檢測，現代產品的制造精度大大提高?，F代加工工業正在向高速、精密、自動化、大批量生產的方向發展，傳統的制造技術及生產管理模式正發生巨大變革。目前，在工業發達的國家里，一般工廠能穩定掌握lum的加工精度，通常將加工精度在0.1-lum的加工方法稱為精密加工，而將0.lum的加工方法稱為超精密加工。由于精密加工和超精密加工技術是固體電子元件、航天機械、激光用光學元件、核聚變裝置零件等加工的主要技術，許多工業發達國家都極為重視精密和超精密加工技術的發展。在我國，精密加工與超精密加工技術越來越受到重視，同時，制造過程中的自動化與高速化程度也越來越得到提高，這就要求與之相適應的高精度、高速度的自動化檢測設備和先進的檢測手段。我國機械行業中測量技術大部分限于靜態測量，缺乏動態檢測技術，尤其在大、微、特殊形狀、特殊位置的測試上與國際先進水平相差較大。

2 常用的檢測基本形式

2.1手工檢測技術。手工檢測是使用千分尺、卡尺等常規量具、量儀人工校正測量，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的浪費，影響機床的利用及產品的加工質量。

2.2離線檢測技術。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財力有限，因而難以具備高精度檢測設備，這就給企業帶來許多不變。另一方面，工件的多次裝夾降低了生產效率，增加了重復定位誤差，給生產和檢測帶來了諸多不變。

2.3 在線檢測技術。通過為機床配備一個觸發式測頭以及相應的檢測宏程序，構成機床在線檢測系統。該技術將加工和檢測集成在一起，實現了加工過程中的自動檢測，是一項很有發展潛力的檢測技術。

3 在線檢測技術的優勢及發展方向

3.1檢測技術的發展歷程。自然科學是人類認識世界和改造世界的強有力的武器，而自然科學的產生與發展都離不開測量。元素周期表的發明者門捷列夫說過：從開始有測量的時候起，才開始有科學。沒有測量，精密科學就沒有意義。新的測量方法標志著真正的進步，測試技術的水平是衡量一個國家科學技術水平的重要標志之十八世紀末期，由于歐洲工業的發展，要求統一長度單位。經過一百年的變遷，在1889年第一屆國際計量大會上，規定了鉑銥合金制成的具有刻線的基準尺（含鉑90%，銥10%）作為國際米原器。1960年第十一屆國際計量大會規定了采用X86在真空中的波長定義米。隨著激光技術的發展，光速測量精確度的提高，現已用光速來定義米，即米是平面電磁波在真空中1/2997924585內所行進的距離。伴隨著長度基準的發展，幾何量測量器具也在不斷改進。在十九世紀中葉以前，機械制造業中的主要測量工具是鋼板刻線尺，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。測量實現了檢測的自動化，是一種基于計算機自動控制的在線檢測技術。隨著數控機床在生產中的廣泛應用，在線檢測技術將會成為一項很有發展前景的技術。在線檢測是一個動態測試過程。動態測試的工作條件和工作環境比靜態測試要惡劣得多，而對測試技術的要求則很高，涉及到如傳感器技術、通信技術、自動控制技術及計算機應用技術等多學科、多技術領域，同時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者、專家自七十年代后期開始進行研究，對其測試方法、評定準則、評定理論提出了自己的看法，并建立了數學模型、理論研究日臻完善和成熟。

3.2在線檢測技術的優勢。在線檢測技術的發展為數控加工過程的質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式測頭，具有價格低、可靠性強、自身精度高等特點。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間長等問題。更為重要的是，其檢測過程由數控程序來控制，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，我國在測量方面綜合利用新技術、新原理、新方法上不如先進的國家，為了趕超國際先進水平，我國的不少科研機構和院校都在積極地探索先進的檢測原理和方法，如由天津大學和南京依維柯汽車有限公司聯合研制的依維柯白車身三維激光視覺檢測系統，采用激光技術、CCD技術，利用基于三角法的主動和被動視覺檢測技術實現被測點三維坐標尺寸的準確測量，其性能指標達到國際先進水平。

3.3目前國內外在線檢測技術發展的主要方向。第一，在線檢測系統的研究。從單參數檢測向多參數綜合檢測；
從單機檢測向全生產線以及全車間全廠的在線檢測，從單純檢測向檢測與控制的閉環系統，從應用于大批量生產向應用于中小批量生產的柔性檢測系統發展；

第二，微機化智能化。采用微機智能功能來保證在線檢測系統能滿足生產線上各種參數變化及外界條件干擾時，系統能迅速適應變化和排除干擾；
第三，在線檢測系統的可靠性。生產線要求長期連續運行，因此要求從可靠性設計開始，保證元器件制造、調試安裝各環節的可靠性，并在系統中加入故障自檢自診斷功能，從而提高在線檢測系統的可靠度；
第四，在線檢測裝置產業化。使裝置模塊化、通用化、標準化，以利于降低成本，推廣應用。我國的在線檢測技術，特別是光學、光電在線檢測的應用，雖然起步較晚，但是隨著光機電一體化儀器和裝置及光電技術、計算技術的發展，在線檢測技術已獲得重大進展。采用微電子技術裝備及改造新、老機床設備是當今科學技術發展的趨勢，是用新技術改造傳統工業的主攻方向，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300萬臺，在數量上居世界第二位，但其技術狀態很差，老機床、普通機床多，高效、精密機床少。作為工業生產過程中最重要生產手段的機床設備處于這種狀況則難以提高產品質量、勞動生產效率和經濟效益。因此利用在線檢測技術可在現有的設備上提高產品的質量，提高生產率。

參考文獻：

精密測量技術論文范文第3篇

關鍵詞：精密控制測量 鐵路工程 設計

中圖分類號：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的布設原則、等級、作業要求和數據處理方法。適用于各類工程的勘察設計、施工放樣、安裝調試、變形監測諸階段的精密測量工作。在其他領域應用時，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，以先進的測量方法、儀器和設備，在特殊條件下進行的測量工作。精密工程測量準確求定控制點和工作點的坐標和高程以及進行精密定向、精密準直、精密垂準，為經濟建設、國防建設和科學研究服務。

對于一般工程來說精密工程控制測量不是一個新名詞，而對于鐵路來說確是最近幾年得到長足的發展。

鐵路精密工程測量過程分為以下幾個步驟：（1）技術設計書的設計與編寫。（2）現場的選點埋標及測量工作。（3）數據整理工作及技術報告的設計與編寫；
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 技術設計書的設計與編寫

（1）鐵路精密工程控制測量技術設計書，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，因此必須編寫的系統全面，特別是每個技術指標的制定，必須滿足鐵路的技術等級要求。編寫前先要搜集過去工作資料，了解整個工程概況，包括工程所處的地理區域，過去工作的注意事項，工作方法及成果資料的精度指標。必須明確鐵路的等級、設計時速及線路的設計資料，以此來確定鐵路精密測量控制點的埋標等級，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。對于每個環節都要仔細斟酌，確保制定的測量方法及技術指標滿足鐵路設計要求，能夠指導后續工作。

（2）坐標系統的設計：根據測區投影長度變形值的要求，采用任意帶高斯正形投影抵償坐標系進行坐標系分帶設計。無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值與現場實測值應盡量一致，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，把邊長投影變形值控制在一定范圍內以滿足施工測量的要求。德國高速鐵路采用MKS定義的特殊技術平面坐標系統。MKS可根據需要把地球表面正形投影到設計和計算平面上，發生的（不可避免的）長度變形限定在10 mm/km 的數量級上。參考國外先進的控制測量技術，規定投影長度的變形值一般不大于10 mm/km。關于投影長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模型：抵償坐標系統、任意中央子午線坐標系統、任意中央子午線的任意較窄寬度帶坐標系統。

2 現場的選點埋標及測量工作

2.1 選點工作

選點看起來是一項比較簡單的工作，其實不然，無論GPS還是導線選點都要求有很高的技術水平的工作。如果點位選擇不好，會給后續工作帶來很大的麻煩。有時甚至因為點位的原因不能測量而必須重新選點。GPS點位要盡量選擇在四周開闊的區域，在地面高度角15°內不應有成片的障礙物；
點位應選擇在交通方便，且利于安全作業的地方；
點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）；
點位須遠離大功率無線電發射源（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，盡量避開大面積水域。值得強調的是，點為要選在土質穩定，易于保存且容易到達的地方，盡量不要選在坎邊、臨時性的房屋頂上和距離線位太近的地方。實踐證明，當有流動的物體經過GPS靜態接收機附近時對信號的PDOP影響很大，因此也不要選在公路路邊、鐵路路基上，因為這樣將會給后序的測量和數據處理帶來很大的麻煩，有時甚至不得不重新選點測量。

2.2 埋標工作

一般來講選點和埋標工作最好同時進行，避免選好點時間臺長標記丟失給后續埋標工作帶來麻煩。埋標最基本原則是按照事先選好的位置和尺寸埋設，但如果發現選點的位置有問題，可以適當的調整，如發現選好的位置有地下水、土質不好有淤泥等情況，就要做調整。調整時要看事先計劃好的通視情況進行，避免任何點都不通視的點存在。根據現場情況，保證現場點名和事先設計好的點名完全一直，在印完每個點名時都要認真核對核實并拍好招片，現場仔細繪制好點之記。

2.3 測量工作

測量工作分為以下幾個步驟。

（1）出工前的準備工作。

檢查儀器檢定證書是否在有效期內，儀器部件是否齊全，設備有無破損情況。最好進行實地測量，檢查儀器是否能夠正常。GPS測量最好用帶有長水準氣泡的基座，出工前要檢校好每一個基座的對中器?；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題造成了?；鶛z校主要是對中器，水準管兩方面檢校，須由專業人員或者工作經驗豐富的人員檢校。

（2）現場測量工作。

通過京滬高速鐵路、太中銀鐵路、京石客運專線等多個精密控制項目GPS測量工作發現，GPS基座的由于在運輸過程中長途顛簸，對中器和長水泡經常發生問題，所以要求操作者對基座做經常性的檢查校正，發現問題及時解決處理。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報告的設計與編寫

3.1 數據整理工作

3.2 技術總結的編寫工作

技術總結應該詳實縝密全面，主要是對測量過程、測量方法及測量成果的結論，總結出經驗以便別人借鑒。

參考文獻

[1] 戴建清.GPS控制測量技術在橋梁檢測中的應用[J].科技資訊.2007（3）：23-24.

精密測量技術論文范文第4篇

關鍵詞：現場超大尺寸測量；
iGPS；
數字攝影；
組合測量

中圖分類號：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

技術的發展歷史方向都是由常規向極端發展，隨著測量技術的發展，測量范圍也向極大極小尺寸發展。在小尺度上已經成功開辟了微納測量研究領域，比較而言，現場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，對現場超大尺寸坐標測量技術及其相關理論體系的研究有待進一步深化。

和常規測量相比較，現場超大尺寸測量具有顯著特點：測量空間大、測量環境復雜、干擾因素多，測量設備和測量系統必須在測量現場進行組建、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域亟待解決的問題?，F代大尺寸精密坐標測量技術是一門集電子、光學、圖像、傳感器、制造及計算機技術為一體的綜合叉學科。

在重大技術裝備涉及的關鍵技術中，大尺寸精密坐標測量技術是其中的基礎支撐技術之一。國內發展勢頭最好的幾個重裝技術及應用領域，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。測量類型分類見表1。

超大尺寸坐標測量技術的需求和應用主要包括以下幾個方面：（1）航空航天；
（2）船舶工程與海洋工程；
（3）電力電網行業；
（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研究領域，如天體望遠鏡、粒子加速器等設備外形尺寸的研制，自動化生產設備（如機械手臂等）的運動參數分析中。超大尺寸測量系統無論在科研前沿、國防工業還是在國民生產領域都有著廣泛的應用和需求，開展對超大尺寸測量系統相關理論和設備的研究具有廣闊的應用前景。

2 技術比較

現存的大尺寸的測量方法主要有八種，表2對國際領先的八種典型大尺寸測量系統進行了比較。從表中可以看出關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。對于經緯儀測量系統和全站儀測量系統而言，其自動化程度低，動態測量能力差，并不能滿足現場實時測量的要求。激光跟蹤和激光掃描測量系統對超大尺寸測量全場時間花費長，且對工作的環境要求很高，抗干擾能力差，不適合進行現場超大尺寸測量。

數字攝影測量系統在微米到幾百米的尺度上都能進行較高精度的測量，便攜及非接觸測量的特點使得其能在惡劣和極端環境正常工作?？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超大尺寸測量技術。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，它利用發射器發出紅外信號。測量一個點所需要的最少發射器是2個，發射器越多，測量越精確，測量范圍越大。理論上只要增加發射器數量，iGPS擁有無限擴展的能力，是最有前景的現場超大尺寸測量技術。iGPS目前主要應用機制造業，典型產品是美國ArcSecond公司的iGPS系統，如今該公司已被Nikon公司收購。在40m以內時測量精度較高，單點測點精度0.2mm。

3 結語

本文分析比較了八種大尺寸測量系統的特點，總結了在現場超大尺寸測量的應用前景。目前并沒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缺點，將幾種測量系統組合的組合測量系統。

參考文獻：

[1]陸建.關節式坐標測量機的運動學標定研究[D].昆明：昆明理工，2014.

[2]黃桂平，欽桂勤.大尺寸三坐標測量方法與系統[J].宇航計測技術，2007，27（4）：15-19.

[3]周虎.基于視覺的目標跟蹤與空間坐標定位系統研究[D].天津：天津大學，2011.

[4]黃鴻偉.地鐵隧道全站儀自動化監測的技術難點問題及解決方案[J].測繪通報，2016，0（8）：149-151.

[5]張啟福.地面三維激光掃描儀性能測試方法研究[D].鄭州：信息工程大學，2012.

精密測量技術論文范文第5篇

關鍵詞：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，具有速度快、全天候、自動化、測站間無需通視、可同時測定點的三位坐標及精度高等優點，因而獲得了廣泛應用。目前GPS精密定位技術已經廣泛地滲透到經濟建設和科學技術的許多領域，對經典大地測量學的各個方面產生了極其深的影響。它在大地測量學及其相關學科領域，如地球動力學、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、運動目標的測速以及精密時間傳遞等方面的廣泛應用，充分顯示了衛星定位技術的高精度與高效益。隨著社會和生產的飛速發展，各種大型的工程建筑越來越多，所以其變形監測的工作也變得越來越重要。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定位技術此時在變形監測中以其顯示出傳監測技術所無法取代的重要作用。

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、潰壩、橋梁與建筑物的倒塌等。

所謂變形監測，就是利用測量儀器及其他專用儀器和方法對變形體進行監視、觀測的工作。變形監測又稱變形測量或變形觀測，其任務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和時間特征。變形監測工作是人們通過變形現象獲得科學認識、檢驗理論和假設的必要手段，是工程測量學的重要內容。

三、變形監測的目的與意義

由于大型建(構)筑物在國民經濟建設中的重要性，其安全問題受到普遍關注。各種工程規模越來越大，造價越來越高，工程要求也越來越精密，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，準確地掌握各類工程的變形狀態，實現預測和防治工程災害的目的，顯得十分重要。對重要建(構)筑物實施變形監測的主要目的及意義體現在以下幾個方面。

1.分析和評價建筑物的安全狀態

由于工程的地質條件、內部結構、使用中的荷載及振動等內外因素的影響，建(構)筑物及其設備在施工及運營過程中都會產生一定的變形，如建(構)筑物的整體或局部發生沉陷、傾斜、扭曲、裂縫等。這種變形如果超過了一定的限度，就會影響建(構)筑物的正常使用，可能危及其安全。因此，在各類工程在施工及運營期間，尤其是大型工程，一般都要進行變形監測，以監視建(構)筑物的安全狀態。

2.驗證設計原理，反饋施工質量

在國內外，存在不少因設計或施工質量問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，而且其結果也是對設計數據的驗證，同時起到反饋施工質量的重要作用，為改進設計和科學研究提供重要的資料和依據。

3.研究變形規律，進行合理分析和預報

通過大量的監測數據對變形體的變形規律進行系統的分析研究，更好的掌握變形機理，給出合理的物理解釋，建立有效的變形預報模型，是變形監測的中心任務。

總而言之，變形監測有實用上和科學上兩方面的意義。首先是實用上的意義，掌握各種建筑物和地質構造的穩定性，為安全性診斷提供必要的信息，以便及時發現問題并采取措施;其次是科學上的意義，包括更好地理解變形的機理，驗證有關工程設計的理論和地殼運動的假說，進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(如GPS技術、合成孔徑雷達干技術(INSAR))等。近年來，合成孔徑雷達干涉技術(INSAR)、GPS技術、激光掃描技術、布里淵散射光時域反射測量技術(BOTDR)、計算機層析成像(CT)技術等變形監測新技術成為國內外研究熱點，并得到了廣泛應用.基于GPS技術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、新技術之一。GPS衛星定位技術相比于傳統的測繪作業方法與模式有著顯著的特點和優越性，其優越的性能及廣泛的適用性，是常規測量作業難以比擬的。GPS以其全天候、高精度、高效率、實時動態等優點，成為當今極為重要的監測手段之一。如今，GPS技術已廣泛應用與地殼運動觀測，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，在實踐中逐步發展、完善，積累了豐富的經驗。將GPS技術應用于橋梁工程的變形監測方面，國內外開展了廣泛的研究和試驗。

80年代中期，我國引進GPS接收機，并應用于各個領域。同時著手研究建立我國自己的衛星導航系統。至今十多年來，據有關人士估計，目前我國的GPS接收機擁有量約有10萬臺左右，其中測量類約800-1200臺，航空類約幾百臺，航海類約6萬多臺，車載類約2萬多臺。而且以每年2萬臺地速度增加。足以說明GPS技術在我國各行業中應用的廣泛性。

在大地測量方面，利用GPS技術開展國際聯測，建立全球性大地控制網，提供高精度的地心坐標，測定和精化大地水準面。組織個部門參加1992年全國GPS定位大會戰。經過數據處理，GPS網點地心坐標精度優于0.2m，點間位置精度優于10-8。在我國建成了平均邊長約100km的GPS A級網，提供了亞米級精度地心坐標基準。此后，在A級網的基礎上，我國又布設了邊長約30-100km的B級網，全國約2500個點。A、B級GPS網點都聯測了幾何水準。這樣，就為我國各部門的測繪工作，建立各級測量控制網，提供了高精度的平面和高程三維基準。我國已完成西沙、南沙群島個島嶼與大陸的GPS聯測，使海島與全國大地網聯結成一個整體。

在工程測量方面，應用GPS靜態相對定位技術，布設精密工程控制網，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，應用GPS實時動態定位技術（簡稱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實時動態載波相位差分(RTK)技術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個測站，另外還設有兩個基準站。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行監測，數據采樣率為10Hz，通過通信光纖把數據從各個監測站傳輸到數據處理中心。該系統通過對橋梁位移和變形的高精度實時監測和分析，為橋梁的管理和維護提供了科學的依據。

五、GPS變形監測的發展趨勢

1.建立GPS變形監控在線實時分析系統對于大壩、大型橋梁、高層建(構)筑物、滑坡和地區性地殼變形監測，研究建立技術先進而又實用的GPS變形監控在線實時分析系統是一個重要的發展趨勢。這 種系統由數據采集、數據傳輸和數據處理與分析等幾個主要部分組成，可以使監測數據得到及時地分析和處理，從而實時地評價變形的現狀和預測其發展趨勢，為災害發生的可能性分析與預報提供科學依據，這對處于活躍階段的滑坡體變形及斷層的相對運動監測具有特別重要的意義。由于建立連續運行的GPS網絡系統進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一機多天線變形在線實時監測分析系統也一個頗有實際意義的研究方向。

2.建立“3S”(GPS、GIS、RS)集成變形監測系統隨著計算機技術、無線電通訊技術、空間技術及地球科學的迅猛發展，“3S”(GPS、GIS、RS)技術已從各自獨立發展進入相互集成融合的階段[20，21]?！?S”技術集成，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系提供技術支撐，特別是時態GIS(Temporal GIS，簡稱TGIS)技術的應用，它可以描述四維空間的地質現象，除具有一般GIS的功能外，還能夠記載研究區域內各種地質現象隨時間的演繹過程，這對滑坡等地質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，也是變形監測技術的重要發展趨勢之一。

3.建立GPS與其他變形監測技術集成組合的綜合變形監測系統為克服GPS技術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(如IN2SAR、攝影測量和特殊變形測量技術等)集成組合形成綜合變形監測系統，可實現不同監測技術之間的優勢互補。例如，將GPS與INSAR集成組合成GPS/INS變形監測系統，可從離散點位測定進入到四維形變場(x，y，z，t)的整體動態精確測定，使GPS變形監測技術應用范圍更加廣闊?，F在 GPS等空間測地技術不僅可以應用于水庫大壩及各種滑坡的精密外觀形變監測，而且已經用于研究板塊運動、亞板塊運動等問題，這在過去是不敢想象的。GPS等空間測地技術集成組合應用于大范圍、整體性的地殼運動監測，將使地殼形變觀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等空間測地技術用于大型工程的變形監測帶來了新的機遇，為推進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動態變形分析為了克服經典Fourier分析不能描述信號時頻特征的缺陷，可將小波變換用于GPS動態變形分析，即利用小波變換的多分辨率特性，實現GPS動態監測數據的濾 波、變形特征信息的提取以及不同變形頻率的分離。通過小波變換提取變形特征的研究工作已經起步，但尚未取得實質性的研究成果。在第21屆國際大地測量與地球物理聯合會(IUGG)大會上，國際大地測量協會(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年召開的第22屆IUGG大會上，“小波理論及其在大地測量和地球動力學中的應用”再次被IAG確定為GIV分會(大地測量理論與方法)的新的研究課題。由此可見開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工具，可解決其他方法無法解決的難題，對非平穩信號消噪有著其他方法無法比擬的優點。因此，小波分析理論在GPS動態變形監測的數據處理與分析方面將可發揮重要作用。

參考文獻：

[1]過家春.GPS術在橋梁變形監測中的應用研究[J].合肥工業大學出版社.2010.