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【關(guān)鍵詞】家具 力學(xué)檢測(cè) 位移 精確測(cè)量

現(xiàn)階段，家具力學(xué)檢測(cè)中位移的精確測(cè)量項(xiàng)目主要應(yīng)用的測(cè)量原理有光柵式位移傳感器、三角法測(cè)試技術(shù)、磁柵式位移傳感器等三種，但是，在實(shí)際的使用中，卻由于使用不當(dāng)而產(chǎn)生一定的測(cè)量誤差，因此，本文主要對(duì)這三種測(cè)量原理進(jìn)行分析，并通過(guò)兩個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目來(lái)對(duì)位移可信度低的問(wèn)題進(jìn)行分析。

1 家具力學(xué)檢測(cè)中位移可信度低的問(wèn)題分析

在進(jìn)行家具力學(xué)檢測(cè)中，主要面對(duì)的是板式家具、實(shí)木家具等木材家具，在實(shí)際的檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)位移可信度存在過(guò)低的問(wèn)題，造成這方面的原因有很多，下面主要以家具力學(xué)檢測(cè)中位移可信度低的問(wèn)題進(jìn)行試驗(yàn)分析，具體如下。

1.1 對(duì)抽屜結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的試驗(yàn)

在木材家具中，抽屜是家具的重要結(jié)構(gòu)之一，對(duì)抽屜結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的試驗(yàn)，主要是按照規(guī)定的力度在推拉構(gòu)件的面板以及后板的內(nèi)側(cè)中部大約距離推拉構(gòu)建20mm高的位置，按照規(guī)范要求緩慢的增加推拉力度[1]。按照這個(gè)流程對(duì)其進(jìn)行20次試驗(yàn)，在第1次和第20次加載時(shí)，要根據(jù)相應(yīng)的要求分別對(duì)面板以及后板的水平位移進(jìn)行測(cè)量。本次試驗(yàn)中主要引用的條款為：GB/T 10357.5-2011 的7.5.5條款，ISO 7170-2005 的 7.5.5 條款。

對(duì)本次試驗(yàn)位移可信度低的分析，主要引用GB/T 10357.3-2013、ISO7170-2005的力值范圍：40～70N，重復(fù)次數(shù)為20次[2]。本次試驗(yàn)中家具主要應(yīng)用的材料為中纖板，常用的四種厚度中纖板如下，同時(shí)，在本次的試驗(yàn)中，如果高度上受力均勻并且忽略高度為20mm加力影響的話，那么，針對(duì)本次試驗(yàn)中使用四種厚度中纖板20次求的平均值如下（如表1所示），本次彈性模量的依據(jù)主要根據(jù)GB/T 17657-1999中的4.9條款對(duì)其進(jìn)行測(cè)量的，并且也測(cè)得在70N下的應(yīng)變量值，根據(jù)公式推算家具檢測(cè)如下。

如果是采用70N對(duì)其沖擊一次的話，那么位移變化量大概為0.003mm左右，如果再對(duì)其沖擊20次的話，那么位移將會(huì)擴(kuò)大至20倍左右，當(dāng)然，如果等材料恢復(fù)性能之后實(shí)際達(dá)不到20倍，但從這個(gè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)中可以清楚的看出抽屜結(jié)構(gòu)精確測(cè)量中存在著誤差。

1.2 水平靜載荷對(duì)精確測(cè)量誤差的試驗(yàn)

水平靜載荷試驗(yàn)方法如下：首先，要利用擋塊將腿1和腿2進(jìn)行固定，然后再向桌面上加載相應(yīng)的平衡載荷。其次，根據(jù)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定施加力，主要將其作用在桌面中心線一側(cè)的點(diǎn)位上，并對(duì)其進(jìn)行水平加力20次，而且要保證每次加力不能少于10秒[3]。在整個(gè)試驗(yàn)的過(guò)程中，要對(duì)第一次以及最后一次的加載和卸載位移值分別對(duì)其進(jìn)行測(cè)量，這是對(duì)桌面上一個(gè)點(diǎn)位的位移測(cè)量，再利用同樣的方法，分別取三個(gè)點(diǎn)，并對(duì)這個(gè)三個(gè)點(diǎn)進(jìn)行同樣的位移測(cè)量方式。其中主要引用的條款為：GB/T 10357.1-2013的5.1.2條款、ISO/DIS8019-1986。

通過(guò)以上的試驗(yàn)對(duì)家具力學(xué)檢測(cè)中位移的精確測(cè)量誤差進(jìn)行分析，試驗(yàn)中主要采用的驗(yàn)證方法為：GB/T 10357.1-2013，并且力值范圍為175-900 N，重復(fù)加載20次。在整個(gè)試驗(yàn)的過(guò)程中，雖然主材為木材家具，但是，由于木材質(zhì)量以及性能上的差別，也使得在實(shí)際的測(cè)量過(guò)程中可能出現(xiàn)0-20mm的誤差。在正常的試驗(yàn)中主要采用游標(biāo)卡尺對(duì)其位移進(jìn)行測(cè)量，但是，在實(shí)際的試驗(yàn)測(cè)量中發(fā)現(xiàn)，一旦撤去力之后，覆面板與連接件之間會(huì)存在慣性的作用，從而導(dǎo)致位移會(huì)隨著時(shí)間的推移變小，因此，要確保位移測(cè)量精度的準(zhǔn)確性，必須對(duì)位移進(jìn)行瞬時(shí)測(cè)量，然而，游標(biāo)卡尺在測(cè)量的過(guò)程中，是有一個(gè)較長(zhǎng)時(shí)間的過(guò)程，從而導(dǎo)致對(duì)位移測(cè)量很難進(jìn)行重復(fù)定位，致使位移測(cè)量出現(xiàn)誤差。

2 家具力學(xué)檢測(cè)中位移測(cè)量的原理

2.1 利用光柵式位移傳感器實(shí)施測(cè)量

光柵式位移傳感器在家具力學(xué)檢測(cè)中的應(yīng)用，主要是通過(guò)光學(xué)原理來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)位移的精確測(cè)量。在測(cè)量的過(guò)程中，首先要將信號(hào)作為一種數(shù)字脈沖的形式進(jìn)行檢測(cè)輸出，然后再根據(jù)信息反饋裝置接受數(shù)字脈沖的信號(hào)，從而對(duì)目標(biāo)進(jìn)行測(cè)量[4]。眾所周知，光的速度極快，那么光柵式位移傳感器利用光學(xué)原理也具有速度快的優(yōu)勢(shì)，另外，光柵式位移傳感器的應(yīng)用還具有精度高、檢測(cè)范圍大的特點(diǎn)，是當(dāng)今家具力學(xué)檢測(cè)中位移精確測(cè)量的重要方式之一。

2.2 三角法測(cè)試技術(shù)

三角法測(cè)試技術(shù)是家具力學(xué)檢測(cè)中位移測(cè)量的重要技術(shù)之一，三角法測(cè)試技術(shù)主要是運(yùn)用激光的方式來(lái)實(shí)施測(cè)量的，是激光測(cè)試技術(shù)中的一種，相對(duì)來(lái)說(shuō)三角法測(cè)試技術(shù)的應(yīng)用較為廣泛[5]。三角法測(cè)試技術(shù)運(yùn)用的最大優(yōu)勢(shì)就是能夠?qū)崿F(xiàn)非接觸的測(cè)量，相比于傳統(tǒng)的人為精確測(cè)量方法來(lái)說(shuō)，三角法測(cè)試技術(shù)的應(yīng)用精確度要高很多，而且，該種位移檢測(cè)技術(shù)也是當(dāng)今應(yīng)用極為廣泛的一種測(cè)量技術(shù)。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，激光測(cè)量技術(shù)的發(fā)展也極為迅速，激光器、光電掃描技術(shù)、陣列型光電探測(cè)器則是利用激光測(cè)量技術(shù)的原理而研制的高新測(cè)量技術(shù)，相比于傳統(tǒng)的測(cè)量方式來(lái)說(shuō)，具有測(cè)量速度快、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、靈活性高、處理能力強(qiáng)、精度高等優(yōu)勢(shì)，為家具力學(xué)檢測(cè)位移中的精確測(cè)量工作創(chuàng)造更有利的測(cè)量條件。

2.3 磁柵式位移傳感器的測(cè)量

磁柵式位移傳感器主要是利用錄音技術(shù)與傳感器原理的結(jié)合來(lái)完成的。磁性尺在錄磁頭上將間隔相等的磁波錄制下來(lái)，再對(duì)這個(gè)磁性尺的波長(zhǎng)進(jìn)行分析，從而得出相應(yīng)的距離，也可以將這個(gè)過(guò)程稱之為錄磁[6]。磁柵式位移傳感器在運(yùn)用的過(guò)程中，除了原理之外其他的都與光柵式位移傳感器工作室的測(cè)量方法、特點(diǎn)以及傳感器的結(jié)構(gòu)等有很大的相似之處。

3 家具力學(xué)檢測(cè)中位移精確測(cè)量原理的適用性

通過(guò)以上的分析，我們對(duì)三種家具力學(xué)位移測(cè)量原理有所了解，在實(shí)際的使用中，要根據(jù)實(shí)際的測(cè)量情況利用相應(yīng)的測(cè)量技術(shù)，如果是按照GB/T 10357.1- GB/T 10357.7對(duì)其進(jìn)行逐條分析的話，那么得出的結(jié)果是每種測(cè)量原理都有著不同之處，而且也會(huì)根據(jù)對(duì)家具力學(xué)位移精度測(cè)量原理的不同而有著不同的適應(yīng)性（如表2所示）。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在對(duì)家具進(jìn)行位移精度的檢測(cè)過(guò)程中，參考的測(cè)量原理主要有光柵式位移傳感器、三角法測(cè)試技術(shù)、磁柵式位移傳感器等，當(dāng)然，每種測(cè)量原理的差異性，也導(dǎo)致在不同測(cè)量項(xiàng)目中有著不同的適用性。通過(guò)以上對(duì)家具力學(xué)檢測(cè)中位移的精確測(cè)量分析，作者主要利用兩項(xiàng)試驗(yàn)方式來(lái)對(duì)家具力學(xué)位移測(cè)量誤差進(jìn)行分析，并結(jié)合自身對(duì)家具位移的精確測(cè)量原理的了解，主要從以上三方面測(cè)量原理展開分析，希望通過(guò)本文的分析，對(duì)提高家具力學(xué)檢測(cè)中位移精確測(cè)量工作效率給予一定的幫助。

參考文獻(xiàn)：

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篇2

關(guān)鍵詞：LVDT 信號(hào)調(diào)理 鎖相放大器 同步解調(diào)

中圖分類號(hào)：TP212 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）08（b）-0062-02

LVDT是一種可以輸出位移信息的傳感器，內(nèi)部由一個(gè)初級(jí)線圈、兩個(gè)次級(jí)線圈、一個(gè)可自由移動(dòng)的鐵芯以及線圈骨架、外殼等部件構(gòu)成。LVDT工作原理可以等效為一個(gè)鐵芯可動(dòng)的變壓器，在初級(jí)線圈加一個(gè)固定頻率的激勵(lì)信號(hào)，當(dāng)鐵芯位于兩個(gè)次級(jí)線圈中心位置時(shí)，次級(jí)線圈感應(yīng)的電壓相等，兩個(gè)次級(jí)線圈的電壓差是零；當(dāng)鐵芯由中間向兩邊移動(dòng)時(shí)，次級(jí)兩個(gè)線圈輸出電壓差與鐵芯位移成線性關(guān)系。由于可移動(dòng)鐵芯和線圈不需直接接觸，LVDT一般可以用于比較嚴(yán)酷的工作環(huán)境[1]。

1 信號(hào)調(diào)理電路的設(shè)計(jì)

LVDT信號(hào)調(diào)理電路的基本工作方框圖如圖1所示。其中ADA2200是一款采用同步解調(diào)器和可調(diào)諧濾波器，可以在噪聲干擾幅度大于信號(hào)幅度的情況下實(shí)現(xiàn)小信號(hào)測(cè)量的芯片[2]。ADA2200的激勵(lì)信號(hào)頻率可通過(guò)SPI編程來(lái)設(shè)定，輸出的激勵(lì)信號(hào)RCLK用來(lái)控制電子開關(guān)ADG794，產(chǎn)生固定頻率的方波信號(hào)驅(qū)動(dòng)LVDT的初級(jí)線圈。LVDT次級(jí)線圈輸出電壓的頻率與激勵(lì)信號(hào)相同，幅度與可移動(dòng)鐵芯的位置有關(guān)。ADA2200采用內(nèi)部的鎖相放大器及可編程濾波器將這個(gè)與位移相關(guān)的特定頻率信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)與鐵芯位移成比例的直流電壓。電路中C7、R9、和R10等元件可降低輸出線圈的Q值，使電路不容易受LVDT輸出線圈電感和電阻的變化影響。R7、C9和R8、C8組成RC濾波器可以進(jìn)一步濾除外部干擾信號(hào)，經(jīng)過(guò)濾波后的信號(hào)進(jìn)入模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADS1232。

2 整體電路設(shè)計(jì)

LVDT測(cè)量?jī)x整體系統(tǒng)框圖如圖2所示。主要由前級(jí)信號(hào)調(diào)理電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、主控單片機(jī)、液晶顯示器、按鍵、調(diào)試下載接口以及供電電源等部分構(gòu)成。

2.1 主控制芯片

主控制芯片采用的是新唐M451MLC3AE微控制器。該系統(tǒng)中，M451用于設(shè)置ADA2200、ADS1232的工作狀態(tài)，同時(shí)讀取模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADS1232輸出的與LVDT位移成線性關(guān)系的數(shù)字信號(hào)，再通過(guò)內(nèi)部數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換計(jì)算后在液晶顯示器1602A上直接顯示位移值。

2.2 數(shù)模轉(zhuǎn)換器

模數(shù)轉(zhuǎn)換器采用的是TI公司的ADS1232，該ADC是一款高度集成的24 bit delta-sigma模數(shù)轉(zhuǎn)換器，可用于低電平、高精度測(cè)量，特別是廣泛用于衡量器應(yīng)用。此ADC由一個(gè)低漂移、低噪聲的儀表放大器和一個(gè)數(shù)字濾波器組成。內(nèi)部放大器的增益可設(shè)置為1、2、64、128，ADS1232輸出數(shù)據(jù)率可以設(shè)置為10 SPS或80 SPS，10 SPS時(shí)可以同時(shí)抑制50 Hz及60 Hz頻率的干擾信號(hào)，該系統(tǒng)中輸出數(shù)據(jù)率設(shè)置為10 SPS。

3 系統(tǒng)測(cè)試

為驗(yàn)證位移測(cè)量?jī)x的工作情況，采用標(biāo)定儀對(duì)設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行測(cè)試，LVDT傳感器采用RDP公司的ACT1000。通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)標(biāo)定儀中的千分尺，LVDT會(huì)產(chǎn)生相同的位移變化。記錄千分尺的位移數(shù)值，同時(shí)讀取LCD顯示的位移值可對(duì)位移測(cè)量?jī)x做驗(yàn)證。

4 結(jié)語(yǔ)

文章根據(jù)實(shí)際工作需要，研制完成了基于新唐M451微控制器的位移測(cè)量?jī)x，并對(duì)電路進(jìn)行了測(cè)量驗(yàn)證。實(shí)測(cè)表明M451配合ADA2200在采用同步解調(diào)的方法處理LVDT位移信號(hào)方面具備一定的優(yōu)勢(shì)，可極大地簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)。檢測(cè)電路精度高、抗干擾能力強(qiáng)，具備一定的應(yīng)用推廣價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

篇3

關(guān)鍵詞：CCD 位移測(cè)量 圖像 像素?cái)?shù)

中圖分類號(hào)：TH744 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2013）10-0076-02

1 引言

自從非接觸測(cè)量受關(guān)注以來(lái)，基于激光[1，2]和超聲波[3]的測(cè)量技術(shù)是最常用的方法。但是基于激光和超聲波的測(cè)量方法的測(cè)量精度在很大程度上依賴于被測(cè)物表面的反射能力，如果測(cè)量表面不理想，那么測(cè)量系統(tǒng)通常會(huì)表現(xiàn)很差，由于測(cè)量系統(tǒng)存在這些問(wèn)題會(huì)產(chǎn)生測(cè)量精度丟失，因此采用基于激光的測(cè)量?jī)x器進(jìn)行標(biāo)定就會(huì)有一定的影響，而且這些測(cè)量方法在進(jìn)行測(cè)量時(shí)對(duì)目標(biāo)圖像的記錄存在一定的難度。于是基于圖像測(cè)量技術(shù)[4-6]的位移、距離以及從攝影圖像中獲取目標(biāo)幾何特征的圖像測(cè)量技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。本文基于數(shù)字圖像處理技術(shù)，提出了以圖像像素?cái)?shù)來(lái)計(jì)算被測(cè)目標(biāo)距離和位移的圖像測(cè)量方法。

2 位移測(cè)量方法

假設(shè)被測(cè)目標(biāo)平面垂直于數(shù)碼相機(jī)光軸，且被測(cè)目標(biāo)位于數(shù)碼相機(jī)光軸附近，那么就能進(jìn)行位移測(cè)量。如圖1所示，測(cè)量目標(biāo)表面同一水平直線上有兩參考點(diǎn)a、b，a、b兩點(diǎn)之間的實(shí)際距離為。平行移動(dòng)測(cè)量目標(biāo)距離，a、b兩點(diǎn)分別移動(dòng)到a1、b1點(diǎn)，移動(dòng)距離分別為、，那么==，、分別測(cè)量目標(biāo)移動(dòng)前后a、b兩點(diǎn)之間距離在圖像中的像素?cái)?shù)，、分別為測(cè)量目標(biāo)移動(dòng)前后a、b點(diǎn)的像素?cái)?shù)差，是該拍攝條件下數(shù)碼相機(jī)水平方向的最大像素?cái)?shù)。

如果測(cè)量目標(biāo)移動(dòng)前后，拍攝條件沒(méi)有改變，那么我么可以得到以下關(guān)系式：

（1）

又 （2）

（3）

（4）

（5）

結(jié)合公式（1.1） （1.2） （1.3） （1.4）（1.5）可以得到測(cè)量目標(biāo)移動(dòng)的距離：

（6）

我們測(cè)量出a、b兩點(diǎn)之間的實(shí)際距離并得到a、b兩點(diǎn)之間的像素?cái)?shù)，就可以計(jì)算出測(cè)量目標(biāo)的實(shí)際移動(dòng)距離（圖1）。

3 位移測(cè)量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

根據(jù)前面介紹的測(cè)量原理搭建一個(gè)中遠(yuǎn)距離位移測(cè)量平臺(tái)，其硬件系統(tǒng)如（圖2）所示。

圖中，數(shù)碼相機(jī)：尼康D90，42882848pixels，曝光時(shí)間可調(diào)，感光度ISO 200-3200。

絲杠：?jiǎn)温菁y，螺距1mm。

測(cè)量時(shí)，環(huán)境光線要比較充足，如果環(huán)境較暗，可以開啟輔助光源，使被測(cè)目標(biāo)保持光線充足；參考點(diǎn)需位于數(shù)碼相機(jī)的光軸附近，且導(dǎo)軌平面與數(shù)碼相機(jī)光軸垂直；通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠來(lái)控制導(dǎo)軌的平行移動(dòng)；導(dǎo)軌的位移大小采用激光干涉儀進(jìn)行標(biāo)定測(cè)量。

實(shí)驗(yàn)中采用高精密銑床加工的金屬板的頂點(diǎn)作為參考點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量。

3.1 不同距離位移測(cè)量實(shí)驗(yàn)及距離對(duì)位移測(cè)量的影響

（表1）為不同測(cè)量距離下位移測(cè)量實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，兩參考點(diǎn)之間的距離為40mm，導(dǎo)軌每次移動(dòng)30mm，測(cè)量距離為1m到20m之間變化，距離變化量為1m。

在前面位移測(cè)量公式的推導(dǎo)中，有Na=Nb，但是我們從（表1）中發(fā)現(xiàn)在實(shí)際測(cè)量中a、b兩點(diǎn)移動(dòng)前后的像素?cái)?shù)差并不相等，存在一定誤差，為了方便計(jì)算，在最后計(jì)算導(dǎo)軌實(shí)際位移時(shí)，我們?nèi)a與Na的平均值來(lái)計(jì)算導(dǎo)軌的實(shí)際位移值。

由于兩參考點(diǎn)之間的實(shí)際距離固定不變，因此隨著測(cè)量距離的增加，兩參考點(diǎn)之間的像素?cái)?shù)越來(lái)越小，這表明單位像素對(duì)應(yīng)的實(shí)際位移值越來(lái)越大，因此兩參考點(diǎn)在圖像中也越來(lái)越小。當(dāng)測(cè)量距離最夠遠(yuǎn)時(shí)，參考點(diǎn)在圖像中的面積會(huì)只占幾個(gè)像素，而我們?cè)谇懊嫣岬降膱D像處理方法計(jì)算參考點(diǎn)形心坐標(biāo)時(shí)，選取特征區(qū)域灰度值為1-50的像素點(diǎn)所組成的圖形為參考點(diǎn)，所以在測(cè)量距離足夠遠(yuǎn)的時(shí)參考點(diǎn)的形心的誤差會(huì)越來(lái)越大。例如，假設(shè)測(cè)量距離為1m時(shí)，導(dǎo)軌移動(dòng)5mm得到的Na=50，此時(shí)1個(gè)像素對(duì)應(yīng)的實(shí)際位移為0.1mm，若Na由50變成51，造成的測(cè)量誤差為2%；測(cè)量距離為10m時(shí)，Na=5mm，此時(shí)1個(gè)像素對(duì)應(yīng)的實(shí)際位移為1mm，Na由5變成6，造成的測(cè)量誤差為20%。由此可以看出同樣1個(gè)像素的測(cè)量誤差在測(cè)量距離為1m時(shí)的誤差只有2%，而再測(cè)量距離為10m時(shí)達(dá)到了20%。表5-1和圖5-3也驗(yàn)證了我們的推斷，通過(guò)表1我們發(fā)現(xiàn)測(cè)量距離從1m增加到20m時(shí)，a、b兩點(diǎn)之間的像素?cái)?shù)從660.52減少到34.89，；從圖4可以看到位移測(cè)量百分比誤差隨著測(cè)量距離的增大，有逐漸增大的趨勢(shì)，在20m的測(cè)量距離內(nèi)，測(cè)量的最大誤差為4.87%，該測(cè)量發(fā)生在測(cè)量距離為18m處。

3.2 參考點(diǎn)間距對(duì)位移測(cè)量的影響

實(shí)驗(yàn)考查參考點(diǎn)之間的距離對(duì)位移測(cè)量的影響，在這里考查兩參考點(diǎn)之間的分別取20mm和40mm，其他實(shí)驗(yàn)條件不變進(jìn)行位移測(cè)量實(shí)驗(yàn)。

（表2）是參考點(diǎn)間距為20mm時(shí)，測(cè)量距離從1m到20m范圍內(nèi)位移測(cè)量的結(jié)果，將此結(jié)果與表1中參考點(diǎn)間距為40mm時(shí)的測(cè)量結(jié)果比較，我們可以發(fā)現(xiàn)，在測(cè)量距離小于10m時(shí)，位移測(cè)量的百分比誤差基本相當(dāng)。當(dāng)測(cè)量距離大于10m時(shí)，參考點(diǎn)間距為20mm的測(cè)量誤差增大的幅度相比參考點(diǎn)間距為40mm時(shí)隨著測(cè)量距離的增加變得越來(lái)越大，即如圖5所示。這是由于當(dāng)測(cè)量距離較遠(yuǎn)時(shí)，20mm間距所占的像素?cái)?shù)越來(lái)越小，在圖像處理時(shí)，每一個(gè)像素的計(jì)算誤差的也越來(lái)越大，于是就會(huì)造成這種現(xiàn)象，因此在測(cè)量距離大于10m時(shí)，應(yīng)選取間距較大的參考點(diǎn)。

4 結(jié)語(yǔ)

本文基于像素?cái)?shù)的圖像計(jì)算處理方法，通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析得出以下主要結(jié)論：

通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出測(cè)量距離從1m到20m變化，位移測(cè)量百分比誤差隨著測(cè)量距離的增大，有逐漸增大的趨勢(shì)，在20m的測(cè)量距離處，位移測(cè)量誤差在5%左右。

實(shí)驗(yàn)分析了參考點(diǎn)間距對(duì)位移測(cè)量的影響，最后得出結(jié)論，在近距離測(cè)量時(shí)，參考點(diǎn)間距對(duì)測(cè)量的影響不大，當(dāng)測(cè)量距離較大時(shí)，應(yīng)選取較大的測(cè)量間距來(lái)提高測(cè)量精度。

參考文獻(xiàn)

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篇4

關(guān)鍵詞：升沉補(bǔ)償；位移量

中圖分類號(hào)：U667.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Abstract： This paper takes a certain multi-purpose offshore construction vessel “HAIYANGSHIYOU 286” as an example to introduce the measuring method and procedure of load position deviation of heave compensation offshore crane.

Key words： Active and passive heave compensation；Position deviation

1 前言

隨著國(guó)家深海戰(zhàn)略的實(shí)施推進(jìn)，水下作業(yè)海洋工程船舶的建造取得了快速的發(fā)展。水下作業(yè)海洋工程船舶一般需具備DP3能力，能在復(fù)雜海況環(huán)境條件進(jìn)行多種深水水下施工作業(yè)，如：采油樹、PLEM、PLET、跨接管、CDU等。船舶起重機(jī)在進(jìn)行以上施工作業(yè)時(shí)，吊重會(huì)因船舶受到波浪的作用而產(chǎn)生升沉及縱橫搖等復(fù)雜的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而無(wú)法保持位置固定，這對(duì)于水下作業(yè)會(huì)帶來(lái)較大的安全風(fēng)險(xiǎn)，增加施工難度，因此具備波浪補(bǔ)償功能的重型船舶起重機(jī)越來(lái)越多地在海洋工程船舶上得到實(shí)際應(yīng)用。吊重位移偏移量作為具備波浪補(bǔ)償海洋起重機(jī)的重要指標(biāo)，必須得到實(shí)際的檢測(cè)及測(cè)量。

2 波浪補(bǔ)償功能簡(jiǎn)介

波浪補(bǔ)償功能主要由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、相對(duì)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)模塊和控制系統(tǒng)組成?？刂葡到y(tǒng)根據(jù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)參數(shù)檢測(cè)信號(hào)，包括船舶搖擺周期、振幅等信息，通過(guò)控制系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)計(jì)算出的結(jié)果給出控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)而實(shí)現(xiàn)波浪補(bǔ)償。

波浪補(bǔ)償原理及受力載荷平衡圖，如圖1、圖2所示。

船舶在海洋中會(huì)隨著波浪產(chǎn)生相應(yīng)的振幅及加速度，吊重上下浮動(dòng)，補(bǔ)償油缸的受力隨之減少或者增大，根據(jù)起重機(jī)MRU的檢測(cè)數(shù)據(jù)，自動(dòng)調(diào)整氮?dú)饧耙簤河妥⑷胙a(bǔ)償油缸的容量，增大或者減少補(bǔ)償油缸的伸縮行程，以達(dá)到減少吊重位移的目的。

3 吊重位移量的測(cè)量方法

3.1 補(bǔ)償系統(tǒng)試驗(yàn)

3.1.1 試驗(yàn)準(zhǔn)備工作

進(jìn)行此項(xiàng)試驗(yàn)前需具備以下條件：

（1）波浪補(bǔ)償試驗(yàn)時(shí)，船舶無(wú)其他能引起船舶搖擺的工作；

（2）選取試驗(yàn)吊重；

（3）ROV的支持；

（4）單獨(dú)的水深測(cè)量設(shè)備，如HIPAP等；

（5）海況檢測(cè)裝置；

（6）適當(dāng)?shù)乃睿?/p>

（7）船舶相關(guān)的抗橫傾系統(tǒng)試驗(yàn)完畢。

補(bǔ)償系統(tǒng)試驗(yàn)的目的是檢測(cè)起重機(jī)吊重的實(shí)際位移量，此數(shù)值理論上越小越好?！昂Ｑ笫?86”船配置HUISMAN產(chǎn)品OMC9000-400桅桿式起重機(jī)，技術(shù)指標(biāo)中吊重位移量不大于15 cm。

為了保證吊重放入水中不會(huì)產(chǎn)生傾倒現(xiàn)象，吊重的設(shè)計(jì)及制作應(yīng)盡量設(shè)置成一個(gè)整體的構(gòu)件，同時(shí)整體的結(jié)構(gòu)形式也利于吊重沉入海底時(shí)克服淤泥的吸附力，如圖3所示。

測(cè)量繩在水中會(huì)因波浪及洋流處于浮動(dòng)狀態(tài)，測(cè)量繩的浮動(dòng)會(huì)造成偏移量測(cè)量的誤差較大。為此設(shè)計(jì)了以下的測(cè)試方案（見(jiàn)圖4）：圖中帶有刻度的測(cè)量繩長(zhǎng)度一般長(zhǎng)約15～20 m（采用紅、白油漆以5 cm為間距進(jìn)行涂色，方便ROV水下攝像頭的觀察），一端連接浮球（浮球完全浸沒(méi)水中），另一端連接10～15 kg重物（此端落入海床底部），測(cè)量繩穿過(guò)眼環(huán)（眼環(huán)固定在吊重上）隨吊重一起放入海底。此方案可以保證吊重在上下位移的過(guò)程中始終保證眼環(huán)處測(cè)量點(diǎn)與海床之間的尼龍繩為直段，提高數(shù)據(jù)測(cè)量的準(zhǔn)確性。

3.1.2 試驗(yàn)步驟

下面以海洋石油286船為例，介紹試驗(yàn)的詳細(xì)步驟：

（1）首先根據(jù)起重機(jī)廠家提供的負(fù)重曲線，選取適當(dāng)?shù)踔亍?/p>

（2）參照起重機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)、工作環(huán)境，選取適當(dāng)?shù)暮r，如表1所列。

（3）確定以上參數(shù)之后，將船舶航行至相應(yīng)海域，測(cè)量實(shí)際海況、風(fēng)速等信息，同時(shí)按照方案布置，圖4準(zhǔn)備好所有的試驗(yàn)工具，符合要求后，先進(jìn)行波浪補(bǔ)償?shù)墓δ苄栽囼?yàn)（空載），步驟如下：

①根據(jù)起重機(jī)自身的MRU單元，記錄實(shí)際的海況信息，包括波高、波浪周期；

②檢查起重機(jī)各設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況是否正常；

③將鉤頭落入水中約50 m處，記錄起重機(jī)駕駛室屏幕顯示的鉤頭位置；

④開啟波浪補(bǔ)償模式，起重機(jī)進(jìn)入波浪補(bǔ)償工作狀態(tài)；保持此狀態(tài)運(yùn)行20分鐘，檢查系統(tǒng)的溫度、壓力、液位等；

⑤利用ROV監(jiān)測(cè)鉤頭的位置偏移量是否正常；

⑥提升鉤頭至主甲板，關(guān)閉AHC模式。

（ 4 ）功能試驗(yàn)合格之后，進(jìn)行負(fù)載試驗(yàn)，步驟如下：

①將固定在主甲板的重物掛至鉤頭上，注意各索具卸扣的連接要符合吊裝工藝；

②提升重物，記錄空氣中吊重的數(shù)值；

③回轉(zhuǎn)吊臂，下放吊重至剛接觸水面的位置，重新設(shè)置起重機(jī)鋼絲繩里程表；

④下放鉤頭至水下約5 m處，記錄重物在水中的重量；

⑤繼續(xù)下放鉤頭，直至吊重距海床表面約10 m處；

⑥根據(jù)駕駛室顯示屏上讀數(shù)記錄水深、吊重?cái)?shù)值；

⑦開啟起重機(jī)波浪補(bǔ)償模式，保持15分鐘；

⑧根據(jù)駕駛室顯示屏上的讀數(shù)，記錄下吊重的位置偏移量，同時(shí)ROV一直配合此項(xiàng)工作，在ROV控制室直觀監(jiān)測(cè)到吊重的位置偏移量，與起重機(jī)駕駛室讀數(shù)形成比較；

⑨繼續(xù)下放鉤頭，直至吊重落至海床上；保持運(yùn)行5分鐘，重復(fù)步驟⑧，記錄數(shù)據(jù)；

⑩提升鉤頭至海床上約10 m處，保持運(yùn)行5分鐘，重復(fù)步驟（⑧，記錄數(shù)據(jù)；

⑾關(guān)閉波浪補(bǔ)償模式，提升吊重，放至主甲板；

⑿吊重與鉤頭之間脫離，起重機(jī)吊臂放至吊臂托架上，試驗(yàn)結(jié)束。

本船的試驗(yàn)水深80 m，吊重選取100 t，波高約1.8 m。在此環(huán)境下進(jìn)行了補(bǔ)償功能的測(cè)試。經(jīng)過(guò)實(shí)測(cè)，吊重的實(shí)際位置偏移量不大于15 cm，達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)要求，相關(guān)海試圖片見(jiàn)圖5。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì)吊重位移量試驗(yàn)的前期準(zhǔn)備、吊重工裝形式的設(shè)計(jì)、位移量的測(cè)量方案、測(cè)量步驟等進(jìn)行了闡述，文中圖4的測(cè)量方案具有通用性，具備補(bǔ)償功能的起重機(jī)測(cè)試都可按照此方案進(jìn)行補(bǔ)償功能試驗(yàn)，但需特別注意，不同的起重機(jī)、吊重及海況的選取需嚴(yán)格按照各起重機(jī)的技術(shù)指標(biāo)選取，否則將影響吊重位移量的測(cè)量精度。

篇5

關(guān)鍵詞：工程碎步測(cè)量點(diǎn) 平面偏移 糾正方法 分析

所謂的工程碎步測(cè)量方法就是測(cè)量工作人員在測(cè)量工程相關(guān)數(shù)據(jù)過(guò)程中，根據(jù)一定的數(shù)據(jù)比例和繪圖方法，按照相關(guān)控制點(diǎn)對(duì)工程地形特點(diǎn)也就是碎部點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量并描繪，并測(cè)出與施工相關(guān)的所有數(shù)據(jù)信息，如地貌、高層地理注記等等，這項(xiàng)工作不僅僅在其施工的準(zhǔn)備階段，還體現(xiàn)在其是施工后的竣工交接階段，因此，可以說(shuō)這項(xiàng)工程不僅僅關(guān)系到整個(gè)施工工藝、工序及進(jìn)度的準(zhǔn)確性及可行性，還關(guān)系到完工后交接的順利性，因此這項(xiàng)測(cè)量工作對(duì)建筑工程而言有著舉足輕重的地位。目前，在我國(guó)日常工程項(xiàng)目的碎步測(cè)量過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)因?yàn)榉N種因素最終導(dǎo)致測(cè)量工作人員對(duì)其碎部點(diǎn)平面位置的確定發(fā)生偏差，而如果重新進(jìn)行測(cè)量這些碎部點(diǎn)就會(huì)浪費(fèi)大量的人力和物力財(cái)力，同時(shí)也會(huì)影響工期，因此，此時(shí)就必須適合采用碎部點(diǎn)的平面糾偏方法。

一、工程碎步測(cè)量點(diǎn)工作原理

對(duì)于建筑工程中碎步點(diǎn)的測(cè)量過(guò)程中，由于其圖面上面的測(cè)量點(diǎn)都是在多個(gè)測(cè)量位置進(jìn)行測(cè)量而得出的數(shù)據(jù)，因此如果其測(cè)量點(diǎn)發(fā)生平面位移，也不會(huì)影響此測(cè)量點(diǎn)在整個(gè)圖面上的部位，也就是不會(huì)影響其碎步測(cè)量點(diǎn)的精卻獨(dú)，因此，對(duì)于工程碎步測(cè)量點(diǎn)位置偏移的糾正就應(yīng)該要在其相對(duì)獨(dú)立的位置或區(qū)域進(jìn)行。一般來(lái)說(shuō)，有幾種情況會(huì)導(dǎo)致其碎步測(cè)量點(diǎn)的測(cè)量平面位置發(fā)生誤差和偏移。

第一，如果其測(cè)量位置的定向點(diǎn)位置發(fā)生偏移時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致其碎步測(cè)量點(diǎn)的平面位置和相對(duì)角度都發(fā)生偏移，這種情況有可能是因?yàn)槠鋵?shí)地定向點(diǎn)位置變化或者是測(cè)量工作人員在其繪圖上控制點(diǎn)坐標(biāo)弄錯(cuò)導(dǎo)致的。

第二，如果其測(cè)量控制點(diǎn)的位置發(fā)生位移，也會(huì)影響其碎步測(cè)量點(diǎn)的位移偏差情況。

也就是說(shuō)造成碎步測(cè)量點(diǎn)位置偏移的主要因素就是其測(cè)量站點(diǎn)的控制點(diǎn)及定向控制點(diǎn)的位置情況，一旦兩者之間的任何一種發(fā)生便宜都會(huì)導(dǎo)致其碎部點(diǎn)平面測(cè)量位置發(fā)生偏移。

二、工程碎步測(cè)量點(diǎn)發(fā)生平面偏移的糾正方法

根據(jù)上文所述的兩種原因?qū)е掳l(fā)生平面位移，然后進(jìn)行假設(shè)分析：例如設(shè)定兩點(diǎn)甲乙兩地，并確定其相應(yīng)在圖紙上的電位，如果在甲地設(shè)站測(cè)量，然后以乙地位定向點(diǎn)，然后采用相關(guān)測(cè)量方法來(lái)確定其碎部點(diǎn)，如果甲地發(fā)生偏移或者乙地發(fā)生偏移，就會(huì)直接影響其參照物角度，從而使得其整置發(fā)生偏移，結(jié)合數(shù)學(xué)幾何知識(shí)進(jìn)行計(jì)算，我們發(fā)現(xiàn)其實(shí)際測(cè)量點(diǎn)位置與其測(cè)量的位置之間的夾角和其距離與其測(cè)量版偏移角度沒(méi)有關(guān)系，也就是說(shuō)只要甲地或者乙地的位置發(fā)生偏移，其造成的相關(guān)點(diǎn)的坐標(biāo)量的增加數(shù)值都是一致的，因此，針對(duì)這種平面位移情況，就可以結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)，采用旋轉(zhuǎn)其繪圖圖紙或者繪透的方法，直接將其偏移角度轉(zhuǎn)換為零即可。

采用繪透方法的具體操作就是：首先把相應(yīng)碎步測(cè)量點(diǎn)和控制點(diǎn)都在圖紙上標(biāo)好位置，然后把利用透明繪圖紙來(lái)透繪其相應(yīng)兩點(diǎn)，并做好標(biāo)記，然后連接透明紙上相應(yīng)兩點(diǎn)，并以這兩點(diǎn)之前的線作為方向線，從而清除其原來(lái)圖紙上的偏移點(diǎn)即可。

而采用旋轉(zhuǎn)圖紙方法的具體操作是：如果測(cè)量定向點(diǎn)的位置發(fā)生偏移，就可以在測(cè)圖紙上標(biāo)出其準(zhǔn)確定向點(diǎn)，然后連接其準(zhǔn)確定向點(diǎn)與測(cè)站點(diǎn)，然后把透明紙上的定向點(diǎn)與側(cè)板上的定向點(diǎn)進(jìn)行重合，固定這一點(diǎn)，然后以這一點(diǎn)為圓心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，使得透明紙上的連線與測(cè)圖紙上的連線重合，最后，就把透明紙上的碎步測(cè)量點(diǎn)刺透到測(cè)量紙上即可。

同樣如果其測(cè)量點(diǎn)的位置發(fā)生偏移，也可以采用相關(guān)方法來(lái)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和移動(dòng)。

三、糾正其偏移的相關(guān)測(cè)量點(diǎn)的操作要求和要點(diǎn)

在進(jìn)行糾偏過(guò)程中，對(duì)其透繪和旋轉(zhuǎn)的操作也有一定的要求，規(guī)范其操作可以提高其糾偏工作的準(zhǔn)確度和精度。

首先，在測(cè)量糾偏人員利用透明紙進(jìn)行透繪其定向、測(cè)量以及碎步點(diǎn)的位置時(shí)，應(yīng)當(dāng)采用針孔較小的梅花針來(lái)進(jìn)行。

其次，一般而言，透明紙不能夠放置過(guò)長(zhǎng)，否則會(huì)導(dǎo)致其透明紙變形，從而影響其相關(guān)點(diǎn)透繪的位置的精準(zhǔn)度，因此，一般為了避免發(fā)生這種現(xiàn)象就要采用不易變形的透明紙來(lái)進(jìn)行，例如聚酯薄膜等。

最后，對(duì)于相關(guān)定向點(diǎn)和測(cè)量點(diǎn)之間連線必須要筆直、細(xì)小，在測(cè)量紙和透明紙之間相關(guān)位置進(jìn)行重合的過(guò)程中，一定要確保其重合的緊密型和準(zhǔn)確性。與此同時(shí)，如果其使用測(cè)量?jī)x的碎部點(diǎn)發(fā)生偏移，就可以利用相關(guān)程序軟件和數(shù)據(jù)在電腦計(jì)算中進(jìn)行修改，從而得出準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。以上就是其糾偏工作中嚴(yán)格要注意的地方，同時(shí)為了提高其糾偏工作的準(zhǔn)確性，也可以讓多個(gè)員工同時(shí)進(jìn)行，最后得出最佳的結(jié)論和數(shù)據(jù)。

結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)上文分析，我們可以看出在建筑工程中，使用碎步測(cè)量方法極容易受到客觀條件和測(cè)量主觀因素的影響，也經(jīng)常會(huì)影響其測(cè)量環(huán)境和測(cè)量點(diǎn)坐標(biāo)位置的不確定，影響其測(cè)量質(zhì)量，因此，采用碎步測(cè)量點(diǎn)的糾偏方法不及能夠改進(jìn)其測(cè)量工作中的失誤和不足，還能夠提高建筑工程測(cè)量人員的工作水平和技術(shù)水平，也能夠?yàn)榻ㄖこ痰氖┕ぬ峁┫鄳?yīng)的技術(shù)和數(shù)據(jù)保障，有利于施工的順利進(jìn)行。與此同時(shí)，相關(guān)測(cè)量人員也應(yīng)該盡量在其測(cè)量過(guò)程中提高其工作責(zé)任心和謹(jǐn)慎性，從而降低其偏移的發(fā)生率。

參考文獻(xiàn)：

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篇6

關(guān)鍵詞：三維激光掃描；隧道收斂；誤差分析

中圖分類號(hào)：U456.3；P234.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）03-0118-02隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們漸漸將對(duì)客觀事物的認(rèn)知從平面二維層面轉(zhuǎn)向三維立體方向，測(cè)繪工程中的三維激光掃描技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，實(shí)現(xiàn)了測(cè)繪過(guò)程中對(duì)物體三維層面的要求，擺脫了傳統(tǒng)測(cè)量?jī)x器的局限性，是直接獲取所要高精度三維數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)可視化的三維重要手段，極大的降低了測(cè)量的成本，時(shí)間上更節(jié)約，使用更方便，而且范圍應(yīng)用的更廣，在森林和農(nóng)業(yè)、戰(zhàn)場(chǎng)仿真、文物保護(hù)、工程測(cè)量、變形監(jiān)測(cè)、醫(yī)學(xué)研究等領(lǐng)域都有很大的l展空間。三維激光掃描技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用，大大地拓寬了測(cè)量的領(lǐng)域，提高了測(cè)量的效率，簡(jiǎn)化了測(cè)量的強(qiáng)度，是目前迅猛發(fā)展并廣泛應(yīng)用的新技術(shù)之一。

1 三維激光掃描技術(shù)的原理

三維激光掃描儀含括了多種先進(jìn)的測(cè)量技術(shù)，可以在不接觸物體的狀態(tài)下主動(dòng)對(duì)物體進(jìn)行測(cè)量，在獲取點(diǎn)云形式之后測(cè)量到復(fù)雜的地形及物體的表面，由點(diǎn)集成的三維數(shù)據(jù)，協(xié)同多種測(cè)距法的作用下計(jì)算出每個(gè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)，其中經(jīng)常用到的測(cè)距方法有三角測(cè)距法、脈沖測(cè)距法以及相位測(cè)距法。

三維激光掃描系統(tǒng)根據(jù)工作原理大致分為以下三類：

（1）徑向三維激光掃描儀。運(yùn)用脈沖測(cè)距技術(shù)在固定中點(diǎn)順著視線進(jìn)行距離測(cè)量，測(cè)量到的距離可超過(guò)100m，每秒可以測(cè)得大于1000個(gè)點(diǎn)。

（2）相位干涉法掃描系統(tǒng)。通過(guò)連續(xù)的激光發(fā)射波，利用光學(xué)干涉原理得到干涉相位的測(cè)量方法，此方法適合短距離的測(cè)量，測(cè)量范圍通常不超過(guò)50m，每秒鐘可以成功測(cè)的10000至50000個(gè)點(diǎn)。

（3）三角法掃描系統(tǒng)。在獲得兩條光線信息的基礎(chǔ)上，通過(guò)立體相機(jī)與機(jī)構(gòu)化的光源，建立出立體的投影關(guān)系。此方法適合短距離的測(cè)量，測(cè)量范圍在2m以內(nèi)，每秒可測(cè)得100個(gè)點(diǎn)。

2 三維激光掃描儀測(cè)量誤差分析及校檢

2.1 三維激光掃描儀測(cè)量誤差分析

三維激光掃描儀避免不了在測(cè)量過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生誤差，其中可分為兩類分別為系統(tǒng)誤差與偶然誤差，系統(tǒng)誤差可以通過(guò)多種方式來(lái)削弱，但是偶然誤差是隨機(jī)發(fā)生的，沒(méi)有辦法控制只能進(jìn)行多次的重復(fù)來(lái)減少發(fā)生這樣的誤差。

2.2 三維激光掃描儀的校檢

檢測(cè)激光掃描儀測(cè)量距離的精度，經(jīng)常用到的方法包括基線比較法和六段解析法。基線比較法的模型是對(duì)加常數(shù)和乘常數(shù)兩個(gè)參數(shù)同時(shí)進(jìn)行解算。而六段解析法消除乘常數(shù)相關(guān)影響，加常數(shù)的檢測(cè)精度較高，但只能檢測(cè)加常數(shù)。

校檢的模型包括以下三類：六段解析模型（1971年由H.R.Schwendener首次提出，也叫做六段全組合法，這種方法不需要標(biāo)準(zhǔn)基線，通過(guò)全組合方式就能獲得觀測(cè)數(shù)據(jù)）；基線比較模型；角度校檢模型。

校檢的實(shí)驗(yàn)測(cè)試分為以下幾個(gè)步驟：實(shí)驗(yàn)儀器的準(zhǔn)備以及校檢場(chǎng)的建立。校檢實(shí)驗(yàn)在完成測(cè)距實(shí)驗(yàn)、測(cè)角實(shí)驗(yàn)、溫度環(huán)境實(shí)驗(yàn)等才能對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析。

測(cè)距精度和測(cè)角精度是地面三維激光掃描儀掃描數(shù)據(jù)精度的兩個(gè)主要方面，在運(yùn)用相關(guān)的校檢模型改正觀測(cè)量后，其測(cè)距與測(cè)角精度得到了明顯的提高，不同地方的環(huán)境因素對(duì)激光掃描儀的影響以及目標(biāo)物體對(duì)觀測(cè)結(jié)果的影響還需要我們進(jìn)一步的研究。

3 三維激光掃描技術(shù)在地鐵隧道收斂中應(yīng)用的基本思路

隧道收斂變形中用到的激光掃描技術(shù)其關(guān)鍵就是數(shù)據(jù)的處理，因此下面對(duì)數(shù)據(jù)處理研究進(jìn)行側(cè)重介紹。其整個(gè)過(guò)程按照以下的技術(shù)路線進(jìn)行：

3.1 數(shù)據(jù)的采集

（1）提前準(zhǔn)備好導(dǎo)線與水準(zhǔn)的測(cè)量方案，以激光掃描儀性能、參數(shù)和現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境作為參照設(shè)計(jì)出掃描站的間距及掃描點(diǎn)的密度，得到一些掃描重疊的點(diǎn)。

（2）按照測(cè)量方案對(duì)隧道內(nèi)的導(dǎo)線及水準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)量，將三維坐標(biāo)進(jìn)行傳遞。傳遞方式通過(guò)標(biāo)靶進(jìn)行，測(cè)量導(dǎo)線及水準(zhǔn)與觀測(cè)標(biāo)靶同時(shí)進(jìn)行。

（3）對(duì)隧道進(jìn)行三維激光掃描，同時(shí)取得隧道內(nèi)壁的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，以及標(biāo)靶點(diǎn)云數(shù)據(jù)。

3.2 數(shù)據(jù)的預(yù)處理

（1）對(duì)靶標(biāo)的三維坐標(biāo)進(jìn)行計(jì)算：結(jié)合導(dǎo)線及水準(zhǔn)測(cè)量結(jié)果，得到靶標(biāo)的三維坐標(biāo)。

（2）對(duì)點(diǎn)云產(chǎn)生的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸算：建立統(tǒng)一的三維坐標(biāo)系，將各個(gè)標(biāo)靶的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)歸算到一起。

（3）將數(shù)據(jù)中的噪音除去：根據(jù)隧道設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，除去隧道中的噪音數(shù)據(jù)。

（4）將比較重要的管壁點(diǎn)云數(shù)據(jù)提取出來(lái)：關(guān)閉的點(diǎn)云數(shù)據(jù)密度并不均勻，可能是因?yàn)閽呙璧慕嵌群蛼呙璧木嚯x造成的，我們?cè)谶M(jìn)行下一步數(shù)據(jù)處理之前，需要去掉那些點(diǎn)云密度大的范圍中一些可能多余的數(shù)據(jù)點(diǎn)，然后在根據(jù)一定的密度將某些點(diǎn)云數(shù)據(jù)提取出來(lái)，這樣可以大大提高進(jìn)一步數(shù)據(jù)處理的速度。

3.3 三維模型的建立

以預(yù)處理之后的點(diǎn)云數(shù)據(jù)為參考生成地鐵隧道內(nèi)壁的三維模型。

3.4 成果的輸出

（1）根據(jù)地鐵隧道收斂變形測(cè)量要求，對(duì)指定管片（或每個(gè)管片、或一定間隔的管片）截取三維模型斷面，對(duì)斷面數(shù)據(jù)進(jìn)行高次樣條（多項(xiàng)式）曲線擬合，將其與設(shè)計(jì)的斷面理論值進(jìn)行比較，計(jì)算出管片一周的變化量曲線，將其中的特征點(diǎn)進(jìn)行輸出，例如形變最小的的上、下、左、右或者是等角度處（如每隔10°）變形量的差值。（2）將包括每管片一周的收斂變形報(bào)告輸出。

3.5 成果的管理

三維激光掃描的成果管理最主要的形式之一就是建立數(shù)據(jù)庫(kù)，這樣不僅能對(duì)較大量的斷面數(shù)據(jù)、多次測(cè)量結(jié)果進(jìn)行有效的管理，還能夠大大地提高成果管理的效率。將每個(gè)管片測(cè)量成果進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)管理，并達(dá)到成果的瀏覽與分析效果。其主要的目的有以下幾點(diǎn)：

（1）該數(shù)據(jù)庫(kù)可以用于瀏覽每個(gè)管片斷面的變化量曲線及變形量差值。

（2）該數(shù)據(jù)庫(kù)中的測(cè)量成果可以通過(guò)地鐵隧道中軸線方向的變形影響整個(gè)趨勢(shì)，因此用來(lái)找到其他變形量大的區(qū)段。

（3）該數(shù)據(jù)庫(kù)可以建立歷史數(shù)據(jù)，幫助解決今后同一區(qū)段的變形趨勢(shì)的問(wèn)題。

（4）可以根據(jù)變形的限值，建立分析預(yù)警的模型。

4 三維激光掃描技術(shù)在隧道收斂測(cè)量中的優(yōu)勢(shì)

4.1 傳統(tǒng)收斂測(cè)量方法的難點(diǎn)

隧道在發(fā)生形變之后，我們很難判斷其是相對(duì)形變還是絕對(duì)形變，所謂絕對(duì)形變是隧道環(huán)片相對(duì)于設(shè)計(jì)或者施工時(shí)各環(huán)片的絕對(duì)變化位移，這種情況是很難測(cè)定的；二相對(duì)形變是隧道的鋼體結(jié)構(gòu)相對(duì)于設(shè)計(jì)或者施工初期的相對(duì)變化位移，我們所介紹的隧道收斂變形測(cè)量指的就是測(cè)定隧道的相對(duì)形變量，來(lái)進(jìn)一步判斷隧道形變的程度。

隧道收斂測(cè)量中經(jīng)常用到布設(shè)傳感器和使用全站儀測(cè)量收斂的方法，傳感器測(cè)量隧道收斂方法雖然精度較高，但是常常受到環(huán)境的影響，尤其是在環(huán)境光源比較暗的情況下，所測(cè)量的到的結(jié)果精度不夠，而且自動(dòng)化程度不高。傳統(tǒng)收斂測(cè)量的方法利用布設(shè)導(dǎo)線進(jìn)行坐標(biāo)的傳遞，通常在一圈管片上均勻設(shè)置若干個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，在通過(guò)全站儀對(duì)各點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)后獲得的數(shù)據(jù)總結(jié)起來(lái)進(jìn)行隧道的變形分析，傳統(tǒng)方法有許多難點(diǎn)進(jìn)行克服，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）傳統(tǒng)方法在布點(diǎn)以及測(cè)量上無(wú)法保證各點(diǎn)嚴(yán)格地在同一條直線、共面，所以無(wú)法確定所測(cè)上下行線監(jiān)測(cè)環(huán)在同一三維激光掃描儀在隧道收斂測(cè)量中的應(yīng)用

高元勇1，2 崔龍1

（1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木工程學(xué)院，新疆烏魯木齊 830052；2.新疆疆海測(cè)繪院，新疆烏魯木齊 830002）

摘 要：三維激光掃描技術(shù)是一種高精度立體全自動(dòng)的掃描技術(shù)，可以快速、有效、準(zhǔn)確地獲取三維空間信息，全天候?qū)θ我馕矬w進(jìn)行掃描并獲取高精度的物體表面點(diǎn)三維信息及反射率信息。隨著該項(xiàng)技術(shù)的成熟發(fā)展，三維激光掃描技術(shù)已在變形監(jiān)測(cè)、建立地面模型等方面得到了廣泛應(yīng)用，本文將對(duì)三維激光掃描儀測(cè)量誤差分析以及三維激光掃描儀在隧道收斂測(cè)量中的應(yīng)用進(jìn)行系統(tǒng)綜述。

關(guān)鍵詞：三維激光掃描；隧道收斂；誤差分析

中D分類號(hào)：U456.3；P234.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）03-0118-02橫斷面上。

（2）傳統(tǒng)方法效率較低、成本較高，并且不能保證每個(gè)管片都能觀測(cè)的到。

（3）傳統(tǒng)的收斂測(cè)量不能全方位的反映出隧道形變。

（4）傳統(tǒng)的方法對(duì)成果的分析較難，測(cè)量過(guò)程中涉及到的不可控環(huán)節(jié)較多，所測(cè)得的結(jié)果精度大幅降低。傳統(tǒng)方法不能進(jìn)行大規(guī)模數(shù)據(jù)采集，更不能夠第一時(shí)間獲得成果上的指導(dǎo)。因此我們一定要采取發(fā)現(xiàn)新的測(cè)量技術(shù)。

4.2 三維激光掃描技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)

三維激光掃描技術(shù)之所以被稱為“實(shí)景拷貝技術(shù)”，是因?yàn)樗色@取任何復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境及空間目標(biāo)的三維立體信息，還能夠快速重構(gòu)目標(biāo)的三維模型及線、面、體、空間等各種帶有三維坐標(biāo)的數(shù)據(jù)，從而再現(xiàn)客觀事物真實(shí)的形態(tài)特性。

（1）在現(xiàn)代工程建筑領(lǐng)域，快速準(zhǔn)確獲取建筑三維數(shù)據(jù)，不但極大程度上豐富了三維數(shù)據(jù)展示的效果，由于其每個(gè)點(diǎn)都有三維坐標(biāo)，可提供可量測(cè)的畫面數(shù)據(jù)，為建筑工程的檢測(cè)與分析提供新的手段；

（2）其非接觸的數(shù)據(jù)獲取方式可以有效地減少傳統(tǒng)操作中不必要的破壞和損傷，為檢測(cè)保護(hù)與維護(hù)施工提供準(zhǔn)確、科學(xué)的數(shù)據(jù)，發(fā)揮高新技術(shù)的積極作用；該技術(shù)可以支撐一個(gè)快速、高效、節(jié)約成本的解決方案。

（3）三維掃描技術(shù)采集隧道點(diǎn)云數(shù)據(jù)，對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)快速分割生成切片，針對(duì)切片中的散亂點(diǎn)提出了一種多點(diǎn)坐標(biāo)平差計(jì)算圓心方法擬合切片圓心，對(duì)擬合的圓環(huán)與設(shè)計(jì)值進(jìn)行比較，分析變化情況。本文系統(tǒng)地提出了基于三維激光掃描的隧道點(diǎn)云的收斂變形分析方法，對(duì)三維掃描技術(shù)在隧道中的應(yīng)用有一定的意義。

4.3 掃描的數(shù)據(jù)用于斷面測(cè)量還將會(huì)在以下兩個(gè)方面得到更好的發(fā)展和應(yīng)用

（1）3D建模。根據(jù)預(yù)處理后的點(diǎn)云數(shù)據(jù)生成地鐵隧道內(nèi)壁（包括隧道內(nèi)目前已有的附屬設(shè)施）三維模型，為今后的隧道維護(hù)恢復(fù)提供相對(duì)原始的數(shù)據(jù)資料。

（2）軸線變化和趨勢(shì)預(yù)測(cè)。將軸線與設(shè)計(jì)值的三維關(guān)系進(jìn)行比對(duì)，在測(cè)量標(biāo)志球位置真實(shí)的三維坐標(biāo)后，擬合得到的隧道軸線就相當(dāng)于真實(shí)的軸線，進(jìn)而可以對(duì)隧道軸線整體變化的情況趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)。

5 結(jié)論與展望

三維激光掃描技術(shù)是一種高效、便捷、節(jié)約成本的技術(shù)，高于常規(guī)測(cè)量的收斂精度，能夠?yàn)樗淼朗諗繙y(cè)量提供準(zhǔn)確、科學(xué)的依據(jù)。本文在介紹三維激光掃描儀原理、誤差產(chǎn)生及儀器校檢的基礎(chǔ)上，對(duì)三維激光掃描儀在隧道收斂測(cè)量中的應(yīng)用及優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了詳細(xì)闡述。應(yīng)用三維激光掃描技術(shù)在隧道的收斂方面，在保證掃描距離及點(diǎn)云密度的條件下，數(shù)據(jù)結(jié)果一般就能滿足隧道收斂的要求，而且該技術(shù)可以快速、完整的采集隧道內(nèi)部的表面數(shù)據(jù)，提高了數(shù)據(jù)采集的速度及數(shù)據(jù)處理的效率，尤其是在隧道運(yùn)營(yíng)時(shí)間間斷不能過(guò)長(zhǎng)的情況下，采用三維激光掃描技術(shù)快速實(shí)現(xiàn)作業(yè)目標(biāo)。

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篇7

Abstract： For the Shiya Line 500kV transmission line project， because the construction sit is located in the mountains， the basic design is the full range of high and low angle leg plug-in angle iron， so this paper used the theodolite and steel tape to test half with open half diagonal， then detect the slope distance of vertices inserted steel between any two base. The conventional detection method is limited by pulling foot mountainous terrain， it can not assure intervisibility and there exists inter-block ruler phenomenon， so it can not detect the slope distance of vertices inserted steel between any two base.

關(guān)鍵詞： 經(jīng)緯儀；任意點(diǎn)；斜距；測(cè)量

Key words： theodolite；any point；slope distance；measurement

中圖分類號(hào)：P213 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2013）25-0082-02

0 引言

常規(guī)檢測(cè)方法，是兩個(gè)人用鋼卷尺直接對(duì)任意兩基礎(chǔ)插鋼頂點(diǎn)進(jìn)行拉距測(cè)量，但這種方法在檢測(cè)時(shí)，由于個(gè)別基礎(chǔ)所處地勢(shì)及自然生長(zhǎng)植物等障礙因素，導(dǎo)致這個(gè)方法不能用，針對(duì)此情況，研究出利用鋼卷尺，經(jīng)緯儀及數(shù)學(xué)公式，將經(jīng)緯儀支架于基礎(chǔ)范圍內(nèi)（或外）適當(dāng)距離任意一點(diǎn)，對(duì)任意兩基礎(chǔ)插鋼頂點(diǎn)之間的斜距尺寸進(jìn)行檢測(cè)。

1 工程概況

石棉～雅安Ⅲ、Ⅳ回500kV線路工程1標(biāo)段線路位于雅安市石棉縣和漢源縣境內(nèi)，線路全長(zhǎng)45.75公里。本線路為常規(guī)型同塔雙回線路，共計(jì)基礎(chǔ)93基，其中直線塔52基，直線轉(zhuǎn)角4基，耐張轉(zhuǎn)角37基。全部為人工挖孔樁插入角鋼基礎(chǔ)。

2 基礎(chǔ)所處地形情況

如圖1，插入式角鋼簡(jiǎn)圖示意：1）當(dāng)基礎(chǔ)所處范圍內(nèi)無(wú)地形及自然生長(zhǎng)植物限制，可直接拉尺測(cè)量任意兩個(gè)基礎(chǔ)插鋼頂點(diǎn)間斜距。如圖2，插入式角鋼簡(jiǎn)圖示意。2）當(dāng)基礎(chǔ)所處范圍內(nèi)有地形及自然生長(zhǎng)植物限制，不可直接拉尺測(cè)量任意兩個(gè)基礎(chǔ)插鋼頂點(diǎn)間斜距。

3 余弦定理

如圖3所示。

a、b、c分別為角A、角B、角C所對(duì)應(yīng)的三邊。

余弦定理：

a2=b2+c2-2bc×cosA

4 余弦定理的靈活應(yīng)用

如圖4簡(jiǎn)圖所示，將儀器架立在任意點(diǎn)A點(diǎn)，P點(diǎn)為儀器，將儀器整平后（任意點(diǎn)，無(wú)須對(duì)中），用望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)M點(diǎn)，將水平角歸零，轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)N點(diǎn)，采用鋼尺測(cè)量?jī)x器中心P點(diǎn)至角鋼頂點(diǎn)M點(diǎn)之間的斜距，讀取斜距PM，同樣，測(cè)出斜距PN。

則AB為PM的投影，AC為PN的投影，BC為MN的投影，∠MPA、∠NPA分別為M點(diǎn)和N點(diǎn)的儀器豎直角讀數(shù)，∠BAC為照準(zhǔn)M點(diǎn)水平角歸零后，轉(zhuǎn)至N點(diǎn)的儀器水平角讀數(shù)，即∠MPN的水平角讀數(shù)。

MN為最終所求。

根據(jù)三角函數(shù)可知：

1）AB=PM×sin∠MPA；

2）AC=PN×sin∠NPA；

3）∠BAC為儀器水平角讀數(shù)。

則：BC2=AB2+AC2-2×AB×BC-cos∠BAC

將1）、2）、3）代入，開根號(hào)取正直，得到BC。

5 求MN兩點(diǎn)間的高差

5.1 方法一：經(jīng)緯儀、鋼卷尺計(jì)算法

如圖5簡(jiǎn)圖所示，在PA上取F、E點(diǎn)，令ME∥AB，NF∥AC，則MEPA，NFPA。則FE為MN兩點(diǎn)之間的高差。

根據(jù)三角函數(shù)可知：

PE=PM×cos∠MPA

PF=PN×cos∠NPA

則EF=PE-PF。

5.2 方法二，塔尺測(cè)量法 如圖6簡(jiǎn)圖所示，MC’∥BC，則NC’即為MN兩點(diǎn)之間的高差。

利用塔尺和經(jīng)緯儀，將塔尺立在M點(diǎn)記錄讀數(shù)，同樣，將塔尺立在N點(diǎn)記錄讀數(shù)，則MN兩點(diǎn)之間的讀數(shù)差的絕對(duì)值，即為MN兩點(diǎn)之間的高差。

根據(jù)勾股定理：

C2=a2+b2

MN2=BC2+EF2 或 MN2=BC2+ NC’2

開根號(hào)后取正值，得到MN。

6 結(jié)束語(yǔ)

在測(cè)量時(shí)，一般情況下，若基礎(chǔ)范圍內(nèi)無(wú)合適點(diǎn)，基礎(chǔ)5米內(nèi)一般都可以找到同時(shí)用儀器看到兩點(diǎn)而不影響拉尺的地方。要注意的是，因風(fēng)的原因，或儀器與被測(cè)點(diǎn)距離長(zhǎng)的原因，都會(huì)導(dǎo)致讀尺數(shù)字變大，這是導(dǎo)致誤差的關(guān)鍵。

通過(guò)實(shí)際測(cè)量對(duì)比數(shù)據(jù)，在沒(méi)有障礙物下時(shí)，利用本方法計(jì)算所得到的數(shù)據(jù)，和直接拉尺讀得的數(shù)據(jù)，誤差為1-2mm，即在遇有障礙物或地形限制的時(shí)候，可以用本方法檢測(cè)基礎(chǔ)任意兩點(diǎn)間數(shù)據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張密太，侯宏錄，權(quán)貴秦.光電經(jīng)緯儀多站交會(huì)測(cè)量布站方法及仿真[J].西安工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2005（01）.

篇8

關(guān)鍵詞：全站儀；三維地形圖；測(cè)繪

1 三維數(shù)字地形圖的特征

三維數(shù)字地形圖也是線劃地形圖，它把地形和地物都看成三維空間對(duì)象，用三維離散點(diǎn)表示地物和地貌的空間位置和立體形狀。三維數(shù)字地形圖具有如下特征：它既能反映制圖區(qū)域內(nèi)地球自然表面的高低起伏，又能反映其上地物立體形狀。它是用三維離散點(diǎn)表示地形或地貌以及地物空間立體形態(tài)的矢量地圖，在反映地物的平面位置或大小與豎直方向的高程或高度時(shí)，都是按1：1或同一比例尺表示的。它在反映空間地理信息時(shí)都是比較精確、細(xì)致和詳細(xì)的，用比例尺的概念表示就是大比例尺的，如1：500、1：1000和1：200，且通常都是小區(qū)域的。它只能是數(shù)字或電子形式的，不能是紙質(zhì)的。

2 全站儀棱鏡測(cè)量測(cè)繪三維數(shù)字地形圖的分析

2.1 全站儀棱鏡采集三維數(shù)據(jù)的內(nèi)容與特征

三維數(shù)字地形圖數(shù)據(jù)的采集方法較多，全站儀采集是諸多方法中的一種，但全站儀野外數(shù)據(jù)采集一般工作量比較大，要注意各種技術(shù)人員的密切合作，來(lái)提高工作的效率和質(zhì)量。該方法適用于大比例尺、精度要求高的三維空間數(shù)據(jù)，且作業(yè)面積范圍較小的工程。三維地形數(shù)據(jù)采集包括兩個(gè)階段，一是：外業(yè)采集，主要是利用全站儀采集地形點(diǎn)的三維空間數(shù)據(jù)。由于受通視條件、勞動(dòng)強(qiáng)度等因素的影響，只能采集地形特征點(diǎn)的三維空間數(shù)據(jù)，地形特征點(diǎn)一般是指山谷點(diǎn)、山脊點(diǎn)、洼地、山腳點(diǎn)、山頂?shù)鹊?。由于這些特征點(diǎn)的密度不夠和分布不均勻。這樣在對(duì)有些地區(qū)的地表高低起伏就很難精確的表示。二是：內(nèi)業(yè)加密，就是將外業(yè)采集的數(shù)據(jù)，通過(guò)內(nèi)插的方法對(duì)特征點(diǎn)的密度和分布進(jìn)行有效處理，獲得分布均勻，密度適當(dāng)?shù)牡匦吸c(diǎn)及高程，使其更能詳細(xì)的反映地勢(shì)的走向。在利用全站儀野外獲取三維地物數(shù)據(jù)測(cè)量時(shí)，地物底部特征點(diǎn)數(shù)據(jù)的獲取是比較容易的，難點(diǎn)在于怎樣獲取地物頂部特征點(diǎn)數(shù)據(jù)。

2.2 全站儀棱鏡測(cè)量三維數(shù)字地形圖的方法

2.1 用全站儀測(cè)量水平距離和兩個(gè)豎直角，來(lái)求地物的高度

此方法在進(jìn)行測(cè)量豎直角時(shí)，由于地物很高，受到全站儀望遠(yuǎn)鏡仰角的限制，因此要將儀器架在離建筑物較遠(yuǎn)的地方，才能進(jìn)行測(cè)量。用全站儀來(lái)測(cè)量地物的頂部和底部的兩個(gè)豎直角和到地物的水平距離計(jì)算地物的高度。地物的高度H=h1+h2，其中：h1=s tan(v1)，h2=s tan(v2)。式中：v1-頂部豎直角，v2-底部豎直角，s-水平距離。此方法測(cè)量高度的精度取決于測(cè)距和角度測(cè)量精度，適合用在點(diǎn)狀地物、線狀地物和規(guī)則的面狀地物。

2.2 測(cè)量?jī)蓚€(gè)斜距和一個(gè)平距，來(lái)求地物的高度

該方法在測(cè)距離時(shí)，同樣遇到如方法1中的影響。用全站儀來(lái)測(cè)量地物點(diǎn)的頂部和底部的兩個(gè)斜距，及到地物的水平距離，利用直角三角形的原理來(lái)計(jì)算地物的高度。地物高度是：H=h1+h2，其中

式中的s1-頂部斜距，s2-底部斜距，s-水平距離。該方法測(cè)量高度的精度取決于測(cè)距精度的要求，適合于有高度的點(diǎn)狀地物、線狀地物和規(guī)則的面狀地物。

2.3 全站儀棱鏡測(cè)量方法的實(shí)驗(yàn)和精度分析

用全站儀測(cè)量因瓦合金尺的高度來(lái)進(jìn)行精度的分析。因瓦合金尺是一等特種?特型專用精密因瓦水準(zhǔn)標(biāo)尺，它主要采用標(biāo)準(zhǔn)CH8008-92因瓦合金帶4J36，線膨脹系數(shù)≤1.3×10-6/℃；米間隔真長(zhǎng)與名義差≤±0.02mm；米間隔平均真長(zhǎng)≤0.008mm；分米分劃真長(zhǎng)與名義長(zhǎng)之差≤0.01mm，標(biāo)尺基本與輔助常數(shù)差及零點(diǎn)高差≤0.015mm，標(biāo)尺縱軸線與底平面垂直測(cè)定≤4″；底平面平直度≤0.015mm；尺身矢距≤2mm；數(shù)字注記為分米和厘米，分劃間隔為10mm和5mm，有正象和倒象兩種。由于它的性能和精度高，可以把它的尺長(zhǎng)看作是真值，用全站儀對(duì)它進(jìn)行測(cè)量，探討地物高度測(cè)量方法的精度。

2.3 測(cè)量水平距離和斜距的精度分析

本實(shí)驗(yàn)中高度精度由測(cè)距精度影響，因此高度精度為：

式中ms-斜距中誤差，ml-平距中誤差。根據(jù)此公式對(duì)下列試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行精度分析。

表1：測(cè)量?jī)蓚€(gè)斜距和一個(gè)平距來(lái)求地物高度的測(cè)量數(shù)據(jù)

根據(jù)方法1解算，得到的尺長(zhǎng)為1.9988m，和真值相比相差0.0012m。其相對(duì)誤差是6/10000。

2.5 不同區(qū)域內(nèi)全站儀的數(shù)據(jù)采集方法

由于野外全站儀測(cè)量受到通視條件的限制，在地物比較稀疏的地區(qū)或者小范圍的測(cè)量區(qū)域，可以用全站儀采集地物底部特征點(diǎn)的數(shù)據(jù)，同時(shí)可以利用全站儀有棱鏡測(cè)量法對(duì)地物的高度進(jìn)行測(cè)量，不會(huì)受到全站儀仰角的限制。在此區(qū)域的數(shù)據(jù)采集利用無(wú)棱鏡測(cè)量時(shí)，效率更高，工作量少，經(jīng)濟(jì)較低等特點(diǎn)。在城鎮(zhèn)或地物比較密集區(qū)域，用抽樣采集地物底部特征點(diǎn)法采集地物的頂部特征點(diǎn)的數(shù)據(jù)。此方法就是將全站儀設(shè)置在較高的地方，用無(wú)棱鏡測(cè)量模式抽樣采集數(shù)據(jù)，獲得上層不同高度頂部特征點(diǎn)的信息。此時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)和地面上進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)的工作過(guò)程是一致的。因此獲取兩層空間數(shù)據(jù)：地物底部特征數(shù)據(jù)和地物頂部特征數(shù)據(jù)。

篇9

[關(guān)鍵詞]糖衣；維C銀翹片；維生素C；含量測(cè)定

[中圖分類號(hào)]R917 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1673-7210（2007）08（c）-105-01

維C銀翹片為中西藥結(jié)合的常用感冒藥，中國(guó)藥品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了維生素C的含量測(cè)定。由于生產(chǎn)過(guò)程中維生素C不穩(wěn)定，目前市場(chǎng)上各個(gè)廠家的維C銀翹片質(zhì)量參差不齊，有的維生素C含量極低。本實(shí)驗(yàn)研究了糖衣對(duì)該片劑中維生素C含量測(cè)定的影響，并對(duì)6個(gè)廠家的樣品進(jìn)行了配對(duì)設(shè)計(jì)的t檢驗(yàn)，結(jié)果P>0.05，表明糖衣對(duì)維C銀翹片中維生素C含量測(cè)定的影響無(wú)顯著性意義。

1 儀器與試藥

AG135電子天平（瑞士梅特勒公司）；冰醋酸為分析純；維生素C（抗壞血酸，黃石市三九藥廠，批號(hào)20050307，按中國(guó)藥典2000年版二部“維生素C”中含量測(cè)定項(xiàng)下測(cè)定其含量為99.8% ）；維C翹片均為市售品。

2 方法與結(jié)果

2.1 糖衣對(duì)含量測(cè)定的影響

取10片，剝糖衣，將剝下的糖衣研細(xì)，取相當(dāng)于4片維C銀翹片所包含糖衣量，置100 ml量瓶中，加新沸的冷蒸餾水10 ml和稀醋酸10 ml，振搖使溶解，加水稀釋至刻度，搖勻；精密量取續(xù)濾液50 ml，置錐形瓶中，加淀粉指示液3 ml，用碘滴定液（0.1035 mol/L）滴定至藍(lán)色。共做了6個(gè)廠家，結(jié)果糖衣消耗碘滴定液（0.1035 mol/L）0.01~0.04 ml，折算成相當(dāng)于維生素C的含量為0.09~0.36 mg，僅相當(dāng)于標(biāo)示量的0.01%~0.39%，且剝下的糖衣不可避免地會(huì)帶入一些維生素C，所以在實(shí)驗(yàn)中基本可以忽略糖衣造成的誤差。

2.2 回收率試驗(yàn)

精密稱取維生素C和不剝糖衣樣品于100 ml量瓶中，按文獻(xiàn)[1]方法測(cè)定含量，計(jì)算回收率。結(jié)果平均回收率為100.0%，RSD=0.35%，表明此法回收率高，測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確（表1）。

2.3 剝糖衣與不剝糖衣進(jìn)行維生素C含量測(cè)定的比較

取同一個(gè)廠家的樣品10片，剝糖衣；另取10片，不剝糖衣，照文獻(xiàn)[1]法測(cè)定含量。共做6個(gè)廠家，經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)[2]處理，得成對(duì)數(shù)據(jù)的 t檢驗(yàn)的P>0.05（n=6），表明兩種方法測(cè)定的結(jié)果無(wú)顯著性差異（表2）。

3 討論

3.1 在糖衣對(duì)含量測(cè)定的影響試驗(yàn)中，糖衣是從片劑上剝下的糖衣，解決了輔料來(lái)源問(wèn)題，同時(shí)更接近實(shí)際操作狀態(tài)。

3.2 注意研磨充分，使樣品中糖衣分布均勻。

3.3 由于含PPA感冒藥屬禁用，故維C銀翹片使用量較大，但維C銀翹片在生產(chǎn)過(guò)程中維生素C容易氧化變質(zhì)，目前很多廠家中的維生素C含量很低，廠家出廠前需及時(shí)掌握質(zhì)量情況，但剝糖衣費(fèi)時(shí)費(fèi)力，建議廠家可不剝糖衣進(jìn)行維生素C的含量測(cè)定，快速、省時(shí)。

[參考文獻(xiàn)]

[1]國(guó)家藥典委員會(huì)中藥標(biāo)準(zhǔn)處.維C銀翹片質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[J].中國(guó)藥品標(biāo)準(zhǔn),2003,4(4):25-26.

[2]裘雪友,孫定人,喻維新.藥師手冊(cè)[M].第2版.北京:人民軍醫(yī)出版社,1998.1147.

篇10

平方米是面積的公制單位。定義為邊長(zhǎng)為1米的正方形的面積。在生活中平方米通常簡(jiǎn)稱為“平米”或“平方”。港臺(tái)地區(qū)則稱為“平方公尺”。

“平方千米”是比“公頃”還大的面積單位，計(jì)算較大的土地面積一般用“平方千米”做單位。例如，我國(guó)國(guó)土的陸地面積大約是960萬(wàn)平方千米。

土地測(cè)量的計(jì)算方法：

1、分幅量算各鄉(xiāng)總圖斑面積，用圖幅理論面積進(jìn)行控制和平差；分鄉(xiāng)量算各村總圖斑面積，用鄉(xiāng)平差后的總圖斑面積進(jìn)行控制和平差。

2、分村量算碎部（地類）面積，用村平差后的總圖斑面積進(jìn)行控制和平差。當(dāng)一幅圖的各類土地面積全部按規(guī)定量算后，就按本圖幅由碎部分逐級(jí)向上統(tǒng)計(jì)、匯總和校核。

3、當(dāng)某一鄉(xiāng)的有關(guān)圖幅的面積全部按規(guī)定量算后，分地類按行政單位逐級(jí)向上統(tǒng)計(jì)、匯總量算的結(jié)果。