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測(cè)量系統(tǒng)范文第1篇

針對(duì)傳統(tǒng)心率測(cè)量受專(zhuān)業(yè)知識(shí)和工作環(huán)境的限制，設(shè)計(jì)一種低功耗心率測(cè)量智能穿戴系統(tǒng)。該設(shè)計(jì)以STC15W401AS單片機(jī)為控制核心，采用NJL5303集成收發(fā)光電傳感采樣脈搏信號(hào)，經(jīng)二階帶通濾波放大處理后由微控制器處理得到心率值，通過(guò)藍(lán)牙無(wú)線通信將結(jié)果發(fā)送到手機(jī)端App軟件顯示。系統(tǒng)可開(kāi)發(fā)為指套、手環(huán)、腳環(huán)和耳釘?shù)犬a(chǎn)品，在不影響使用者日常活動(dòng)的情況下，可以長(zhǎng)時(shí)間對(duì)心率值進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，具有較高的實(shí)用性。

關(guān)鍵詞:

智能穿戴;心率測(cè)量;光電傳感器;藍(lán)牙通信;單片機(jī)

隨著國(guó)民生活水平的不斷提高，人們對(duì)健康的意識(shí)也不斷加強(qiáng)。受專(zhuān)業(yè)知識(shí)、儀器設(shè)備和工作環(huán)境等條件的限制，在醫(yī)院進(jìn)行檢測(cè)身體指標(biāo)的傳統(tǒng)方式已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足日常生活自我保健的需求。為此提出一種基于智能穿戴的心率測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，以STC15W401AS單片機(jī)為控制核心，采用反射式光電傳感器為脈搏信號(hào)采集方法，通過(guò)將傳感單元佩戴于手指、耳垂等處，在不影響使用者日常活動(dòng)的情況下，實(shí)時(shí)測(cè)量心率，并通過(guò)藍(lán)牙通信與智能手機(jī)互聯(lián)，將實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)結(jié)果顯示在智能手機(jī)上。

1心率檢測(cè)方法

傳統(tǒng)的心率測(cè)量方法有心電圖信號(hào)法、壓電法等，受使用條件的限制，這些方法一般只在醫(yī)院臨床方面應(yīng)用。光電容積脈搏描記法（PPG）是一種新的測(cè)量方法，被廣泛應(yīng)用于智能穿戴設(shè)備上，傳感部件由光電發(fā)射器、接收器組成。根據(jù)該傳感部件與人體接觸部位不同有透射式和反射式兩種，其中透射式適合安放在人體組織比較薄的耳垂等位置，反射式則無(wú)此要求，使用更為靈活。反射式光電積脈搏法的工作原理是當(dāng)脈搏隨心臟的搏動(dòng)而呈現(xiàn)周期性變化時(shí)，動(dòng)脈血管的容積也隨之呈現(xiàn)周期性的變化，利用人體組織在血管搏動(dòng)時(shí)造成吸光率的不同進(jìn)行心率測(cè)量。依據(jù)朗伯-比爾定律（Beer-Lambert）,入射波長(zhǎng)為λ、光強(qiáng)為I0的線垂直照射人體表皮動(dòng)脈血管，通過(guò)血液的散射、吸收后接收管接收到的光強(qiáng)為（1）其中εa為動(dòng)脈血液總吸收常數(shù)，ca為動(dòng)脈血液濃度，va為動(dòng)脈血液容積。當(dāng)反射區(qū)動(dòng)脈血管容積變化Δv時(shí)會(huì)引起接收管光強(qiáng)電流ΔI變化，并有（2）藉此可知，當(dāng)動(dòng)脈血液容積變化時(shí)會(huì)導(dǎo)致接收光強(qiáng)成正比變化，從而將動(dòng)脈容積變化率轉(zhuǎn)化為電流強(qiáng)度變化率，對(duì)該變化電流信號(hào)拾取可實(shí)現(xiàn)心率信號(hào)的檢測(cè)。

2系統(tǒng)設(shè)計(jì)

若要在不影響使用者日常活動(dòng)的情況下，能長(zhǎng)時(shí)間實(shí)時(shí)測(cè)量心率，因此設(shè)計(jì)上要求結(jié)構(gòu)巧、體積小、重量輕、攜帶方便，同時(shí)由于受使用環(huán)境的限制，應(yīng)采用電池供電，故還要求系統(tǒng)耗電要低?？紤]到使用人群的不確定性，操作上應(yīng)簡(jiǎn)單明了，測(cè)試結(jié)果直觀。系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖如圖1所示。系統(tǒng)通過(guò)反射式光電傳感器感知人體脈搏信號(hào)的變化，并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)過(guò)后級(jí)電路濾波、放大后輸入單片機(jī)內(nèi)部進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。在單片機(jī)內(nèi)部通過(guò)算法計(jì)算出人體實(shí)時(shí)心率、平均心率，并將結(jié)果通過(guò)藍(lán)牙通信傳輸智能手機(jī)顯示，實(shí)現(xiàn)人體脈搏心率實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

3硬件設(shè)計(jì)

3.1光電傳感器

使用反射式光電傳感器采集人體的脈搏信號(hào)并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。光電傳感器分發(fā)射源、受光源兩部分。研究表明500~700nm光源光波對(duì)動(dòng)脈血中氧紅蛋白有較好的選擇性，560nm波長(zhǎng)光波能反映皮膚淺部的微動(dòng)脈信號(hào)，適合用于提取脈搏信號(hào)。選用JRC公司NJL5303收發(fā)一體反射式光電傳感器，其發(fā)射光源波長(zhǎng)570nm，體積尺寸僅為1.9×2.6×0.8mm。NJL5303發(fā)射管工作電壓設(shè)定為2V，工作電流設(shè)定為8mA，具體光電檢測(cè)電路如圖2所示。

3.2信號(hào)處理電路

光電傳感器感知輸出的脈搏電信號(hào)非常微弱，且容易受到干擾，因此需進(jìn)行濾波和放大。圖3為脈搏信號(hào)放大、濾波電路，主要以運(yùn)算放大器為核心的2級(jí)結(jié)構(gòu)完全相同的帶通濾波、放大電路構(gòu)成。選用型號(hào)為MCP602運(yùn)算放大器，其為軌到軌輸出的高精度運(yùn)放，2.7~6V單電源供電，增益帶寬為2.8MHz。經(jīng)過(guò)C1、R1組成無(wú)源高通濾波器，濾除傳感器輸出信號(hào)VO中的直流分量，U1A、R2、C2組成有源低通濾波器濾除VO中包含50Hz在內(nèi)的高頻干擾并將其放大。該電路高通截止頻率fH、低通截止頻率fL、增益G分別為（3）U1B為核心組成第二級(jí)濾波放大電路，性能參數(shù)同U1A。兩級(jí)放大電路總的增益可達(dá)到10201（≈80db）。光電傳感器輸出的毫伏以下的信號(hào)到圖3電路后，經(jīng)U1放大可輸出伏特級(jí)信號(hào)送后級(jí)電路處理。

3.3USB充電電路

該設(shè)備采用鋰電池供電，通過(guò)USB口進(jìn)行充電，設(shè)計(jì)由MCP73831組成的USB充電電路如圖4所示。MCP73831為單芯片鋰、鋰聚合物電池充電電路，SOT-23-55腳小尺寸封裝可選，充電電壓4.2~4.5V可選，充電電流通過(guò)外接電阻可在15mA~500mA編程設(shè)定。

3.4主控電路

主控制電路控制器選用STC15W401AS新型8051內(nèi)核單片機(jī)，該單片機(jī)為增強(qiáng)型8051內(nèi)核單片機(jī)，可在2.5~5.5V寬電壓范圍工作，功耗低。單片機(jī)內(nèi)置512個(gè)字節(jié)SRAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，2KB個(gè)FLASH程序存儲(chǔ)器，8通道10bitA/D轉(zhuǎn)換器，使用串口IAP在線下載程序，SOP16腳封裝，體積小巧。設(shè)計(jì)主控電路如圖5所示，傳感器感知脈搏信號(hào)Vsensor輸入到單片機(jī)的P1.0口，該口同時(shí)也是ADC0輸入引腳。本設(shè)備不帶顯示單元，測(cè)量結(jié)果通過(guò)藍(lán)牙方式傳輸?shù)街悄苁謾C(jī)，通過(guò)在智能手機(jī)上運(yùn)行App顯示測(cè)量結(jié)果。為實(shí)現(xiàn)與智能手機(jī)間的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸，主控電路設(shè)計(jì)藍(lán)牙接口連接X(jué)M-15B藍(lán)牙模塊。該藍(lán)牙模塊支持藍(lán)牙2.1協(xié)議，模塊無(wú)需編程，控制器通過(guò)串口給模塊發(fā)送AT命令直接配置即可使用。

4軟件設(shè)計(jì)

4.1心率測(cè)算方法

心率有瞬時(shí)值測(cè)量和平均值測(cè)量。類(lèi)似信號(hào)頻率測(cè)量法，通過(guò)在單位時(shí)間內(nèi)統(tǒng)計(jì)輸入脈搏信號(hào)的個(gè)數(shù)并通過(guò)公式計(jì)算后即可得到心率瞬時(shí)值IHR（4）式中T為單位時(shí)間1秒，N為單位時(shí)間統(tǒng)計(jì)的脈搏脈沖個(gè)數(shù)，單位為bpm(beatperminute)。此法受元件特性及外界干擾較大，可靠性差，統(tǒng)計(jì)測(cè)量時(shí)響應(yīng)差，故測(cè)量精度度和魯棒性較差。兩相鄰脈搏波（R波）之間的間隔時(shí)間為脈搏周期THR，若f0為頻率遠(yuǎn)大于IHR的脈沖，并以THR為閘門(mén)時(shí)間對(duì)f0進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)值為N，顯然（5）可以得到IHR為（6）對(duì)比公式（6）、（5）可以發(fā)現(xiàn)，（6）式T0<<T，因此具有更快的測(cè)量響應(yīng)速度，尤其是當(dāng)測(cè)量IHR平均值時(shí)。

4.2軟件設(shè)計(jì)思路

依照（6）式編寫(xiě)IHR測(cè)量程序，實(shí)現(xiàn)思路為啟動(dòng)單片機(jī)定時(shí)器定時(shí)（分辨率1uS），Vsensor脈搏信號(hào)輸入單片機(jī)內(nèi)部比較器，當(dāng)輸入信號(hào)幅度超過(guò)比較器設(shè)置閥值后比較器狀態(tài)產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)，將其整形為矩形波。比較器每次發(fā)生翻轉(zhuǎn)觸發(fā)中斷，通過(guò)中斷服務(wù)讀取定時(shí)器計(jì)數(shù)值，并與上一次讀取到的計(jì)數(shù)值相減后得到N，代入（6）式即可得到瞬時(shí)心率值IHR，多次累加除權(quán)后可得到其平均值，程序流程圖如圖6所示。

5結(jié)語(yǔ)

依據(jù)以上原理及電路設(shè)計(jì)實(shí)測(cè)模擬信號(hào)波形如圖7所示。本系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)測(cè)量人體心率，結(jié)果及時(shí)顯示在智能手機(jī)上，數(shù)據(jù)信息讀取方便。將系統(tǒng)應(yīng)用于智能穿戴設(shè)備之上，可以制作成手環(huán)、腳環(huán)等產(chǎn)品，亦可以制成耳釘或植入耳塞，具有體積小、成本低、實(shí)用價(jià)值高等特點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1]徐禮勝,靳雁冰.多傳感器融合的穿戴式心率監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[J].哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2015,47(05):97-103.

[2]靳雪斌.基于光電容積脈搏波形描記法的智能嬰兒腳環(huán)設(shè)計(jì)[D].開(kāi)封:河南大學(xué),2016:5-6.

[3]龔渝順,吳寶明,高丹丹等.一種抗干擾穿戴式血氧飽和度監(jiān)測(cè)儀的研制[J].傳感技術(shù)學(xué)報(bào),2012,25(01):6-10．

測(cè)量系統(tǒng)范文第2篇

關(guān)鍵詞: 城市規(guī)劃; 測(cè)量放樣 全球定位系統(tǒng) RTK測(cè)量系統(tǒng)

1 RTK 技術(shù)概述

(RTK)測(cè)量系統(tǒng), 是GPS測(cè)量技術(shù)與數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的結(jié)合, 是GPS 測(cè)量技術(shù)中的一個(gè)新突破。RTK測(cè)量技術(shù)是以載波相位觀測(cè)量為根據(jù)的實(shí)時(shí)差分GPS測(cè)量技術(shù), 其基本思想是: 在基準(zhǔn)站上設(shè)置1 臺(tái)GPS 接收機(jī), 對(duì)所有可見(jiàn)GPS衛(wèi)星進(jìn)行連續(xù)地觀測(cè), 并將其觀測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線電傳輸設(shè)備,實(shí)時(shí)地發(fā)送給用戶(hù)觀測(cè)站。在用戶(hù)站上, GPS 接收機(jī)在接收GPS 衛(wèi)星信號(hào)的同時(shí), 通過(guò)無(wú)線電接收設(shè)備, 接收基準(zhǔn)站傳輸?shù)挠^測(cè)數(shù)據(jù), 然后根據(jù)相對(duì)定位原理, 實(shí)時(shí)地解算整周模糊度未知數(shù)并計(jì)算顯示用戶(hù)站的三維坐標(biāo)及其精度。通過(guò)實(shí)時(shí)計(jì)算的定位結(jié)果, 便可監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)站與用戶(hù)站觀測(cè)成果的質(zhì)量和解算結(jié)果的收斂情況, 實(shí)時(shí)地判定解算結(jié)果是否成功, 從而減少冗余觀測(cè)量, 縮短觀測(cè)時(shí)間。

2 RTK 技術(shù)在城市規(guī)劃測(cè)量中應(yīng)用

2.1 控制測(cè)量

城市控制網(wǎng)具有控制面積大、精度高、使用頻繁等特點(diǎn), 城市Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級(jí)導(dǎo)線大多位于地面, 隨著城市建設(shè)的飛速發(fā)展,這些點(diǎn)常被破壞, 影響了工程測(cè)量的進(jìn)度, 如何快速精確地提供控制點(diǎn), 直接影響工作的效率。常規(guī)控制測(cè)量如導(dǎo)線測(cè)量, 要求點(diǎn)間通視, 費(fèi)工費(fèi)時(shí), 且精度不均勻。GPS 靜態(tài)測(cè)量, 點(diǎn)間不需通視且精度高, 但需事后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理, 不能實(shí)時(shí)知道定位結(jié)果, 如內(nèi)業(yè)發(fā)現(xiàn)精度不符合要求則必須返工。應(yīng)用RTK技術(shù)將無(wú)論是在作業(yè)精度, 還是作業(yè)效率上都具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

自引入RTK 測(cè)量技術(shù)以來(lái), 作者多次對(duì)市區(qū)原GPS 點(diǎn)及I、II 級(jí)導(dǎo)線點(diǎn)進(jìn)行檢驗(yàn), 其部分檢驗(yàn)值較差見(jiàn)表1。

表 1 部分檢驗(yàn)較差表

從表1 可以看出, RTK 測(cè)量的同一點(diǎn)位相對(duì)于靜態(tài)GPS觀測(cè)點(diǎn)基本上是一致的, 其坐標(biāo)差值較小;而對(duì)于常規(guī)儀器觀測(cè)的I、II 級(jí)導(dǎo)線來(lái)說(shuō)有部分相差較大, 這也可能是常規(guī)測(cè)量的誤差積累所引起的。由此可見(jiàn), RTK技術(shù)可用于常規(guī)的控制測(cè)量, 它將對(duì)傳統(tǒng)逐級(jí)布網(wǎng)的理念予以更新。

2.2 規(guī)劃道路中線放線

RTK測(cè)量技術(shù)用于市政道路中線放樣, 放樣工作一人也可完成。將線路參數(shù)如線路起終點(diǎn)坐標(biāo)、曲線轉(zhuǎn)角、半徑等輸入RTK 的外業(yè)控制器, 即可放樣。放樣方法靈活, 即能按樁號(hào)也可按坐標(biāo)放樣, 并可以隨時(shí)互換。放樣時(shí)屏幕上有箭頭指示偏移量和偏移方位, 便于前后左右移動(dòng), 直到誤差小于設(shè)定的為止。

2.3 用地測(cè)量

在建設(shè)用地勘測(cè)定界測(cè)量中, RTK 技術(shù)可實(shí)時(shí)地測(cè)定界址點(diǎn)坐標(biāo), 確定土地使用界限范圍, 計(jì)算用地面積, 在土地分類(lèi)及權(quán)屬調(diào)查時(shí), 應(yīng)用RTK 技術(shù)可實(shí)時(shí)測(cè)量權(quán)屬界限、土地分類(lèi)修測(cè), 提高了測(cè)量速度和精度。

2.4 建筑物規(guī)劃放線

規(guī)劃放線既要滿足城市規(guī)劃條件要求, 又要滿足建筑物本身的幾何關(guān)系, 放樣精度要求較高, 同時(shí)要求工期緊, 作者曾對(duì)某小區(qū)采用GPSRTK 儀器進(jìn)行放樣, 該小區(qū)場(chǎng)地平整, 視野開(kāi)闊, 有規(guī)劃建筑12 棟, 在放樣的同時(shí), 使用Topcon 全站儀進(jìn)行檢測(cè), 檢查結(jié)果如表2:

表2 點(diǎn)位、高程檢測(cè)精度統(tǒng)計(jì)表

點(diǎn)位中誤差m=0.010, 高程中誤差m=0.013.計(jì)算公式:m=±([vv]2/n), v, V 分別為點(diǎn)位和高程較差;n 為檢查點(diǎn)數(shù)。

從以上數(shù)據(jù)分析表明, RTK 測(cè)量結(jié)果與全站儀測(cè)量結(jié)果互差均在厘米級(jí), 其中點(diǎn)位較差最大2.6cm, 高程較差最大為3.2cm, 點(diǎn)位中誤差為0.01m, 高程中誤差0.013m, 完全滿足測(cè)量放線的精度要求, 因此, 使用GPSRTK 進(jìn)行規(guī)劃放線, 在場(chǎng)地條件好, 保證點(diǎn)位精度收斂高的情況下, 能滿足規(guī)劃放線要求。

3 結(jié)論

測(cè)量系統(tǒng)范文第3篇

1盤(pán)式分流器的設(shè)計(jì)

1.1盤(pán)式分流器的原理設(shè)定電阻材料的導(dǎo)磁率為μ，電阻率為ρ。電流從圓盤(pán)的中心到達(dá)分流器時(shí)開(kāi)始穿過(guò)電阻膜，對(duì)稱(chēng)地由中心向四周流動(dòng)，電流密度均勻。這一過(guò)程與電磁波沿傳輸線傳播類(lèi)似。電感分析圖見(jiàn)圖1。

1.2盤(pán)式分流器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)盤(pán)式分流器一般為薄膜金屬圓盤(pán)(環(huán)狀圓盤(pán))，內(nèi)外邊緣可作為電流的輸入端(例如，內(nèi)外邊緣分別連接同軸電纜末端的內(nèi)外導(dǎo)體)，同時(shí)也作為測(cè)量端。電流在薄的電阻盤(pán)中徑向均勻流動(dòng)，測(cè)量信號(hào)受雜散電感影響很小，適用于測(cè)量快速變化的電流。盤(pán)式分流器也可由大量小阻值電阻并聯(lián)組成，電阻的一端在圓心相連，另一端連接成圓盤(pán)的外環(huán)。本文采用全金屬材料、并聯(lián)寬頻大功率小電阻設(shè)計(jì)了一種盤(pán)式分流器。盤(pán)式分流器主要包括依次連接的上面板、紫銅圓盤(pán)、電阻和下面板。上面板輸入端的丁頭正端與紫銅圓盤(pán)中心孔通過(guò)電路焊接連接;紫銅圓盤(pán)邊緣與12個(gè)電阻電路焊接連接，電阻另一端焊接到下面板邊緣;紫銅圓盤(pán)中心孔與下面板的輸出端N型頭的正端電路焊接連接。盤(pán)式分流器結(jié)構(gòu)效果圖如圖2所示。上面板結(jié)構(gòu)如圖3所示。上面板由兩部分組成，兩部分之間為機(jī)械螺絲連接，方便組裝。上面板整體為長(zhǎng)方體，中心凹進(jìn)為圓柱體。上面板正面連接同軸丁頭，丁頭的負(fù)端與上面板整體導(dǎo)通。上面板圓柱體邊緣留有等分的12個(gè)凹進(jìn)去的長(zhǎng)方體，為電阻焊接留下足夠的空間。紫銅圓盤(pán)結(jié)構(gòu)如圖4所示。紫銅圓盤(pán)的中心孔與上面板丁頭的正端、下面板N型頭的正端通過(guò)銅線電路焊接在一起。紫銅圓盤(pán)的邊緣有等分的12個(gè)圓孔用來(lái)固定和電路焊接的12個(gè)電阻。紫銅圓盤(pán)上還有2個(gè)固定通孔，用絕緣螺絲固定在下面板上。電阻的組裝方式如圖4所示。先在紫銅圓盤(pán)和下面板的12個(gè)圓孔上螺絲固定紫銅片，再將電阻一邊焊接在紫銅圓盤(pán)的固定紫銅片上，另一邊焊接在下面板的固定紫銅片上。下面板結(jié)構(gòu)如圖5所示。下面板正面連接同軸N型頭，N型頭的負(fù)端與下面板整體導(dǎo)通，N型頭正端與紫銅圓盤(pán)中心孔相連。盤(pán)式分流器實(shí)物圖見(jiàn)圖6。其中大電流由前面板的丁頭輸入，經(jīng)過(guò)丁頭正端流到紫銅圓盤(pán)，經(jīng)過(guò)12路電阻到下面板，下面板與上面板是相通的，電流回到上面板，即丁頭負(fù)端，形成回路。下面板的N型頭正端從紫銅圓盤(pán)電阻端、負(fù)端從下面板采取電壓信號(hào)。此盤(pán)式分流器即可實(shí)現(xiàn)將大電流轉(zhuǎn)化為電壓進(jìn)行測(cè)量。

1.3盤(pán)式分流器特點(diǎn)電阻為VISHAY公司的CSM系列電阻，阻值為0.12Ω，可通過(guò)最大電流為10A或者功率為20W。此盤(pán)式分流器具有以下優(yōu)點(diǎn):1)電阻排列及接口設(shè)計(jì)均用同軸結(jié)構(gòu)，對(duì)稱(chēng)性好，外部采用金屬圓桶，能減少分布參數(shù)影響，屏蔽雜散磁場(chǎng)，趨膚效應(yīng)好。信號(hào)經(jīng)同軸接口輸出，失真度小;2)各部件由紫銅制成，表面鍍銀，導(dǎo)電性好，整體結(jié)構(gòu)都為金屬材料，散熱性好，能長(zhǎng)時(shí)間測(cè)量而不影響測(cè)量精度;3)采用大功率、頻帶寬的穩(wěn)定電阻，長(zhǎng)時(shí)間通過(guò)電流不會(huì)因過(guò)度發(fā)熱而導(dǎo)致電阻值發(fā)生改變并影響測(cè)量數(shù)據(jù)。

1.4數(shù)據(jù)采集卡測(cè)試系統(tǒng)中的電壓頻率最高達(dá)到10kHz，其波形持續(xù)時(shí)間短，很難精確測(cè)量。為此我們選定美國(guó)Dy-namicSystem公司型號(hào)為CS1622的高速數(shù)據(jù)采集卡，其采樣速率達(dá)到200MS/s，帶寬125MHz，分辨力為16位。高速數(shù)據(jù)采集卡采用SMA接口，由同軸屏蔽線接到阻抗匹配連接器電壓端N型接口，減小了高頻信號(hào)傳輸?shù)膿p耗和電磁干擾。測(cè)量程序采用多次測(cè)量取平均值，同時(shí)清除噪聲干擾，保證測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。

2系統(tǒng)組建和測(cè)量結(jié)果分析

盤(pán)式分流器的直流阻值按照直流標(biāo)準(zhǔn)電阻采用直流電流比較儀式電橋校準(zhǔn)。其交流電阻采用比較法測(cè)量，即標(biāo)準(zhǔn)交流電流源輸出穩(wěn)定電流依次通過(guò)盤(pán)式分流器和標(biāo)準(zhǔn)分流器A40B，測(cè)量?jī)蓚€(gè)分流器上電壓，因相同電流可由分流器A40B阻值計(jì)算得到盤(pán)式分流器交流阻值。盤(pán)式分流器經(jīng)計(jì)量校準(zhǔn)不同頻率點(diǎn)阻值如表1所示。其中不同頻率下盤(pán)式分流器的阻值相對(duì)變化最大為1.5×10－4，可以看出盤(pán)式分流器頻帶很寬，符合大電流的校準(zhǔn)要求。測(cè)試系統(tǒng)由超級(jí)大電流源52120A/脈沖電流源LDI-928-25輸出大電流，經(jīng)過(guò)盤(pán)式分流器由數(shù)據(jù)采集卡測(cè)得電壓，計(jì)算得到電流值。系統(tǒng)連接圖見(jiàn)圖7。數(shù)據(jù)采集卡CS1622有軟件GagaScope，可以設(shè)置采樣速率、耦合方式等，直接測(cè)量有效值、幅值、上升時(shí)間、周期等量值，見(jiàn)圖8。實(shí)驗(yàn)中超級(jí)大電流源52120A輸出100A，10kHz電流，經(jīng)過(guò)分流器轉(zhuǎn)化為電壓，在數(shù)據(jù)采集卡軟件中顯示的波形如圖9所示。經(jīng)過(guò)計(jì)算交流電流的數(shù)據(jù)如表2所示，標(biāo)準(zhǔn)偏差為sn(x－)=7.4×10－5A。交流電流測(cè)量不確定度主要有盤(pán)式分流器引入的分量、數(shù)據(jù)采集卡引入的分量、電流源不穩(wěn)定引入的分量等組成，計(jì)算100A，10kHz交流電流測(cè)量不確定度為1×10－3。

3結(jié)論

測(cè)量系統(tǒng)范文第4篇

關(guān)鍵詞：綜合物性測(cè)量系統(tǒng) 應(yīng)變片 低溫 超導(dǎo)帶材

中圖分類(lèi)號(hào)：O348 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）03（c）-0105-02

美國(guó)Quantum Design公司的綜合物性測(cè)量系統(tǒng)（Physics Property Measurement System，PPMS）提供了一個(gè)可以完美控制的低溫和強(qiáng)磁場(chǎng)（1.9～300K，0～9T）平臺(tái)，對(duì)于絕大多數(shù)常規(guī)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，PPMS已經(jīng)設(shè)計(jì)好了全自動(dòng)的測(cè)量軟件、具有標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量功能以硬件，如電阻率、磁阻、微分電阻、霍爾系數(shù)、伏安特性、臨界電流、磁滯回線、比熱、熱磁曲線、熱電效應(yīng)、塞貝克系數(shù)和熱導(dǎo)率等等。這些測(cè)量方法的可靠性和便捷性在過(guò)去的十幾年中已經(jīng)得到世界科學(xué)界的認(rèn)可。

應(yīng)變是材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中一個(gè)非常重要的物理參數(shù)，超導(dǎo)材料易脆的材料特性和極端的應(yīng)用條件決定了應(yīng)變測(cè)量在其實(shí)際應(yīng)用中的必要性。現(xiàn)在常規(guī)環(huán)境下應(yīng)變測(cè)量設(shè)備及方法已經(jīng)發(fā)展的極為成熟并得到了廣泛的應(yīng)用，但對(duì)于極端條件（如低溫、強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境）下的應(yīng)變測(cè)量目前尚欠缺一個(gè)令人滿意地解決方案，現(xiàn)有的如中子衍射等方案設(shè)備昂貴，難以做到普及應(yīng)用。尤其是目前超導(dǎo)材料相關(guān)領(lǐng)域蓬勃發(fā)展，其應(yīng)用的極端條件對(duì)應(yīng)變測(cè)量的要求更加迫切。用應(yīng)變計(jì)進(jìn)行應(yīng)變測(cè)量是非常成熟的測(cè)量方法，可以滿足在各種復(fù)雜環(huán)境下（如高、低溫、高速旋轉(zhuǎn)、強(qiáng)磁場(chǎng)等環(huán)境）的測(cè)量要求，并且具有較好的穩(wěn)定性和令人滿意的測(cè)量精度。利用應(yīng)變計(jì)測(cè)量方法配合PPMS的良好兼容性可以很好地實(shí)現(xiàn)應(yīng)變的簡(jiǎn)易測(cè)量，具有經(jīng)濟(jì)適用的特點(diǎn)。

本文通過(guò)整合PPMS和應(yīng)變計(jì)的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了材料在低溫、強(qiáng)磁場(chǎng)背景下的應(yīng)變測(cè)量。文中針對(duì)低溫對(duì)應(yīng)變片的影響在該儀器環(huán)境下做了標(biāo)定，并得出了應(yīng)變片在該條件下溫度補(bǔ)償[1-3]的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。

1 實(shí)驗(yàn)方法及原理

本實(shí)驗(yàn)選用中航電測(cè)公司生產(chǎn)的卡瑪箔式應(yīng)變片，為適應(yīng)在PPMS較小的樣品腔中測(cè)量，我們選用的應(yīng)變片型號(hào)為：BB（BAB）300-1AA-W250（11），靈敏度系數(shù)為K=1.87±1%，敏感柵尺寸為：1.1×1.0 mm。貼片膠水采用環(huán)氧樹(shù)脂。

因?yàn)閼?yīng)變片小而薄，便于貼在結(jié)構(gòu)材料上，當(dāng)材料因溫度改變而產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)，貼在其上的應(yīng)變片也隨之而產(chǎn)生應(yīng)變，進(jìn)而應(yīng)變片的電阻發(fā)生變化，則材料應(yīng)變?chǔ)趴梢员硎緸椋?/p>

ε=ΔL/L=ΔR/（K×R） （1）

其中，L為材料初始的長(zhǎng)度，ΔL為材料長(zhǎng)度的變化，R為應(yīng)變片的初始電阻，ΔR為應(yīng)變片電阻的變化，文中設(shè)定初始狀態(tài)為溫度為293 K時(shí)的狀態(tài)。

實(shí)驗(yàn)中，我們利用綜合物性測(cè)量系統(tǒng)提供的可以完美控制的低溫強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境，以應(yīng)變片作為傳感器，通過(guò)直流電橋放大信號(hào)，經(jīng)過(guò)數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量并由電腦采集和處理數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了低溫的極端條件下應(yīng)變的測(cè)量。

利用以上方法，我們使用傳統(tǒng)的1/2橋進(jìn)行測(cè)量。如圖1所示，選取一已知應(yīng)變參數(shù)的參照樣品接于電橋AB間，待測(cè)樣品接于電橋BC間。測(cè)試前，先調(diào)節(jié)電橋平衡使數(shù)字萬(wàn)用表顯示值為0 mV，測(cè)量過(guò)程中，通過(guò)PPMS程序控制溫度以3 K/min的速度從300 K降到10 K以消除殘余應(yīng)力影響，保溫10 min使系統(tǒng)達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，然后以1 K/min的速度升溫到300 K，選取升溫時(shí)的數(shù)據(jù)為有效數(shù)據(jù)。則我們可由下式得到待測(cè)樣品應(yīng)變?yōu)椋?/p>

ε=[εref×（1-2Vr）]/（1+2Vr）-4Vr/[K×（1+2Vr）] （2）

其中，Vr=Vout/Vin，Vout為數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)得的輸出電壓，Vin為直流電橋輸入電壓，εref為參照樣品的應(yīng)變參數(shù)。

在實(shí)際測(cè)量中，應(yīng)變片的電阻不僅是應(yīng)變的函數(shù)，也是溫度的函數(shù)。以上方法雖然可以有效地回避了溫度對(duì)應(yīng)變片的影響而直接可得到我們所需的結(jié)果，但測(cè)量時(shí)必須同時(shí)在PPMS的樣品托上接一參照樣品，而我們知道，樣品托可以同時(shí)接三個(gè)樣品，采取以上方法則每次只能測(cè)量一個(gè)樣品。為使設(shè)備資源得到有效利用，我們對(duì)以上方法進(jìn)行了改進(jìn)，使用1/4電橋，樣品接于BC間，則相應(yīng)的應(yīng)變公式為：

ε=-4Vr/[K×（1+2Vr）]-εT （3）

其中，Vr=Vout/Vin，Vout為數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)得的輸出電壓，Vin為直流電橋輸入電壓，εT為溫度對(duì)應(yīng)變片的影響。

即我們只需對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定，測(cè)出溫度對(duì)應(yīng)變片的影響，得到溫度補(bǔ)償參數(shù)就可實(shí)現(xiàn)同時(shí)進(jìn)行三個(gè)樣品的應(yīng)變測(cè)量。（如圖1）

經(jīng)過(guò)大量試驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)測(cè)得溫度補(bǔ)償數(shù)據(jù)后通過(guò)公式（3）得到的應(yīng)變數(shù)據(jù)與常規(guī)方法通過(guò)公式（2）得出的數(shù)據(jù)具有同樣的可靠性。然后，我們充分考慮到實(shí)用性，對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了進(jìn)一步的簡(jiǎn)化，得到了一套直接利用PPMS原有配件的應(yīng)變測(cè)量方法。

由公式（1）可知，我們可以直接通過(guò)應(yīng)變片隨溫度的電阻改變數(shù)據(jù)得到材料應(yīng)變數(shù)據(jù)，而PPMS原有的基于四引線法的直流電阻測(cè)量配件就可實(shí)現(xiàn)這一功能。

這是一種全新的測(cè)量思路，其測(cè)量方法極為簡(jiǎn)單快捷，理論上只需對(duì)選用的應(yīng)變片進(jìn)行溫度補(bǔ)償參數(shù)標(biāo)定后就可使用。在這里，材料應(yīng)變滿足關(guān)系式：

εm=ε+εT=（RT-R293）/（K×R293） （4）

其中，εm為測(cè)得的應(yīng)變，ε為材料的實(shí)際應(yīng)變，εT為溫度引起的干擾信號(hào)，RT為應(yīng)變片在溫度T時(shí)的電阻，R293為溫度為293K時(shí)的初始電阻。

此外，由文獻(xiàn)可知溫度對(duì)應(yīng)變片的靈敏度系數(shù)也有一定的影響，研究表明應(yīng)變片的靈敏系數(shù)在4.2 K時(shí)比300K時(shí)高5%[4]，這一項(xiàng)可根據(jù)下式修正：

KT=[1+（T-300）/（4.2-300）×5%]×Kref（5）

其中，KT為溫度T時(shí)應(yīng)變片的靈敏系數(shù)，Kref為300 K時(shí)應(yīng)變片的靈敏系數(shù)。

下面，我們對(duì)式（4）提出的方法進(jìn)行詳細(xì)的介紹，主要包括測(cè)量系統(tǒng)的標(biāo)定，得出相應(yīng)的應(yīng)變片溫度補(bǔ)償參數(shù)的具體實(shí)施方法，并進(jìn)行該方法的可行性分析。

2 測(cè)量系統(tǒng)的標(biāo)定

實(shí)驗(yàn)中，我們選取鐵、銅兩種材料對(duì)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行了溫度補(bǔ)償參數(shù)的標(biāo)定，以消除溫度引起的干擾，并將最后結(jié)果與其他測(cè)量方法得到的公認(rèn)的參考數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比以驗(yàn)證本實(shí)驗(yàn)方法的可靠性。選取鐵、銅這兩種材料主要考慮其常見(jiàn)且廉價(jià)，他們的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)變數(shù)據(jù)也經(jīng)過(guò)多次驗(yàn)證，可直接在美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局?jǐn)?shù)據(jù)[5]中查得。

我們將鐵、銅樣品同時(shí)測(cè)量，以消除儀器環(huán)境及測(cè)量誤差。由（4）式可得，銅的實(shí)際應(yīng)變值可由以下式得出：

ε（Cu）=εm（Cu）-εm（Fe）+ε（Fe） （6）

根據(jù)上式我們得出銅的應(yīng)變-溫度曲線，該曲線與標(biāo)準(zhǔn)參考數(shù)據(jù)曲線如圖2所示。由圖中我們可以看出，該方法測(cè)得的數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)大致相符，計(jì)算得誤差為±5%，滿足實(shí)驗(yàn)測(cè)量精度要求。（如圖2）

我們?cè)诖藢?shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，分別用兩種材料進(jìn)行了多次重復(fù)測(cè)量，然后根據(jù)式（4），用直接測(cè)得的應(yīng)變減去標(biāo)準(zhǔn)參考值，得出了溫度對(duì)應(yīng)變信號(hào)的影響，其結(jié)果如圖3中曲線e，f所示。圖中可看出，溫度干擾信號(hào)曲線基本重合，這一結(jié)果進(jìn)一步表明了測(cè)量方法的可靠性。由于單次測(cè)量的偶然性具有較大誤差，根據(jù)統(tǒng)計(jì)規(guī)律，我們對(duì)多種材料樣品多次測(cè)量的溫度干擾產(chǎn)生的應(yīng)變數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)平均，得到了最終的該應(yīng)變片對(duì)溫度干擾信號(hào)補(bǔ)償曲線。在進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)中，數(shù)據(jù)處理時(shí)我們運(yùn)用直接測(cè)得的應(yīng)變數(shù)據(jù)減去這一統(tǒng)計(jì)溫度補(bǔ)償數(shù)據(jù)得出應(yīng)變-溫度曲線，如圖4所示，與圖2進(jìn)行對(duì)比可看出數(shù)據(jù)曲線誤差進(jìn)一步減小，這說(shuō)明這一統(tǒng)計(jì)平均一定程度上消除了單次測(cè)量的偶然誤差。（如圖3圖4）

3 在超導(dǎo)材料應(yīng)變測(cè)量的應(yīng)用

為了進(jìn)一步評(píng)價(jià)該系統(tǒng)的應(yīng)用性能，我們應(yīng)用該系統(tǒng)使用這一極其簡(jiǎn)易的方法對(duì)Bi2223（Ag包套）高溫超導(dǎo)體帶材樣品進(jìn)行了相應(yīng)的應(yīng)變測(cè)量。此Bi2223（Ag包套）高溫超導(dǎo)體帶材樣品來(lái)源于美國(guó)超導(dǎo)公司（AMSC），其應(yīng)變-溫度曲線如圖5所示，其應(yīng)變數(shù)據(jù)與Yamada小組報(bào)導(dǎo)的數(shù)據(jù)[7]相符。這一結(jié)果表明該系統(tǒng)可以應(yīng)用于超導(dǎo)體應(yīng)變的測(cè)量。

4 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)采用國(guó)產(chǎn)應(yīng)變片和廣泛應(yīng)用的綜合物性測(cè)量系統(tǒng)較好的實(shí)現(xiàn)了低溫條件下材料應(yīng)變性能的測(cè)量，并通過(guò)不斷的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)，為超導(dǎo)材料的應(yīng)變性能提供了一種經(jīng)濟(jì)又簡(jiǎn)單的測(cè)量方法，易于推廣使用。

參考文獻(xiàn)

[1]尹福炎.電阻應(yīng)變片的溫度自補(bǔ)償及其它[J].衡器，2009，38（9）：40-45.

測(cè)量系統(tǒng)范文第5篇

關(guān)鍵字：GPS應(yīng)用精度

一、GPS概述

GPS系統(tǒng)是美軍于上世紀(jì)七十年代初，在“子午儀衛(wèi)星導(dǎo)航定位”技術(shù)上發(fā)展起來(lái)的一種高科技衛(wèi)星定位系統(tǒng)，具有全球性、全能型、全天候性的優(yōu)勢(shì)，能夠應(yīng)用于陸地、海洋、航空、航天的領(lǐng)域的導(dǎo)航定位、定時(shí)、測(cè)速系統(tǒng)。GPS系統(tǒng)主要有三大子系統(tǒng)所組成：空間衛(wèi)星系統(tǒng)、地面監(jiān)控系統(tǒng)、用戶(hù)接受系統(tǒng)?？臻g衛(wèi)星系統(tǒng)由均勻分布于地球六個(gè)軌道平面上的24顆高軌道工作的衛(wèi)星組成，衛(wèi)星每十二恒星小時(shí)延近圓形軌道繞地球運(yùn)動(dòng)一周，由星載高精度原子鐘控制無(wú)線電發(fā)射機(jī)在低噪聲窗口附近發(fā)射L1、L2兩種載波，向全球用戶(hù)接受系統(tǒng)連續(xù)播發(fā)GPS導(dǎo)航信號(hào)。地面監(jiān)控系統(tǒng)由美國(guó)本土和三大洋的美軍基地上均勻分布的五個(gè)監(jiān)測(cè)站、一個(gè)主控站和三個(gè)注入站構(gòu)成。地面監(jiān)控系統(tǒng)用GPS接受系統(tǒng)測(cè)量沒(méi)課衛(wèi)星的偽距和距離差，采集氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)，并傳送給主控站，主控站將各種觀測(cè)數(shù)據(jù)和衛(wèi)星工作狀態(tài)數(shù)據(jù)諸如自身的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)中，及時(shí)的編算出每顆衛(wèi)星的導(dǎo)航電文并傳送給注入站控制和協(xié)調(diào)監(jiān)測(cè)站間，注入時(shí)間的工作，檢驗(yàn)注入衛(wèi)星的導(dǎo)航電文是否正確以及衛(wèi)星是否將導(dǎo)航電文發(fā)給了GPS用戶(hù)系統(tǒng)。

二、GPS系統(tǒng)用戶(hù)接受原理

（一）GPS接收機(jī)

GPS 系統(tǒng)用戶(hù)接受主要是通過(guò)衛(wèi)星接受機(jī)完成，衛(wèi)星接收機(jī)的基本結(jié)構(gòu)是由天線單元和接收單元兩部分組成。天線單元的主要作用是:當(dāng)GPS衛(wèi)星從地平線上升時(shí)起，捕獲、跟蹤衛(wèi)星，并接收放大捕獲到的 GPS 信號(hào)。接收單元的主要作用是:記錄GPS接受到的信號(hào)并對(duì)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和濾波等處理，還原出GPS 衛(wèi)星所發(fā)送的導(dǎo)航電文，并解求信號(hào)在站星間的傳播時(shí)間和載波相位差，在此基礎(chǔ)上實(shí)時(shí)地獲得導(dǎo)航定位的數(shù)據(jù)或采用測(cè)后處理的方式，獲得定位、測(cè)速、定時(shí)等數(shù)據(jù)結(jié)果。

（二）GPS 數(shù)據(jù)處理軟件

GPS 的數(shù)據(jù)處理軟件是 GPS 用戶(hù)系統(tǒng)的最重要部分，其主要任務(wù)是對(duì)GPS 接收機(jī)所獲取的各種衛(wèi)星測(cè)量記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行“粗加工”和“預(yù)處理”，并對(duì)所處理得到的結(jié)果進(jìn)行平差計(jì)算、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換和分析綜合處理。解得測(cè)站的三維坐標(biāo)，測(cè)體的坐標(biāo)、運(yùn)動(dòng)速度、方向及精確時(shí)刻等各項(xiàng)精確信息。

三、GPS系統(tǒng)應(yīng)用于公路測(cè)量的必要性和可行性

（一）GPS系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

1各測(cè)站之間無(wú)需進(jìn)行通視。傳統(tǒng)公路測(cè)量過(guò)程中各測(cè)站間相互通視一直是測(cè)量學(xué)的益達(dá)難題。GPS系統(tǒng)應(yīng)用衛(wèi)星傳授信息技術(shù)，解決了這一問(wèn)題，GPS的這一特點(diǎn)，使得測(cè)量工作的選點(diǎn)變得更加靈活方便。

2定位精度較高。一般紅外儀標(biāo)的測(cè)量精度為5mm+5ppm，而雙頻 GPS 接收機(jī)基線解的精度達(dá)到 5mm+1ppm，GPS的測(cè)量精度雖與紅外儀相當(dāng)，但隨著測(cè)量距離的加大，GPS 測(cè)量的優(yōu)越性就會(huì)愈加突出。

3觀測(cè)時(shí)間較短。GPS系統(tǒng)在應(yīng)用于測(cè)量的過(guò)程中，在小于 20千米的短基線上，進(jìn)行快速相對(duì)定位一般只需 5分鐘的觀測(cè)時(shí)間。

4能夠提供三維坐標(biāo)。GPS 系統(tǒng)在繼續(xù)測(cè)量時(shí)，在精確的測(cè)定觀測(cè)站平面位置的同時(shí)，還可以精確的測(cè)定觀測(cè)站的大致高程，并提供三維坐標(biāo)。

5操作簡(jiǎn)單。GPS 測(cè)量就有較高自動(dòng)化能力，在進(jìn)行觀測(cè)中測(cè)量員的主要任務(wù)是安裝并控制開(kāi)關(guān)儀器、量取儀器和監(jiān)視儀器的工作狀態(tài)，而其他的觀測(cè)工作如衛(wèi)星的捕獲、跟蹤觀測(cè)等均可以由儀器自動(dòng)完成。

（二） 常規(guī)測(cè)量方法的缺陷

1 常規(guī)測(cè)量方法的規(guī)范對(duì)附合導(dǎo)線、閉合導(dǎo)線長(zhǎng)及結(jié)點(diǎn)導(dǎo)線間的長(zhǎng)度等有著嚴(yán)格的規(guī)定，一般對(duì)于高等級(jí)的公路測(cè)量均要求達(dá)到一級(jí)導(dǎo)線的要求。在這樣的規(guī)定下，導(dǎo)線附合或閉合的長(zhǎng)度最長(zhǎng)不能超過(guò)10千米，結(jié)點(diǎn)導(dǎo)線的結(jié)點(diǎn)間距不得超過(guò)附合導(dǎo)線長(zhǎng)度的0.7倍。這種嚴(yán)格的測(cè)量要求在實(shí)際的測(cè)量作業(yè)中一般難以達(dá)到，往往會(huì)出現(xiàn)超規(guī)范作業(yè)現(xiàn)象。

2 測(cè)量過(guò)程中所搜集到的用于路線測(cè)量控制的起算點(diǎn)間一般很難保證為同一測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量起算點(diǎn)，國(guó)測(cè)、軍測(cè)、城市各種控制點(diǎn)通常混雜一起，這樣就存在系統(tǒng)間的嚴(yán)重的兼容性問(wèn)題，如果在測(cè)量中選擇了不能兼容的起算點(diǎn)，就會(huì)嚴(yán)重影響到測(cè)量質(zhì)量。

3 地面間測(cè)量點(diǎn)之間的通視困難往往就影響了常規(guī)測(cè)量的實(shí)施，一般測(cè)量路線的控制點(diǎn)要求布設(shè)在距路線300米的范圍內(nèi)。由于通視障礙的原因，這一條件在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中通常難以滿足，甚至在一些大范圍的密林、密灌、青紗帳或居民區(qū)等地區(qū)，根本就無(wú)法實(shí)施常規(guī)控制測(cè)量的要求。

四、GPS系統(tǒng)在公路測(cè)量中的應(yīng)用

（一）線路勘測(cè)

通常在公路選線的過(guò)程中，往往要按照勘測(cè)設(shè)計(jì)的規(guī)范，在盡量少占農(nóng)田、少拆房屋并盡量利用原有路基的原則要求基礎(chǔ)上進(jìn)行線路勘測(cè)。為了達(dá)到準(zhǔn)確符合原則要求線路選擇，并設(shè)計(jì)好道路中線路使其符合設(shè)計(jì)的整體要求， 我們可以在測(cè)量過(guò)程中利用 GPS動(dòng)態(tài)RTK 的技術(shù)，用GPS動(dòng)態(tài)RTK 接收機(jī)做為流動(dòng)信號(hào)接收站接收基站發(fā)射信號(hào)，沿著原路中線按一定間隔進(jìn)行采集數(shù)據(jù)，選擇另一個(gè)已知點(diǎn)作為參考站，遇到重要的地物，準(zhǔn)確的進(jìn)行定位，最后將觀測(cè)定位數(shù)據(jù)傳人計(jì)算機(jī)中，利用 AutoCAD 等計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件就可以方便的在計(jì)算機(jī)進(jìn)行上選線，從而選出最優(yōu)的線路方案。

（二）道路的中線測(cè)設(shè)

公路測(cè)量設(shè)計(jì)人員在大比例尺帶狀地形圖上完成定線后，需要將公路在現(xiàn)場(chǎng)地面標(biāo)定出來(lái)。這項(xiàng)工作就可以采用動(dòng)態(tài)的GPS 測(cè)量技術(shù)進(jìn)行，應(yīng)用GPS技術(shù)只需要將中線主點(diǎn)的各個(gè)坐標(biāo)全部輸入到 GPS 的接收機(jī)中，GPS系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)定出放樣的各個(gè)點(diǎn)位。同時(shí)由于每個(gè)點(diǎn)位的測(cè)量都是獨(dú)立精確完成的，這樣就不會(huì)產(chǎn)生累積誤差，各點(diǎn)放樣精度趨于一致，保證測(cè)量精確性。

（三）公路縱、橫斷面測(cè)量

公路中線確定完成后，可以利用中線樁點(diǎn)的坐標(biāo)，通過(guò)計(jì)算機(jī)繪圖軟件，就可給出路線縱斷面和各樁點(diǎn)的橫斷面的狀態(tài)分布。同樣，由于所用的數(shù)據(jù)都是在測(cè)繪地形圖的過(guò)程中所采集來(lái)的，因此就不需要再到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行再次的縱、橫斷面測(cè)量，從而大大減少了外出測(cè)量工作的作業(yè)量。此外如果需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)斷面的測(cè)量時(shí)，也可采用動(dòng)態(tài)的GPS 測(cè)量方法。這種GPS動(dòng)態(tài)測(cè)量方法與傳統(tǒng)的測(cè)量方法相比，在精度、成本、實(shí)用各方面都具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

五、結(jié)論

在公路測(cè)量中廣泛采用GPS 的靜態(tài)定位技術(shù)和動(dòng)態(tài)定位技術(shù)相結(jié)合的方法，可以更高效、高精度地完成公路平面的測(cè)量工作。在測(cè)量過(guò)程中采用常規(guī)方法和GPS系統(tǒng)相結(jié)合的測(cè)量方法也可以極大地提高測(cè)量效率，并保證測(cè)量質(zhì)量。采用GPS進(jìn)行公路測(cè)量,有不受測(cè)量作業(yè)區(qū)地形條件限制、可全天候作業(yè)、所需人工較少、數(shù)據(jù)傳遞迅速準(zhǔn)確等優(yōu)勢(shì)。隨著GPS系統(tǒng)技術(shù)的不斷發(fā)展,這種先進(jìn)的測(cè)量技術(shù)手段會(huì)被更廣泛地應(yīng)用到我國(guó)公路勘測(cè)工作中去,為我國(guó)公路測(cè)量提供更高的技術(shù)支持，同時(shí)也會(huì)提供更為準(zhǔn)確測(cè)量結(jié)果。GPS系統(tǒng)目前在公路測(cè)量中的廣泛應(yīng)用，是公路測(cè)量領(lǐng)域的一項(xiàng)革命性技術(shù)革新，極大地提高了勘測(cè)精度和勘測(cè)效率。

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