精密測量技術論文范文

時間:2023-03-31 02:26:43

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精密測量技術論文

篇1

英文名稱:Nanotechnology and Precision Engineering

主管單位:教育部

主辦單位:天津大學

出版周期:雙月刊

出版地址:天津市

種:中文

本:大16開

國際刊號:1672-6030

國內刊號:12-1351/O3

郵發代號:6-177

發行范圍:國內外統一發行

創刊時間:2003

期刊收錄:

CA 化學文摘(美)(2009)

Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)

EI 工程索引(美)(2009)

中國科學引文數據庫(CSCD―2008)

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期刊簡介

篇2

關鍵詞:GPS單點定位 城市工程測量 BERNESE 5.0 精密星歷

中圖分類號:TB22 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2014)04(b)-0028-02

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。本文主要從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

本文選用北京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,本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,圖3給出了X、Y、Z分量較差,可以看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。本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).

[2] 曲偉菁,朱文耀,宋淑麗,等.三種對流層延遲改正模型精度評估[J].天文學報,2008(1).

篇3

[關鍵詞]高速鐵路 精密測量 應用探討

中圖分類號:TF789 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2017)11-0058-01

一、引言

高速鐵路以其輸送能力大、速度快、安全性好、舒適方便等優點開始在我國進入了高速發展階段。高速鐵路設計時速高達200km/h~350km/h,運行目標是高安全性和高乘坐舒適性,任何一個小小的顛簸,都會給旅客列車帶來嚴重的安全事故。因此,要求軌道結構必須具備高平順度和高穩定性。而軌道具備高平順性和高穩定性的條件,除軌道結構的合理外形尺寸、良好的材質和制造工藝外,軌道的高精度鋪設是實現軌道初始高平順性的保證。而這些必須依靠精密測量才能完成。

進入高鐵時代的鐵路測量,也隨著高鐵的要求發生了重大變革,由于高鐵比普通鐵路線路變得更直、曲線長度變得更長、隧道和橋梁的增加、軌道演變為無砟軌道測量、測量控制網的變化、沉降監控量測的高精度和持久性、測量工作時間的變化等等,給鐵路建設維護中的精密工程測量帶來很多新課題,測量的理論、方法、規范、儀器都需要革新和變化。

二、精密工程測量定義和特點

工程測量分為普通測量和精密測量,根據工程測量學的定義,精密工程測量主要是研究地球空間中具體幾何實體的精密測量描繪和抽象幾何實體的精密測量實現的理論、方法和技g。精密測量工作代表了現代測量工作的發展趨勢,精度代表的范用很廣泛.主要有相對精度和絕對精度之分。相對精度又分為兩種,一種是一個觀測量的精度與該觀測量的比值,如果比值越小,那精度就越高,例如:邊長的相對精度。精度的含義很廣泛,隨著技術的發展精度又在不斷提高,只有確定精度范圍和概念的時候才能在當下為精密測量下一個定義。那我們這就就采用一個普遍的定義,凡是采用一般的、通用的測量儀器和方法無法滿足工程隊測量或測設精度的要求時的測量.都可以叫做精密工程測量。因此,大型工程、特種工程不能與精密 程并列,但是,一些特種工程還是與精密測量有精密聯系的。

三維工業測量、工程變形監測中有很多測量也屬于精度測量,就精度而言,從工業的角度來看,在設備的安裝 、檢測和質量控制測量中,精度可能在計量級,如微米乃至納米;在工程變形監測中,精度可以放在亞毫米級;在 程控制網建立中,精度可能在毫米級。一般隧道等橫向貫穿的精度在厘米級,但其對精度測量的要求仍然很高,屬于精密工程測量。精密工程測量的另一個特點是,它的可靠性要求也很高,包括:測量儀器的鑒定檢核、測量標志的穩定 、測量方法的嚴密、測量方案的優選、觀測量之間的相互檢查控制,以及嚴格的數據處理和精確的測量監督等。精密工程測量按工程需要的精度可以分為:普通精密工程測量和特種精密工程測量。

三、高精度平面控制測量的精度標準

高速鐵路工程測量的控制網,按施測階段、施測目的及功能可分為勘測控制網、施工控制網、運營維護控制網。平面控制網應在框架控制網CP0基礎上分CPⅠ、CPⅡ、CPⅢ三級布設。按逐級控制原則布設的平面控制網,其設計的主要技術要求應符合相關的規定。常用的CPⅢ平面控制網要求為測量等級為一級,相鄰點的相對中誤差為1,采用自由測站邊角交會的測量方法。

四、高速鐵路高程控制測量

高程控制測量以線路水準基點控制網為起算基準,系統采用1985 國家高程基準。當個別地段無1985 國家高程基準的水準點時,可引用其它高程系統或以獨立高程起算。但在全線高程測量貫通后,應消除斷高,換算成1985 國家高程基準。有困難時亦應換算成全線統一的高程系統。

CPⅢ高程控制網也稱軌道控制網,主要為高速鐵路軌道施工、運行期維護提供高程基準。應在線下工程竣工且沉降和變形評估通過后施測。CPⅢ高程控制點與CPⅢ平面控制點共點,測量通常安排在CPⅢ平面控制網觀測完成后進行。

CPⅢ高程控制網采用“精密水準”方法測量,它是介于二等水準和三等水準測量精度的一個等級,專用于CPⅢ高程測量。施測前應對全線的二等線路水準基點進行復測,構網聯測測區內所有復測合格的二等線路水準基點。

在具備充分準備的條件下按下列要求實測測量:

(1)CPⅢ高程控制網的首次測量與平差計算,應該獨立地進行兩次。所謂“獨立地進行兩次”是指兩次測量和平差計算應該在完全不同的兩個時間段內進行。

(2)CPⅢ高程控制網采用“精密水準”方法觀測,按照“后-前-前-后”或“前-后-后-前”的順序測量。宜使用DS1及以上精度的電子水準儀及因瓦尺進行測量。

(3)應附合于二等線路水準基點,與測區內二等線路水準基點的聯測時,采用獨立往返精密水準測量的方法進行,每兩公里聯測一個線路水準基點,每一區段應至少與三個水準基點進行聯測,形成檢核。

(4)CPⅢ點與 CPⅢ點之間的水準路線,應該采用“中視法”或“矩形法”的水準路線形式,以保證每相鄰的4個 CPⅢ點之間都構成一個閉合環。

(5)CPIII控制點水準測量應對相鄰4個CPⅢ點所構成的水準閉合環進行環閉合差檢核,相鄰CPⅢ點的水準環閉合差不得大于1mm。

(6)區段之間銜接時,前后區段獨立平差重疊點高程差值應≤±3mm。滿足該條件后,后一區段CPⅢ網平差,應采用本區段聯測的線路水準基點及重疊段前一區段連續1~2 對CPⅢ點高程成果進行約束平差。相鄰CPIII點高差中誤差不應大于±0.5mm。

(7)CPⅢ高程傳遞測量

當橋面與地面間高差大于3m,線路水準基點高程直接傳遞到橋面CPⅢ控制點上困難時,應選擇橋面與地面間高差較小的地方采用不量儀器高和棱鏡高的中間設站三角高程測量法傳遞高程,且要求變換儀器高觀測2次,每次要求手工觀測4個測回。兩組高差較差不應大于2mm,滿足限差要求后,取兩組高差平均值作為傳遞高差。

五、總結

高速鐵路是我國的百年重大工程,是我國發展的必備基礎設施,為了保證高速鐵路的安全穩定實施和運營,必須有在施工過程中保證鐵路按照設計圖計劃實施。在施工過程中建立的高精度CPⅢ控制網是常用的控制網,在實際操作過程中,必須按照規范進行建立控制網,才能保證施工項目的正常運行。

參考文獻

[1] 盧建康.高速鐵路精密工程測量技術體系的建立及特點.鐵道標準設計,2010(z1): 70-73.

[2] 左廣恒.高速鐵路測量控制體系建設與常見問題分析.城市建設理論研究(電子版), 2012(10).

[3] 蘇志華,周春柏,劉晚霞.工程測量中GPS控制測量平面與高程精度分析[J].測繪通報. 2012(03)

篇4

【關鍵詞】激光掃描;露天礦;測量

一、三維激光掃描技術的特點

三維激光掃描技術與傳統測量技術相比具有如下一些特點:

(1)非接觸測量

三維激光掃描技術采用非接觸掃描目標的方式進行測量,無需反射棱鏡,對掃描目標物體不需進行任何表面處理,直接采集物體表面的三維數據,所采集的數據完全真實可靠。可以用于解決危險目標、環境(或柔性目標)及人員難以企及的情況,具有傳統測量方式難以完成的技術優勢。

(2)數據采樣率高

目前,采用脈沖激光或時間激光的三維激光掃描儀采樣點速率可達到數千點,秒.而采用相位激光方法測量的三維激光掃描儀甚至可以達到數十萬點/秒。可見采樣速率是傳統測量方式難以比擬的。

(3)主動發射掃描光源

三維激光掃描技術采用主動發射掃描光源(激光),通過探測自身發射的激光回波信號來獲取目標物體的數據信息,因此在掃描過程中,可以實現不受掃描環境的時間和空間的約束。

(4)高分辨率、高精度

三維激光掃描技術可以快速、高精度獲取海量點云數據,可以對掃描目標進行高密度的三維數據采集,從而達到高分辨率的目的。

(5)數字化采集,兼容性好

三維激光掃描技術所采集的數據是直接獲取的數字信號,具有全數字特征,易于后期處理及輸出。用戶界面友好的后處理軟件能夠與其它常用軟件進行數據交換及共享。

(6)可與外置數碼相機、GPs系統配合使用

這些功能大大擴展了三維激光掃描技術的使用范圍,對信息的獲取更加全面、準確。外置數碼相機的使用,增強色彩色信息的采集,使掃描獲取的目標信息更加全面。GPS定位系統的應用,使得三維激光掃描技術的應用范圍更加廣泛,與工程的結合更加緊密。近一步提高測量數據的準確性。

(7)結構緊湊、防護能力強適合野外使用

日前常用的掃描設備一般具有體積小、重量輕、防水、防潮,對使用條件要求不高,環境適應能力強,適于野外使用。

二、掃描技術于金屬礦中的應用

1、設計掃描方案和獲取數據

基于黑色露天炭的反射率只有10~15%,其最大的測距只有450m,所以要分多站架設儀器。經考察,確定在視野比較開闊的6個地方架立儀器對礦區進行激光掃描,每個測站分別采用近距離標準測量和遠距離精密測量兩種模式,標準模式一周用時4min,精密測量模式一周用時12.5min。把整個礦區測完大約只要2.5h,若是兩臺全站儀則至少需要兩天的時間才能測完,可見3D掃描儀的速度有多快。

2、處理數據和建立三維模型

(1)平滑掃描數據。均勻化點與點之間的距離,使得測量距離的誤差變小;平滑分為連續和不連續表面平滑兩種,不連續的表面是在較遠的距離上有前景的數據和對象,而連續的表面是指其所有的點都處于其上面的平面;因此,樹和燈柱等適合用不連續平滑,而墻則更適合是連續平滑。

(2)過濾數據。用孤點過濾,其中過濾點的間隔菜單會有提示,在通常情況下我們都是選取2m,也就是,假如在一個點的方圓2m之內不存在其他的點,則將會被過濾掉;接著,進行最小間隔的過濾,在實際中,考慮到金屬礦上所要求的精度,20cm,則意味著兩點的距離最小要求在20cm。在軟件的過濾選項中,其實還有很多的內容,我們在操作的時候,可以根據實際的情況和自己的需要進行選擇。其后,再進行數據的修剪,把那些沒用的點全都刪除掉,最后進行孤點的過濾,形成彩色的點陣圖。

(3)平面三角化點云。在進行三角化的時候,要注意確定三角網的最小角和最大邊,控制TTN 的精度和結構。在進行建立表面模型的時候,有球面三角化和平面三角化兩種形式,平面三角化就是于X—Y平面中創建三角網,就是用于創建激光掃描點的二維三角網;然而,對于帶有復雜結構的單個掃描數據,則采用球面三角化比較適合。上述就是一個站上模型的建立過程,多站激光掃描數據需要經過坐標登記和坐標糾正后,才能建立多測站的整個測區的統一模型。

3、坐標的登記以及坐標的糾正

基于當次激光掃描的是指測站不是在已知點上進行的,所以,被掃描出來的一幅掃描點云圖的坐標系是任意的,利用它不能夠直接的建立整個露天礦測區的模型,精確的將多幅點云圖納入到統一的坐標系,這樣一種方法我們將它稱之為坐標的匹配。

坐標的糾正,是把點云納入至地面測量坐標系統的方法。其的操作過程是,與掃描區域附近或掃描區域之中的控制點設置標靶,進而使得相鄰的激光掃描點云圖上有3個以上的控制點標靶,通過對控制點進行的強制符合,就可以將相鄰的掃描點云圖統一至相同的一個特定坐標系之中,這被稱之為全局方式的坐標糾正,這樣可以有效的防止在進行坐標轉換時的坐標轉換誤差的積累。而球形標靶,則是利用反射率比較高的材料做成的圓球,將其置于控制點之上,其球心可以通過礦山測量的坐標得到,在進行測量時,每個激光掃描站至少要掃描到兩個以上的標靶球,在計算出標靶球的掃描坐標之后,按照三維坐標轉換對其進行糾正。

4、挖礦體積的測量原理

對礦體的體積量的計算,其原理非常簡單。舉個比較簡單的例子,有一個碗壁很薄的碗,我們想知道它的容量,我們先給碗盛滿水,則碗身與水面所圍成的體積就是該碗的容量。這是,一個人喝了一部分的水,問這人喝了多少水?其實就會喝水的前后碗體本身和水面圍成的體積。而礦的每月挖方量的原理也是如此,就是本月與前個月礦體表面圍成的體積。

5、金屬礦開采量的計算的應用

為了方便,將修剪、過濾和平滑統為修剪,而且每一次的測量全都進行了6站激光掃描。經過2種處理方法形成總點云,可以先坐標糾正后修剪,也可以先修剪后坐標糾正。每一個模型都可以計算“表面圍成的體積”,被計算處理的體積是相對于基準面礦體范圍內的體積。

三、結語

綜上所述,應用全數字三維激光掃描技術來開展露天礦山測量工作,明顯優于傳統的礦山測量技術,為我們提供了可靠、快捷、方便、安全的技術解決方案,是目前露天礦山地質測量中最有效、最快捷、最經濟、最安全的技術手段,它必將在露天礦山測量中得到廣泛的應用。

參考文獻:

[1]夏永華,三維激光探測技術在采空區測量中的應用與實踐[期刊論文]-金屬礦山 ,2009

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【關鍵詞】定位 改正模型 精密單點定位 誤差

一、引言

GPS技術的快速發展,使其在測量領域得到廣泛的應用,GPS最初的定位方式主要采用相對定位,從碼相對定位到RTK,GPS定位的精度在不斷提高。相對定位是采用多臺接收機聯測,根據多臺接收機測量的雙差,來消除接收機公共誤差,這些誤差包括鐘差何衛星鐘差等,也包含消除其他方面的誤差。這種方式的解算模型比較簡單,并且定位精度也比較高,這主要是由于不需要考慮復雜的誤差模型。但相對定位的方式中,至少有一臺接收機置于已知站上連續觀測,使其作業效率降低,另外,在一些測量地區由于條件限制,同步測量條件很難滿足,當基準站與用戶站的距離增加時,由于流層延遲、電離層延遲的影響,要達到預期的測量精度,就必須延長觀測時間。絕對定位也稱單點定位,單點定位方式早期也稱為傳統的單點定位方式,這種單點定位方式與精密定位不同,傳統單點定位是利用碼偽距觀測值和衛星軌道參數誤差以及衛星鐘改正數誤差,數據采集比較簡單,用戶只需在任意時刻用一臺GPS接收機獲得WGS284 坐標系中的三維坐標。精密單點定位( Precise Point Positioning,PPP)技術是由美國噴氣推進實驗室的Zumberge 等人在1997年首先提出的。其基本思路是通過消除電離層延時的影響和觀測方程中的地球自轉參數,再根據給定衛星的軌道和精密鐘差(可以由International GNSS Service,IGS組織提供),采用采用精密的觀測模型,解算出精確坐標。

二、精密單點定位的主要誤差

影響精密單點定位的精確度的提高主要由于其有效地消除或者減弱了誤差,它消除誤差的方法不同于傳統的方式,由于精密單點定位是采用非差觀測值,因此不能通過組成分觀測值的方式消弱或者消除。所以精密單點定位需要采取另外的消除或者減弱誤差的方法。影響精密單點定位的誤差可以分為三類:(一)觀察誤差;(二)衛星誤差;(三)傳播誤差。

三、誤差改正模型

(一)觀察誤差的改正

觀察誤差主要是接收機鐘差及接收機天線相位誤差。接收機鐘差是接收機的鐘面時與GPS標準時間的差值。接收機鐘差主要通過影響衛星位置和站星幾何距離的計算來影響定位。由于接收機的鐘差引起的衛星誤差不同,只要估計好接收機的鐘差就能消除衛星坐標計算的影響。

天線相位中心是指發射或者接收信號點,接收機天線相位誤差是指天線相位中心與天線參考點之間的差值。天線相位中心的影響可以通過模型改正方法來消除。

地球自轉改正。坐標參照系是隨著地球自轉而變化,如WGS-84屬于地心地固坐標系,ITRF屬于地固坐標系。衛星信號發射時刻和信號接收時刻所對應的地固系是不同的,所以在地固坐標系中計算衛星到接收機的幾何距離時,就需要考慮地球自轉的影響。地球自轉引起的距離改正為:

其中分別表示觀測站位置的三維坐標,分別表示衛星位置的三維坐標,是地球自轉角速度,C是真空中光速。

該距離改正量對衛星坐標的改正采用IERS 標準中提出的改正方法。

地球固體潮改正。由于地球不是剛性物體,它在其他星球的引力作用下,地球表面在星球萬有引力的作用下,使地球自轉和公轉時的周期與地心不一致,這就形成一種周期性的變形,這種現象稱為地球固體潮。可在地球固體潮的作用下,觀測站的坐標將會周期性地變化,在垂直方向上的最大位移可以達到80厘米。地球固體潮改正是為了消除這種影響,在相對定位中一般采用差分方式來消除,但在精密單點定位中不能采用差分方式,一般采用IERS 標準模型來改正。

(二)衛星誤差的改正

衛星的誤差主要包括衛星鐘差和衛星軌道誤差等。衛星鐘差是指衛星鐘的頻率漂移引起的衛星鐘時間與標準GPS時間的差值。衛星的鐘差會影響衛星坐標與站星幾何距離的計算,一般要保證該值不大于一微秒。其改正方法一般是事先估計其大小,再用觀測方程來消除其影響。衛星軌道誤差是指衛星星歷中給出的或者報據衛星星歷計算出的衛星位與真實的衛星位置之間的差值。目前對該誤差的改正也采用內插法。衛星質量中心的坐標是精密星歷給出的衛星坐標,但是衛星天線相位中心是指衛星發射信號的位置,這樣就形成了誤差,即衛星質心和衛星天線相位中心之間的偏差,這個變差就是衛星天線相位中心偏差。這個誤差的改正方法類似接收機天線相位中心改正方法。

(三)傳播誤差的改正

在傳播過程中,對流層延遲和電離層延遲等會引起傳播誤差。由于電磁波在電離層中傳播的速度和路徑會發生變化,因此利用信號傳播時間和光速得到的距離觀測值與信號源到接收機之間的真實幾何距離就存在差異,這就引起了電離層延遲。目前用的比較的多的改正方法是采用國際電離層模型和Klobuchar模型。對于對流層延遲的改正模型主要有Hopfield模型、Saastanioinen模型和Black模型等。

在信號傳播有關的誤差中還有一類誤差,那就是處于測站附近的反射物所反射的衛星信號進入接收機天線和直接來自衛星的信號產生干涉,從而引起誤差,這個誤差稱為多路徑效應誤差。多路徑效應誤差改正方法一般要選擇合適的地址測量,讓天線地點盡量遠離反射體,另外也可以通過小波分析等方法來消除這個誤差。

四、結束語

精密單點定位技術的基本思路是從消除誤差出發來提高測量精度,在GPS測量中,誤差來自三個方面,與衛星相關的誤差、與觀察相關的誤差和與傳播相關誤差。本文在分析精密單點定位原理的基礎上,闡述了改正這些誤差的思路和方法。

參考文獻:

1. 邱中軍,陳景平. 精密單點定位及其精度分析. 測繪工程, 2011(6)

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關鍵詞:預備技師;論文;指導

G712.3

我院從2008年開始開辦預備技師班,學生為高中起點,學生在完成四年預備技師學制教育,并通過相應職業技師的理論知識考試和操作技能考核后,由國家人力資源社會保障部批準核發預備技師證書。在四年一期至四年二期,我們有預備技師論文寫作和答辯環節,一般為15周,學生在實習崗位上一邊工作,一邊寫作論文,期間指導老師定期去工廠進行指導和溝通,最后學生回學校參加答辯。畢業論文是預備技師教學的關鍵步驟,是教學過程與企業實踐的結合,是專業知識提升與沉淀的過程。學生通過撰寫論文,可為學生畢業2年后參加技師論文評審打下基礎。通過幾年的實踐和探索,我們總結出了一些好的做法,下面談一談我們在這方面的體會。

一、 做好選題和開題工作

學生的畢業論文從選題開始,題目選得是否合適,對后續寫作工作有很大影響。我們會在《畢業論文寫作》課程開始實施后,安排學生在學校學習2周,在這2周中,安排學生去查資料,指導老師每天都和學生見面,進行選題指導。我們的專業為數控編程,選題范圍主要包括:先進數控加工技術、夾具設計、機械制造工藝編制、先進測量技術等。學生選題確定后,要填寫《畢業論文開題報告》,然后安排統一時間進行開題答辯,學生在開題答辯時,要把自己的畢業論文寫作思路講清楚。

選題初期是學生最迷茫的階段,因為學生以前沒有類似經驗,學生會感覺無從下手。在這一階段,我們會安排幾次專題講課,講課主題有:畢業論文的要求和規范;畢業論文選題方法和范圍;論文寫作方法;往屆學生畢業論文范例剖析;等等。我們還會帶學生下企業,引導學生到一線崗位上選題,比如帶學生到手機和平板電腦外殼加工企業參觀,會指導學生選加工手機外殼和平板電腦外殼的氣動夾具設計做為課題。帶學生到數控機床廠參觀,會指導學生選數控維修方面的課題。帶學生到三坐標測量機企業參觀,會指導學生選精密測量方面的課題。

二、 注意跟蹤指導

學生在通過2周完成選題后,要馬上下企業進行頂崗實習,學生要在利用業余時間撰寫論文。學生在下企業后,允許和鼓勵學生根據在學校的選題和開題經驗,再結合崗位實際情況重新選題。學生盡量安排到擁有技師工作站資質的企業工作,我們要求企業安排一名工程師或師傅帶學生,對學生進行論文寫作指導。學校也安排一個老師跟蹤指導學生,定期下企業指導學生撰寫論文。

這一階段的工作內容為學生在崗位上利用工作之余r間撰寫論文。由于企業工作任務緊張,學生可能會覺得沒時間做論文。為了保證論文質量,我們會和企業協商,頂崗實習階段為學生做課題階段,不宜給學生安排太多工作任務,一般少安排加班和夜班。指導老師每周都要和學生保持接觸和溝通,經常指導督促學生做好論文撰寫工作。

在學生到崗位上工作之后的初期,如果學生在崗位上找到了更有實用價值和更好的課題,能結合學生自己的工作做論文,在經指導老師同意后,我們允許學生更換課題。最好的課題是學生結合工作崗位選的課題,寫的最好的論文也是出自工作崗位一線的論文。比如在技師工作站深圳市緣與美珠寶有限公司工作的學生,他們的工作內容是使用小型五軸數控銑床加工珠寶,編程和加工都是學生完成,有的學生寫出了加工珠寶的夾具設計論文,郵遞學生寫出了珠寶數控加工工藝改進方面的論文,都受到了好評。

三、 做好答辯工作

答辯是一個重要的環節,可以檢驗學生是否對自己的論文能夠說清楚,通過這個環節,可以發現學生是否有抄襲現象。我們提出總的要求是:(1)選題具有科學性、先進性和推廣應用價值;(2) 結構合理、層次清楚,文字(含圖樣等);(3)表達準確通順,字數不少于4000字;(4)內容充實,論點正確,論據充分有效。

答辯時要求指導老師回避自己所指導的學生。我們從選題、結構、文字、內容水平和答辯表現等方面進行評價。一般分組進行,每組安排5個評委老師。

答辯環節能夠培養學生的表達能力和膽量,要求學生要做好PPT,內容表述要流暢,回答問題要準確。答辯時間一般安排在周六和周日,這樣才不和學生的工作時間沖突,保證學生都能按時參加答辯。

答辯完成后,評委小組要給出評價意見,同時給出結果,分三種情況:通過、不通過、按照要求修改后可通過。

四、 如何做好成績評價

成績評價是重要的指揮棒。畢業成績由幾部分構成:選題階段表現,占20%;論文水平,占60%;答辯表現,占20%。如果第一次答辯論文沒有通過,要求學生修改論文,再給一次答辯機會。如果第二次答辯還不通過,就要安排重修。

成績評價要堅持公平、公正、公開的原則。答辯時5個評委按百分制獨立打分,最好算出總平均分,作為學生的畢業論文成績。

五、結語

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關鍵詞:建筑變形;注意事項;作業流程

中圖分類號:TE42 文獻標識碼:A 文章編號:

1. 引言

為了監視建筑物在施工的過程和使用中確定其空間位置隨時間的變化特征,需在施工過程及使用過程中對其進行變形觀測。本文主要探討的是:基于安徽省交通勘察設計院測繪處所測項目的觀測成果,研究在沉降觀測中常用的方法。結合本人在工作中對巢湖電廠構筑物沉降觀測項目進行實例分析。

2. 變形觀測方案設計

通常由設計部門提出要求,由施工組織計劃者提出布置方案,在施工期間進行埋設,

觀測點應該有足夠的數量以便全面的反映沉降情況,沉降觀測點的布置,應以能全面反映建

筑物地基變形特征并結合地質情況及建筑物結構特點確定。變形觀測有許多重要的環節需在觀測前就要確定, 以便指導整個觀測過程。它包括測量方法和設備的選擇,監測網布設,測量精度和觀測周期的確定。

2.1變形監測的方法

變形監測的方法與設備的選擇是相輔相成的,隨著測量儀器的進步,變形監測方法也不斷地進步;常規的大地測量方法:如精密高程測量、精密距離測量、角度測量等。專門測量手段和技術:如液體靜力水準、準直測量、應變測量、傾斜測量等;空間測量技術:GPS測量、IiSAR技術;攝影測量和激光掃描技術。根據項目具體要求,選擇變形監測方案同時也決定需要使用的測量儀器設備。監控量測開始前,工程項目部(組)應對儀器進行必要的檢校,保證儀器滿足規定的精度要求。監測所需的特殊設備和工具進行專門的設計和加工。監測所使用的儀器必須在檢定周期之內,應具有足夠的穩定性和精度,適于長期、連續監測工作的需要。

2.2變形監測網的測設

布設測量基準點,是為了保證測量的基準統一,布置工作基點是為了便于測量工作,并減小測量誤差。必須保證基準點的穩定性,定期進行測量、分析,工作基點與測量基準點間也必須進行測量,以得到工作基點的坐標值,同時可根據坐標值的差異,判斷工作基點的穩定性。

參照《工程測量規范》GB50026—2007、《建筑變形測量規范》GB50026—2007等有關規范,巢湖電廠建筑物變形監測按三等變形測量的精度要求施測,外業觀測按二等水準測量的技術要求作業。沉降觀測選用進口精密水準儀配合銦鋼尺測量,儀器標稱精度±0.3mm/km。共埋設6個測量基準點,廠區內埋設3個測量基準點(均布置在施工影響范圍外地,沉降已經穩定的樁基建筑物的結構柱位),廠區外埋設3個深埋式基準點(均鉆孔至基巖,然后在其頂部設置護罩。基準網為閉合水準線路長約4km。

本項目監測以建筑物結構沉降測量為主,同時測量工程樁頂部水平位移測量。共布置測點160個,120個分布在各個建筑物的各結構柱腳位,40個分布在各個建筑物的各結構柱頂部位。結構柱腳位監測點為直徑14mm的圓鋼筋,鋼筋外端要有90°彎鉤彎上,并稍離墻體,同時立尺部位要加工成半球形并涂上防腐劑,以保證每次測量測點與測尺在同一位置接觸。各結構柱頂部位變形點為直徑14mm的帶有細十字絲的膨脹螺絲垂直工程樁頂部水平面。

水平位移觀測使用精密全站儀配合棱鏡采用極坐標法施測;測量采用二等水平位移標準測量,變形點的點位中誤差不大于3mm;測點采用強制對中,減少對中誤差。

測量采用相同的觀測網形,固定使用儀器和觀測人員,并盡可能選擇最佳觀測時段,在基本相同的環境和條件下進行觀測。

2.3 建筑物變形觀測的精度和頻率

工程建筑物的變形觀測能否達到預定的目的,要受很多因素的影響。其中,最根本的因

素是觀測點的布置、觀測的精度與頻率,以及每次觀測所進行的時間。變形觀測的精度要求,取決于該工程建筑物預計的允許變形值的大小和進行觀測的目的。在國際測量工作者聯合會第十三屆會議工程測量組的討論中提出:“如果觀測的目的是為了使變形值不超過某一允許數值而確保建筑物的安全,則其觀測的中誤差應小于允許變形值的1/10~1/20;如果觀測的目的是為了研究其變形的過程,則其中誤差應比這個數值小得多。

觀測的頻率取決于變形值的大小和變形速度,以及觀測的目的。通常應根據工程性質、工程進度、地基土質情況及基礎荷重增加情況等決定。沉降觀測的周期應結合下面幾個因素綜合確定:

(1) 建筑物基礎承載土層的地質條件;

(2) 建筑物荷載的大小;

(3) 建筑物基礎的類型。一般應從施工到±0 時開始觀測,以后每增加1~3 層觀測一次,封頂及竣工時各觀測一次,使用期間可根據實際沉降情況每年觀測1~4 次。

總之,要求觀測的次數,既能反映出變化的過程,又不遺漏變化的時刻。

2.4數據處理和資料分析

2.4.1數據處理

變形數據處理包括整理、整編觀測資料,計算測點坐標和變形量,以及分析變形的顯著性、規律和成因等。

2.4.2 資料分析

1作圖分析,即將觀測資料繪制成各種曲線,常用的是將觀測資料按時間順序繪制成過程線。

2統計分析,即用數理統計方法分析計算各種觀測物理量的變化規律和變化特種,分析觀測物理量的周期性、相關性和發展趨勢。

3對比分析

4建模分析,即建立數學模型,用以分離影響因素,研究觀測物理量變化規律,進行預報和實現安全控制。常用的數學模型有統計模型、確定性模型和混合模型。

2.5成果整理與提交

1)技術設計書和測量方案

2)監測網和監測點布置圖

3)標石、標志規格及埋設圖

4)儀器的檢校資料

5)原始觀測記錄

6)平差計算、成果質量評定資料

7)變形觀測數據處理分析和預報成果資料

8)變形過程和變形分布圖表

9)變形監測、分析和預報的技術報告。

3. 沉降觀測的作業流程

4. 總結

在工程建筑物建設和運營中,由于各種因素的影響,都會產生變形。不同的建筑物有不

同的允許變形值。在建筑物設計階段,應按照有關技術規范及工程的要求,在建筑物的和內部都應布設點。結合地質因素,建筑物的結構形狀,荷載及其它因素,通盤考慮,合理布設、先設計再實施。在具體觀測中,做到在測量過程中,始終要嚴格的遵守規范要求,

嚴格操作過程,這樣就可以減少數據中的粗差。合理的選擇連續觀測的周期,盲目的增加觀

測次數和縮短觀測周期,以免浪費人力物力。

參考文獻

[1] 《工程測量規范》GB50026—2007(建設部國家標準)

[2] 吳來端,鄧學才。《建筑施工測量手冊》。北京:中國建筑工業出版社,1997。

篇8

關鍵詞:測繪,不動產估價思考

 

一、概念

1.1、測繪的概念

測繪是指對自然地理要素或者地表人工設施的形狀、大小、空間位置極其屬性等進行測定、采集、表述以及對獲取的數據、信息、成果進行處理和提供的活動。測繪可分為若干分支學科:如大地測量、攝影測量、地圖學、工程測量、海洋測量學等。其中工程測量學又可分為控制測量、房產測量、地籍測量、地形圖測量、施工放樣、變形監測等等。

1.2、不動產估價的概念

不動產估價是指對房產、土地、森林、構筑物等不動產進行價值評估。其是以不動產為對象,由專業估價人員,根據估價目的,遵循估價原則,按照估價程序,選用適宜的估價方法,在綜合分析影響不動產價格因素的基礎上,對不動產在估價時的客觀合理價格或價值進行估算或判定的活動。其意義在于:為不動產市場交易提供客觀標準;不動產資產的價值化更有利于優化資源配置;公平賦稅等。

二、測繪在不動產估價中的作用

2.1、房地產測繪與不動產估價

房地產測繪與房地產估價是城市房地產管理的兩個重要的組成部分,為其提供了可靠的數據和資料。

房地產測繪可提供房屋、土地及其房地產的自然狀況、權屬狀況、位置、數量、質量以及利用狀況,為城鎮規劃建設、土地管理、房產管理以及保護產權人的合法權益提供準確、可靠的測量數據和資料。其主要內容包括:房產平面控制測量、房屋調查、房屋用地調查、房產圖測繪、面積量算、變更測量。

它們分別從不同角度來描述和表達房地產,測量結果是房地產價格評估的主要法律依據之一,二者具有密切的聯系。論文大全。尤其在城市現代化進程中,農村集居地的拆遷工作中,房產測繪成果已直接成為拆遷評估的首要依據,涉及到千家萬戶的切身利益。

2.2、地籍測繪與不動產估價

地籍測繪是以一定的精度測定和調查土地及其上附著物的權屬、位置、數量、質量和利用現狀的測繪工作。地籍調查是為了取得土地權屬和土地利用現狀等基本地籍資料而組織的一項系統性的社會調查工作。其基本任務是查清宗地或地塊的坐落、位置、所有者、權屬、權源、地號、等級、面積、使用者、利用狀況、土地質量等。

地籍測繪完成各類圖件:基本地籍圖、宗地圖、土地利用現狀圖、權屬界線圖等。其中宗地圖是土地證上的附圖,是土地所有者或使用者對土地的使用或擁有提供可靠的法律保證,也是處理土地權屬問題的具有法律效力的圖件。

為此,地籍測繪提供了估價必須的各類地籍要素,給不動產估價提供了客觀依據。

三、測繪知識是估價人員必備的

3.1了解測繪技術的必要性

不動產估價需具備專業的估價人員,其不僅具有扎實的理論知識、豐富的估價實踐經驗、良好的職業道德修養,還需掌握相關政策、法律法規、開發經營、經濟、城市規劃、建筑等方面的知識,其中對測繪知識的了解也不容忽視。

當估價人員正在為某地塊(房產)進行估價時,有時更多關注相似案例的單價、資本還原利率的選取、成本項目的統計等,最終用單價乘以地塊(房產)面積得出總價值。卻容易忽視此地塊(房產)面積的準確性,從而不能得出準確的不動產價值;

當評估人員根據不符合現勢的地籍測繪圖紙進行評估時,使用了已變更的界址點所含面積,已變化的房屋層高、層數、地理名稱、門牌號等地籍要素信息,或者對地圖的符號意義、地籍區號、宗地號等理解不夠,也不能準確的評估出不動產價值。

所以估價人員除了須進行現場踏勘外,應對測量圖紙的文字標注、比例尺、圖示符號等有較為深入的了解,還應掌握圖解量算等基本的測繪技術。

3.2了解測繪誤差的必要性

測繪工作是由觀測者使用某種儀器、工具,按照規定的操作方法,在一定的外界條件下進行的。不論觀測者多么認真負責,技術多么熟練,使用的儀器多么精密,觀測方法多么合理,誤差是必然產生的。對同一個量進行多次觀測,其結果總是有差異的,如往返丈量某段距離,或重復觀測某一角度,其結果往往是不一致的。這種差異的出現說明觀測值中有測量誤差存在。測量過程甚至存在測錯、讀錯、記錯等粗差。論文大全。

評定測量結果的精度高低,是用其誤差大小來衡量的。評定精度的標準,通常用平均誤差、中誤差、容許誤差和相對誤差來表示。

測繪單位根據業主的要求合理確定誤差大小,根據測繪規范要求確定合理的測量方法進行測繪的。論文大全。如1:2000的測量圖紙,其點位中誤差為圖紙上的0.1mm,即20cm,那么其允許誤差為3×點位中誤差,可達60cm。此圖如果作為宏觀規劃是完全可行的,但估價人員將測繪單位提供的1:2000測量圖紙作為土地及房產評估的依據時,則就出現較大的價值偏差。必須進行逐邊量取尺寸,方可作為評估依據。

所以由于測量誤差等因素的存在,估價人員需對測繪單位提供圖紙上的土地(房屋)面積、尺寸等真值的“可信程度”進行考量。

四、總結

不動產價值量隨著經濟的發展越來越大,為了提供準確的交易參考依據,估價人員應當掌握關聯專業知識、特別測繪知識,是很必要的。估價人員學會對委估價方提供的測繪資料加以分析、甚至懂得現場校對修測,這樣能避免不必要地邀請測繪專業人員去現場幫助,從而增加評估項目成本之負擔,同時又為不動產之估價之精確可信準備了必要前提條件,很有意義。

參考文獻:

【1】 洪亞敏,呂萍.土地相關經濟理論和法律[m]北京:中國財政經濟出版社,2008年10月

【2】 朱道林,鄒曉云等,不動產估價[M],北京:中國農業大學出版社,2007年8月

篇9

關鍵詞:GP精密單點定位;誤差改正;精度分析

中圖分類號:TD172+.1 文獻標識碼:A

1 概述

隨著計算機、無線通信、網絡等技術的發展,當今的衛星定位技術正向著實時、高精度、高可靠性的方向發展,網絡化、集中式的數據服務是這些技術的典型特征。傳統GPS單點定位的精度僅僅能達到10m左右,很難滿足高精度導航定位的要求。精密單點定位是利用高精度的GPS衛星星歷、衛星鐘差以及單臺接收機的雙頻載波相位觀測值進行定位。由于PPP僅利用單臺接收機即可在全球范圍內進行靜態或動態高精度定位,并且能直接得到高精度的ITRF框架坐標,真正實現了全球高精度無縫觀測。因此它在高精度工程測量和動態高精度的導航與定位等方面都具有不可限量的應用前景。

2 精密單點定位技術簡介

精密單點定位(Precise Point Positioning,簡稱PPP)技術是由美國噴氣推進實驗室(JPL)的Zumberge于1997年提出。該技術的思路非常簡單,在GPS定位中,主要誤差來源于三類,即軌道誤差、衛星鐘差和電離層延時。如果采用雙頻接收機,可以利用LC相位組合,消除電離層延時的影響。如果選擇地心地固系表示衛星軌道,計算的參考框架同為地心地固系,可以消除去觀測方程中的地球自轉參數。于是,只要給定衛星的軌道和精密鐘差,采用精密的觀測模型,就能像偽距一樣,單站計算出接收機的精確位置、鐘差、模糊度以及對流層延遲參數。

精密單點定位是利用高精度的GPS衛星星歷和衛星鐘差以及雙頻載波相位觀測值 采用非差模型進行高精度單點定位的方法精密單點定位的解算過程如下:到IGS官方網站下載精密衛星星歷和衛星鐘差輸入精密衛星星歷和衛星鐘差然后利用非差相位觀測值解算測站的位置參數同時解算非差整周模糊度、接收機鐘差及對流層延遲等參數,然后進行一系列的解算。

3 精密單點定位技術與RTK比較

精密單點定位采用非差觀測值模型,可用觀測值多,保留了所有觀測信息,能直接得到觀測坐標。不同測站的觀測值不相關,顯然誤差也不相關,測站與測站之間的距離無限制。

其不利之處是未知參數多,無法采用站間差分或星間差分的方法消除誤差影響,必須利用完善的改正模型加以改正。整周未知參數不具有整數特性。

RTK采用雙差模型觀測模型,其重要優點是消除衛星鐘差、接受機鐘差的影響。對于短基線情況,可以進一步消除電離層和對流層延遲的影響,整周未知數具有整數特性。缺點是觀測值減少且相關,必須至少在一個已知站上進行同步觀測才能求解測站坐標。

4 精密單點定位技術的誤差改正

有別于雙差定位模式,非差觀測模型是描述非差觀測值與其它物理影響因素的函數關系,因此需要精確估計3類誤差源的影響:①與測站相關;②與衛星相關;③與信號傳播路徑相關。

4.1 與測站相關的誤差改正

4.1.1 接收機鐘差。以接收機鐘差及其變化量作為待定參數,并認為各歷元之間是相互獨立的,看成一種白噪聲,和測站位置、速度一起進行估計計算。

4.1.2 地球固體潮改正。地球固體潮改正由和緯度相關的長期項與周期項組成。PPP利用單天解消除周期性誤差后的殘差影響在水平方向可達5cm,在垂直方向可達12cm,還需利用模型加以改正。

4.1.3 海洋潮汐改正。當測站離海岸線大于1000km時,其影響可忽略不計;對單歷元解的影響可達5cm。

4.2 與衛星相關的誤差改正

4.2.1 衛星鐘差改正。可在非差相位精密單點定位基準站上利用相對衛星鐘差,基準站數據分析中心將所計算的1s更新率的精密相對衛星鐘差傳輸給用戶,用戶利用這些數據,計算的定位結果可以滿足精度要求。

4.2.2 衛星軌道誤差。基準站數據分析中心根據IGS實時預報精密星歷的軌道誤差有25-40cm,可以滿足實時PPP的0.5m以內的定位精度要求,而事后精密星歷的精度更可以達到3-5cm。

4.2.3 相對論效應。由于衛星和接收機所在位置的地球引力位及在慣性空間中的運動速度不同,將導致衛星鐘頻率產生視漂移。因此,在GPS衛星發射前,有意將衛星鐘基準頻率降低0.00455Hz來解決頻率偏差,對于非常數部分,則采用數學模型改正。

4.3 與信號傳播路徑相關的誤差改正

4.3.1 對流層延遲。Niell模型是高精度GPS定位中廣泛采用的投影函數。PPP單點定位采用Niell模型改正后,一般仍會有數cm的殘差,因此還需要一階高斯馬爾可夫過程等方法來進行模擬。

4.3.2 電離層延遲改正。對于雙頻碼相位接收機來說,通常利用雙頻觀測值的組合消除電離層影響項。

4.3.3 多路徑效應。消除此項誤差的措施主要有:選擇測站位置時注意避開信號反射物;接收機天線配備抑徑板或抑徑圈。

5 精密單點定位技術的精度分析

5.1 在定位過程中需同時采用相位和偽距觀測值

5.2 需使用精密衛星星歷和精密衛星鐘差等重要數據。目前靜態或事后處理的動態用戶已經可以無償從IGS JPL等網站上獲取 事后精密衛星星歷的精度已優于5cm,精密衛星鐘差的精度已達0.1ns。

5.3 在解算模型中需考慮固體潮、大洋負荷、衛星天線相位偏差等誤差的精確改正模型。

5.4 精密單點定位無法固定整周模糊度,并且其定位質量依賴于的非差觀測數據的質量。因此,非差觀測數據的處理顯得尤為關鍵。

P3解算軟件是精密單點定位解算軟件,P3解算軟件可以進行靜態或動態解算。有兩種處理模式供選擇,SPP(只使用碼測量)和PPP(主要運用相位測量)。

對于對流層和電離層延遲,P3軟件利用模型和隨機參數估計共同改正對流層延遲誤差,使用Hopfield模型和Niell函數改正對流層延遲誤差,將模型改正后的對流層延遲殘差作為一個參數,使用隨機游走法進行估計;使用雙頻非差載波相位觀測值消除電離層延遲誤差,提出了一種新的消除電離層延遲的方法[3]。

根據一系列的對比試驗,可以得到以下結論:IGS提供的快速星歷鐘差產品和最終星歷鐘差產品均能滿足精密單點定位要求,使用快速產品或最終產品對靜態精密單點定位精度幾乎沒有影響,兩者精度一致。

衛星鐘差改正采樣間隔是影響靜態精密單點定位收斂時間的重要因素,使用JPL提供的30S采樣間隔的衛星鐘差改正可以顯著加快三維坐標的收斂速度,改善定位精度。

星況良好時,使用P3軟件解算單臺接收機靜態定位結果時,在三維坐標方向均可達到cm級精度。使用P3軟件解算單臺接收機靜態定位結果時,三維坐標方向上的收斂速度有所不同。

結論

借助IGS的精密星歷和衛星鐘差信息,PPP精密單點定位在定位精度上要優于傳統單點定位幾十倍,甚至幾百倍;與差分GPS比較而言,便于質量控制、節省作業開支、不受距離限制。由此可知,GPS精密單點定位具有廣闊的應用前景,利用單臺雙頻GPS接收機在全球范圍內進行靜態或動態作業,可直接得到高精度的ITRF框架坐標,在區域高精度坐標框架的維持、海洋戰略的實施、區域或全球性的科學考察、高精度動態導航及低軌衛星的定軌等方面都具有不可估量的應用前景。

參考文獻

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【關鍵詞】過套管測井;刻度系統;漏電流;地層電阻率;采集系統

引言

過套管電阻率測井技術是我國正在研究的高新技術之一。其中俄羅斯的CHFR與斯倫貝謝過套管電阻率測井系統是國內外開發比較成熟的技術,是通過測量套管上的電壓降從而達到測量地層電阻率。但是測量的有用采集信號在納伏級容易受到各種干擾,因此建立了刻度系統間接測量漏電流,從而減少誤差。過套管電阻率測井刻度系統提供儀器標定與檢測的試驗平臺,在分析過套管電阻率測井方法的基礎上,提供儀器性能測試、測量精度標準;實現儀器準確度的檢驗;優化性能指標參數。關鍵技為漏電流的精確測量,極微弱信號的采集和處理和刻度池實現不同地層介質的模擬

1.過套管電阻率測井技術的測井原理

簡單的來說,過套管電阻率測井原理就是在套管內通過測量套管上的電壓降從而達到測量地層電阻率目的。如圖1所示,如果有電流被注入套管,大部分電流會沿套管向上或向下流動,只有一小部分的電流泄露到周圍地層.如果能測量出在Z長度范圍內泄露電流的大小以及中點出的電壓V,這樣就可以計算出可視電阻率,公式如下:

2.過套管電阻率測井刻度系統

應用TMS320F2812DSP作為主控芯片設計出刻度系統如圖1所示,該系統應實現對套管微弱電壓信號的采集與處理,并將處理后的數據傳輸到數據傳輸總控制模塊,數據傳輸控制模塊再將數據傳輸到上位機。

圖1 刻度系統的總體設計

構建過套管電阻率測井刻度系統仿真過套管電阻率測井儀的測井過程,就是在模擬真實套管的環境中,模擬不同地層介質漏電流的條件,模擬不同介質的測試環境,模擬過套管測井儀的數據采集與數據處理的能力。

過套管電阻率測井刻度系統主要由信號調理、信號采集、信號處理、地面控制、信號傳輸、地層介質模擬器以及精密電阻陣列或刻度池等構成。

3.地層漏電流I用精密電阻陣列來計算

考慮到地層視電阻的測量準確度主要取決于地層漏電流I的測量準確度,因此對漏電流和由漏電流計算得到的電阻率進行雙重標定,以確定最終的刻度系數。這是與一般測井儀不同之處。

圖2 測量地層漏電流的模型

且:

從而得到:

式中Rw為圍巖電阻,Rt為地層視電阻,R為套管電阻,I為地面激勵電流,I為地層漏電流;

實際工程操作中我們應用集中參數代替分布參數,將各電極之間的套管的電阻作為一個整體進行計算,從而建立上圖漏電流刻度模型,上圖式為理論標定標準,利用節點法推算出漏電流與大電流激勵源提供的電流的對應方程;因為I為納伏級別,容易受到干擾所以在選定標準電阻Rt上加一個精確電壓表從而間接實現漏電流的測量,再與理論值進行標定,得到刻度系數K1=Rw/(Rw+Rt)。此方法的優點在于去掉了上圍巖電阻,從而減少了電流的消耗,從而降低了功率。

4.采集

研究微弱信號(套管測井過程中位微弱信號)采集技術,以及信號特性和采集要求,選取合適的器件,構建圖6流程圖完成模擬和數字電路設計和調試工作,包括24位的-∑ADC模數轉換,DSP控制.

微弱信號經過前置放大、單端轉差分調理后,首先要對其進行模數轉換,且要求高精度.傳統模數轉換有并行、逐次逼近型、積分型也有近年發展起來的-∑和流水線型.24位的-∑ADC1274采用了極低位的量化器,從而避免了制造高位轉換器和高精度電阻網絡的困難;另一方面,因為采用了-∑調制技術和數字抽取濾波,可以獲得極高的分辨率,并且不會對抽樣值幅度變化敏感.內部具有自校準、系統校準等其它校準來減少誤差;因此我們選用了TI推出的多通道24位工業模數轉換器.

5.驗證試驗

采用TMS320F2812DSP為核心芯片開發制造的過套管電阻率測井刻度系統,實現了對儀器的精確刻度,完成了對微弱信號的采集處理;根據所測的電壓值得到的漏電流來計算地層電阻率的值,最后進行了系統試驗,實驗結果表明,地層電阻率測量可達到100Ω,整個系統測量精度滿足設計要求且工作穩定.

6.結論

為了保證石油測井儀器測量參數的準確性與維護量值體系的統一,就必須對測井儀器進行刻度,未經刻度標定的測井裝置是不可信的。刻度裝置是指用于刻度測井儀的、具有已知準確性而穩定的量值的標準物質、裝置或物理模型,不同類型的測井儀器具有各自的刻度裝置。井下儀器可以通過刻度檢測出工作是否正常。對于每種井下儀器的刻度高值和低值,都要求有一定的精度范圍.超出這個范圍內,則認為出現故障。

參考文獻

[1]Realization of foreign fiber detecting algorithm based on ADSP-BF533 [J].IEEE Computer Society,2009,16(8).