测量检测（精选7篇）
1.测量检测 篇一
临沂市四方机械制造有限公司编号：SF/GIII2007-018
质量管理体系作业性文件分发号：版本：A
修订状态：①②③④⑤⑥⑦⑧⑨
三坐标测量机检测室管理制度实施日期：2007年6月27 日
为了加强本室的管理，确保检测精度，更好地为质量控制和工程设计提供可靠的检测数据，特制定本制度。
一、工作现场必须保证环境、场地符合测量机的测量要求：环境温度20℃
±2℃，相对湿度：40%～60%。
二、加强人员管理，非操作人员严禁进入检测室，外来人员未经许可谢绝
参观。
三、严禁未经专业培训的人员随意操纵机器，以免造成机器的意外损坏，影响检测精度，违者追究责任。
四、工件送检前必须清理干净，保证工件光滑干净无毛刺，保证工件无油、无水、无其他杂质或液体粘附在表面。
五、接到待测工件，不得立即进行检测，必须放在检测室等温30分钟以
上。
六、开始检测前，必须认真检查工件裝夹的可靠性和牢固度，以防出现机
器的意外损坏或出现意外的检测误差。
七、机器运行过程中发现异常，必须立即停止使用，并马上报告直接上级。
八、随机工具登记建账，妥善保管，不得丢失。
九、每周周日检查机器空气过滤器运行情况及气路状态，并排出管路中的水分，机油等。每月月末清洗各处滤芯。
十、检测人员应当客观公正及时地出具检测结果，对检测结果负责，并在报告上签字确认。
十一、检测报告按统一格式进行编号，并建档保存。保存期限为一年。
十二、保持工作环境的整洁干净，每天进行卫生清理。每天上班前，认
真擦拭机器机身。
十三、每天工作完毕，认真检查机器情况、电源及门窗关闭情况、空调的关闭情况，在一切正常后才能离开。
十四、休息日下班前不得打扫卫生，对机器、电源及门窗关闭情况、空
调的关闭情况进行彻底检查，以消除不安全因素。
编制：蔺建勇审核：批准：
2.测量检测 篇二
改革开放30年来,我国的公路交通事业得到了极大的发展。高速公路从无到有,通车里程达到世界第二。截止到2007年底,我国高速公路通车里程已突破5.3万km。
路面是公路的重要组成部分,其使用性能直接关系到道路为用户提供的舒适性、安全性、快捷性等服务的水平,关系到道路本身的使用寿命。因此,必须加强对路面的养护管理,确保提供可接受的服务水平。因此,本研究对提高路面检测的效率和精度,减少安全隐患,提高养护管理水平,为领导科学决策提供详尽、准确的基础资料,对于促进公路建设和养护又快又好的发展,增强公路服务能力具有重要意义。
1 车载道路快速检测与测量的关键技术
车载道路快速检测与测量系统作为一个多传感器集成数据采集系统,为完成预定的道路检测与测量任务,必须使得参与任务的多个传感器协调统一的工作,其集成是一个关键,包含有系统同步技术、系统检校技术与GPS/INS以及GPS/DR集成技术[1,2]。
1.1 多传感器同步技术
车载道路快速检测与测量系统的各传感器按照各自的采样间隔进行数据采集,数据的输入频率各不相同,时间精度也各不相同。要想把每个传感器的测量数据传输至计算机进行处理,必然涉及到基准的问题。在车载移动测量系统中有2个基准:空间基准和时间基准。对于空间基准,首先建立一系统坐标系,其起点为惯性导航系统的零点,尽可能地通过陀螺轴,将每种传感器的零点如GPS接收机的相位中心、激光测距仪的零标志点均归算到该系统坐标系中。为了实现多源数据的融合集成处理,整个系统的传感器采集的数据必须建立在同一时间坐标轴上,以实现任意数据的集成处理。
1.2 系统检校技术
在车载道路检测与测量系统中,定位系统仅提供了行车轨迹和姿态变化,而空间信息是通过摄影测量和激光测量系统得到的。摄影测量系统的多台相机构成一个相对于车辆坐标系的摄影测量系统。激光测量系统由多台激光测距仪或激光扫描仪组成,它们之间以及它们与车辆之间的位置和姿态保持不变。为保证测量得到的空间信息的统一性,必须将摄影测量和激光测量的相对坐标系纳入到统一的全球定位坐标系中来,检校的过程就是建立由定位系统和姿态系统的定位定姿数据,将摄影测量的相对坐标系和激光测量的相对坐标系转换到全球定位坐标系。
1.3 GPS/INS集成技术
GPS/INS组合定位定姿系统比单独的惯导系统或GPS更有优点。GPS能提供高精度和稳定性的位置信息,能连续地检测惯导系统的累积误差。而惯性导航系统(INS)则可补偿GPS信号因遮挡而中断等问题,提供连续的姿态角,改正计算GPS模糊度搜索方法。因此INS与GPS组合,能充分发挥两者各自的优势并取长补短,利用GPS长期定位的稳定性与适中精度来弥补INS的误差随时间累积的缺点,利用INS的短期高精度来弥补GPS接收机在受干扰时误差增大或不能定位等缺点,并借助惯导系统的姿态信息和角速度信息,提高GPS接收机天线的定向性能。同时借助GPS连续提供的高精度位置信息和速度信息,估计并校正惯导系统的位置误差、速度误差和系统其它误差参数,实现对其空中传递对准和标定,从而可放宽对其精度提出的要求,使得整个组合制导系统达到最优化,具有较高的性价比。
GPS/INS两者组合的关键器件是作为两者的接口并起数据融合作用的卡尔曼滤波器。图1是一种紧耦合GPS/INS组合卡尔曼滤波器框架图。
2 车载道路快速检测与测量系统的功能及试验
车载道路快速检测与测量系统由平整度测量系统、车辙测量系统、纹理深度测量系统、路面病害检测系统、沿线设施检测系统和激光三维测量系统6大功能性子系统以及集成定位控制系统和数据处理与管理信息系统两大支撑子系统组成,如图2所示。
2.1 平整度测量
路面平整度主要反映的是路面纵断面剖面曲线的平整性,在当今的路面平整度测量中,主要的平整度指标为国际平整度指标(international roughness index,IRI)。国际平整度指标IRI的计算是基于1/4车辆仿真模型,如图3所示。1/4车辆仿真模型用于模拟车辆机械系统在路面纵断面曲线输入的激励下的动态响应。通过1/4车辆仿真模型计算模型车车辆悬挂系统的单向位移量,将各次计算的单向位移值累加(单位为m)并与路段长度相除(单位为km),即可得到国际平整度指标IRI,其单位为m/km。
基于惯性补偿的激光平整度测量系统主要依靠激光测距和加速度计补偿技术来实现对平整度的精确测量。基于惯性补偿的激光平整度测量是使用高精度高频率的激光测距机测量出测试公路纵断面上任意一点车体与地面的垂直距离,但此激光测量值是公路纵断面平整度信息和车体的颠簸的综合。所以,测量时还需要使用加速度计测量出车体在颠簸偏时的移量。这样,对测得的激光测距值和加速度值进行有效融合,就可以得到国际平整度指数值。
该激光平整度测量系统的标定和测试(每路段测5次)结果如表1所列。
该激光平整度测量系统的测值与标准IRI相关分析结果如图4,相关系数达到0.993 2,超过相关规范规定的0.98的要求。
2.2 纹理构造深度测量
路面纹理反映的是路面的偏差。路面上某一区域内某一点的纹理构造深度表示这一点到这个区域最高基准面之间的垂直距离,如图5所示。
激光纹理构造深度测量系统主要是利用激光三角测量技术获得公路纵断面剖面曲线上不同位置上的纵断面构造深度(PD)的原始数据信息,在通过有效的滤波技术消除掉因车体颠簸,路面坑槽过深,路面信号反射率不理想等原因引起的过高或过低的杂波噪声,最后通过数据处理中心的有效软件工具进行相应计算得到平均纵断面构造深度(MPD),从而得到估计纹理构造深度(ETD)。
该激光纹理构造深度测量系统的标定和测试(每段路测5次),结果如表2所列。
该激光纹理构造深度测量系统测值与铺砂法测值相关性分析结果如图6所示。
2.3 车辙测量
路面车辙及变形子系统的功能是通过激光线结构光扫描仪高速连续扫描路面的高程数据,通过数据处理软件生成路面的高程数据,并可计算出车辙的长度、深度和面积,波浪拥包的高差和面积,沉陷的深度和面积,坑槽的深度和面积等,给出相应的报表。
如图7所示,脉冲式激光线结构光道路断面仪采用线结构光三角测量原理对道路横断面高程进行连续式测量,获得道路密集的断面数据,从而计算出道路的车辙深度以及分析拥包、沉陷等路面变形病害信息。
该激光车辙测量系统的标定和测试(每段路测5次),结果如表3所列。
该激光车辙测量系统测值与手工车辙测值相关性分析结果如图8所示:
2.4 裂缝检测
路面图像采集与处理子系统的功能是高质量地连续拍摄路面真实图像,通过智能识别软件识别图像中的裂缝、坑槽与其它病害,进行对各种病害的长度、宽度、面积等参数进行测量,并分类进行统计和程度判别,给出分类统计报表。
系统采用线阵CCD相机来获取路面图像。线阵CCD相机的工作原理是一次曝光获得一行图像数据,为了获得连续清晰的路面图像,则需要相机按照一定的间隔距离(一行图像所对应的路面宽度)连续拍摄路面,最后将这些一行一行的图像按照一定数量大小进行拼接,即可得到一幅完整的路面图像。然后利用智能图像处理软件对路面的各种病害进行识别与分类[4],并融合定位信息,加入到CPMS的动态数据中。图9为病害识别过程示意图。
3 结束语
车载道路快速检测与测量系统采用高性能的 车载计算机配合各种传感器采集与储存数据,实现数据采集的自动化,消除手动操作的人为误差,提高了检测准确性;检测采集速度可达80 km/h,提高了工作效率;不影响道路正常交通,减少因交通封闭或交通堵塞造成的经济损失;降低了人工测量的劳动强度和作业的危险性。所以车载道路快速检测与测量系统在道路路面、交通标志标线、桥涵构造物及附属设施等交通基础设施数据采集方面具有采集速度快、数据精度高等特点,满足道路交通基础设施管理系统的数据采集需要。
由于道路交通基础设施是不断变化且构成复杂,在数据自动化处理方面仍有较长的路要走。同时,随着新型测量传感器的出现,车载道路快速检测与测量系统将不断集成新的传感器系统,在道路交通基础设施数据采集方面做到更快、更精、更强。
参考文献
[1]李清泉.地球空间信息科学的兴起与跨学科发展[M].北京:中国科学技术出版社,1998
[2]李德仁.信息高速公路、空间数据基础设施与数字地球[J].测绘学报,1999(1):1-5
3.测量检测 篇三
摘 要：针对卫星导航系统中的欺骗干扰信号检测与抑制问题，提出利用双天线测量接收信号的载波相位差，根据真实卫星导航信号到达接收机的载波相位不断变化而欺骗干扰信号难以做到这一点的特点，提出了一种利用双天线载波相位差实现欺骗干扰检测的算法。仿真结果也表明：通过对比相位差变化率，该方法能够实现欺骗干扰的检测与识别，且实现较为简单，有较好的工程应用前景。
关键词：欺骗干扰；载波相位；检测
中图分类号： TN967.1 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）24-186-3
0 引言
随着导航对抗技术和微电子技术的发展，欺骗式干扰对卫星导航系统的威胁越来越严重，欺骗式干扰是通过转发或产生和导航信号类似的欺骗信号，使卫星导航系统的定位结果发生偏差，导致飞机、舰船无法正确定位，精确制导武器偏离目标等[1～2]。欺骗式干扰不易被发现，具有较高的隐蔽性，对卫星导航系统的危害更大。
近年来，随着欺骗干扰信号对卫星导航系统的影响日益严重，国内外学者也提出了一些方法和手段，文献[3]提出了一种低复杂度的欺骗干扰检测方法，文献[4～5]介绍了一种时间同步紧耦合的电网反欺骗方法，文献[6]利用测量信号到达角来检测欺骗干扰信号，文献[7]提出了一种民码加密的欺骗干扰抑制方法，文献[8]给出了一种捕获阶段快速检测欺骗干扰的手段。这些方法可归纳为以下几种：通过幅度分辨、到达时间分辨、与惯导单元相结合的位置一致性检测、到达角分辨以及加密授权等技术检测欺骗干扰[9～12]。
本文结合接收机能够计算接收信号载波相位的特点，利用真实卫星信号与欺骗信号在传播方向的这一空间关系差异的特点，提出了利用双天线载波相位差检测欺骗干扰的方法。给出了算法原理及实现过程，通过仿真验证了算法的有效性。
1 双天线欺骗检测模型
由欺骗干扰原理可知，无论是产生式欺骗干扰还是转发式欺骗干扰，欺骗攻击者通常会使用单天线发射欺骗干扰信号。因此对于用户接收天线来说，不同路的欺骗信号都来源于同一个方向，即各路欺骗信号的到达角完全一致。而对于真实卫星信号，每一颗空间卫星在其各自的轨道上运行，卫星（非GEO卫星）位置随时间不断地发生变化，因此真实卫星信号到达接收机天线的到达角是随时间不断变化的，且每一颗卫星对应的到达角变化率都各不一样。真实卫星信号与欺骗信号在传播方向的这一空间关系差异必然会导致接收机的载波相位存在差异。因此可以通过使用双天线测量接收卫星信号的载波相位差值并进行一段时间的观测统计来检测是否为欺骗信号。双天线载波相位差检测欺骗干扰的原理如图1所示。
2 算法原理
双天线接收机对第i颗卫星的载波相位差可以表示为：
Δφi=bTCRi+Ni+D+εi （1）
式中：Ri是在卫星观测方向上的单位观测矢量；b是在两个接收天线之间的基线矢量，C是在东北天坐标系中卫星单位方向矢量到平面坐标系的方向余弦矩阵；Ni是卫星i载波相位测量值的任意整周模糊度；D是接收机两个天线的实际时延差，单位是载波周期数。ξi是卫星i接收的所有载波相位误差的求和值。
表达式bTCRi可以看成是矢量Ri与天线的基线矢量b的内积。方向余弦矩阵C实际描述的是天线阵的姿态，这对于计算内积来说是一个必要的量。假设信号到达接收天线的平面入射角为θ，则bTCRi可以用入射角θ的标量形式进行表示，即|b|cosθ。
则载波相位差可以重新表示为：
假定Ri与b是已知的，对于一个位置固定的天线阵来说，其姿态参数可以预先进行测量得到。而对于动态的天线阵来说，姿态参数可以通过惯性姿态传感器实时测量得到，并且几乎不受GPS欺骗攻击的影响。
对于使用同一个晶振时钟的双天线接收机来说，接收机两个天线的实际时延差D实际上是一个常量值，仅与天线到接收机的物理路径有关系，通常双天线的延时差D需要通过预先标校进行消除。对于一个独立晶振的双天线接收机来说，D受到两个晶振时钟偏移的影响。
由上述分析可知，暂不考虑噪声及误差的影响，在基线一定的情况下，双天线的载波相位差取决于信号的到达角。若欺骗攻击者采用单一天线发射源且欺骗源与用户接收机的位置不变时，则欺骗信号在接收天线的到达角将保持不变，从而测量到的双天线载波相位差值将保持不变。而对于真实信号而言，卫星信号的到达角随时间不断变化，相应测量到的载波相位差值也不断发生变化。
以波长为单位的接收机天线1和天线2对卫星i的载波相位测量值与可分别表示成：
其中，载波频率为f，波长为λ，电离层与对流层延时分别为Ii、Ti，接收机钟差δt，卫星钟差δti，周整模糊度Ni、测量噪声为 为卫星到接收机的距离。
式中，下标代表天线1和天线2之间的对应项差值。
相位差的变化率可以采用多次观测相位差的方差来表征，因此也可以通过观测相位差的方差实现欺骗式干扰信号的检测。
双天线检测策略如下所示：
①基于已知的天线姿态及双天线的时延D计算得到每一颗卫星预期的理论载波相位差值。
②根据卫星的仰角变化与在最坏情况下的多径误差，以及姿态的不确定性来调整门限值的范围。
③测量的载波相位差与预期的载波相位差做比较。
④对于每一颗卫星来说，每隔500ms将预期的数据与实际测量数据做差计算。如果差值超过设定的门限值，则判定当前跟踪的这一颗卫星信号是欺骗信号，将其剔除。
但是，这个算法需要预先知道天线阵的姿态，这对于静态的天线阵来说并不难实现，然而，对于动态情况，则需要一些惯性姿态传感器进行辅助测量。
3 仿真分析
以信号为例，对双天线载波相位差欺骗检测进行仿真分析，仿真以MATLAB平台的软件接收机为基础开发，仿真验证利用双天线载波相位差进行欺骗检测的有效性。
仿真条件如下：
①设置用户接收机天线1的WGS-84坐标为（X1，Y1，Z1）=（-2144838.632，4397570.887，4078017.711）；用户接收机天线2的WGS-84坐标为（X2，Y2，Z2）=（-2144837.632，4397570.887，
4078017.711）；欺骗攻击者天线中心WGS-84坐标为（Xs，Ys，Zs）=（-2154838.777，4398570.00，4078517.00）。双天线基线长度为1m。
②设定转发式欺骗信号功率为：-148dbw；真实卫星信号功率为-158dbw。
③设定仿真卫星数目为4颗，仿真时长3000s。
④设定用户接收机载波相位的测量误差为0.02周。
⑤设定用户接收机天线1和天线2在水平面内沿东西方向安置，即姿态角为（0，0，0）。
软件接收机中捕获过程采用并行码相搜索捕获算法，码跟踪环采用延迟锁定环（DLL），载波跟踪环采用科思塔（Costas）锁相环。科思塔（Costas）锁相环对由于数据比特跳变所引起的载波相位180度翻转不敏感。鉴相器采用二象限反正切函数，鉴相器的输出结果为跟踪的载波相位误差。锁相环采用三阶形式，跟踪环的参数每1ms更新一次。
真实信号双天线载波相位差预测值和测量值曲线如图2所示，图中的四个颜色分别代表四颗卫星的双天线相位差，其中绿色波浪曲线为PRN 22号星，在观测时间内双天线载波相位差共变化了2.48周；蓝色波浪曲线为PRN 18号星，在观测时间内双天线载波相位差共变化了0.72周；红色波浪曲线为PRN 20号星，在观测时间内双天线载波相位差共变化了1.20周；黑色波浪曲线PRN 28号星，在观测时间内双天线载波相位差共变化了0.34周。光滑曲线代表对应波浪曲线的预测值。从曲线可以看出，接收真实卫星信号时，测量值与预测值非常接近。图3画出了真实信号双天线载波相位差测量值与预测值的差值曲线，从图中可以看出，差值围绕零值附近波动，这是由于接收机在测量载波相位时的噪声引起的。
欺骗信号双天线载波相位差测量曲线如图 4所示，图中的四个颜色分别代表四颗卫星的双天线相位差，四颗卫星在观测时间内双天线载波相位差几乎不发生变化，测量值在零附近波动。因此可根据双天线载波相位差值的变化来有效检测单一欺骗源的欺骗干扰信号。
图 5仿真了卫星的在不同基线长度下的双天线载波相位差变化图，仿真x度的增加，载波相位差变化得越快，因此在双天线载波相位检测欺骗干扰的实际应用中，在条件允许的情况下，应该尽量增大接收机两根天线的基线长度，才能更加明显地检测到欺骗信号。
4 结束语
4.工程测量论文 测量081 谢琨 篇四
回想这一段时间的实习，在磨砺自己的同时，我对自己的能力有了更深的了解，使自己的专业理论知识和实践充分地结合起来。我深切意识到，生活在象牙塔里的大学生不要以单纯的想法去理解和认识社会，只纸上谈兵是远远不及的，而是要步入社会，进行深入地探索。在学校学会更多得书面知识，在实践中好好利用知识进行运作。接触、了解社会，从实践中检验自我。
2010/ 2011学年第二学期我们工程管理专业学习了工程测量课程，并于2010年9月1日开始进行了工程测量实习，地点在重庆南岸体育中心体育中心工程的一期项目，内容是测量十三号楼以及四周的地物地貌测量，绘图，放样。这次实习的内容是对工程测量知识的实践化,实习的要求是让每个同学都对工程测量的实际操作能够达到基本掌握的程度。这次实习与以前的课堂实习相比，时间更加集中、内容更加广泛、程序更加系统，完全从控制测量生产实际出发，加深对书本知识的进一步理解、掌握与综合应用，是培养我们理论联系实际、独立工作能力、综合分析问题和解决问题的能力、组织管理能力等方面素质。也是一次具体的、生动的、全面的技术实践活动。
实习的第一天，由贺师傅给我们做了实习的动员大会。在动员会上，贺师傅强调了本次实习的重要性，因为我们是工程管理专业，在专业要求上我们要通过工程测量实习的过程，认真对待怎样从选点，到实测再到碎部控制，最后到放样等等，做到能够看得懂工程图纸并会基本的测绘，以便更好的掌控施工过程。贺师傅还给大家分析了十三号楼地理条件较复杂及建筑物密集等因素给本次实习带来的困难。并鼓励员工们努力克服困难，努力完成本次实习。还讲解了仪器操作、搬迁中的注意事项，并要求在实习期间自行保管实习备品。本次实习中需要用到的仪器主要有水准仪、水准尺、脚架、经纬仪，以及全站仪。当天我们就正式开始了室外的测量工作。
在这里得感谢和我同组的赵健，张瑶，邓强，熊子才。测量工作的成功完成和大家的密切合作分不开。还要感谢贺师傅，他在我们实习过程中提供了宝贵的指导意见。
实习目的：
（1）巩固课堂教学知识，加深对控制测量学的基本理论的理解，能够用有关理论指导作业实践，重点掌握内业外业，做到理论与实践相统一，提高分析问题、解决问题的能力，从而对控制测量学的基本内容得到一次实际应用，使所学知识进一步巩固、深化。
（2）通过实习，熟悉并掌握三、四等控制测量，角度测量包括水平角，竖直角。高程测量，虽不测量等等的作业程序及施测方法。掌握角度计算，坐标计算，导线计算等。（3）掌握用测量平差理论处理控制测量成果的基本技能。
（4）掌握熟悉正经-反经折中法。
（5）通过完成控制测量实际任务的锻炼，提高独立从事测绘工作、施工放样工作的能力，以及组织与管理能力，培养良好的品质和职业道德。
（6）熟悉水准仪、经纬仪、全站仪的工作原理。
实习内容：
测绘目标伟学校第十三号楼以及周边的地物地貌，并在制定范围内采集数据绘制等高线。根据k1点的坐标，高程以及k1-k6的方位角，通过角度测量，算出k2—k6点各点的方位角。通过水准测量，算出各控制点的高程，全站仪测出个控制点间的距离。
然后在各控制点进行碎部测量。得到原始数据算出各被测点的高程，坐标并在图上画出。通过这些测点绘制图纸。特别要提到的是在k4点进行碎部是，由于控制范围较广，地形地物较为丰富，必须加上k7，k8两个控制点才能清楚地测得所需的数据。
实习心得：
2010年9月1日早上8点由贺师傅给我们做了工程测量实习动员大会，我们工程管理专业的同学在在贺师傅的带领下来到学校十三号楼进行为期两周的工程测量实习。
现在，为期一个半月的实习已经结束了，通过这次实习，让我深刻的明白了理论联系实际的重要性。由于是在夏季，又加上这些天刚好赶上高温天气，烈日当头，但在实习过程中，员工们都表现出了较高的工作热情和协作精神。不畏酷暑，甚至废寝忘食。白天测数据，晚上加紧描点等。密切合作，互相互学。很认真地进行了测绘工作，并较好地完成了实习任务。
通过测量实习，也有一些心得体会。首先测量学是一项精确的工作，通过在学习工程测量这一门课程的过程中，使我在脑海中形成了一个基本的、理论的测量学轮廓，而实习的目的，就在于要将这些理论与实际工程联系起来。测量学是研究地球的形状和大小以及地面点位的科学，从本质上讲，测量学主要完成的任务就是确定地面目标在三维空间的位置以及随时间的变化。在信息社会里，测量学的作用日益重要，测量成果做为地球信息系统的基础，提供了最基本的空间位置信息。构建信息高速公路、基础地理信息系统及各种专题的和专业的地理信息系统，均迫切要求建立具有统一标准，可共享的测量数据库和测量成果信息系统。因此测量成为获取和更新基础地理信息最可靠，最准确的手段。测量学的分类有很多种，如普通测量学、大地测量学、摄影测量学、工程测量学。作为建筑工程系的学生，我们要学习测量的各个方面。测绘学基础就是这些专业知识的基础。通过这次实习，学到了测量的实际能力，更有面对困难的忍耐力；为了尽快尽质的完成任务，我们每一天都在加班的努力，尽管很累，很辛苦，可我们还是克服了种种困难，同时我们也在实习中感觉到了充实，也学到了小组之间的团结、默契，更锻炼了自己很多测绘的能力。首先，是熟悉了水准仪、经纬仪的用途，熟练了水准仪、经纬仪的各种使用方法，掌握了仪器的检验和校正方法。其次，在对数据的检查和矫正的过程中，明白了各种测量误差的来源，其主要有三个方面：仪器误差（仪器本身所决定，属客观误差来源）、观测误差（由于人员的技术水平而造成，属于主观误差来源）、外界影响误差（受到如温度、大气折射等外界因素的影响而这些因素又时时处于变动中而难以控制，属于可变动误差来源）。这样更好了解了如何避免测量结果错误，最大限度的减少测量误差的方法，即要作到：（1）在仪器选择上要选择精度较高的合适仪器。在仪器精度有限的前提下通过机械回转等方法消除误差。（2）提高自身的工程测量水平，掌握正确的方法，规范操作。降低误差水平。（3）通过各种处理数据的数学方法如：距离测量中的温度改正、尺长改正，多次测量取平均值，校正数值等来减少误差。第三，除了熟悉了仪器的使用和明白了其原理掌握误差的来源和减少措施，还应掌握一套科学的测量方法，在测量中要遵循一定的测量原则，如：“从整体到局部”、“先控制后碎部”、“由高级到低级”的工作原则，并做到“步步有检核”。这样做不但可以防止误差的积累，及时发现错误，更可以提高测量的效率及精确度。通过实践，真正学到了很多实实在在的东西，比如对测量仪器的操作、整平，对中更加熟练，学会了数字化地形图的绘制和碎部的测量等课堂上无法学到且做到的东西，但在实习过程中，我做到了，虽说并不完美，在曲折失败中还是取得了成功。在很大程度上提高了动手和动脑以及处理各种情况的能力。
一周多以来，我们都坚守在自己的“阵地”，观测、记录、计算、描点.....我们分工合作，力求更好地完成任务。在测量过程中，我们也有遇到了很多问题，疑难以及困难。通过老师的提点以及我们的认真地对待还是很好的克服了。非常感谢这一次实习，为我们提供了一个共同学习，共同进步，团结合作完成一项项目的机会，我从中受益颇多。
通过几个月来对GPS定位技术的应用，可以总结出以下几点：
（1）测量成果相对精度高，质量可靠。点位范围可以方便地控制在0.5米之内，并且点与点之间误差均为随机误差，不会产生累积误差。（2）定位系统可以全天候作业，不受视线通视影响。
（3）可实时提供定位点的坐标及其点位精度，方便快捷，定位情况一目了然。（4）野外作业简单，效率高，自动化程度高，大大减小了劳动强度，可节约大量的人力物力资源。
（5）作业过程中的一些注意事项：
a.测量定位前应该做好作业地区的星历预报分析，明确测量的最佳时段，通常卫星数量少于6颗时，不宜进行作业。因为卫星数量过少，会对观测结果产生较大影响，测量成果精度不高不说，还会给内业解算带来许多麻烦。
b.静态观测时，对于空旷、无干扰的地区，至少要连续观测30分钟以上；对于城市建筑密集、干扰众多地区，最少要观测1个小时以上，才能确保外业观测质量。
c.GPS动态测量(RTK)时一定要在初始化完成后，在卫星fixed(固定)情况下测量，如果在float(浮动)情况下测量，结果差别很大，少则几十公分，多的有近十米。
（6）有待进一步研究之处：
GPS实时静态定位在变形测量（位移、沉降）中的应用，它和全站仪定位之间的关系。不同的解算软件对GPS定位结果的影响。参考文献
［1］中国有色金属工业协会主编《.工程测量规范》（GB50026-2007）［M］.北京：中国计划出版社，2008.［2］北京市测绘设计研究院主编《.全球定位系统城市测量技术规程》（CJJ73-97）［M］.北京：中国建筑工业出版社，1997.［3］李天文.GPS原理及应用［M］.北京：科学出版社，2003.［4］胡伍生，高成发.GPS测量原理及其应用［M］.北京：人民交通出版社，2002.在实习过程中，也发现实习的普及非常重要。我国政府为推进经济建设而进行的多年的教育活动，取得了很大成就。人们的观念、意识都有了很大的提高。但是在经济发展的深度与广度上还有一些不足。我们的活动不能只做表面文章，要深入实际，真真正正的让人们了解含义。并在这个基础上，逐步确立人们对经济发展的信仰，确立经济发展神圣地位，只有这样我们国家的经济建设才有希望。
总之，这次测量实习我深有感悟，不仅给我提供了一个提高各方面能力的平台，尤其是控制到碎部的观点，足以推广各个科学领域，如钱学森先生的系统科学，不正是强调这些结构框架的重要性，还牵涉到思维的习惯，由点连线，由线成面，再成立体。把握到关键因素，亦是优化的一种思维方式。实习让我获益匪浅，提高了团队合作协调，集体荣誉感，吃苦耐劳，艰苦奋斗的能力，还有注意要爱护公共财产，保管仪器，这些都为日后参加工作增加了一次实际经验，打下了基础，达到了预期的目的。学会了cass，逐步精通office，auto cad，以及基于cad的cass软件。同时在进行计算时，对部分繁杂的计算我利用matlab软件编程，求解迅速且准确。特在此感谢吴老师不辞辛苦指导工作，对提出的问题的耐心解答。将来工作虽然可能不直接从事测量的工作，但是这些知识和经验基础都将服务于我将来的事业，为成为土木工程专业的杰出人才奋斗吧。
实习心得：
相比于以往的教学型实习，真正的工程（实习）显然能够更好的体会所学到的知识。事实也确实是如此，通过这次实习，我真正的体会到了理论联系实际的重要性。
测量学首先是一项精确的工作，通过在学校期间在课堂上对测量学的学习，使我在脑海中形成了一个基本的、理论的测量学轮廓，而实习的目的，就是要将这些理论与实际工程联系起来，这就是工科的特点。测量学是研究地球的形状和大小以及地面点位的科学，从本质上讲，测量学主要完成的任务就是确定地面目标在三维空间的位置以及随时间的变化。在信息社会里，测量学的作用日益重要，测量成果做为地球信息系统的基础，提供了最基本的空间位置信息。构建信息高速公路、基础地理信息系统及各种专题的和专业的地理信息系统，均迫切要求建立具有统一标准，可共享的测量数据库和测量成果信息系统。因此测量成为获取和更新基础地理信息最可靠，最准确的手段。
通过这次实习，锻炼了很多测绘的基本能力。首先，是熟悉了仪器的用途，熟练了仪器的各种使用方法，掌握了仪器的检验和校正方法。其次，在对数据的检查和矫正的过程中，明白了各种测量误差的来源，了解了如何避免测量结果错误，最大限度的减少测量误差的方法，第三，除了熟悉了仪器的使用和明白了误差的来源和减少措施，还应掌握一套科学的测量方法，在测量中要遵循一定的测量原则，如：“从整体到局部”、“先控制后碎部”、“由高级到低级”的工作原则，并做到“步步有检核”。这样做不但可以防止误差的积累，及时发现错误，更可以提高测量的效率。
通过工程实践，真正学到了很多实实在在的东西，比如对测量仪器的操作、整平更加熟练，学会了数字化地形图的绘制和碎部的测量等课堂上无法做到的东西，很大程度上提高了动手和动脑的能力，同时也拓展了与同学的交际、合作的能力。
同时在这场实习中让我再次认识到实习的团队精神的重要性：每个人的一个粗心，一个大意，都可能直接影响工程的进度，甚至是带来一生都无法弥补的损失。一次测量实习要完整的做完,单靠一个人的力量和构思是远远不够的,只有小组的合作和团结才能让实习快速而高效的完成.这次测量实习培养了我们小组的分工协作的 能力,增进了同学之间的感情。而这些，就是在测量之外所收获的了。
总的来说，这次实习让我体会到了外业的艰辛，内业的耐心，工作的细心，甚至还有了对建国初的测绘人员的敬畏之心。锻炼了实际的能力，让我在未来面对选择时更有信心和勇气。
测量081
5.工程测量 工程测量的发展动力 篇五
工程测量的发展动力
1学科地位和研究应用领域
1.1 学科定义
工程测量学是研究地球空间(地面、地下、水下、空中)中具体几何实体的测量描绘和抽象几何实体的测设实现的理论方法和技术的一门应用性学科。它主要以建筑工程、机器和设备为研究服务对象。
1.2 学科地位
测绘科学和技术(或称测绘学)是一门具有悠久历史和现代发展的一级学科。该学科无论怎样发展，服务领域无论怎样拓宽，与其他学科的交叉无论怎样增多或加强，学科无论出现怎样的综合和细分，学科名称无论怎样改变，学科的本质和特点都不会改变。总的来说，整个学科的二级学科仍应作如下划分：
——大地测量学(包括天文、几何、物理、卫星和海洋大地测量)；
——工程测量学(含近景摄影测量和矿山测量)；
——航空摄影测量与遥感学；
——地图制图学；
——不动产地籍与土地整理。
1.3 研究应用领域
目前国内把工程建设有关的工程测量按勘测设计、施工建设和运行管理三个阶段划分；也有按行业划分成：线路(铁路、公路等)工程测量、水利工程测量、桥隧工程测量、建筑工程测量、矿山测量、海洋工程测量、军事工程测量、3维工业测量等，几乎每一行业和工程测量都有相应的著书或教材。
由Hennecke,Mueller,Werner 3个德国人所编著的工程测量学，主要按下述内容进行划分和编写：①测量仪器和方法；②线路、铁路、公路建设测量；③高层建筑测量；④地下建筑测量；⑤安全监测；⑥机器和设备测量。
由于工程测量的研究应用领域非常广泛，发展变化也很快，因此写书十分困难。目前国内外没有一本全面涉及工程测量学理论、技术、方法和实际应用的现代专著或教材。国际测量师联合会(FIG)的第六委员会称作工程测量委员会，过去它下设4个工作组：测量方法和限差；土石方计算；变形测量；地下工程测量。此外还设了一个特别组：变形分析与解释。现在，下设了6个工作组和2个专题组。6个工作组是：大型科学设备的高精度测量技术与方法；线路工程测量与优化；变形测量；工程测量信息系统；激光技术在工程测量中的应用；电子科技文献和网络。2个专题组是：工程和工业中的特殊测量仪器；工程测量标准。
德国、瑞士、奥地利3个德语语系国家自50年代发起组织每3～4年举行一次的“工程测量国际学术讨论会”。过去把工程测量划分为以下几个专题：测量仪器和数据获取；数据解释、处理和应用；高层建筑和设备安装测量；地下和深层建筑测量；环境和工程建筑物变形监测。
1992年第11届讨论会的专题是：测量理论与测量方案；测量技术和测量系统；信息系统和CAD；在建筑工程和工业中的应用。
1996年的第12届讨论会的专题是：测量和数据处理系统；监测和控制；在工业和建筑工程中的质量问题；数据模型和信息系统；交叉学科的大型工程项目。
从以上可见，工程测量学的研究领域既有相对的固定性，又是不断发展变化的。笔者认为，工程测量学主要包括以工程建筑为对象的工程测量和以设备与机器安装为对象的工业测
量两大部分。在学科上可划分为普通工程测量和精密工程测量。工程测量学的主要任务是为各种工程建设提供测绘保障，满足工程所提出的要求。精密工程测量代表着工程测量学的发展方向，大型特种精密工程建设是促进工程测量学科发展的动力。
2工程测量仪器的发展
工程测量仪器可分通用仪器和专用仪器。通用仪器中常规的光学经纬仪、光学水准仪和电磁波测距仪将逐渐被电子全测仪、电子水准仪所替代。电脑型全站仪配合丰富的软件，向全能型和智能化方向发展。带电动马达驱动和程序控制的全站仪结合激光、通讯及CCD技术，可实现测量的全自动化，被称作测量机器人。测量机器人可自动寻找并精确照准目标，在1 s内完成一目标点的观测，像机器人一样对成百上千个目标作持续和重复观测，可广泛用于变形监测和施工测量。GPS接收机已逐渐成为一种通用的定位仪器在工程测量中得到广泛应用。将GPS接收机与电子全站仪或测量机器人连接在一起，称超全站仪或超测量机器人。它将GPS的实时动态定位技术与全站仪灵活的3维极坐标测量技术完美结合，可实现无控制网的各种工程测量。
专用仪器是工程测量学仪器发展最活跃的，主要应用在精密工程测量领域。其中，包括机械式、光电式及光机电(子)结合式的仪器或测量系统。主要特点是：高精度、自动化、遥测和持续观测。
用于建立水平的或竖直的基准线或基准面，测量目标点相对于基准线(或基准面)的偏距(垂距)，称为基准线测量或准直测量。这方面的仪器有正、倒锤与垂线观测仪，金属丝引张线，各种激光准直仪、铅直仪(向下、向上)、自准直仪，以及尼龙丝或金属丝准直测量系统等。
在距离测量方面，包括中长距离(数十米至数公里)、短距离(数米至数十米)和微距离(毫米至数米)及其变化量的精密测量。以ME5000为代表的精密激光测距仪和TERRAMETER LDM2双频激光测距仪，中长距离测量精度可达亚毫米级；可喜的是，许多短距离、微距离测量都实现了测量数据采集的自动化，其中最典型的代表是铟瓦线尺测距仪DISTINVAR，应变仪DISTERMETER ISETH，石英伸缩仪，各种光学应变计，位移与振动激光快速遥测仪等。采用多谱勒效应的双频激光干涉仪，能在数十米范围内达到0.01μm的计量精度，成为重要的长度检校和精密测量设备；采用CCD线列传感器测量微距离可达到百分之几微米的精度，它们使距离测量精度从毫米、微米级进入到纳米级世界。
高程测量方面，最显著的发展应数液体静力水准测量系统。这种系统通过各种类型的传感器测量容器的液面高度，可同时获取数十乃至数百个监测点的高程，具有高精度、遥测、自动化、可移动和持续测量等特点。两容器间的距离可达数十公里，如用于跨河与跨海峡的水准测量；通过一种压力传感器，允许两容器之间的高差从过去的数厘米达到数米。与高程测量有关的是倾斜测量(又称挠度曲线测量)，即确定被测对象(如桥、塔)在竖直平面内相对于水平或铅直基准线的挠度曲线。各种机械式测斜(倾)仪、电子测倾仪都向着数字显示、自动记录和灵活移动等方向发展，其精度达微米级。
具有多种功能的混合测量系统是工程测量专用仪器发展的显著特点，采用多传感器的高速铁路轨道测量系统，用测量机器人自动跟踪沿铁路轨道前进的测量车，测量车上装有棱镜、斜倾传感器、长度传感器和微机，可用于测量轨道的3维坐标、轨道的宽度和倾角。液体静力水准测量与金属丝准直集成的混合测量系统在数百米长的基准线上可精确测量测点的高程和偏距。
综上所述，工程测量专用仪器具有高精度(亚毫米、微米乃至纳米)、快速、遥测、无接触、可移动、连续、自动记录、微机控制等特点，可作精密定位和准直测量，可测量倾斜度、厚度、表面粗糙度和平直度，还可测振动频率以及物体的动态行为。
四、大型特种精密工程测量大型特种精密工程建设和对测绘的要求是工程测量学发展的动力。
3.1 国内览胜
三峡水利枢纽工程变形监测和库区地壳形变、滑坡、岩崩以及水库诱发地震监测，其规模之大，监测项目之多，都堪称世界之最。不仅采用目前国内外最成熟最先进的仪器、技术，在实践中也在不断发展新的技术和方法，如对滑坡体变形与失稳研究的计算机智能仿真系统；拟进行研究的三峡库区滑坡泥石流预报的3S工程等，都涉及到精密工程测量。隔河岩大坝外部变形观测的GPS实时持续自动监测系统，监测点的位置精度达到了亚毫米。该工程 用地面方法建立的变形监测网，其最弱点精度优于±1.5 mm。
北京正负电子对撞机的精密控制网，精度达±0.3 mm。设备定位精度优于±0.2 mm，200 m直线段漂移管直线精度达±0.1 mm。大亚湾核电站控制网精度达±2 mm，秦山核电站的环型安装测量控制网精度达±0.1 mm。
上海杨浦大桥控制网的最弱点精度达±0.2 mm，桥墩点位标定精度达±0.1 mm；武汉长江二桥全桥的贯通精度(跨距和墩中心偏差)达毫米级。高454 m的东方明珠电视塔对于长114 m、重300 t的钢桅杆天线，安装的垂准误差仅±9 mm。
长18.4 km的秦岭隧道，洞外GPS网的平均点位精度优于±3 mm，一等精密水准线路长120多公里。目前辅助隧道已贯通，仅一个贯通面的情况下，横向贯通误差为12 mm，高程方向的贯通误差只有3 mm。
3.2 国外简述
国外的大型特种精密工程更不胜枚举。以大型粒子加速器为例，德国汉堡的粒子加速器研究中心，堪称特种精密工程测量的历史博物馆。1959年建的同步加速器，直径仅100 m，1978年的正负电子储存环，直径743 m，1990年的电子质子储存环，直径2000 m。为了减少能量损失，改用直线加速器代替环形加速器，正在建的直线加速器长达30 km，100～300 m的磁件相邻精度要求优于±0.1 mm,磁件的精密定位精度仅几个微米，并能以纳米级的精度确定直线度。整个测量过程都是无接触自动化的。用精密激光测距仪TC2002K距离测量，其测距精度与ME5000相当，对平均边长为50m的3 800条边，改正数小于0.1 mm的占95%。美国的超导超级对撞机，其直径达27 km，为保证椭圆轨道上的投影变形最小且位于一平面上，利用了一种双重正形投影。所作的各种精密测量，均考虑了重力和潮汐的影响。主网和加密网采用GPS测量，精度优于1×10-6 D。
露天煤矿的大型挖煤机开挖量的动态测量计算系统(德国)。大型挖煤机长140 m，高65 m,自重8 000 t，其挖斗轮的直径17.8 m，每天挖煤量可达10多万吨。为了实时动态地得到挖煤机的采煤量，在其上安置了3台GPS接收机，与参考站无线电实时数据传输和差分动态定位，挖煤机上两点间距离的精度可达±1.5 cm。根据3台接收机的坐标，按一定几何模型可计算出挖煤机挖斗轮的位置及采煤层截曲面，可计算出采煤量，经对比试验，其精度达7%～4%。这是GPS，GIS技术相结合在大型特种工程中应用的一个典型例子。
核电站冷却塔的施工测量系统。南非某一核电站的冷却塔高165 m，直径163 m。在整个施工过程中，要求每一高程面上塔壁中心线与设计的限差小于±50 mm，在塔高方向上每10 m的相邻精度优于10 mm。由于在建造过程中发现地基地质构造不良，出现不均匀沉陷，使塔身产生变形。为此，要根据精密测量资料拟合出实际的塔壁中心线作为修改设计的依据。采用测量机器人用极坐标法作3维测量，对每一施工层，沿塔外壁设置了1 600多个目标点，在夜间可完成全部测量工作。对大量的测量资料通过恰当的数据处理模型使精度提高了一至数倍，所达到的相邻精度远远超过了设计要求。精密测量不仅是施工的质量保证，也为整治
工程病害提供了可靠的资料，同时也能对整治效果作出精确评价。
瑞士阿尔卑斯山的特长双线铁路隧道哥特哈德长达57 km，为该工程特地重新作了国家大地测量(LV95)，采用GPS技术施测的控制网，平面精度达±7 mm，高程精度约±2 cm。以厘米级的精度确定出了整个地区的大地水准面。为加快进度和避开不良地质段，中间设了3个竖井，共4个贯通面，横向贯通误差允许值为69～92 mm(较只设一个贯通面可缩短工期11年)。整个隧道的工程投资预计约15亿瑞士法朗，计划于2004年全线贯通。
高耸建筑物方面，有人设想，在21世纪将建造2 000 m乃至4 000 m的摩天大厦，这不仅是建筑师的梦想，也是对测量工程师的挑战。
海宁市城市D级GPS工程控制网优化设计
摘 要：GPS技术的发展为大地测量提供了一种新的高精度的测量手段．由于其精度高，速度快，费用省，操作简便等 优点，GPS技术已成为大地测量的主要手段．在我国，1995年以后，由于GPS卫星已发射完毕，卫星的分布情况较 好，另外GPS接收机的精度及其稳定性有了很大的提高，GPS网的布设也有了相应的变化．本文先总体叙述了我国
GPS网的发展概况，然后从布设GPS控制网的目的，技术设计，实地选址与埋石，GPS网的野外布设，外业实施方案 的优化，平差处理时应注意的问题，起算点精度对GPS基线的影响等几方面进行了论述，讨论了精度和密度方面应 注意均问题，研究了需要如何设计GPS控制网，以保证精度高，密度分布均匀．
关键词 ：GPS技术，精度，密度，技术设计．概 述
1．1 布设GPS控制网的目的利用GPS技术布测高精度三维大地测量控制网是为我国大地测量、大地形变测量、地球动力学研究提供基准数据的基础工作．GPS大地控制网是一个可以满足各种需要的多用途定位网，其目的和意义是：
1)统一我国陆地和海洋大地基准
由于常规大地测量的技术限制，我国南海岛礁没有与大陆联测，利用GPS大地控制网可以联测，另外利用大陆上点位和近海远海的主要海岛进行联测，可以测定沿海地区和有关岛屿的地面沉降，测定我国沿海地区平均海水面变化，为海洋大地测量提供统一的高精度的大地基准点：为测定海底地形、海洋研究、海洋运输提供保障．
2)精确确定大地点的地心坐标
为了准确确定远程武器运动轨迹，必须建立以地球质心为原点的地心坐标系，以确定发射点、目标点和地面跟踪站相统一的坐标．
3)检核和加强天文大地网
4)结合其它大地测量数据精化大地水准面
5)推求世界大地坐标系、研究地球重力场
6)监测地壳形变
1．2 主要研究问题
随着高精度GPS网的布设GPS技术的发展，高精度GPS网的设计也有所改变，90
年代初，由于卫星星座的分布不均匀、星历的不完善，接收机的精度偏低、相关资料较少等因素，因此在网点的选取和网的设计时是根据当时的实际情况实施的．95年以后，由于GPS卫星己发射完毕，卫星的分布情况较好，另外GPS接收机的精度及其稳定性有了很大的 提高，GPS网的布设也有了相应的变化．
本文从布设GPS控制网的目的，技术设计，GPS网的野外布设，外业实施方案的优
化，平差处理时应注意的问题，起算点精度对GPS基线的影响等几方面进行了论述，并针对
精度，布网密度情况对外业实施方案的制订进行了研究．
技术设计
1．2．1 基本要求 ．
1)每幅村庄地籍图上布设2个以上GPS控制点
2)海宁市六大镇(硖石、长安、袁花、斜桥、盐官、许村)镇区边缘增设的GPS点不少于10～30个；(具体点数、点位与甲方商议后待定)
3)新增的五条公路的转折点中心均布设GPS控制点．(具体点数、点位与甲方商议后待定)
1．2．2 布网原则
1)本项目要在700平方公里单位内布设约9500个GPS点，点与点之间的平均边长约为260m．
2)为了提高本GPS控制网的利用效率，须保证任意一个GPS点与一个(含一个)以上的GPS点通视．
3)GPS控制点在满足基本要求的前提下，应尽量均匀分布，以提高网的图形强度，必要时可增设若干一级GPS点
4)应联测测区内所有的C、D级GPS控制网及等外以上级水准点．确保每个平差区内有3个(含3个)以上的约束点，约束点在不同的平差分区内可重复利用．
5)如果联测的已知高程点数量或分布均匀度不能满足高程拟合的不同，选择不同数量的点，按四等水准的要求进行水准联测，以确保高程拟合达到一定的可靠性与精度，使GPS点的高程精度满足作为测图控制点的要求，即高程中误差不大于±5 em．
6)为保证边长相对精度满足规范要求，当所选定的一级GPS点与相邻一级点的距离小于150米时，须采用折叠图形布网．布网设计
GPS卫星定位网的主要特点与常规大地测量网是一致的，即高精度，网点分布均匀，能为多种目标服务，但由于GPS测量中测定的是基线向量，因此其误差传播要比常规网慢，精度分布也要更为均匀，GPS网的精度和密度设计主要取决于网的用途和作业技术条件等因素． GPS网优化设计的主要目标是网的精度，可靠性和经费等，对GPS网而言，除了要求点位的绝对精度较高外，还要求全网的精度比较均匀．前者很大程度上由基线的选择来决定，后者主要由GPS网的布设方法，如图形结构强度，基线向量的测量精度等决定．
6.测量检测 篇六
在多传感信息检测系统中,往往存在噪声干扰、信息耦合和滞后等情况,要解决这些问题,就必须正确描述传感器观测到的数据信息,并确定校正补偿环节,实现对传感信息的软建模。目前软建模的方法有:基于人工智能的方法、基于概率分布函数的方法、回归分析和曲线拟合的方法以及基于多尺度的建模方法[1],而复杂工业环境的传感信息往往难于用单模型进行分析,因此多维多模型的建模方法,越来越受到学者的重视。目前在线软测量方法的研究主要集中在:1)传感信息预处理和处理;2)综合性能的提高。
另一方面,随着计算机、网络通信、测量控制等信息技术的不断发展,测控系统的应用领域越来越广泛,面对的对象也日益复杂,测控系统正逐渐向着网络化、集成化、智能化、开放性的方向发展。研发基于软测量的多传感信息智能在线检测装置,目的在于研究多传感信息的软建模技术,开发具有精度高,实时性和通用性好的检测装置,实现工业环境下多传感信息的实时网络化监控;本文将主要介绍在线检测装置的软硬件设计和相应的传感信息预处理及处理软件模块。
1 在线检测装置的硬件设计
为了满足检测装置有足够的数字处理能力、便于实现网络化的测控、适用于工业控制的目的,本系统以DSP和ARM芯片为核心[2],其硬件结构如图1所示。该装置由传感信息检测调理模块、DSP数据采集与处理模块、人机交互模块、ARM9处理模块、以太网通讯模块、混合信号I/O控制模块、移动硬盘接口模块和电源模块等8个模块组成。
传感信号Si(i=1,2,...,n)在检测调理电路中采用数字化、频率化的方法,转化为频率信号后,输至DSP板,DSP模块采用测频测周方法[3]进行信号检测,该方法较巧妙地实现了装置对不同类型传感器使用的通用性,并且保证了较高精度的测量结果。DSP采集信息后结合键盘输入参数用在线处理软件进行信息去异值处理、信息解耦计算和预测补偿,然后将处理结果继续传给ARM板进行存储、显示和通信。为了满足通用性的要求,DSP模块采用了美国德州仪器(TI)的TMS320LF2812作为主控芯片,该芯片提供多种信号类型的采集通道以及调理电路,满足大多数工业环境下测控的要求。
ARM模块由S3C4510B型微处理器组成,它有丰富的外围电路,通过ARM上的处理软件可方便实现检测结果的存储、显示、现场USB&CF通信和网络通信功能。S3C4510B型芯片融合了嵌入式微型因特网互联技术(EMIT)和嵌入系统(ECS)技术,它与Intel公司的集成网络通信芯片LXT971,构成了符合IEEE802.3标准的10/100Mb的双绞线通信应用。网络信号的发送和接收端由网络隔离变压器H1102和RJ45接口组成,通过此接口可实现在复杂工业环境下传感信息的网络化监控。
2 软件总体结构设计
检测装置的软件由预处理软件模块、在线处理软件模块和外围软件模块3大部分构成,如图2所示。预处理软件模块在装置使用前,用于完成装置的实验标定、信息预处理和尺度计算,达到系统降维和获得自变量尺度的目的,它是进行多尺度插值解耦计算的基础。在线处理软件模块在DSP模块上,主要实现判别按键及参数设置、数据采集及预处理、传感信息分析和计算以及通信控制等操作,在这个环节实现传感信息解耦计算和预测补偿;外围软件模块主要实现外部存储、显示、USB和远程网络通信等其功能,它由ARM模块嵌入实时操作系统uClinux来实现。
装置通过传感信息预处理软件模块、信息解耦软件模块和动态预测补偿软件模块实现传感信息软测量,达到降低装置复杂性和制作成本、实现信息解耦及滞后补偿的目的,并在此基础上通过网络通信软件实现网络化监控。
2.1 基于PLSR的预处理软件模块
偏最小二乘回归法(PLSR)能在小样本容量情况下进行回归建模,它采用一种信息分解与提取的策略,在自变量X=[x1,x2,...,xp]T中逐次提取综合变量进行重新组合及提取,从而得到对因变量Y=[y1,y2,…,yq]T的解释能力最强、同时又最能概括自变量集合X中信息的综合变量,而对Y没有解释意义的信息则被自然地排除掉[4]。基于PLSR的软件模块进行信息预处理的步骤为:
1)采用均匀实验方法对装置进行在线实验标定;
2)根据工业环境下多传感信息系统中非线性信息耦合等特点,采用基于INLR(Implicit Nonlinear PLS Regression)-PPLS(Polynomial PLS)非线性偏最小二乘回归建模方法[5]对实验数据进行处理。基于INLR-PPLS的方法首先用线性PLSR对传感检测标定信息进行预处理,实现降维的效果,之后用非线性PLSR,对Y与X进行非线性拟合,预处理和建模过程如图3所示。通过基于INLR-PPLS建模方法得到的回归模型为:
其中xi*(i=1,2,...,n)为主元成分,为因变量,βji(i=1,2,...,3n)为回归方程系数,Fnj为残差矩阵。
基于INLR-PPLS方法可以实现多传感信息预处理、完成传感系统的降维处理和传感系统中多信息耦合传感器的特性标定;
3)根据标定数据,采用文献[6]的方法计算主元成分xi*的分辩级mi。
2.2 基于多尺度逼近的信息解耦软件模块
从(1)式可知传感检测信息与xi*存在非线性耦合,因此如何根据多传感检测信息快速准确地进行逆向求解xi*,是检测装置进行实时监测的关键。信息解耦软件模块采用基于多尺度的插值解耦方法[5],其传感信息解耦的一般原理为:根据各自变量xi*的尺度mi大小,选择不同插值方法对非测量目标xi*(j≠i)逐步进行如(2)式的插值计算,缩小关系函数的自由度,并转换为的形式,从而得到与xj*一一对应的特征函数。其解耦实现公式如下:
其中,δ为拟定的尺度阈值αi(x*),βi(x*)为Hermite插值基函数,lk(xj*)为分段线性插值基函数,xjk*为相应自变量的标定点。
从解耦的公式可以看出,由预处理软件获得基本标定曲线后,通过插值可以获得特定环境条件下传感特性曲线则由检测值即可完成xj*的逆向求解。
2.3 基于MARP的预测补偿软件模块
对传感信息检测中响应滞后问题的处理,是传感检测快速响应的关键,其常用的方法有零极点相消法和配置法,但该两类方法均依赖于传感器数学模型的建立,它们在确定数学模型时,为避免建模所带来的复杂性,会作一些简化和假设,从而会新带来一些动态测试误差;而根据传感器的实测信息,利用预测模型对传感信息实现动态补偿的方法,已取得了较理想的结果[7],该方法无需依赖传感器数学模型,不会带来新的动态误差。为此本装置采用多尺度回归预测(Multiscale Analysical Regressive Prediction,MARP)模型进行传感信息动态补偿。该方法利用小波多尺度分析,可以将非平稳时间序列分解为多个平稳的细节信息和比原序列平稳的近似信号,从而保证了时间序列的平稳性,同时小波多尺度方法还具有很好的时频局部特性和去相关性。因此,将具有多尺度分析能力的小波变换与模型预测方法相结合,可以使预测更准确,并具有良好的鲁棒性。基于MARP的软件模块基本工作流程为:
1)用浮动窗口方法对N个传感检测信息C(0)(n)进行J尺度的在线多尺度分解计算[8];
其中分别为常规尺度函数的相邻两项间加入(2j-1-1)个零构成的滤波器。传感信息的最佳分解尺度J可以根据计算得到的各传感信息源xi*的分辩级m来确定。
那么,根据分解后的信息和实验标定的传感信息滞后步数τ,可获得xN+τ的动态预测估计值:
其中细节信息预测用AR(Auto-Regressive,自回归)模型进行,平滑层信息则用多项式预测,且参与预测的数据采用间隔选取方法,间隔大小与传感信息滞后步数τ一致;
2)采用文献[9]中的RIV-Kalman递推算法对(4)式中AR模型参数θ=[aj1,...,aj2,ajAj]T进行计算:
式中Κj(k)为Kalman增益矩阵;yj(k)为最新分解的细节信息,hj(k)=-[dj,N-1,dj,N-τ-1,...,dj,N-(Aj-1)τ]T;并用AR模型参数θj(k)计算得到dj,N+τ;
3)计算(4)式中预测多项式参数:A=[aJ+1,0,...,aJ+1,K]T=(XTX)-1XTY=W-1XTY,其中Y为间隔τ选取的平滑信息由此可知W-1XT只与nk有关,一旦确定nk,就可以预先计算出W-1XT,从而可快速计算出预测多项式参数,并以此计算CJ,N+τ;
4)根据计算得到的dj,N+τ和CJ,N+τ用(4)式进行重构,得到预测估计值XN+τ,完成传感信息的预测补偿。
2.4 网络通信软件模块
网络通信软件通过嵌入在ARM微处理器中的u Clinux系统的TCP/IP协议模块来实现,只需对TCP/IP协议栈进行适当的配置和修改,就可以进行移植。在具体设计实现TCP/IP协议栈之前,还要解决对LXT971的驱动问题。在uClinux中,相关的网络设备驱动文件为u Clinuxlinux-2.4.xdriversnetfec.c。
根据ARM芯片S3C4510B的编址规则,在驱动文件整体框架不变的情况下,对fec.c中网卡基地址和中断号进行如下有针对性的改动,就可实现LXT971在S3C4510B组成的uClinux平台上的驱动移植:
dev->base_addr=base_addr=ARM_LXT971_BASE;//定义网卡基地址
dev->irq=ARM_LXT971_IRQ;//定义中断号
3 检测试验
将基于传感软测量的在线检测装置SCUT-1应用在液态乙醇浓度测控中,它利用气液转换的原理,通过气态乙醇浓度的检测来实现液态乙醇浓度的软测量。其检测应用的环境较为复杂,各传感量之间存在信息耦合且存在较大的检测滞后现象,是一个典型的多传感信息工业实用例。
工业上的液态乙醇是一个多组分溶液,通常还含有杂醇油、酯、酸、醛类等物质,不过其含量相对较少,最大含有量通常不超过酒精产量的0.7%,同时,温湿度对乙醇传感器都有比较大的影响。通过实验标定,由本文设计的基于PLSR软件分析确定其主元成分为温度、湿度和气态乙醇浓度,并确定它们的分辩级分别为2-3、2-4、2-5。因此,只需将温度、湿度、乙醇的标定数据以及其尺度信息、传感器相关参数等存入装置的ROM中,装置就可以实现传感信息解耦计算和预测补偿,完成乙醇浓度在线测量。
本在线检测装置用热敏电阻、湿度传感器WYG1、乙醇气敏传感器TGS2620分别测量温度、湿度和乙醇浓度,并在酒厂的发酵车间进行了现场测试。现场仪器的安装如图4所示,将包含温度,湿度和乙醇浓度传感器组从发酵罐的上盖的观测孔放入,然后将其接入液态乙醇浓度检测仪,检测仪通过交换机连接,这样就可以实现在对多个发酵罐内液态乙醇浓度的在线分布式网络化检测。实验表明,本检测系统对气体乙醇浓度的检测误差为0.59%,补偿后气体乙醇传感器的响应时间小于0.9s,温度误差为±0.1℃,湿度误差为±0.5%RH;由于受到气液平衡机理建模误差和气液平衡滞后的影响,对气体乙醇浓度进行气液平衡计算后,得到液态乙醇浓度的最大检测误差约为1.5%,检测响应时间为小于13s,这在发酵液的乙醇浓度检测领域,具有高的精度和响应速度[10],从而实现了液态乙醇浓度的快速准确检测。
4 结束语
1)在线检测装置采用基于PLSR的传感信息预处理软件模块实现了多传感信息降维处理、多信息耦合传感器的标定和传感信息尺度计算,它降低了传感检测系统复杂性和制作成本;
2)检测装置在检测时,采用基于多尺度的信息解耦软件模块进行逐步解耦计算,消除了非测量目标的影响,实现了传感信息的准确计算;用基于MARP的信息预测补偿软件模块处理传感信息滞后问题;以上基于软建模技术设计的传感信息处理软件,具有计算精度高,运行速度快,通用性好的特点;
3)在线装置采用具有快速数据处理能力和丰富接口的DSP芯片,使其具有良好的通用性和扩展性;并且通过ARM芯片内嵌的EMIT实现了工业环境下传感信息的网络化监控。该装置和相应的传感信息软建模技术,可以应用在化工溶剂、农业生产、医药和制造过程等类似场合。
摘要：针对工业环境下多维信息的测量需求,介绍一种在线检测装置的硬件及软件系统设计结构,以DSP和ARM为核心芯片的设计实现通用性、网络化和快速处理的要求,采用基于PLSR的数据预处理、基于多尺度逼近的信息解耦和基于MARP的预测补偿软件技术,较好地实现多传感信息的软建模。在乙醇在线测控装置中的应用表明,气体乙醇浓度检测误差为0.59%,气体乙醇传感器响应时间<0.9s,可以满足工业环境下多传感信息的实时网络化检测要求。
关键词：多传感信息,软建模,预处理,解耦,预测补偿
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7.测量检测 篇七
关键词： 微结构检测； 表面重构； 可视化测量； 累加弦长双三次样条
中图分类号： O 439/TP 391文献标识码： Adoi： 10.3969/j.issn.10055630.2012.05.002
引言随着科学技术的发展，IC行业和精密加工与制造中对常见的微尺寸和轮廓的检测提出了越来越高的要求。光学共聚焦显微系统以其非接触，高精度等特点在生物医学检测、IC业和精密制造业的微尺寸和微形貌精密测量领域发挥着重要作用[1]。随着激光的出现和运动控制技术的提高，激光扫描共焦系统采用横向扫描方式有效地扩大了系统的视场，应用于微形貌检测的激光扫描共焦系统已经实现了商品化。近年来随着微光机电技术的发展，涌现了所谓的并行共焦系统[23]。其采用微光机电器件进行光束分割，通过光束的并行探测扩大视场，提高测量效率。但是并行光学系统的像差及各类干扰影响了系统对并行测点的正焦信息的萃取精度，为此将像散原理引入并行共焦检测系统[45]，实现基于像散原理的并行共焦检测系统，利用并行测点所对应光场的差动光能统计值与物点轴向位置之间形成的S曲线的局部线性关系来辨识测点正焦位置，即被测轮廓上Z轴坐标，差动原理具有较强的抗干扰能力，所以系统实现了物点正焦位置的高精度辨识。通过光学系统的横向特性以及轮廓上Z轴坐标获得被测微轮廓的三维坐标，进而实现微尺寸和微形貌的精密测量。基于被测表面的三维数据实现表面重构，通过放大、显示，拾取被测表面的轮廓要素实现微结构的可视化测量。目前以样条函数为工具的曲面拟合方法已被证明是最有用的方法之一[6]。样条曲面可分为逼近样条曲面和插值样条曲面：前者受附近控制顶点的共同控制，不一定通过控制顶点，后者要求曲面通过控制顶点。根据微结构表面的特点及表面重构精度的要求，采用累加弦长双三次样条函数来拟合曲面，它属于插值样条函数，且具有保凸、保形及几何不变性，保证了表面重构的精度。在主流的三维开发平台上利用三角面片来表达曲面，为了提高可视化测量的精度，文中提出了“要素拾取”的概念，即通过拾取重构表面上三角面片上的点所对应的拟合曲面上的点实现“要素拾取”，避免局部三角面片与实际拟合曲面之间的误差，提高轮廓要素的拾取精度，保证微结构表面参数的测量精度。1微结构表面三维数据的萃取并行像散共焦微结构形貌检测系统见图1所示，由并行像散共焦光学系统和纳米微动台组成。纳米微动台实现Z方向上的运动和测量，被测物放在此台上进行观测，图2呈现了测量过程中序列图片获取过程，将要观测的表面放入观测位置，随着微动台的Z向移动，依此采集序列图片Ⅲ、Ⅱ和Ⅰ…，并记录图片采集时的微动台Z向位置。基于像散原理，在序列图片上，正焦测点对应圆形的光场分布，近焦和远焦测点对应着椭圆形的光场分布，图3呈现了将一块3级量块作为被测物时，得到在extraction flow chart序列图片。在实际测量时，根据图4所示的表面三维坐标萃取流程，先将一个一级量块放在微动台上，并使其处于正焦位置，采集此模板图像。模板图像的作用在于确定各个并行像散光场的中心位置，确定测量时各个光斑的X与Y坐标。再将被测表面置于微动台上，拍摄序列图片；根据模板图片上各并行像散光场中心位置，分割测点场；依据像散原理的差动光能统计算法，计算各个并行光场的差动光能统计值；结合每幅图片所对应微动台Z向位置构建并行检测曲线，萃取各个检测曲线的零点。萃取检测曲线上的零点所对应的Z向坐标就是该测点测得的被测表面Z向坐标。软件系统的萃取功能又分为：“定点萃取”即以“模板”所决定的各光场位置为中心划分差动光能统计区域；“浮点萃取”即每次都要重新搜索各光场的中心位置，以此划分光能统计区域。因为微结构的几何变化剧烈时，反射光的方向变化较大，为减小外部干扰，故采用“浮点萃取”的方法求取各个光场中心位置的零点高度值最为可靠。2微结构表面重构在微结构的可视化测量中，除了微结构的三维信息的萃取部分外，最为关键的部分是微结构表面重构。目前属于插值样条函数的拟合方法中最为常用的是双三次样条函数和累加弦长双三次样条插值函数，其中累加弦长双三次样条有以下优点[7]：（1）累加弦长双三次样条插值函数在大挠度情况下具有保凸性、保形性以及几何不变性，而双三次样条插值拟合函数只在小挠度的情况下才能有保凸性和几何不变性。图5表面重构流程
Fig.5Surface reconstruction flow chart（2）双三次样条插值函数只适合均匀插值，而微透镜阵列的针孔间距会有微小误差及环境和像散的特点会使成像点的中心位置之间的间距出现不均匀的情况，则用双三次样条插值会产生误差，累加弦长双三次样条可以有效地排除此干扰。鉴于累加弦长双三次样条以上两个优点，在此选择累加弦长双三次样条作为表面重构的方法。累加弦长双三次样条函数[8]的建立过程，可以看成沿着X、Y方向分别建立累加弦长三次样条函数。首先，沿着X方向确定f（xi，yj）/x；其次，沿着Y方向确定f（xi，yj）/y；最后，利用f（xi，yj）/x沿着Y方向确定f（xi，yj）/xy。而累加弦长三次样条插值函数[9]是在三次样条插值函数的基础上给定一组型值点Pi（xi，yi，zi），i=0，1，…，n，即廓形上的三维数据。构造关于参数μ的插值三次样条函数：x=x（μ）、y=y（μ）、z=z（μ）；它们分别插值于点集（μi，xi）、（μi，yi）和（μi，zi），i=0，1，…，n。三者合并形成三次参数样条曲线P（μ）=[x（μ），y（μ），z（μ）]。关于参数μ，采用累加弦长作为参数构造样条曲线，称为累加弦长参数样条曲线。文中给定型值点Pi（xi，yi，zi），i=0，1，…，n，则与型值点Pk（k=0，1，…，n）相对应的累加弦长为s0=0；sk=∑kj=ilk，其中lk为Pi与Pi-1两点的距离，k=1，…，n代入三次样条插值公式中利用追赶法计算累加三次样条插值函数。并行像散共焦系统图片内排列着N×N个并行光场x=0，1，…，N，y=0，1，…，N；光场在X和Y方向的位置分布均匀，两光场的中心距离受制于微透镜阵列的周期（其周期为（h0，h0）），位置在O（x，y）的光场检测曲线零位值为zx，y，在X和Y方向上分别进行level倍率的细分插值，再依据OpenGL开发平台的建模机制，使用三角面片重构微结构表面廓形，表面重构流程见图5。3表面重构精度分析及测量精度分析微结构表面重构误差有两个方面：（1）累加弦长双三次样条拟合曲面与实际曲面的误差。理论证明[10]在实际曲面没有在某个局部发生用三次函数无法描述的突变（如一、二阶导数和高阶导数较大）的情况下拟合曲面与实际三次曲面是一致的；但是当数据点之间产生剧烈变化时，拟合曲面与实际曲面将有明显的误差。（2）模型的重构都是由平面表达曲面，就会存在局部平面与累加弦长双三次样条插值曲面之间的误差。若采用三角面片，设p=0，1，…，（N×level）、q=0，1，…，（N×level），level为细分倍率。局部廓形相当于在矩形Rpq=[xp，xp+1]×[yq，yq+1]上用两个三角形面片取代累加弦长双三次样条插值曲面，由于累加弦长双三次样条插值曲面基于累加弦长三次样条插值曲线，如在列方向上用直线取代三阶多项式曲线，引起的误差为Δq=S″（ζ）2！（y-yq）（y-yq+1）≤S″（ζ）8h0level2（1）图6拾取累加弦长双三次
样条插值曲面点流程
point flow chart式（1）中，ζ∈（yp，yp+1），S″（ζ）是区域[yq，yq+1]上的累加弦长三次样条函数的二阶导数的最大值。根据累加弦长三次样条公式，理论上S″（x）可以精确计算，则式（1）也是可以精确计算的，这说明直线取代局部累加弦长三次样条曲线所产生的误差是可知的。以此类推，用三角面片取代累加弦长双三次样条曲面所产生的误差也是可知的。显然，累加双三次样条差值插值倍率越高，即细分倍率越高，三角面片就越逼近拟合曲面，重构表面就越逼近实际曲面。而且用局部三角形平面取代拟合曲面引起的误差也是可以精确计算的，即在可视化测量过程中可以通过修正的办法消除该误差对廓形参数测量精度的影响。微结构参数的可视化测量基于要素拾取。要素拾取包括：点、线、面的拾取。OpenGL提供了专门方法拾取模型三维坐标[11]，即在实际的测量过程中可以按照图6所示，其中P0为鼠标在视口拾取点与渲染空间中“视点”连成的射线与表达拟合曲面的局部三角形面片的交点坐标，P1为P0在拟合曲面上对应的点，两点的Z轴坐标值之差来修正由平面表达曲面时所带来的误差，微结构表面可以分为两大类：微球面和微台阶面，由前面叙述可知微球面的要素拾取中的点拾取可以直接采用拾取拟合曲面上的点，即拾取P0点对应的P1点；线拾取是通过拾取拟合曲面上两个点，通过两点的连线来确定空间直线的位置；面拾取是通过拾取拟合曲面上任意不在同一直线上三点来确定所拾面。z=20+30sinπ12x-0.7sinπ12-0.3x=0，1，…，12；y=0，1，…，12（2）式（2）为理论球面方程，以此模拟微球面进行表面重构及测量。如图7所示为5倍细分累加双三次样条表面重构上两点的距离测量，其中：模型点是用鼠标拾取的三角面片上的点；修正后是将模型点换成拟合曲面上所对应的点；理论点是按理论曲面方程计算的点。显然，采用拟合曲面上的点减小了测量误差。图8呈现的是高度相差5 mm的台阶表面的拟合结果，即使采用累加双三次样条函数拟合曲面上的点来修正（修正后1所示），测量数据依旧与实际数据相差很大。所以要提高微台阶的测量精度，要素拾取需通过已知点来直接计算拾取点的高度值，即点拾取是通过P0点中的水平坐标（x，y）来找出最相近的四个已知点，利用四点的加权值来确定此位置的Z值；修正后2是上述点拾取法修正。显然，对于微台阶面，利用已知点获取拾取点，其测得值更接近“理论点”。线拾取是在点拾取的基础上，由两点连线来确定直线的空间位置；面拾取是通过拾取不在同一直线上的任意三点，然后再利用所拾取的三点所围成的三角形中所有已知点，代入平面公式：Z=AX+BY+C，利用最小二乘拟合平面来确定平面的法向量（A，B，-1）和常数C。
4微结构的实际测量将1 mm的一级量块放在实验台上进行观察测量，测量结果如图9所示，在浏览的模式下，可以对拟合曲面进行各个方向的缩放和旋转、平移及细分倍率的改变等操作；在测量模式下，包含对表面参数测量的各个项目，每次只能选择一项进行测量。点击确定按钮即可把想要的结果显示在对应的输出框里。其中点与线和点与面的距离显示共用一个输出窗口，线与线和线与面的距离及角度显示共用一对输出窗口。图9实际测量结果
5结论基于并行像散共焦微结构探测系统萃取序列图片中并行光场探测曲线的“零”点，实现物点正焦位置辨识，并基于探测曲线的“零”点获取微结构的三维信息，采用累加弦长双三次样条插值函数曲面进行微结构三维廓形重构，选择高的插值细分倍率获得连续光顺廓形表面，廓形精度也得以提高。在微结构的可视化测量过程中，通过拾取累加弦长双三次样条插值函数曲面上的点，而不是廓形局部三角面片上的点，实现三维廓形参数评定，消除了由平面表达曲面时所产生的误差。并针对表面的重构和简单的形貌参数测量进行了简单的模拟分析，经研究发现，用累加弦长双三次样条样条函数拟合曲面，可以有效地达到对微结构表面参数精确测量的要求。参考文献：
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