坐标测量实习报告（15篇）
1.坐标测量实习报告 篇一
三坐标测量机的虚拟测量
三坐标测量机作为一种高精度的通用测量设备已经有了几十年的发展历史，其在工业生产领域中的使用越来越为广泛，也越来越受到生产型企业的重视。而三坐标测量软件中对CAD功能的引入，更是将三坐标测量机的应用领域和易用性推到一个新的高度。
数控英才网以下就以三坐标测量机测量方案为例，对CAD在三坐标测量中的应用做简要介绍。
1、虚拟测量
虚拟测量就是在没有实际工件的情况下对CAD模型在软件中进行测量。Rational dmis测量软件拥有强大的CAD功能，要进行虚拟测量时，打开软件，选择脱机工作模式，然后导入所要测量的CAD模型，并将CAD模型对应到选定的坐标系中即进行测量。根据所要测量的几何元素，使用鼠标在CAD模型上点击所要采点的位置，此时CAD模型上会显示所采点的位置及其矢量方向。根据所测量的几何要素的需要，可进行多次采点。当采够所需要的点数后再在采点窗口中点确定，系统将会驱动虚拟测头进行采点，并拟和出要测的几何元素及其图形。虚拟测量可以通过对没有尺寸数据的CAD模型进行测量，确定其各种尺寸参数。但这不是虚拟测量的主要目的，虚拟测量的主要功能是为在脱机状态下进行自动测量编程做服务。
2、脱机编程
数控三坐标测量机使批量测量的效率有所提高，通过对给定工件的测量进行编程，可以实现全自动的快速测量。三坐标测量软件没有引入CAD功能之前，对测量程序的编制要求专业人员对应图纸进行编程，这种编程方法使用较为复杂，且对操作人员要求较高。有一种方法就是使用三坐标测量软件的自学习编程功能，在对工件进行实际测量的同时自动生成测量程序。当再次测量同样的工件时即可调用此程序进行自动测量。由于这种方法简单易用，适应面广，因此在业内被广泛使用。但由于这种编程离不开实际工件，所以也就带来了很多难以克服的缺点。一是由于编程离不开硬件环境，必须要将给测量机配套的气源等打开，使测量机能正常运行方能进行编程，这样编成较为繁琐。二是编程离不开工件，所以就必须等工件加工完成后才能进行编程，这样便会降低了工作效率从而影响生产。坐标机测量软件中引入CAD功能之后，由于可在脱机状态下通过对CAD模型进行虚拟测量，从而可完成自学习编程的过程，因此解决了以上问题。无论生产是否进行，只要将设计部门设计的CAD图纸文件输入到测量软件中，就可以进行编程。等工件加工完成就可以进行程序测量，这样就大大提高的生产效率。其具体的方法是先在三坐标测量软件中打开要测量工件的CAD模型，然后打开测量程序自学习功能，建立好坐标系后就可以开始模拟对工件的测量。系统将自动生成测量程序。在程序编制完成之后，还可以在CAD环境中调用程序进行模拟测量，对程序进行验证，找出运行过程中出现的错误测量路径和采点，并对程序进行修正，将实际测量中可能出现的问题降到最低，也最大程度的保证了测量过程中的安全性。
3、使位置公差评定更加方便在以往的三坐标测量软件中，要对几何元素的位置公差进行评定，必须手工输入几何元素的理论位置，然后再和实际测量得到的值进行比对，这样对位置公差的评定很不方便。当坐标测量机软件引入CAD功能之后，就可以在软件中对CAD模型进行测量，由于模型是设计出来的，所以对其进行测量所测得值既为几何元素的理论值。在有了理论值之后，在对应的坐标系下再对实际工件进行测量，即得到了所需几何元素的实际值。这样就可以对所测几何元素的位置公差进行评定。这在使用中，既省去了手工逐个输入几何元素理论值的麻烦，而且也可以避免为了与图纸上的标注尺寸相对应而频繁变动坐标系。这大大降低了操作人员的劳动强度，也减少了出错的几率，同时也提高了测量的精度及效率。
4、CAD输出用于逆向工程在当前的生产制造中往往会碰到这么一种情况，客户能提供给制造者的只有实物而没有任何图纸或CAD数据，特别是样件中有曲线、曲面等很难通过测量获得其准确的数据的复杂模型。在这种情况下，传统的加工方法是使用雕刻法或其他方法制作出一个一比一的模具，再用模具进行生产。这种方法无法获得工件准确的尺寸图纸，也很难对其外型进行修改。逆向工程就是为了解决以上难题而提出的一套理论。逆向工程是指由工件产生图纸或各种相关尺寸数据的过程，是相对与传统的由图纸数据而产生工件的过程而言的。三坐标测量软件中引入CAD功能用于逆向工程，使传统的三坐标测量机用于成品检测的功能，有了更大的扩展。在逆向工程中，首先使用三坐标测量机对样件的外型进行精确测量，然后用CAD功能对所测得的数据进行处理，最终生成一种或几种CAD格式的数据文件。如西安力德公司的三坐标测量软件生成IGS格式的数据，而且还可以使用此软件附带的功能，使数据在多种CAD格式之间进行转换。这些数据文件可以被一般的CAD/CAM软件系统所接受，利用这些软件系统可以对数据进行修改，或直接进行数控机床加工法编程，最终指导数控机床进行加工。也可以对这些数据进行切片处理，指导激光成型机进行快速成型。逆向工程不仅能使工件快速的进入批量生产，而且可以得到工件的CAD数据，有了这些数据，就可以再使用三坐标测量机对生产出来的工件进行检测，保证产品的质量。
三坐标测量机作为一种通用测量机，由于其具有很高的测量精度和测量效率，并且具有操作方便，可实现在线测量等众多优点，已经在现代工业中有了不可替代的地位。而CAD功能的引入，必给三坐标测量机带来更大的使用空间。
2.坐标测量实习报告 篇二
1 坐标系的选择方法
上述对大型厂矿测量坐标系选择的规定是否满足建设中对构造物的测量的测量需要,答案是肯定的。但如何选择,非测量专业人员很难选择测量坐标系统。
我们知道测量的水平距离投影长度变形由两部分组成:
1)归算到测区平均高程面上的测量边改正,其每千米改正值为:
ΔD1≈(Hm-HP)·105/R。
其中,Hm为测量边的平均高度,km;HP为投影面的高程,km;R为地球半径,km。
2)投影到参考椭球面上的改正,其每千米改正值为:
ΔD2≈Y2·105/2 R2。
其中,Y为测量边平均横坐标,km。
在高差变化较小的地区通过选择适当的投影面,欲使总的改正值小于2.5 cm/km,所选择坐标系东西方向的跨度可以达到150 km～190 km,在一般情况下,可以满足要求。若其他相对精度较高的构造物超越东西方向跨度大于190 km时,可以通过分带的方法解决。
在高差变化较大的地区,如果不考虑投影变形的影响,只考虑归算改正,欲使其改正值小于2.5 cm/km,测区最高点与最低点高差必须小于320 m,如果超过320 m,那么就要重新选择一个投影面,这样一来,在山区,特别在高山区,当高低起伏频繁或高差较大时,势必要选择很多投影面,给测量计算,特别是勘测设计及施工放样带来很大的不便甚至混乱,因此在高差变化较大的地区,规范规定的坐标系的选择原则很难满足实际需要,尽管规定了“二级和二级以下建设中对构造物的测量、独立桥梁、隧道等,可采用假定坐标系”,但采用假定坐标系,测量成果没有进行有效的计算检核,势必留下很大的隐患。
2 坐标系的作用
对于国家平面控制网而言坐标系的主要任务和作用是满足我国各行各业基本建设和军事用途的需要,为了对我国所有版图进行有效的测量和控制,全国必须布设一个统一的坐标系,以保证全国版图内坐标的统一,便于测绘资料的统一管理和利用,便于图纸的拼接。对于一个具体的工程来讲,选择一个坐标系其作用是能够对所有的控制测量数据进行计算。在一个坐标系统内,将所有的长度测量值投影归算到同一个平面上,并通过联测国家控制点进行平差计算,以检查测量数据的正确性和可靠性,最后得到一个统一精度的坐标,由此可见工程测量坐标系尽管可以使我们获得同一个坐标系的坐标,但另一个更重要的作用是可以进行平差计算,并检查和保证测量成果的正确性和可靠性,从而保证大型厂矿施工测量的准确性。
3 山区大型厂矿测量坐标系的选择
诚然,我们在选择坐标系时力争做到与国家坐标系的统一,但是大型厂矿测量坐标系必须首先满足建设中对构造物的测量测设的需要,要满足建设中对构造物的测量测设的需求,笔者认为首先应满足以下两点需要:
1)首先必须保证全部测量成果的正确性,为此必须选择一个适当的坐标系和投影面进行计算;2)使得测区投影长度变形值不大于2.5 cm/km,满足建设中对构造物测量建设的各个阶段对测量精度的要求,保证施工建设的质量。
以前我们选择一个坐标系,使得测区投影长度变形值不大于2.5 cm/km,当然,其计算的最终坐标也是该坐标系的坐标,这是一种自然的选择,也是一种最恰当的选择。但是如前所述,当地形高低起伏频繁或高差较大时,要保证投影长度变形值不大于2.5 cm/km,就要选择较多的投影面,反之,如选择较少的投影面,那就很难保证投影长度变形值不大于2.5 cm/km,为此,笔者根据上述分析并借鉴以往低等级建设中对构造物的测量的测设办法,提出与现阶段建设中对构造物的测量工程中坐标系选择理念完全不同的方法,即在一个合适的坐标系中进行计算并平差,而最终成果采用无约束自由网推求坐标,所使用的边长长度不进行投影变形改正但却加入平差改正,角度也加入平差改正,在此提出,与各位同仁商榷,具体方法如下:
1)首先选择一个合适的投影面,如测区平均高程面、起点高程面、终点高程面或其他重点构造物高程面,选择一个合适的中央子午线,组成一个任意带直角坐标系,在此坐标系中,不一定要满足测区投影长度变形值不大于2.5 cm/km的要求;2)将施测的边长进行两项改正,并将联测的国家坐标系中的坐标改算到所选择的坐标系中;3)在所选择的坐标系中对全测区控制网进行整网平差,得到每一条边和每一个角度的平差改正数;4)将每一条实测的边长平距加入平差改正值,得到平差后边长值,将每一个实测角度加入角度改正得到平差后的角度值;5)假定控制网中某一点作为起点,过起点某一边的方向为起始方向,利用第4)步中计算的边长值和角度值推算出测区所有点的坐标。
通过以上方法进行计算:1)满足了建设中对构造物的测量工程关于测区投影长度变形值不大于2.5 cm/km的要求,事实上,通过该方法计算出的坐标和边长,其投影变形值几乎等于零,因为参加计算的边长就是实测边长;2)通过第3)步的计算,有效地对全部测量数据进行了检核通过第步的计算对所有的测量观测值实现了平差改正,消除了观测误差。
这一方法在使用时,应充分利用计算机进行计算,应将这种方法应用到平差软件的设计中去,以避免数据抄录中出现错误。使用这一方法给坐标转化带来了不便,但笔者认为坐标转化在建设中对构造物的测量勘测毕竟是一个次要方面
摘要：从《工程测量规范》关于坐标系的选择原则入手,分析了影响坐标系选择的几个方面,进而提出了满足大型厂矿测量坐标系的选择方法,并提出了相应的坐标平差和计算方法,以期为同类测量工程提供借鉴。
关键词：坐标系,选择,坐标,计算方法
参考文献
3.大地测量坐标系统转换问题的研究 篇三
关键词：大地测量坐标参考系；空间定位基准；投影变换；基准；坐标转换
引言：随着测绘科学技术的发展，坐标系的更新、精化以及坐标基准的变化，坐标系统的转换不可避免，我国曾先后使用过1954北京坐标系，新54北京坐标系和1980西安坐标系，由于空间技术的发展，我国建立了2000国家大地坐标系。目前，我国大量的测绘成果大都采用1954北京坐标系，把1954北京坐标系或者1980西安坐标系成果转换到2000国家大地坐标系是一个漫长的积累、更替过程，这个积累、更替的过程是逐步地进行的，并且很难彻底更替。
1同一大地坐标转换
1.1同一大地测量坐标基准转换
1）大地坐标和空间直角坐标系转换
空间大地直角坐标和大地坐标是椭球面上同一点的不同表现形式，空间直角坐标系是一种以地球质心为原点的右手直角坐标系，一般用X、Y、Z表示点的位置。如下图所示
根据两坐标的关系，P点的位置用空间大地直角坐标（X，Y，Z）表示，其相应的大地坐标为（B，L），将该图与右图比较，右图中的子午椭圆平面相当于下图的中的OyP平面，如下图所示：
2不同大地坐标转换
2.1空间直角坐标转换
2.2大地坐标转换
不同的大地坐标系之间的换算，与参考椭球是密切相关的，因此，除了包含3个平移参数、3个旋转参数、和一个尺度参数外，还包括2个椭球参数。
根据广义大地坐标微分公式的两套大地坐标值，可列出9个以上的方程，采用最小二乘法可求出八个转换参数。
2.3平面直角坐标转换
多项式转换模型，取其常数项、一次项，即采用仿射转换模型公式进行。
3空间坐标参考系引擎设计及实践
3.1引擎设计
本文以windows xp 32位系统为开发环境，以C#为平台，Microsoft visual studio 2010为编译器完成了空间坐标参考系引擎的开发。引擎包含多个模块：地图投影转换模块、坐标换带模块、坐标转换模块。其中坐标转换模块设计思路下图所示：
结论：C#对地理空间坐标系引擎开发充分采用了C#的OOP特点，引擎不仅可以直接应用，可以作为基类进行二次开发。引擎融合了多种类型的地理空间数据进行多种坐标系之间的转换、显示输出和管理等功能，主要实现了不同平面直角坐标系之间的转换、空间直角坐标系向大地坐标的转换、不同大地坐标之间的转换、不同高斯平面直角坐标系之间的转换和不同坐标投影带之间的转换。
4.三坐标测量员岗位职责 篇四
1、掌握三坐标测量要求，明确测量方法。
2、编制三坐标测量程序，严格按操作规程进行。
3、正确使用三坐标测量机，并负责日常维护与保养，定期填写点检表。
4、负责室内温湿度控制并做好记录。
5、禁止非三坐标测量室人员，非工作原因进入三坐标测量室。外来人员必须得到测量室管理员许可，并由有关人员带领方可进入。
6、每天操作三坐标前，应对机器进行点检，检查设备状态是否正常，如发现异常，应立即停机并反馈部门主管，严禁强行运行三坐标测量机。
7、禁止在工作台、导轨上放置任何物品，禁止任何工件、工具及手等接触悬浮导轨。
8、每天清洁三轴导轨面及过滤系统的清理检查。
9、按测量标准要求进行数据处理，准确出具测量报告，对测量结果负责，对测量数据进行 整理存档。尺寸出现较大波动，及时向上级反映。
10、编制新产品测量程序，做好记录。
11、外来产品经领导批准方可准许测量。
12、负责本公司使用的检具定期测量标定工作。
13、测量室严格执行“5S”管理要求，室内环境应保持清洁、卫生、整齐、安全的良好状态，不得存放与检验无关的物品，不得堆积待检品，检验完毕及时清理，不得长久放置在测量室；检验设备的周围保持足够的空间，以保证操作方便和安全。
14、三坐标禁止安装与工作无关的任何软件或文件，禁止更改任何可能影响使用性能的内部参数。
15、严禁在测量室或其它与检测无关的事情。
16、按公司规定要求，上班穿工作服，不迟到、不早退，不串岗，进入生产现场按要求穿戴劳保用品。
5.解析坐标测量技术发展方向 篇五
关键词：坐标测量技术,发展,方向
物体始终保持一定空间运动状态, 科学的测量技术是对物体空间的运动做基本的描述, 只有科学的测量才能保证科技生产力的发展与进步。测量是现代科学智能化的发展基础, 发达国家纷纷投入巨资努力发展坐标测量技术, 当前坐标测量技术发展很快, 尤其智能坐标测量技术的研究工作已成为当前研究的重点方向, 成为现代科学生产制造产品的质量保障。
1 当前坐标测量技术发展现状
随着科学技术不断的发展和进步, 坐标测量技术应用在机械工业制造中的作用越来越重要, 这是由机械工业产品精密度不断的提高要求决定的, 坐标测量技术综合电子技术和计算机技术等, 随着新型科技材料的出现, 坐标测量机 (CMM) 的应用范围和领域也不断增加, 随着计算机水平的发展, 坐标测量技术也得到了提升, 精度更高, 方便操作, 适用领域广阔, 从一个长期的发展趋势分析, 坐标测量技术伴随着自动化加工技术一起发展, 满足了现代化科技生产的需要, 所以要保障坐标测量技术的稳定发展, 就要努力从提高坐标测量机 (CMM) 精度开始, 降低CMM对周围环境的依靠, 才能提供准确的精度检测, 针对CMM在数据采集、处理方面的能力对坐标测量技术的发展方向做简单的分析。
直角与非直角的坐标测量机并存, 直角坐标测量机主要有移动桥式坐标测量机、固定桥式坐标测量机、悬臂式坐标测量机等很多形式。而生产这些坐标测量机的厂商大多为国外企业, 我国的航空精密机械研究所也取得了很大的成就。非直角的坐标测量机中激光跟踪仪和经纬仪等广泛得到使用, 是移动测量和需要大尺寸测量中应用到的重要使用工具。
2 坐标测量技术的发展方向分析
随着科学技术的发展进步, CMM的自动化、集成化、柔性化发展随着生产的需要逐步集成在生产线的使用中。CMM、机械加工和数控机床构成了CMM质量数据收集与控制的系统, 通过有效的集成工作, 几何造型形成实物三维模型。
坐标测量机的集成应用已成为坐标测量技术最要的发展方向。以目前生产的加工检测办法, 有时无法发现在加工中出现了什么问题, 既不能对问题发生时进行控制, 也不能在问题发生后, 进行修补工作。对生产中的产品加工质量做不到有力的控制, 如果将坐标测量机的集成应用系统使用在产品生产线上, 就能够完全改善现有的生产加工和检测现状。坐标测量机实现了加工与检测一步到位, 边加工边检测, 及时把加工的情况以加工参数的形式进行反馈工作, 这方便了管理控制工作人员对生产加工中的产品加工参数及时调整工作。既保证了产品加工的质量, 减少损耗报废的原材料, 也就使加工成本降低, 为企业节省加工成本, 最终为企业创造效益。
坐标测量机的数据采集要考虑到加工产品的特点, 根据产品的特点逐渐减少周围环境对坐标测量结果的影响。对加工数据也要及时处理, 根据产品的类型, 调整测量的标准, 确保测量的准确性。
坐标测量机在校准和误差补偿上实现了更简捷的操作方法, 能够非常快速的进行在线传递误差补偿, 这就是坐标测量机能够工作的环境扩大, 增加了坐标测量机的应用范围。
在坐标测量技术方面, 最主要的一个发展趋势就是制造各种复杂专用的测量机, 这些测量机大多都是为某种专业的机械零件提供检测工作, 而这一类专业的检测比起普通坐标测量机来说, 具有更先进, 更智能的解决测量问题的能力。例如:齿轮测量中心就是坐标测量技术发展的立物, 它可以有效解决各种齿轮、零件的精度检测工作, 既能保持高性能的测量工作, 还能实现齿轮对测量的高标准要求, 拓宽测量范围, 增加齿轮多数据传递的问题, 这方面坐标测量技术已得到了很大的发展。
坐标测量技术的发展还表现在高精度的激光测头的出现。激光扫描测头发展已越来越成熟, 由测头测量到被检测品, 连续的接触位移, 实现测头的转换偏移发出信号, 这种扫描式测头能测量曲线面, 也可以测量信号, 但由于技术的复杂, 大多由国外生产。
而微测头作为一个新兴的领域, 已成为现代高精坐标测量机的重要部分, 微测头技术对于坐标测量技术应用范围的扩展具有重要意义。
位移传感技术得到了迅速的发展, 坐标测量技术的精度测量也得到了发展, 当传感技术应用于坐标测量工作中, 测量的精度直接从微米亚微米提高到纳米级。
虚拟坐标的测量技术得到迅速发展, 坐标测量机、测头与被测元件同步三维模型在计算机的图形中, 通过虚拟测头与被测元件的移动和接触, 实现计算机的仿真模拟测量。这项技术使大量教学和科研工作, 在缺乏真实坐标的情况下开展测量工作, 为准确的测量工作节省费用。
我国应努力研发坐标测量技术, 实现坐标测量技术精度得到进一步提高, 满足现代对大尺寸, 高精度的要求。在发展网络化坐标技术的同时, 对高精度探测技术也努力探索, 提高角度测量的精度和测量的跟踪速度, 使坐标测量技术发展为大型零件测量必备的方法。而经纬仪、全站仪等简便携带的坐标测量技术也得到了进一步的发展。现阶段, 全站仪在汽车车身测量中已得到大面积的应用, 在飞机、桥梁等制造行业也将取得重要的发展。
3 结论
坐标测量技术经过几十年的发展, 已取得了重大的突破, 在测量范围、精度、控制及软件等方面, 都实现了兼容性强柔性佳的控制技术系统, 而高精度的智能坐标测量和远程测量技术, 都是未来坐标测量技术发展的方向。
参考文献
[1]石照耀, 韦志会.精密测头技术的演变与发展趋势[J].工具技术, 2007, 41 (2) .
[2]范光照, 朱志良, 钟添东.小型微/纳米级三坐标测量机的研制[J].纳米技术与精密工程, 2003, 1 (1) .
6.坐标测量实习报告 篇六
【关键词】工程测量；坐标系转换；设计实例
工程測量常用的建模方法就是工程坐标系，为了保证工程满足计算要求，需要合理控制投影的变化效果。为了使施工测量更加方便，需要使用中央子午线作为平均经度，并且将X轴设为主轴线，边长设为平均高程面，通过国家坐标系作为基准，完成坐标系与边长得确认，并且制定出合理的独立坐标系。
一、坐标系统概述
在工程测量工作中，坐标系统选择与转换是非常重要的工作内容。社会发展的过程中，城市、水利工程、铁路等建设活动，均需采取全面的测量工作，既需要进行大比例地图测绘，还需要进行高精度的施工放样测绘。根据我国工程测量标准规定，城市测量值应符合投影变形值<2.6cm/km，在进行水利工程与重要工程施工时，需要根据施工区域的投影变形值进行测量设计，如投影变形值<6cm/km，则使用国家标准，根据3°高斯投影进行计算，如投影变形值≥6cm/km，则使用高斯投影建立平面直角坐标，或者根据我国两个地点方位建立大坐标。为了建立出全面的测量体系，需要根据工程实际施工环境，建立出覆盖面广的工程平面控制坐标体系，明确不同坐标系的转换方法，从根本上解决工程测量中存在的问题。
二、三维坐标系
空间直角坐标与大地坐标作为三维坐标系统中的常见坐标，对空间直角与大地两种坐标体系进行转换，是三维坐标转换的基础工作。在进行空间直角坐标转换时，使用的两个坐标系通过7种参数完成转换，假设坐标系为O1-X1Y1Z1与O2-X2Y2Z2，则得出平移参数[X0、Y0、Z0]T，旋转参数[ ]T、缩放参数m，通过转换公式： ；可以得出：
R= ；
所以在求解转换参数时，需要3个点进行计算。通过公式可以得出，在进行[X1、Y1、Z1、X2、Y2、Z2]转化到[ 、X0、Y0、Z0、m]时，属于非线性转化，可通过线性计算方法进行求解，目前常用的计算公式为高斯牛顿与最小阻尼乘估法，在[ ]T作为最小角度进行计算，可以通过该简化公式进行计算： ；设a1=m 、a2=m 、a3=m ，可以得出公式 + 。
三、二维坐标系
目前我国使用的国家坐标系为北京54与国家80，也是我国各类工程测量常用的基础坐标，在这种情况下，经常涉及到转换的问题。国家坐标转换应包括观测资料转换、改化、控制坐标换算、地图变更处理等内容。目前北京54使用克氏椭球进行计算，而国家80则使用国际椭球进行计算，两坐标间存在定向差别。为了精准求出北京54在国家80中的准确位置，需要求出国家80的大地坐标，即通过公式计算坐标（B80、L80）：
该公式中，W= ，M= ，N= ， =偏心率平方差，a=克氏椭球长半径， =偏心率平方。 、 均为北京54的大地经纬度，而 、 、 为椭球参心差值。通过公式计算得出，P点国家80大地坐标为 ；根据高斯投影进行计算，可以求出国家80中的点P坐标，设置平面直角坐标为（x80、y80），该计算方法主要考虑两个坐标系中椭球参数与定位定向问题，并没有考虑国家坐标大地控制点差别，也就是说该计算工程中，国家80为整体平差，而北京54则是局部平差，所以该方法的严密性存在一定不足，在无公共点或极少量公共点中可以进行局部地图转换。
在国家坐标系用于计算低等级控制点时，可以通过近似变化法进行计算，也可以用于工程坐标系的计算之中，通过相似变化法，获得控制点的新坐标系内坐标。假设有一旧坐标系X1O1Y1，在逆时针进行α角旋转后，平移（x0、y0），即可得出新坐标系X2O2Y2，而计算点P在新坐标系的坐标关系方法为： ；如果需要根据尺度因子进行计算，则可以根据公式： ；通过上述公式可以计算得出，为了求出4个参数[x0、y0、α、m]，以最小乘法公式进行计算，计算过程中需要3个以上的公共点，在α角度较小时，该公式可以简化为 。
可以看出四参数转换主要在计算小区域平面坐标换算中应用，特点为新旧坐标几何形状不会出现变化，而公共点则会出现一定间隙。为了保证公共点坐标不会发生变化，可以根据配置发进行非公共点转换值配置，在计算公共点时，Vi=已知结果-转换结果，而公共点坐标则需要使用已知值进行计算。在进行工程坐标向国家坐标转换时，需要将变成转变为椭球面结构，之后通过高斯投影进行计算，根据国家坐标系的点与方位角合进行平差计算，或者使用近似变化法完成坐标系转换的计算工作。
结束语
在进行工程测量工作时，需要涉及到的坐标系转换工作较多，无论选择何种建立方法，必须满足测量规范要求，在进行施工控制计算时，需要保证坐标反算边长与实测边长相互一致。通过科学的坐标转换方法，可以有效提高工程可行性研究、设计、勘测、施工等工作的一致性，通过系统化的测量流程，可以为工程建设施工提供可靠保障。采取合理的坐标转换方法，可以降低施工成本，而且转换的过程简便，转换结果精度高，适用于各大勘测单位与施工单位。
参考文献
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7.坐标测量员工作职责是什么 篇七
掌握机械图纸的知识(电子和纸面)，能熟练读图(机械图纸);
精通投影仪、卡尺、高度尺、通止规等普通机械测量工具的使用;
完成各种汽车工装设备零部件及其他配件的尺寸测量;
负责检测室的日常维护、基础管理工作，做好测量室的5S工作;
8.坐标测量实习报告 篇八
非洲测量的现状以及坐标系统的特点
介绍了非洲测量的`历史,论述了非洲测量系统大地基准、参考椭球、投影方式等主要特点,列出了非洲主要参考椭球参数以及非洲主要国家当地基准与WGS84基三参数转换关系,提出了非洲工程测量的应对方法.
作 者：王黎 陈功 易t 袁小勇 作者单位：中南电力设计院,武汉,430071 刊 名：绿色大世界・绿色科技 英文刊名：LVSE DASHIJIU 年，卷(期)：2009 “”(9) 分类号：P228 关键词：大地基准 参考椭球 投影9.坐标测量实习报告 篇九
关键词：现代工业；三坐标测量机；测量坐标系；原来分析；系统研究
一、现代工业测量理论分析
工业测量是指为工业设备安装、制造、产品质量检验以及仿真建模等进行精密三维空间定位和数据获取的测量工作。工业测量是在工业生产和科研各环节中，为产品的设计、模拟、测量、放样、仿制、仿真、产品质量控制、产品运动状态，提供测量技术支撑的一门学科。测量，内容以产品的几何尺寸为主，但也涉及色彩、温度、速度与加速度及其他物理量。
伴随工业的发展，可选择的工业测量的手段或仪器设备名目繁多，如一、二、三维的机械型量测工具或设备，各种专用的基于光机电技术的一维传感器，基于测角的各类仪器设备，基于测距的各类光电测距仪器设备，基于各种固态摄像机的摄像设备和摄影测量系统，各种专用的一、二、三维工业摄影测量系统，光学显微摄像测量系统，电子显微摄像测量系统，基于高速影像的一、二、三维摄影测量系统，基于莫尔条纹的工业测量系统，基于光波干涉原理的测量系统，基于磁力场的三维量测系统，基于结构光的工业测量或工业摄像测量系统，Motography自动测量技术，乃至用于空抛物体运动轨迹测定的全球定位系统。
二、三维坐标测量机概述介绍
三维坐标测量机是一种高效率的精密测量设备，用规定的位置时，即自动停止测量台的驱动，同时将坐标J以测量各种机械零件、模具等的形位误差、轮廓尺寸、距测量值输人计算机。测量力由螺旋圈控制，在0.IN一J离等。随着电子技术和计算机技术的发展，三维坐标测0.4N之间分三档。量机配备了专用电子计算机、打印机、绘图机等，为其实三、数据处理系统现高效率、多用途提供了可能，使用起来也更加方便。
三、三维坐标测量机的原理分析
坐标测量原理——图1
三坐标测量机是基于坐标测量的通用化数字测量设备。它首先将各被测几何元素的测量转化为对这些几何元素上一些点集坐标位置的测量，在测得这些点的坐标位置后，再根据这些点的空间坐标值，经过数学运算求出其尺寸和形位误差。如图1所示，要测量零件上一圆柱孔的直径，可以在垂直于孔轴线的截面I内，触测内孔壁上三个点（点1、2、3），则根据这三点的坐标值就可计算出孔的直径及圆心坐标OI；如果在该截面内触测更多的点（点1，2，…，n，n为测点数），则可根据最小二乘法或最小条件法计算出该截面圆的圆度误差；如果对多个垂直于孔轴线的截面圆（I，II，…，m，m为测量的截面圆数）进行测量，则根据测得点的坐标值可计算出孔的圆柱度误差以及各截面圆的圆心坐标，再根据各圆心坐标值又可计算出孔轴线位置；如果再在孔端面A上触测三点，则可计算出孔轴线对端面的位置度误差。由此可见，CMM的这一工作原理使得其具有很大的通用性与柔性。从原理上说，它可以测量任何零件的任何几何元素的任何参数。
四、三维坐标测量系统分析
1.经纬仪测量系统
（1）手动经纬仪测量系统
手动经纬仪测量系统（MTS）是由多台高精度电子经纬仪构成的空间角度前方交会测量系统，手动经纬仪测量系统的硬件设备主要为高精度的电子经纬仪T2000/T3000系列（也可联Kern的E2/E20电子经纬仪）、基准尺、接口和联机电缆及微机等组成。采用手动照准目标，经纬仪自动读数，逐点观测的方法。系统定向软件采用基于大地测量控制网平差的互瞄法或基于摄影测量的光束法平差技术。
（2）自动经纬仪测量系统
自动经纬仪测量系统（ATMS）是采用2台马达驱动电子经纬仪TM3000L和TM3000V所构成的空间前方交会测量系统，由于电子经纬仪采用马达驱动，因此操作可以自动进行。TM3000L有一个激光目标投射器，用于在被测物的表面上标志出目标点，TM3000V为摄像经纬仪，它内置一小型CCD摄像机，一个特制的广角镜可以获得一个9°×12°的目标的全景。用它来跟踪TM3000L发出的激光点，通过高精度图像处理软件可测定出目标点的三维坐标。
2.全站仪极坐标测量系统
（1）手动极坐标测量系统
极坐标测量系统是由一台高精度的测角、测距全站仪构成的单台仪器三维坐标测量系统（STS）。测角精度为±0.5″，测距标称精度为±（1 mm+1×10—6D）。用掌上计算机配合微机推出的一个产品为DCA—TC。其中DCP10软件装入掌上计算机用于控制TC2002进行数据采集和一般性处理，DCP20软件运行在微机上进行测量数据的综合处理和分析。TC2002在近距离测距时，无需棱镜作为测距目标，只需采用特制的不干胶（或磁性）反射片贴到被测物的表面上，软件处理时顾及了标志的厚度。极坐标法坐标测量系统的仪器设站非常方便和灵活，测程较远，实际上在100 m范围内的精度可达到±0.5 mm左右，因此特别适用于钢架结构测量和造船工业等中等精度要求的情况。
（2）自动极坐标测量系统
自动极坐标测量系统（APS）是由一台TM3000D马达驱动电子经纬仪和一台徕卡测距仪构成的，所用的测距仪可根据实际需求来选择某一型号。对于无棱镜合作的情况，可选DIOR3002，高精度测距仪可选DI2002。APS的照准和观测完全自动化，特别适用于露天矿建设工地等的滑坡变形监测。最新的APS—Win系统采用TM1800马达经纬仪或TCA1800/TCA2003自动跟踪全站仪。TCA1800全站仪采用了所谓的自动目标识别（ATR）技术，能自动瞄准棱镜进行测量。
3.激光跟踪测量系统
激光跟踪测量系统（LTS）的代表产品为SMART 310。与常规经纬仪测量系统不同的是，SMART 310激光跟踪测量系统可全自动地跟踪反射装置，只要将反射装置在被测物的表面移动，就可实现该表面的快速数字化，因此实际上SMART 310只需要一个操作员即可。由于干涉测量的速度极快（每秒钟最多到500次读数），因此它特别适用于动态目标的监测，如机器人的检校等。激光跟踪测量需要有专用的反射器配合，一般可根据不同的测量情况来进行选择，如“猫眼”反射器（Cat Eye）、角隅反射器（Corner Cube）、工具球反射器（TBR）等，不同反射器的常数和偏距是不同的。
4.数字摄影测量系统
采用数字近景摄影测量原理，通过2台高分辨率的数字相机对被测物同时拍摄，得到物体的数字影像，经计算机图像处理后得到精确的X、Y、Z坐标。坐标计算可采用脱机和联机2种方式。对于静态目标，脱机处理可采用单台数字相机，在2个或多个位置进行拍摄，图像可存入相机背后的PCMCIA卡中，然后将PCMCIA卡插入笔记本电脑即可进行图像处理。因此对静态目标来说，这种脱机方式只需一台数字相机，是最为经济的选择。
总结：随着新技术的发展，测量技术被广泛应用于实际工程中。与三坐标测量机配套的相应测量软件也逐渐成熟。本文讨论了在实际测量前期坐标系统建立的有关技术问题，坐标系统的建立对后续测量工作以及数据处理起到至关重要的作用。
参考文献：
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10.坐标测量实习报告 篇十
三坐标测量机(CMM)是高效率、万能型测量
仪器,主要用于产品尺寸、形状、位置等几何参数的测量,是现代工业检测、质量控制和制造技术中不可缺少的重要测量设备,广泛应用于机械工业、电子工业、航空航天、国防军工等领域。但是,现有的三坐标测量机在应用时,通常得到的只是被测参数的估计值,不能给出相应的测量不确定度。测量不确定度是测量结果含有的一个参数[1],是表征测量结果质量的重要指标。没有不确定度的测量结果是不完整的、没有意义的、不具有实用价值的。本文以端面距离测量为例,研究坐标测量机面向任务的测量不确定度评定。
1 测量模型
三坐标测量机测量的平行端面距离一般是通过间接测量方法得到的,即通过一端面上一点到另一端面的距离求得这两端面间的距离。本文从测量策略考虑,先从测量对象测量方向一个测量端面上任取N个点Pi(i=1,2,…,N,N≥3),利用最小二乘法求得该测量端面对应的拟合平面V;再从与之对应的另一测量端面的中心位置取一点Pk,求出Pk(xk,yk,zk)点到拟合平面V的距离L。
最小二乘拟合平面V的回归方程表示为
对应拟合平面所取的N个测量点Pi,可得正规方程组:
求解方程组(1)即可得到a、b、c,则Pk点到拟合平面V的距离为
2 不确定度模型
影响端面距离测量结果的不确定度的因素主要有:①测量机示值误差所引入的测量不确定度。测量机示值误差反映了测量机本身的21项机构误差以及测头探测误差对于测量结果的影响,该误差作为主要不确定度来源考虑;②测量对象的测量端面的宏观不平度和粗糙度对测量结果影响所引入的不确定度。该因素影响情况视测量对象的宏观不平度和粗糙度而定,可根据实际测量对象情况决定是否将其作为主要不确定度来源;③测量重复性误差所引入的测量不确定度。该因素对测量结果的影响不可忽视,也作为主要不确定度来源考虑;④测量环境条件所引入的测量不确定度。由于实际测量环境(如温度)与测量机检定要求的标准测量环境(如温度)存在差异,将对测量结果产生影响,因此作为主要不确定度来源考虑;⑤测量力大小所引入的测量不确定度[2]。可根据实际测量操作情况决定是否将其作为主要不确定度来源。
综上分析,可以总结出坐标测量机测量端面距离的一般数学模型:
l=L+L(αw-αs)δθ+δlres+δlt+δlr (3)
式中,l为待测端面距离;αw为待测对象的热膨胀系数;αs为测量机光栅尺的热膨胀系数(各轴向光栅尺的热膨胀系数相同);δθ为实际测量环境温度与要求标准测量环境温度之差;δlres为测量机示值误差对测量结果的影响;δlt为测量力对测量结果的影响;δlr为被测对象测量端面宏观不平度以及粗糙度对测量结果的影响。
根据测量端面距离的数学模型式(3)可得
l=f(L,δθ,δlres,δlt,δlr)
其中,输入量δθ、δlres、δlt、δlr互不相关,且L是由测量模型得到的,也与其他输入量无关,根据《测量不确定度表示指南》(GUM)中的不确定度传播定律求各传递系数,得
测量端面距离l的合成标准不确定度为
其中,u(L)可根据Pk点到拟合平面V的距离计算公式同理分析得到。
由式(2)可知
L=g(xk,yk,zk,a,b,c)
其中,输入量xk、yk、zk互不相关,a和b、b和c以及a和c之间虽有一定相关性,但表现较弱,在此忽略它们之间的相关性。根据GUM不确定度传播定律求各传递系数,得
所以
将式(5)代入式(4)即可得到测量端面距离l的合成标准不确定度模型。
3 不确定度评定
在MH3D-DCC型坐标测量机上对一工件的两平行端面距离(标称长度为50mm)进行测量,同时考虑到减小测量策略以及重复性测量误差对测量结果的影响,选择在工件上建立测量坐标系,保证工件在整个测量过程中位置固定,其一测量端面上下部分对称取10个点Pi(即N=10),另一测量端面中心位置取点Pk,设定坐标测量机自动10次循环测量(即m=10),将各点对应的均值坐标及算术标准差代入公式计算,各输入量的分布如表1所示(坐标测量各输入量符合正态分布[3])。采用以上分析建立的数学模型,对该测量任务进行测量不确定度评定。
由于采用自动测量,基本可以保证测量力均衡,可忽略测量力引入的不确定度影响,则端面距离测量模型由式(3)简化为
l=L+L(αw-αs)δθ+δlres+δlr (6)
端面距离l的合成标准不确定度由式(4)简化为
uc(l)=[(fL)2u2(L)+(fδθ)2u2(δθ)+
u2(δlres)+u2(δlr)]12 (7)
其中,测量机光栅尺的热膨胀系数αs为10.5×10-6℃-1,工件的热膨胀系数αw为11.5×10-6℃-1。测量机要求的标准测量环境温度为20℃,实际测量环境温度在19~21℃之间变化,符合矩形分布;该测量机长度测量最大允许示值误差为3.0+4.0L/1000μm,符合矩形分布;根据经验,实际测量点Pk偏离工件测量端面中心对测量结果的影响在±1μm范围内,假定满足矩形分布。根据Pi和Pk测量点及式(1)~式(7)计算,就可以得出基于GUM评定方法的端面距离测量不确定度评定结果。
4 蒙特卡罗方法不确定度评定
《测量不确定度表示指南》提供的评定方法基于不确定度传播律,主要适用于线性模型[1]。在评定复杂模型时,由于灵敏系数、输入量间的相关系数以及有效自由度难以确定,用《测量不确定度表示指南》中提供的方法评定这类模型的测量不确定度存在很多缺陷[4]。针对这种情况,《测量不确定度表示指南》补充文件1给出了用蒙特卡罗数值模拟方法通过分布传播评定测量不确定度的指南[3]。蒙特卡罗方法利用随机数来模拟实际测量结果,可将人为因素对测量结果的影响降到最小,对模型也没有非线性的限制,不受输入量相关性以及模型复杂性的影响,也不需要计算偏导数和自由度,使用比较方便。另外,蒙特卡罗方法借助计算机软件编程模拟容易实现,尤其对于复杂系统评定更具有实用价值[5,6,7]。
坐标测量机面向任务的测量不确定度模型都比较复杂,这种情况下,利用蒙特卡罗方法进行不确定度评定就比较方便。具体步骤如下:①分析端面距离测量中不确定度的来源δθ、δlres、δlt、δlr,假设其分布类型及分布区间;②确定输入xk、yk、zk、xi、yi、zi的期望值和标准差;③以xk、yk、zk、xi、yi、zi的期望和方差值生成随机数组来模拟L测量值,样本的容量为M,M越大越准确,一般取105~106即可满足要求[8];④根据δθ、δlres、δlt、δlr的分布类型及分布区间,通过计算机模拟产生4维随机数组来模拟δθ、δlres、δlt、δlr的取值,样本的容量为M;⑤将以上得到的M个样本的L、δθ、δlres、δlt、δlr随机序列,代入端面距离计算数学模型,求得M个的端面距离的样本值;端面距离的测量结果l为该M个样本的均值[9];端面距离l测量的标准不确定度u(l)为该M个样本的标准差;⑥将得到的端面距离的M个样本值从小到大排序,如果给定包含概率为P,测量结果的包含区间可估计为[l(1-P)M/2,l(1+P)M/2],其中,l(1-p)M/2和l(1+p)M/2分别为M个样本值从小到大排序后的第(1-p)M/2和第(1+p)M/2个样本值。包含区间对称时,扩展不确定度可确定为U(l)=(l(1+P)M/2-l(1-P)M/2)/2,此时包含因子可确定为k=U(l)/u(l)。
利用蒙特卡罗模拟方法对上述工件的两平行端面距离进行测量不确定度评定,取样本容量M=100 000,根据各输入量的分布(表1),用LabVIEW软件进行模拟产生与各输入量相对应的M个随机数,依次代入式(1)、式(2)和式(6)计算数学模型,求得端面距离的M个样本值,进而得出测量不确定度评定结果。通过50次模拟观察,反映100 000个随机样本值与计数统计关系的直方图见图1。
5 结论
蒙特卡罗方法(MCM)和传统的不确定度传播定律方法得到的测量不确定度评定结果如表2所示。取置信概率P=95%,根据GUM评定得到的端面距离的估计值l=49.9978mm,其扩展不确定度U=0.0038mm是由合成标准不确定度u(l)=0.0019mm及包含因子k=2.00所确定的,包含区间满足[49.9940,50.0016]mm;根据MCM评定得到的端面距离的估计值l=49.9978mm,其扩展不确定度U=0.0035mm是由合成标准不确定度u(l)=0.0020mm及包含因子k=1.77所确定的,包含区间满足[49.9943,50.0013]mm。
可见,采用GUM和MCM两种方法进行不确定度评定得到的测量结果比较接近,由两种方法的不确定度评定过程可以看出,MCM方法方便高效,利于更好地形成评定软件,借助计算机易于实现不确定度的智能化评定,减弱坐标测量机操作人员评定测量不确定度需要专业知识和评定经验方面的限制,具有良好的应用前景和实用价值。
摘要：以坐标测量机端面距离测量为例,全面分析测量全过程中影响测量结果不确定度的主要因素,建立坐标测量机测量端面距离的不确定度数学模型;利用蒙特卡罗数值模拟方法进行仿真,得到被测参数的测量不确定度,给出了完整的测量结果,提升了坐标测量机的应用价值。将蒙特卡罗模拟方法评定结果与测量不确定度表示指南给出方法评定的结果进行比较,可以看出应用蒙特卡罗模拟方法对于评定复杂模型测量不确定度更方便、高效。
关键词：坐标测量机,端面距离测量,蒙特卡罗模拟,不确定度评定
参考文献
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11.坐标测量实习报告 篇十一
摘要：三坐标测量机是一种高效率、高精度的测量设备，在现代工业中得到了广泛的应用。在3+1教学模式下所设计的三坐标测量课程有着重要的意义。课程的设立，便于学生掌握现代测量技术，提高学生的工程实践能力，有利于学生的就业。实践证明，三坐标测量机开设实践教学，有利于学生巩固公差、测量等理论知识，增强学生的创新能力，拓宽学生的就业方向。
关键词：三坐标测量；实践教学；测量技术
三坐标测量是20世纪60年代逐渐兴起的一个产业，随着人们对于产品加工能力的进步，对于测量技术也有进一步的要求。三坐标测量机是一种以精密机械为基础，集光、机、电、计算机综合为一体的现代精密测量设备。将三坐标测量机作为学生的实践教学内容之一，有利于学生巩固测量技术的理论知识，同时能掌握先进的测量技术。便于拓展学生的知识结构，提高他们的工程实践能力，为学生的就业打下良好基础。
1教学设计
课程设计采用西安爱德华测量有限公司生产的Dasiy686的三坐标测量机。测量系统所配备的软件AC-DMIS是一种基于DMIS语言的交互式测量软件，既能检测规则的特征元素，也能检测自由曲面。在实践教学环节分为手动测量和自动测量。手动测量是用手操器控制测头系统进行测量。自动测量是在CNC模式下，运行预先借助CAD编制好的程序，来控制机器实现自动测量。课程中将被测件的CAD模型导入测量软件中，由学生根据教学要求在数模上直接编程，再自动模式下检测工件，最后输出测量报告并打印。为提高学生学习积极性，将被测零件定为他们在数控铣床上自主加工的零件。通过对该零件的检测使学生对于产品质量检测有进一步的认识，并了解自己在数控加工方面的欠缺。
2教学内容
课程内容共分为七个方面，分别为：开机、测头选择、基本几何元素的测量、相关功能的使用、工件坐标系的建立、借助CAD编程和结果输出。（1）开机。开机操作中主要注意两点：一回零，即回到测量机的机械初始状态。二是检查气源供压力能否实现此气浮导轨形式的三坐标测量机的运动。（2）测头选择。本课程采用的是雷尼绍的PH10T测头系统，基本组成是测头座、连接器本体、模块选项、测针。此外可根据测量需要可添加测头加长杆或测针加长杆。其中对于测针的选用，要注意：一在满足测量要求的情形下，尽量选用短测针，以便减少由测针弯曲带来的偏移；二要尽量减少连接点，因为加长杆的接入会额外引入新的弯曲和变形点，从而降低测量精度。（3）基本几何元素的测量。三坐标测量包含十二个基本几何元素，分别是点、圆、圆弧、椭圆、球、方槽、圆槽、圆环、直线、平面、圆柱和圆锥。它们是由测量点通过最小二乘法、最大内切法或最小外接法计算得出的。前八个是点元素，它表达元素的尺寸和空间位置。后四个是矢量元素，它既要表达元素的空间方向，同时也可能表达元素的尺寸和空间位置。此外，还有组合元素，它主要是针对点元素之间的组合。比如两个圆可以通过两个圆心的组合得到一条组合直线。（4）相关功能。三坐标测量的相关功能分别是：相交、角度、距离、垂直、对称、镜像、圆锥、投影以及平面相交点的计算。通过相关功能的应用使学生对基本几何元素有进一步的认识理解。（5）工件坐标系的建立。三坐标测量机的坐标系有：原始坐标系、机械坐标系、工件坐标系以及模型坐标系。原始坐标系，是开机时的坐标系；机械坐标系，是回零后的坐标系，它是唯一的；工件坐标系，是根据零件的基准建立的坐标系，也就是测量基准，可以根据测量需要建立若干个；模型坐标系，是三维模型的基准。建立工件坐标系意义在于：一是找正零件，当零件放置位置与机械坐标系不平行时，可通过建立坐标系来实现找正，从而避免误差；二是指出零件放置位置，实现程序的自动运行；三是使零件与模型坐标系一致，以便编程。建立工件坐标的方法有很多种，其中最常用的是工件位置找正法，即3-2-1法则。具体如下：①3个点确定基准平面。基准平面的目的是空间找正，其法线就作为Z轴。②2个点确定基准直线。基准直线的目的是轴向摆正，它是围绕第一轴旋转而产生的第二轴。③1个点确定坐标零点。根据右手直角笛卡尔坐标系，确定了两个轴，第三轴也就固定了。再用前面学过的相关功能之类的运算求得坐标零点。按照X=0，Y=0以及Z=0进行同时偏置即可得到坐标原点。（6）借助CAD编程。三坐标测量的编程方式有三种：一是自学习编程；二是脱机编程，即高级语言编程；三是借助CAD编程，是此课程的重点，它是一种数模比对测量的编程方法，必须有CAD模型，将其导入测量软件中，在模型上进行编程，可实现高效无图化生产。编程的步骤分别为：①建立工件坐标系，来找正零件位置；②建立安全平面，避免自动运行程序时出现撞针现象；③在自动模式下，打开CAD系统中的特征测量直接在模型上拾取被测元素，如用线拾取要测量的圆，面拾取要测量的圆柱等；④查看所有节点路径，确定路径无碰撞，再运行程序。首次运行程序注意减慢速度，防止撞针；⑤保存程序文件。（7）结果输出。测量结束后，软件可输出多种形式的检测报告。根据图纸的加工要求选择需要的测量结果，显示在检测报告中，将其保存并打印出来。
3结语
三坐标测量课程的引入，填补了学生在先进测量技术上的空缺，可以激发学生的学习热情，提高学习的主观能动性。同时通过检测自主设计生产的被测件，使学生对于设计、生产和测量有更直观、更深刻的认识，从而提高他们的综合创新设计能力以及解决复杂问题的能力，对于他们今后的就业有一定的指导意义。
作者:张竹青
肖龙雪
刘建鹏
花国然
单位:南通大学
参考文献
12.坐标测量实习报告 篇十二
随着工业产品的不断推陈出新，市场竞争也在不断的加剧，这就要求模具制造行业能够制造出更加大型、精密、复杂的模具产品，同时要求更高的模具制造效率。在这种市场情况下，要求模具制造技术需要不断的提升，满足信息化、数字化、精细化、高速化和自动化的要求，凭借快速原型再造技术和逆向工程技术，完成柔性化、敏捷化的制造，并以数字流形成企业制造信息的闭环。
在这样的要求下，现在有三坐标测量仪帮助模具达到这样高的要求。它是一种设计开发、检测、统计分析的现代化的智能工具，更是模具产品无与伦比的质量技术保障的有效工具。三坐标测量机以其高精度高柔性以及优异的数字化能力，成为现代制造业尤其是模具工业设计、开发、加工制造和质量保证的重要手段。
在模具工业三坐标测量仪主要几个作用如下：
一、模具质量控制
测量机在处理不同工作方面的灵活性以及自身的高精度，使其成为一个仲裁者。在为过程控制提供尺寸数据的同时，测量机可提供入厂产品检验、机床的校验、客户质量认证、量规检验、加工试验以及优化机床设置等附加性能。
二、在机测量提供生产效率
模具加工过程中的修模工作是传统的模具加工业上非常繁琐漫长的工作，而运用在机测量，我们就可以在工件不脱离机床的前提下，在机床上直接进行三维尺寸如定位面、曲面曲线特征的测量，并跟据检测结果，做出快速及时的反应，甚至在其精细加工的时候，我们可以根据检测结果直接进行余量辅助加工。这样，通过在机测量可以有效的提高修模工作效率和效果，同时提高产品质量，缩短产品出厂周期，也提高了产品的合格率，有效节省了模具的生产成本。目前，在机测量已经成为国际上模具行业获取竞争力的一种有效的过程控制方式。
三、三坐标测量机强大的逆向测绘能力
测量机具备强大的逆向工程能力，是一个理想的数字化工具。通过不同类型测头和不同结构形式测量机的组合，能够快速、精确的获取工件表面的三维数据和几何特征，这对于模具的设计、样品的复制、损坏模具的修复特别有用。此外，测量机还可以配备接触式和非接触式扫描测头，并利用PC-DMIS测量软件提供的强大的扫描功能，完成具备自由曲面形状特征的复杂工件CAD模型的复制。无需经过任何转换，可以被各种CAD软件直接识别和编程，从而大大提高了模具设计的效率。
总结：三坐标测量仪在模具行业的这几大应用是非常常用的，在模具制造企业中应用测量机完成设计和检测任务时，要密切关注测量基准的选择、测头的标定和选择、测点数及测量位置的规划、坐标系的建立、环境的影响、局部几何特征的影响、CNC控制参数等多方面的因素。这当中的每一个因素，都足以影响测量结果的精确和效率。
以上内容由青岛三鼎测量设备有限公司技术工程师整理
13.坐标测量实习报告 篇十三
三坐标测量机常见的建立坐标系的方法分3类:3个互相垂直的平面;1面2孔;1面1线1孔。建标所用要素为零件上的平面、直线或孔等要素。
自波音747-8内襟翼项目始, 出现了零件的3个基准均为曲面的情况, 需要用3个曲面最佳拟合建立坐标系。曲面建立坐标系对我们来说完全是新思路, 经过探索学习, 我们掌握了曲面建标的原理和步骤。
本文仅以113U2133-9壁板为例, 说明此零件建标的过程。此零件为薄板件, 上表面基准A和两侧边基准B、基准C均为曲面, 设计坐标系和加工坐标系如图1所示, 测量时需要用A、B、C三曲面最佳拟合建成此坐标系。
1 导入零件模型, 调入零件设计坐标系
我公司使用的PCDMIS脱机软件为2010版本, 只能兼容CATIA V5R19及更低版本的数模, CATIA V5R20版本的数模在PCDMIS2010版测量软件中无法导入, 需将数模进行处理后存为STEP文件才可适用。下面对这两种版本数模的应用分别进行介绍。
1) CATIA V5R19版本的数模。打开PC-DMIS 2010版测量软件, 新建测量程序 (对波音项目的测量单位选英寸) , 导入数模, 点菜单EDIT-GRAPHICS DISPLAY WINDOW-CAD COORDINATE SYSTEM, 在弹出的框中选零件设计坐标系, 再确定, 从而零件模型导进来, 坐标系也调入了。
2) 对于CATIA V5R20版本的数模。打开零件数模, 插入飞机原始坐标系, 在零件设计状态下进行定位变换。点菜单“开始→机械设计→零件设计”, 然后点菜单“插入→变换特征→定位变换”, 在弹出的框中, 参考框选零件坐标系, 目标框选原始坐标系, 点确定, 零件实体就会转换到飞机原始坐标系下, 将飞机坐标系设为当前坐标系, 将数模另存为STEP文件。
然后打开PC-DMIS 2010版测量软件, 新建测量程序, 导入STEP文件, 再确定零件在测量平台上摆放时零件坐标系与机床坐标系各轴的对应关系, 按F5, 在弹出框中点“PART/MACHINE”按钮, 选零件+X对应机床+Z, 零件+Y对应机床+X, 零件+Z对应机床+Y, 点确定。这样导进了零件模型, 也调入了坐标系。
2 迭代法建标
对于导入的CATIA文件和STEP文件, 接下来的步骤完全一致。在A基准面均匀测3个点, B基准边沿+Z向测2个点, C基准边测一个点, 用迭代法粗建标, 如图2。
迭代法建标步骤:插入坐标系→点INTERATIVE按钮→选1、2、3点为LEVEL-3, 4、5点为ROTATE-2, 6点为ORIGIN-1, 每次选择后按SELECT按钮确认, 勾上“MEAS ALL ALWAYS”, 设POINT TARGET RADIUS为0.1, 点OK, 第二个界面关掉后, 在第一个界面点“CAD=PART”, 点确定, 迭代法建标结束。根据各点的坐标值和坐标系方向, 在程序中的第3、4点和第5、6点之间分别加两个虚点。脱机运行程序, 若能正常运行, 将程序另存为3.5的版本, 再将程序拷贝到测量机上联机运行, 确认迭代法粗建标能正常运行, 否则, 脱机重做。由于我们测量机的联机软件版本低, 为3.5版, 脱机程序必须另存为3.5以下的低版本才能联机运行。拷贝程序时须把自动生成的CAD文件和程序文件一起拷贝。
3 在各基准面布点, 分别构造点集
若迭代法建标运行正常, 再将程序倒回脱机状态, 依次在A、B、C基准上均匀布点, 根据基准的面积和曲率决定点数的多少和疏密, 面积大时点数要多, 曲率大时点要密, 反之则相反。113U2133-9的A基准大约53 cm×63 cm, 布了90个点;B基准约20 cm长, 5 mm厚, 沿+Z向布了一排, 18个点;C基准厚4 mm, 沿+Y向布了一排, 32个点。根据点的坐标值以及坐标系方向, 在A基准最后一点和B基准第一点、在B基准最后一点和C基准第一点之间分别加上2个虚点。将A基准上所有的点构成集合SCANA, 将B基准上所有的点构成集合SCANB, 将C基准上所有的点构成集合SCANC, 用这3个点集最佳拟合建标。在最佳拟和坐标系界面, A、B、C三基准的权重分别输5、3、1, 选3D, 最小二乘法, 允许平移和旋转, 点OK即可。将程序另存为低版本, 然后将程序文件和CAD文件一同拷贝到测量机, 如图3。
4 联机运行程序
联机运行程序, 手动测量6个点后, 程序开始自动运行, 先迭代法粗建标, 然后依次测量3个基准所有点, 评价3个基准的点集, 按F10, 根据需要可勾选被评价元素的实测、理论, 偏差, 公差和超出公差。输出各点集的X、Y、Z、T值, 这里我们只输出偏差, 偏差不大于零件测量要素的最严公差的1/4到1/5即可, 不能保证精度时需重新脱机加密取点。建标精度若满足要求, 即可加入程序的题头信息、测量子程序、存储命令, 一个曲面建标程序就建成了, 在首件测量过程中加入虚点, 程序就完善了, 如图4。
5 结语
用3个曲面基准面最佳拟合建立坐标系, 解决了波音747-8内襟翼项目的十多项零件的测量问题, 突破了以往传统的建标思路, 使我们的三坐标数控测量技术进一步提高, 以后会有更多的应用。
摘要：介绍了在PC-DMIS测量软件的环境下, 用3个曲面基准面最佳拟合建立测量坐标系的详细步骤。
关键词：PC-DMIS测量软件,迭代法,最佳拟合,定位变换
参考文献
14.坐标测量实习报告 篇十四
郯城县育新中学
管仪翠
课堂教学是一个“仁者见仁，智者见智”的话题，大家对课本的理解都有自己独特的见解。新课程理念下的数学教学，强调数学来自于生活，又回归于生活。生活中的数学教学本质是培养学生的应用与创新能力。在听《平面直角坐标系》这节课过程中我感受到了杨老师不一样的风采，杨老师在授课过程中以亲切的笑容，温和的语调贯彻课堂始终，学生课堂的反应自然很活跃很积极，让人真切体会到了生命化课堂的魔幻魅力。
下面就谈谈几点印象深刻的方面：
一、每堂课都注重创设情景巧妙导入新课
杨老师，用了一首动听的《红旗飘飘》，现场自己演唱吸引学生和在场老师的注意，引出神州八号飞船在太空平面的位置，引出课题《平面直角坐标系》，激发了学生潜在的学习兴趣，调动了学生的积极性和好奇心，使学生急切想参与到学习活动中。他们的这点值得我学习。
杨教师在教学过程中创设的情境，目标明确，能为教学服务。通过创设情境，让学生感觉数学是有趣的。学生的学习是认知和情感的结合。每一个学生都渴望挑战，渴望挑战带来的成功，这是学生的心理共性。成功是一种巨大的情绪力量，它能使学生产生主动求知的心 1 理冲突，因此，教师在课堂教学中，要有意识地 设各种情境，为学生提供挑战的机会，不失时机地为他们走向成功。
二、精心设计了教学课件
杨老师的教学课件制作精良，充分发挥了多媒体技术在课堂教学中的重要作用，从课题材料的搜集上和视听效果上，都非常富有创意，如花似锦，引人入胜，而且都非常贴近学生生活，做到学数学用数学。体现了数学来源于生活，运用到生活中使枯燥的数学教学变得形象直观，充分激发学生的学习兴趣更有利于学生对所学知识得牢固掌握。这次的课件制作水平相当高，很真实，而且使用效果好，克服以前课件华而不实的现象，学生的专著力只在课件表面的画面上，没有起到突出教学重点，突破教学难点的作用，课件成了摆设。课件是教学的辅助手段，为教学服务，不能主次颠倒。
三、注重学生自主、探究、动手能力的培养
杨老师根据所教内容的特点,采用自主探究让学生积极参与到探究学习之中，培养了学生独立思考的能力对于观察的发现,在学生的讨论交流之后,逐步对发现进行分析,深入到问题的本质,提高了学生分析问题的能力。注重加强小组合作学习，让学生通过明确分工，协调配合，对学习内容进行充分的实践和探究，让学生自己找出答案或规律，培养了学生的合作探究能力，体现了探索性的教学过程。对于问题的处理，能分组的讨论，学生动手去演示，真正培养了学生的科学探究能力。研究问题的过程和结论不是教师讲出来的,也不是学生念出来的,而是学生“悟”出来的。只有学生自己“悟”出来的过程 和结论,才是学生真正理解的,学生才会明白,才会去应用。
这次听课另外一个感受是：这次数学课上很好的处理了独立思考与小组合作间的关系。就是需要讨论的地方采取了同桌间互相讨论。不需要讨论的问题一律强调学生独立思考。不像以前一节课闹哄哄地多次合作、讨论。事实上，新课改所倡导的小组合作与学生独立思考并不是相排斥的，而是相互依存的，只有灵活运用才能发挥最佳效果。我们不能因为盲从合作学习而丢弃独立思考，首先应该要求学生独立思考。一个人如果失去了独立思考，他还有什么创新呢？
四、注重课堂实效性
对于课堂实效性，杨老师给我印象很深刻，虽然这位老师没有太多华丽的语言，学生课堂气氛不是很活跃，但很有效果，知识的层次很到位，深度的挖掘很到位，题组练习很有梯度，我觉得这节课虽然有些沉闷但是学生们应该是学到的东西很多，知识的掌握应该很好。
15.坐标测量实习报告 篇十五
关键词：坐标系统分析,系统改造,质量控制
0概述
社会经济的迅速发展,加快了城市建设的步伐,在城市快速发展的过程中,迫切需要一个统一的、实用的城市测量坐标系统来开展测绘工作。但是,现有的城市测量坐标系统,有的由于建设年代久远,在城市的建设和道路改造中,控制点位破毁严重,成果精度无法保证;有的是由不同单位在不同时期为满足自己部门的需要而建立,坐标系统不统一;有的由于城市的大面积扩张,原有成果无法满足需求。所有这些问题的存在,使现有的城市测量坐标系统远远不能满足城市建设的需要,坐标系统改造势在必行。为改善目前的这个现状,使测绘能更好的为社会服务,从2004年以来,甘肃省测绘局投入大量的人员和财力对甘肃各个市县的城市测量坐标系统进行了集中改造,笔者有幸参加了这项工作。本文结合这几年的工作,就如何进行城市测量坐标系统的改造及质量控制谈谈自己的一些看法和经验。
1 坐标系统改造的原则
对于大多数城市来说,几十年的测绘工作积累了大量的测绘资料,所以坐标系统的改造要尽量以不影响原有资料的使用为原则。如果建立的旧系统有问题或原有的测绘资料积累不多,才考虑建立新的坐标系统。
2 对旧系统的综合分析
在以上原则的要求下,系统的改造首先要对旧系统的一些基本情况进行综合分析,通过分析,才能在原基础上进行系统的改造,没有对旧系统的综合分析,系统的改造是盲目的,也就无法达到预期目的。改造前对旧坐标系统主要进行以下几方面的分析。
2.1 旧系统建立方法
首先要了解旧系统是否和国家坐标系统联测,我国常采用的坐标系统有两种,即1954年北京坐标系统和1980西安坐标系统;其次要了解系统采用的参考椭球参数,目前采用的参考椭球有采用前苏联克拉索夫斯基椭球参数和新的IAG-75国际协议椭球参数;再次要了解系统采用的投影方式,投影方式主要有任意带高斯正形投影、抵偿投影面的高斯正形投影和具有高程抵偿面的任意带高斯正形投影三种;最后还要了解系统建立时采用的城市平均高程面。
2.2 起算数据分析
对旧系统的起算数据进行分析,了解采用的起算数据类型,如一控制点一方向、两控制点、三控制点、两控制点一方向或更多控制点。同时对控制点的等级、施测年代、单位等进行分析。对于一控制点一方向或两控制点为起算数据建立的坐标系统,在进行坐标系统改造前必须进行起算点位置和成果精度检验。
2.3 起算点的归化
起算点成果归化方法主要有两种:其一,以某一控制点为起算点进行已知点归化;其二,根据地方椭球面进行归化。一般城市控制面小于100cm2的起算点归化采用第一种方法,大于100cm2的采用第二种方法进行起算点归化。
2.4 旧系统控制网布网方式、计算方法等的分析
对旧系统控制网布网方式、旧网平差计算方法和平差精度等进行分析。通过对这些内容的了解,评估该系统的整体精度。
3 系统改造
本文以张掖市城区D级GPS平面控制网为例说明如何进行城市测量坐标系统的改造。
3.1 系统改造的原因
张掖市城区改造的城市测量坐标系统建成于1992年,该网为三等导线网,共布设了13个控制点,控制城市面积为30km2左右,大部分点已经破坏,现存5个点。目前应用的控制成果是在现存旧点基础上根据需要历年补测的,成果精度低,控制面积也不能满足城市发展需要,所以2006年进行了坐标系统改造。
3.2 旧系统基本情况
该系统采用1975国际参考椭球参数,采用4个国家一等1980国家系统成果作为起算点,投影高程面为1400m,采用任意带投影方式,中央子午线为100°30'。
3.3 新系统基本情况
2006张掖市城市测量坐标系统采用旧系统相同参数,该参数满足规范要求的每公里距离变形不超过2.5cm的要求,数据观测采用GPS技术,布设D级GPS点21个(见图1),平均边长为5km,控制面积达150km2。共实测56条独立基线,组成32个独立闭合环,改建网包括了4个完好的旧点,选取了两个一等控制点和两个二等控制点作为起算点,其中两个一等点和旧系统建立采用的起算点相同。
3.4 选点与埋石
点位选取和埋石时,考虑了以下因素:
(1)点位选在交通方便的地方,有利于其他测量手段联测和扩展。
(2)所有点位与大功率无线电发射源的距离不小于200m,与高压输电线和微波无线电信号传输通道的距离不小于50m。
(3)点位周围视场内障碍物高度角小于15°。
(4)地面基础稳定,利于点位保存。
(5)充分利用符合了要求的旧控制点。
3.5 数据观测
数据的观测采用了天宝Trimble5700六台套,作业模式采用快速静态定位模式,采用同步观测方式,观测时间大于35min。
3.6 数据处理
(1)基线数据预处理采用Trimble5700随机软件,对所形成的同步环、异步环进行了初步检核,剔除超限基线4条,对超限独立基线进行了补测,确保了采用的独立基线合格。数据的平差处理采用了武汉大学研制的科傻系统GPS平差软件包。
(2)控制网内符合精度检核
以2号控制点为已知点,在WGS-84坐标系统下,对控制网的内符合精度进行检测,得该网的最弱边长误差为1/82万,最弱点位中误差为0.84cm,整网单位权中误差为1.18cm。
(3)起算点可靠性检核
起算点的可靠性是系统改造的关键,在进行改造时首先进行实地踏勘,检查点位的保存完好程度,分析点位是否发生变化,同时对点位周围环境进行观察,看是否有影响GPS进行信号接收的因素,观测时能否处理等,在保证点位正确、观测成果可靠基础上,需要对采用的起算点的整体精度进行分析,张掖市城市测量坐标系统改造采用了四个国家控制点,在计算时首先采用不同点数、不同组合进行点位精度的检核,见表1。
分析表1结果,发现3点的精度和其他3个点不兼容,其他3点精度基本兼容,2、4点兼容性最好,分析原因,1、2、4点是同时期、同单位建立的,而3点是后期建立的,两网平差起算点不同,且两网之间没有直接联系。
(4)控制网外符合精度检核
根据表1结果分析,采用2、4点平差结果好,采用1、2、4点平差的结果,受到起算点误差影响,相对差些,但也满足限差要求,从控制点位置的分布情况看,1、2、4点的布局合理,能够控制到整个城区范围,所以采用1、2、4点作为平差起算点进行最终成果计算。
3.7 新旧系统成果比较
系统改造时如果采用旧系统相同的起算数据计算,得到成果和旧系统成果符合的比较好,如果采用不同等级、不同年代成果作为起算点,由于相互之间存在一定的不兼容,起算点对最终结果的影响比较大。但是,进行张掖市系统改造时发现,由于系统建设年代早,该市旧系统采用的起算点中两个已经破坏。为了比较改造网和旧网精度符合程度,对改造网中的4个点的新旧成果进行比较,具体见表2。
根据表2结果,1、2、4点,2、4,点,1、4点平差的结果相对都可以,采用2、4点符合最好,但根据3.6节(4)的分析,结果仍然采用1、2、4点作为起算点的平差值。从较差数值看改造后所得成果对原测绘资料的应用影响不大。
4 质量控制
为了保证城市测量坐标系统改造的质量,要对改造过程中的各个环节进行质量控制,如点位的选择要考虑GPS观测信号不受周围环境的影响;数据观测时接收机的操作要符合要求;数据接收的时间要满足相应等级要求;对观测基线形成的同步环、异步环进行了初步检核,剔除超限基线;对控制网的内符合精度和外符合精度进行检核等等,在保证数据观测和处理满足各种限差规定的基础上,系统改造还要注意以下几个方面,其也是进行质量控制必不可少的。
(1)要求起算点在城市坐标系统选择的有效面积内,如果起算点比较远,起算点转换后误差比较大。
(2)起算点的个数一般要多于3个。
(3)起算点的等级一般要求相同,且是同一等级国家控制网内的点,避免等级不同或测量方法的不同,带来的不同网坐标成果误差的影响。
(4)采用不同的起算点进行平差计算,以便检核控制点的精度,如一点一方向、两点、三点等组合进行。
参考文献
[1]李征航，黄劲松．GPS测量与数据处理[M]．武汉：武汉大学出版社，2005．
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