自動測量范例6篇

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自動測量

自動測量范文1

關鍵詞:地形測量 測繪技術 發展趨勢

中圖分類號: P2 文獻標識碼: A 文章編號: 0 引言

地形測量學是研究測繪地形圖及與其有關測繪工作的理論、方法的應用技術學科。地形測量是為城市、礦區以及各種工程提供不同比例尺的地形圖,以滿足城鎮規劃、礦山開采設計以及各種經濟建設的需要。

地形測繪是研究地球局部表面形狀和大小,并將其測繪成地形團的理論和技術。通過測定小范圍地表高低起伏形態和地物(如建筑物、道路、耕地等)的特征點的平面位置和高程,經相應的數據處理、采用一定的測量符號按一定的比例縮繪在圖紙上。從而獲得與相應地面幾何圖形相似的地形圖,為國家經濟建設提供設計與施工的圖紙資料。

傳統的測繪包括控制測量、地形測量、施工測量、竣工測量和變形監測5個部分?,F代測繪技術自動化技術具有自動化程度高、測圖精度高、圖形屬性信息豐富和圖形編輯方便等優點。

1 目前地形測量的測繪自動化技術

測繪自動化是集數據采集、處理、傳輸、顯示于一體。隨著計算機、網絡技術的發展及測量儀器的智能化,測繪技術自動化技術發生了重大變革,3S技術(GPS全球定位系統、GIS地理信息系統、RS遙感)及其集成技術成為測繪技術自動化技術的核心。

1.1 GPS技術 GPS(Global Positioning System)稱為全球定位系統,是美國20世紀70年代開始研制的,它歷時20年,于1994年3月全面建成的利用導航衛星進行測時和測距,具有在海、陸、空進行全方位實時三維導航與定位能力的新一代衛星導航與定位系統,是一種高精度、全天候、高效率、多功能的測繪工具。

GPS定位技術與常規地面測量定位相比,具有抗干擾性能好、保密性強,功能多、應用廣,觀測時間短,執行操作簡便,全球、全覆蓋、全天候、高精度的特點。特別是RTK的定位精度可達厘米級,在水上定位得到了廣泛的應用。

GPS RTK(Real Time Kinematic)技術開始于90年代初,是一種全天候、全方位的新型測量系統,稱載波相位動態實時差分技術,是目前適時、準確地確定待測點的位置的最佳方式,是基于載波相位觀測值基礎上的實時動態定位技術。

GPS RTK具有定位精度高且精度分布均勻,速度快、效率高,觀測時間短,方便靈活,測程不受限制,不受通視條件影響等優點。

1.2 GIS技術 地理信息系統(Geographical Information System-GIS)是利用現代計算機圖形和數據庫技術來處理地理空間及其相關數據的計算機系統,是融地理學、測量學、幾何學、計算機科學和應用對象為一體的綜合性高新技術。其最大的特點就在于:它能把地球表面空間事物的地理位置及其特征有機地結合在一起,并通過計算機屏幕形象、直觀地顯示出來。

GIS具有以下的基本特點:一是公共的地理定位基礎;二是多維結構;三是標準化和數字化;四是具有豐富的信息。

地理信息系統對空間地理信息進行處理,準確采集有關的數據,并對地理空間數據和信息進行處理、管理、更新和分析,是采用數據庫、計算機圖形學、多媒體等最新技術的技術系統,對現代測繪技術自動化技術的起重要支撐作用。

目前GIS地理信息將向著數據標準化(Interoperable GIS)、數據多維化(3D&4DGIS)、系統集成化(Component GIS)、系統智能化(Cyber GIS)、平臺網絡化(Web GIS)和應用社會化(數字地球)的方向發展。

1.3 RS技術 遙感RS(Remote Sensing)起源于20世紀60年代,不直接接觸被研究的目標,感測目標的特征信息(一般是電磁波的反射、輻射和發射輻射),經過傳輸、處理,從中提取人們感興趣的信息。遙感包括攝影、陸地、衛星、航空、航天攝影測量等技術。遙感技術依其波譜性質,可分為電磁波遙感技術、聲學遙感技術、物理場遙感技術。

遙感信息技術已從可見光發展到紅外、微波;從單波段發展到多波段、多角度、多時相、多極化;從空間維擴展到時空維;從靜態分析發展到動態監測。

RS為GIS提供信息源,GIS為RS提供空間數據管理和分析的技術手段(圖像處理),GPS作為GIS有力的補測、補繪手段,實現了GIS原始地圖數據的實時更新。3S的綜合應用是一種充分利用各自的技術特點,快速準確而又經濟地為人們提供所需的有關信息的新技術,三者的緊密結合,為地形測量提供了精確的圖形和數據。

2 測繪技術自動化技術的發展趨勢

隨著計算機、網絡技術的發展及測量儀器的系統、智能化,測繪技術自動化技術向著3G技術及集成技術自動化、實時化、數字化,數據庫和應用軟件的開發應用,三維可視化技術以及人工智能化發展。使測繪技術自動化技術能全方位的應用于地形測量中,提高了地形測量的效率和準確性。

2.1 3G技術及集成技術的進一步發展 積極普及3G技術的應用,改進3G技術中存在問題,更新3G及其集成技術測量的方法和手段,加強測量精度和準確性,使3G技術能在地形測量測繪技術領域的應用進一步擴展。

全球數字攝影測量系統在GPS、GIS、RS和3S集成技術中的應用,對數碼攝影測量和地形測量更加普及和深化,使測繪技術向電子化、自動化、數字化方向發展。

2.2 測繪軟件及數據庫的開發與更新 加強地形測量數字化測繪軟件的研發,使測繪軟件系統更加高效、靈活和功能齊全,使測繪軟件技術在地形測量中起到了相當重要的作用。

更新完善信息數據庫,將采集的測量數據轉換直接進入信息數據庫,數據管理查詢方便,數據共享,實現全球數據更新和擴展空間基礎信息系統的動態管理,實現測量數據的管理科學化、標準化、信息化,實現測繪數據的傳輸網絡化、多樣化、社會化,使測繪技術走向自動化,實時化,數字化。

2.3 人工智能和專家系統在測繪技術中的應用 隨著計算機技術的發展和測繪技術與相關學科的交叉、綜合,人工智能和專家系統在測繪技術中有著廣泛的應用前景。計算機利用專家知識模擬人腦思維進行推理,從事智能化的數據、圖形處理和信息管理工作,極大地提高工作效率,使測繪技術向自動化、智能化發展。

全球定位系統(GPS)、數字攝影測量系統(DPS)、遙感技術(RS)、地理信息系統(GIS)和專家系統(ES)這5S技術的發展和相互結合,專家系統在其中發揮著重要的作用,專家系統對整個測量流程進行控制,并執行相應的推理、分析和處理工作,并可實現信息資源共享,實時動態監測診斷,提高效率和質量,是測繪技術通向實時、自動、智能測量系統的關鍵。

3 結論

隨著計算機、網絡技術的發展及測量儀器的智能化,測繪技術自動化技術發生了重大變革,從傳統的測繪技術(例如電子測距儀、經緯儀、水準儀和平板儀)向3G技術、數字攝影測量技術以及人工智能化發展,推動了測繪技術自動化技術的活躍和革新,測繪技術朝著自動化、實時化、網絡化和數字化方向發展,使地形測量更快速、簡單、精確。

參考文獻:

[1]王運昌.地形測量學[M].冶金工業出版社.1993.p2.

自動測量范文2

關鍵詞:地形測量測繪技術發展趨勢

中圖分類號:P2文獻標識碼: A 文章編號:

引言

地形測繪是研究地球局部表面形狀和大小,并將其測繪成地形團的理論和技術。通過測定小范圍地表高低起伏形態和地物(如建筑物、道路、耕地等)的特征點的平面位置和高程,經相應的數據處理、采用一定的測量符號按一定的比例縮繪在圖紙上。從而獲得與相應地面幾何圖形相似的地形圖,為國家經濟建設提供設計與施工的圖紙資料。

傳統的測繪包括控制測量、地形測量、施工測量、竣工測量和變形監測5個部分?,F代測繪技術自動化技術具有自動化程度高、測圖精度高、圖形屬性信息豐富和圖形編輯方便等優點。

1 目前地形測量的測繪自動化技術

測繪自動化是集數據采集、處理、傳輸、顯示于一體。隨著計算機、網絡技術的發展及測量儀器的智能化,測繪技術自動化技術發生了重大變革,3S技術(GPS全球定位系統、GIS地理信息系統、RS遙感)及其集成技術成為測繪技術自動化技術的核心。

1.1 GPS技術 GPS(Global Positioning System)稱為全球定位系統,是美國20世紀70年代開始研制的,它歷時20年,于1994年3月全面建成的利用導航衛星進行測時和測距,具有在海、陸、空進行全方位實時三維導航與定位能力的新一代衛星導航與定位系統,是一種高精度、全天候、高效率、多功能的測繪工具。

GPS定位技術與常規地面測量定位相比,具有抗干擾性能好、保密性強,功能多、應用廣,觀測時間短,執行操作簡便,全球、全覆蓋、全天候、高精度的特點。特別是RTK的定位精度可達厘米級,在水上定位得到了廣泛的應用。

GPS RTK(Real Time Kinematic)技術開始于90年代初,是一種全天候、全方位的新型測量系統,稱載波相位動態實時差分技術,是目前適時、準確地確定待測點的位置的最佳方式,是基于載波相位觀測值基礎上的實時動態定位技術。

GPS RTK具有定位精度高且精度分布均勻,速度快、效率高,觀測時間短,方便靈活,測程不受限制,不受通視條件影響等優點。

1.2 GIS技術 地理信息系統(Geographical Information System-GIS)是利用現代計算機圖形和數據庫技術來處理地理空間及其相關數據的計算機系統,是融地理學、測量學、幾何學、計算機科學和應用對象為一體的綜合性高新技術。其最大的特點就在于:它能把地球表面空間事物的地理位置及其特征有機地結合在一起,并通過計算機屏幕形象、直觀地顯示出來。

GIS具有以下的基本特點:一是公共的地理定位基礎;二是多維結構;三是標準化和數字化;四是具有豐富的信息。

地理信息系統對空間地理信息進行處理,準確采集有關的數據,并對地理空間數據和信息進行處理、管理、更新和分析,是采用數據庫、計算機圖形學、多媒體等最新技術的技術系統,對現代測繪技術自動化技術的起重要支撐作用。

目前GIS地理信息將向著數據標準化(Interoperable GIS)、數據多維化(3D&4DGIS)、系統集成化(Component GIS)、系統智能化(Cyber GIS)、平臺網絡化(Web GIS)和應用社會化(數字地球)的方向發展。

1.3 RS技術 遙感RS(Remote Sensing)起源于20世紀60年代,不直接接觸被研究的目標,感測目標的特征信息(一般是電磁波的反射、輻射和發射輻射),經過傳輸、處理,從中提取人們感興趣的信息。遙感包括攝影、陸地、衛星、航空、航天攝影測量等技術。遙感技術依其波譜性質,可分為電磁波遙感技術、聲學遙感技術、物理場遙感技術。

遙感信息技術已從可見光發展到紅外、微波;從單波段發展到多波段、多角度、多時相、多極化;從空間維擴展到時空維;從靜態分析發展到動態監測。

RS為GIS提供信息源,GIS為RS提供空間數據管理和分析的技術手段(圖像處理),GPS作為GIS有力的補測、補繪手段,實現了GIS原始地圖數據的實時更新。3S的綜合應用是一種充分利用各自的技術特點,快速準確而又經濟地為人們提供所需的有關信息的新技術,三者的緊密結合,為地形測量提供了精確的圖形和數據。

2 測繪技術自動化技術的發展趨勢

隨著計算機、網絡技術的發展及測量儀器的系統、智能化,測繪技術自動化技術向著3G技術及集成技術自動化、實時化、數字化,數據庫和應用軟件的開發應用,三維可視化技術以及人工智能化發展。使測繪技術自動化技術能全方位的應用于地形測量中,提高了地形測量的效率和準確性。

2.1 3G技術及集成技術的進一步發展 積極普及3G技術的應用,改進3G技術中存在問題,更新3G及其集成技術測量的方法和手段,加強測量精度和準確性,使3G技術能在地形測量測繪技術領域的應用進一步擴展。

全球數字攝影測量系統在GPS、GIS、RS和3S集成技術中的應用,對數碼攝影測量和地形測量更加普及和深化,使測繪技術向電子化、自動化、數字化方向發展。

2.2 測繪軟件及數據庫的開發與更新 加強地形測量數字化測繪軟件的研發,使測繪軟件系統更加高效、靈活和功能齊全,使測繪軟件技術在地形測量中起到了相當重要的作用。

更新完善信息數據庫,將采集的測量數據轉換直接進入信息數據庫,數據管理查詢方便,數據共享,實現全球數據更新和擴展空間基礎信息系統的動態管理,實現測量數據的管理科學化、標準化、信息化,實現測繪數據的傳輸網絡化、多樣化、社會化,使測繪技術走向自動化,實時化,數字化。

2.3 人工智能和專家系統在測繪技術中的應用 隨著計算機技術的發展和測繪技術與相關學科的交叉、綜合,人工智能和專家系統在測繪技術中有著廣泛的應用前景。計算機利用專家知識模擬人腦思維進行推理,從事智能化的數據、圖形處理和信息管理工作,極大地提高工作效率,使測繪技術向自動化、智能化發展。

全球定位系統(GPS)、數字攝影測量系統(DPS)、遙感技術(RS)、地理信息系統(GIS)和專家系統(ES)這5S技術的發展和相互結合,專家系統在其中發揮著重要的作用,專家系統對整個測量流程進行控制,并執行相應的推理、分析和處理工作,并可實現信息資源共享,實時動態監測診斷,提高效率和質量,是測繪技術通向實時、自動、智能測量系統的關鍵。

結束語:

隨著計算機、網絡技術的發展及測量儀器的智能化,測繪技術自動化技術發生了重大變革,從傳統的測繪技術(例如電子測距儀、經緯儀、水準儀和平板儀)向3G技術、數字攝影測量技術以及人工智能化發展,推動了測繪技術自動化技術的活躍和革新,測繪技術朝著自動化、實時化、網絡化和數字化方向發展,使地形測量更快速、簡單、精確。

參考文獻:

[1]吳貴才.地形測量出版社[M].中國礦業大學出版社.2005.p2.

自動測量范文3

關鍵詞:籽棉回潮率;測量裝備;試驗研究

棉花作為新疆的支柱產業,對于新疆的經濟建設具有重要推動作用和戰略意義。籽棉收購作為棉花產業鏈的重要環節,對于穩定棉花市場、保障市場供應具有重要作用。已采收的籽棉通過運棉車裝載運送至棉花加工廠進行交易,其回潮率的測量是籽棉貿易結算的重要依據,影響著交易雙方的經濟利益,是交易雙方關注的焦點。但目前此過程的進行還依靠人工利用手持式籽棉回潮儀進行測量,存在的以人力為主、測量數據人為誤差大、測量方法不夠規范、勞動強度大、自動化信息化程度低等問題,制約了新疆棉花加工廠籽棉交易自動化和智能化的發展。因此,研究一種籽棉回潮率自動測量裝備,可多點多層次的測量籽棉回潮率,并具有對采集的數據進行記錄、統計、儲存等功能,是籽棉回潮率自動化測量的發展方向之一。本研究根據前期設計的籽棉回潮率自動測量裝備,完成了物理樣機的搭建,并進行試驗研究,驗證了理論設計的可行性,確定了整機工作性能參數,為進一步完善和優化裝備奠定了一定基礎。

1 整機工作原理

籽棉回潮率自動測量裝備包括機械系統(機械裝置極其控制系統)和信息管理系統,機械系統用于裝卡回潮率采集儀器,并帶動其在三維空間里自由動作,實現采集儀器的隨機定位;信息管理系統用于采集儀器測量結果的顯示、統計、儲存和查詢等,實現測量結果的信息化管理;從而集成一套能夠快速測量多點、多層次運棉車內籽棉回潮率的自動測量裝備,可以降低人力測量所引起的誤差,實現運棉車內籽棉回潮率的自動化測量。

工作時,運棉車合理停至于機械裝置(圖1)下方――運行機械裝置控制系統人機操作界面(圖2)――點擊總開關(設備通電,準備啟動)――點擊開始測量按鈕(系統產生X、Y方向上運動的隨機值,并賦予PLC,實現X、Y方向的隨機運動,X、Y方向運行完畢后,Z方向上開始定量運動,從而使回潮率采集儀器插入運棉車內,進行數據采集)――系統停頓30秒(即Z方向運動完畢,籽棉回潮率采集儀器插入運棉車內,運行信息管理系統(圖3),點擊采集數據――點擊數據采集界面的開始采集按鈕(圖4)――測量結果通過藍牙傳輸至信息管理管理系統的數據采集界面,后續可進行統計、保存、查詢、打印等操作)――測量儀器從運棉車內抽出,設備歸為初始狀態,運棉車開出機械裝置,完成本次運棉車籽棉回潮率的測量,等待下次測量,設備操作流程如圖5。

2 物理樣機的實現

籽棉回潮率自動測量裝備物理樣機的實現,主要包括機械裝置及其控制系統的搭建。機械裝置的機架采用80×80×5的型鋼制成,絲杠采用45號鋼制成,螺母采用35號鋼制成,其余零部件采用普通碳鋼制成,驅動電機采用Y系列三相異步電動機Y90S-4:額定功率1.1千瓦、滿載轉速1400轉/分鐘、額定轉矩2.3牛米,減速器采用微型蝸輪蝸桿減速器NMRV-063-7.5-DZ1-Y1.1KW-4P-B1:中心距為63毫米、速比為7.5、單輸出形式。根據Solidworks設計模型,輸出機械裝置工程圖紙,進行零部件的加工制作,在此基礎上完成了機械裝置的安裝、調試。

機械裝置控制系統從PLC、交流接觸器、熔斷器、行程開關等硬件選擇,到電機控制原理圖、I/O分布與外部接線圖的繪制,以及控制系統實現程序的編寫,實現了控制系統硬件的搭建。

集成機械裝置及其控制系統,完成籽棉回潮率自動測量裝備物理樣機的搭建(圖6),測量裝備的外形尺寸如表1。

3 試驗研究

3.1 試驗目的

試驗研究是機械設計、加工制作、安裝調試、改進優化必不可少的組成部分之一。籽棉回潮率自動測量裝備的設計以采集效率高、可靠性高為目的,本次試驗的目的是檢驗籽棉回潮率自動測量裝備的單車測量時間、測量精度等性能參數是否滿足技術要求。

3.2 試驗準備與條件

(1)本次試驗所采用的儀器、儀表應首先檢驗是否符合試驗所需精度,其次應檢驗所用儀器儀表是否合格并在有效的使用期限內。測試用主要儀器儀表見表2。

(2)空載(無實物)試驗時應保證機械裝置內無人員或其他障礙物,以免傷人傷物和損壞設備。

(3)滿載(有實物)時,滿載運棉車車廂尺寸應滿足表3。

(4)對測試期間出現的一切異?,F象,均應詳細記錄。

(5)試驗條件如表4。

3.3 試驗方法

目前國內未見籽棉回潮率自動測量裝備試驗方法行業標準,本試驗方法的設計參考GB/T5667-2008《農業機械生產試驗方法》以及GB/T 5262-2008《農業機械試驗條件測定方法的一般規定》,同時結合籽棉回潮率自動測量裝備的結構特點、工作原理、設計參數以及作業性能,制訂籽棉回潮率測量裝備試驗方法。選擇單車測量時間、測量精度作為試驗指標。

3.3.1 單車測量時間 單車測量時間是指本次運棉車從停至于測量裝置下至測量完畢開出測量裝置時所需的時間。該時間影響到裝置是否能滿足實際生產需求,單車測量時間單位為秒。

3.3.2 測量精度 測量精度是指整機采用機械驅動講采集儀器插入運棉車內測量的結果與手動插入測量存在的差異,測量精度可按式(1)進行計算。

(1)

式中:a為測量精度(%);A為機械驅動測量值(%);A0為手動驅動測量值(%)。

3.4 試驗結果分析

在前期空載調試(圖7),確定整機性能無誤后,進行了測量裝備的驗證試驗(圖8)。

本次驗證性試驗共進行了20組,單車測量時間和測量精度的試驗數據如表5和表6。

根據試驗數據分析計算,可得整機性能參數(表7)。

試驗結果表明:(1)集成機械裝置、機械裝置控制系統以及信息管理系統的籽棉回潮率自動測量設備是切實可行的,且采集效率高、運行可靠,能夠實現運棉車內籽棉回潮率多點多層次的測量,提高了采集效率、降低了勞動強度。(2)整機的實際性能指標能夠滿足理論設計的要求,驗證了理論設計的可行性。

4 結論

本研究基于籽棉回潮率自動測量裝備的虛擬樣機的結構設計和性能分析,進行了物理樣機的搭建;為驗證理論設計的可行性(技術要求:單車測量時間≤240秒,測量精度≥98%)和整機工作性能參數的確定,嚴格按照整機操作規程,以技術要求的兩個指標為試驗指標,進行了試驗研究,試驗結果表明:單車測量時間為228秒,測量精度為98.9%,滿足設計要求,驗證了理論設計的可行性,為整機性能的進一步優化,實現籽棉回潮率的自動化和智能化的測量具有重要意義,為將研究成果最終推向市場奠定了基礎。

自動測量范文4

關鍵詞:新型自動站 大型蒸發器 自動測量 誤差分析

中圖分類號:P412.11 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2014)10(c)-0048-01

隨著氣象綜合觀測系統建設快速發展,全國地面氣象觀測站已經全部完成自動氣象站的建設。2014年1月起,新型自動站正式投入運行,取消了人工觀測,蒸發傳感器由超聲波傳感器和不銹鋼圓筒架組成。根據超聲波測距原理,選用高精度超聲波探頭,對標準蒸發器內水面高度變化進行檢測,轉換成電信號輸出。并且配置了PT-100溫度校準部分,以保證在使用溫度范圍內的測量精度。通過超聲波測距,連續采集到每分鐘當前蒸發水位,當前后蒸發水位發生變化時,結合有降水現象時采集到的分鐘降水量,綜合計算出分鐘蒸發量,并累計小時蒸發量和日蒸發量。

隨著新型自動站投入業務試運行,各項儀器已經投入使用。其中蒸發傳感器采用連通器原理和超聲波測距原理,由測量探頭、測量筒、蒸發桶、連通器、水圈、小百葉箱等組成。測量探頭通過檢測測量筒內超聲波脈沖發射和返回的時間差來測量水位變化情況并轉換成電信號輸出。經過幾個月的試運行,新型自動站大型蒸發器自動測量的蒸發量與人工實測值相比較,數值很接近,但是在有的降水天氣和大風天氣時,自動測量的蒸發量會出現偏大的情況。通過記錄一段時間內每天蒸發量的自動測量值、人工測量值、風速、天氣現象等,用人工觀測的蒸發量作為參考值,觀察和分析自動測量的蒸發量產生差值的原因,尋找可行的方法減小這些差值的產生,使新型自動站大型蒸發器自動測量的蒸發量更加的準確。

完整記錄了2013年10月至2014年6月的每天大型蒸發量的人工實測值和自動測量值以及當日的總降水量,挑取大型蒸發量人工實測值和自動測量值的差值大于0.5,具有代表性的數天,詳細記錄當日每小時的蒸發量、每小時的降水量、小時內的最大風速。從記錄中,可以看出在人工測量與自動測量差值較大的幾天當中,好幾天出現了風速較大并且持續時間較長的情況。根據以前人工觀測的經驗,在風速較大的情況下,蒸發量也會變大,但是10月2日12時至19時、10月15日04時至20時、11月10日04時至15時、11月24日13時至20時,這幾段時間反應出大風天氣對大型蒸發自動測量值造成明顯的偏大。在另外的幾天中也可以看出,能產生較大偏差的情況,除了出現在風速較大的時段,還出現在有連續的降水現象的同時。明顯的就是2014年1~2月份的幾天,基本出現全天連續性降水,按照以前的經驗,如果出現全天連續降水,蒸發量一般都很?。ㄒ郧霸诮邓畯姸却蟮臅r候,大型蒸發器會采取加蓋措施)。

在氣溫比較低的時期,大型蒸發器由于水面產生結冰,在結冰融化的時候,也會產生較大的測量誤差。這是由于在氣溫低的時候,水面結冰致使測量水位失真,長時間水位也不會變化,測量值就變為0。而在氣溫上升的時候,水面結冰開始融化,又會導致蒸發測量水位發生躍變,從而使測量值產生較大的誤差。

根據統計數據分析結果,在有大風天氣和強降水天氣現象時,到現場進行觀查,通過數據的詳細記錄、現場的觀察等方法,研究降水天氣時,是風速大造成的,還是降水的直接影響。經過多次現場觀查研究,總結出以下結論。

(1)強降水、強風時蒸發器內水面晃動比較厲害,雖然不會對總的蒸發水位產生影響,但是有可能會對分鐘當前水位的測量產生影響,從而導致蒸發測量值偏大。

(2)強降水、強風使蒸發器內的水濺出,致使測量值偏大。

大風對蒸發自動測量的影響。當大風天氣的時候,會造成水面晃動,形成虛假的蒸發量。新型自動站的大型蒸發器在設計時已經考慮了這個因素,所以通過連通器將蒸發桶與測量筒連接在一起,測量探頭和測量筒安裝在小百葉箱里面,這樣就大大降低了大風天氣造成的影響。在試運行的過程中,發現并不能將這些影響完全消除。

強降水對蒸發自動測量的影響。在已有的數據記錄中,在強降水天氣的時候,也容易出現蒸發量偏大的情況。一般在強降水過程中總是伴隨著大風天氣現象,既有大風對蒸發測量值造成影響,同時強降水、強風也會使蒸發器內的水濺出,致使測量值偏大。

其他原因也會造成大型蒸發自動測量值產生誤差。

(1)大型蒸發器專用雨量筒與大型蒸發器本身安裝的位置不同,口徑不同,這會造成在降水過程中雨量采集的不一致,容易造成誤差。

(2)在冬季氣溫較低的情況下,大型蒸發器內有部分水面或者全部結冰,也會影響大型蒸發器自動測量值。

(3)大型蒸發器本身的原因,測量筒測距探頭安裝檢定校準很關鍵。蒸發器內水位高度過淺或過高、水圈內的水面過淺或過高都會對測量產生影響。蒸發器和連通管的滲漏也會對自動測量值產生影響。大型蒸發器要保持清潔,異物堵塞連通管也會對自動測量值產生影響。

參考文獻

[1] 劉智敏,劉鳳.合成標準不確定度與展伸不確定度的表示[J].計量技術,1995(11):40-41.

自動測量范文5

【關鍵詞】 綜合自動化 體系結構 測量控制

變電站綜合自動化系統從其測量控制、安全等方面考慮,可劃分為三個系統。(1)監控系統。監控系統是完成模擬量輸入、數字量輸入、控制輸出等功能的系統,一般具有測量和控制器件,用于站內線路和變壓器運行參數的測量、監視,以及斷路器、隔離開關、變壓器分接頭等設備的投切和調整。(2)保護系統。在綜合自動化系統中,繼電保護宜相對獨立,除輸入量和跳閘要獨立外,保護的啟動、測量和邏輯功能也應獨立,此時,保護裝置需要通過串行通信接口送出的僅是某些保護動作的指示信號或記錄數據;也可通過通信接口實現遠方改變保護定值。此外,一般要求的故障錄波及測距功能由保護系統附帶完成,如有較高要求,則配置專用設備并有相應的通信接口。(3)斷路器閉鎖系統。變電站綜合自動化系統應具有全方位的防誤操作系統,以通過閉鎖功能,有效地實現“五防”,從而保證電網和人身的安全。

1 關于后臺監控機的幾個問題

1.1 后臺監控機運行管理

在實際運行中,已經多次出現了后臺監控機由于人為和監控機本身等原因導致癱瘓不能工作,嚴重影響變電站的整體運行。為防止這種情況發生,一是要制定變電站后臺監控機的運行和管理制度并嚴格執行,對值班人員進行約束,防止利用后臺監控機玩游戲、上網,防止私自使用軟盤和光盤使監控機感染病毒等。二是加強管理部門的定期和不定期檢查,發現問題,立即處理,不留后患。三是設置操作系統和監控軟件密碼管理辦法,只有管理部門和變電站站長掌握密碼,普通值班人員不掌握密碼,防止隨意進入操作系統和啟動、停運監控軟件,防止使用后臺監控機的軟、硬件資源并遭到破壞。四是用監控軟件封裝操作系統,如東方電子生產的DF系列自動化系統的后臺監控軟件具有啟動后封裝操作系統的功能。監控軟件封裝操作系統是指當第一次啟動后臺監控機時,監控機自動啟動操作系統后繼續啟動監控軟件,直至啟動到監控軟件界面,如果停運監控軟件,需要輸入密碼,只有掌握密碼的人才能停運監控軟件,進入到操作系統。

1.2 后臺監控機機型的選擇

由于后臺監控機要求實時運行,處理的數據量比較大,響應速度快,而且處在強電磁環境,所以一般普通計算機無法滿足要求,在選擇時應選擇高性能工控機。高性能工控機能夠在強電磁環境工作,抗干擾性能強,能夠實時運行,硬件設備工作穩定性好,能夠滿足變電站后臺監控系統的要求。目前在一些變電站,由于后臺監控機使用商用機、家用機和其它計算機,已經出現后臺監控機損壞而不能工作情況。高性能工控機能夠保證變電站后臺監控系統的安全穩定運行。

1.3 后臺監控機不間斷電源的解決方案

在一些變電站中,沒有為后臺監控機配置不間斷電源,使用的是站用變交流電源。使用站用變交流電源存在下列弊端:一是當系統停電時,后臺監控機失去電源,不能工作;二是站用變交流電壓波動較大,電壓質量有時不合格,有時電壓高,燒毀計算機,有時電壓低,計算機不能工作,不能給后臺監控機提供合格的電源;三是當站用變一次熔斷器熔斷時,后臺監控機失去電源;四是當10 kV系統接地時,站用變交流電源受到嚴重的諧波干擾,影響后臺監控機的正常工作。所以,綜自變電站后臺監控系統應配備不間斷電源,以防止站用電出現故障時確保監控系統正常工作,特別是在發生事故后可以保證各種信息不至于丟失。

1.4 后臺監控軟件的備份問題

后臺監控機無論使用質量多好的后臺計算機,都有可能損壞,所以在變電站新投產時,都應該對后臺監控軟件進行備份,而且這種備份工作應隨變電站設備的變更及時更新。雖然有些廠家備份了某些變電站的后臺監控系統軟件,但是廠家畢竟是面向全國市場,其備份不太完善、可靠,因此,還是建議繼電保護管理部門做好各站后臺監控軟件的備份工作,并妥善保管,以防不測。后臺監控軟件的備份可以保存在移動硬盤或者光盤上。

2 保護監控系統事故和預警音響信號

一些變電站的保護監控系統的事故和預警音響信號受后臺監控系統的控制,當后臺監控機不能工作時,事故和預警音響信號則不能發出,不能提示值班人員處理事故或故障,嚴重影響變電站的安全運行,對于這種情況,應與廠家聯系,共同處理,將保護監控系統的事故和預警音響信號獨立出來,不受后臺監控系統控制,防止發生后臺監控機不工作時發不出保護事故和預警音響信號情況。

3 綜合自動化系統的選型及定貨問題

目前,綜合自動化系統的生產廠家很多,各廠家的軟件兼容性較差,然而現行的主要定貨規則是:10kV保護與監控系統捆綁銷售,即購買誰的10kV保護就得購買誰的后臺監控系統。這就造成了一個變電站的保護五花八門,不同廠家的產品接入監控系統時都要進行規約轉換或者接口轉換。這不僅會造成綜合自動化系統運行不可靠,同時還會造成許多應具有的功能不能實現。所以,在綜合自動化系統的選型及定貨問題上,一個變電站最好選用同一個廠家的產品,這樣做的好處在于:同一個廠家的產品的通信規約是一樣的,無須增加轉換環節;廠家在售后服務上也不會產生互相推諉的現象。

4 結語

上述問題是變電站自動化系統在實際運行中出現的一些較為嚴重的問題,有的自己能夠處理,而大部分需要廠家處理,而有的是廠家也無法處理的,而這些問題的存在,不利于變電站的安全、可靠和穩定運行。在選擇變電站自動化系統時,應注意上述問題是否存在和變電站自動化系統的整體功能是否完備。變電站自動化系統是變電站的核心,選擇一套高質量的變電站自動化系統對于變電站的安全、穩定運行十分重要。

參考文獻

自動測量范文6

關鍵詞:精密三角高程測量 跨河水準 全站儀 測量機器人 精度分析

中圖分類號:P2 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2013)05(a)-0039-02

當水準路線必須跨越江河或峽谷時,視線將超出常規水準的長度或前后視距相差很大,一方面水準尺讀數的精度將會降低;另一方面水準儀i角誤差及大氣折光的影響也會急劇增大。

當水準路線跨越江河,視線長度超過100 m時,應根據視線長度和儀器設備情況,選擇適當的跨河水準測量方法。

三角高程測量是測量高程的傳統方法,以其快速、簡便且能保證一定精度而深受測繪工作者喜愛。特別是近年來全站儀的發展提高了測角和測距的精度,目前全站儀測角精度達到±0.5″,測距精度達到MD=±(0.5 mm+10-6×D),同時自動化程度越來越高。自動全站儀能自動識別、跟蹤和精確照準目標,大大提高了工作效率。因此,以全站儀代替水準儀進行高程測量,無疑具有明顯的經濟效益和社會效益。目前,三角高程測量已可以代替三四等跨河水準測量,但用于代替精密跨河水準測量仍處在研究階段,已有不少文獻就此進行研究,并得出了一些結論。

1 正高高差計算及誤差分析

三角高程測量單向觀測的高差計算為:

(1)

其中,為平距;為垂直角;為儀高;為標高;為大氣垂直折光系數;為地球半徑。誤差關系式為:

由此可以看出,三角高程測量的精度除了受測距中誤差、垂直角觀測中誤差、儀器標量高誤差外,還受大氣折光和地球曲率的影響。

由(2)式可知,對的影響為:

跨河距離D

經過計算可以得出以下結論:

(1)對的影響遠遠大于對的影響。可見,測角誤差是三角高程測量的主要誤差來源,因此要盡可能采用高精度的測角儀器,觀測時要保證成像清晰穩定,并適當增加測回數。(2)對的影響隨角度增加的變化量較大,而隨距離增加的變化量較小,因此觀測角度不能超過一定范圍。(3)對的影響隨角度增加的變化量較小,而隨距離增加的變化量較大。因此跨河長度需控制在一定范圍內,這就要求跨河點位盡量選擇在河道狹窄處。

對于儀器和規標量高中誤差,按常規的方法量測儀器高和規標高,精度很難滿足要求,可以采用水準標尺讀數法確定儀器高和規標高,在測站通過全站儀觀測水平視線在近標尺點上的標尺讀數,根據兩點間的已測水準高差計算儀器高。這種方法測定的儀器高比直接量取準確,精度可以達到±0.1mm。

大氣折光影響也是三角高程測量的一項主要誤差來源。在跨河三角高程測量時,大氣折光對高差的影響具有一定的特殊性??绾右暰€不僅通過地面,而且通過水面,由于地面和水面上空空氣密度分布不均,形成了視線兩端向上彎曲,中間向下彎曲的“U”型曲線。故通過對向觀測取平均值,可以消除一部分大氣折光影響。如果觀測是在同樣情況下進行的,特別是同一時間內進行對向觀測,則可以近似地假定對向觀測的折光系數是相同的。

因此,為了削弱大氣折光對三角高程測量的影響,凡是三等以上(含三等)三角高程測量的垂直角都應做到對向觀測,最好是同時對向觀測。

2 跨河測距三角高程的精度估算

要測跨河的A,B點之間的高差,由于交通工具的限制,不便迅速搬站,必須采用2臺同樣精度的全站儀和2個同樣的照準裝置,進行對向觀測,即先將儀器置于A點,B點安置反射棱鏡,直接測定高差,再將儀器置于B點,A點安置反射棱鏡,直接測定高差。然后取兩高差的中數作為觀測結果。儀器高通過水準標尺讀數法獲得,觀測之前將2個照準裝置的棱鏡高設置成相同的,邊長垂直角均對向觀測,垂直角觀測6測回,邊長觀測4測回。觀測使用TC2002全站儀。

根據三角高程測量單向觀測的高差計算公式,可得對向觀測高差的計算公式如下:

令:,則(3)式可以化為:

對于(4)式,由誤差傳播定律可得高差中誤差的計算公式為

為便于計算,令,儀器量高中誤差取±0.1mm,參考有關資料取±0.01,a和D分別取不同的值時。

以2作為限差與國家二等水準測量限差比較。比較可以看出:

(1)高差中誤差隨邊長的增大而增大的量較大,因此,要控制邊長保證精度。(2)利用精密三角高程測量實現跨河水準,跨河距離不能超過1500 m。(3)當跨河距離不超過1000 m時,觀測垂直角可以放寬到15°;距離小于1200 m時,垂直角控制在8°以內,滿足二等水準測量的要求。(4)跨河水準用測距三角高程法時,其視線垂直角小于1°。

高差中誤差隨垂直角增大而增大的量甚小,在一定的邊長范圍內,即使垂直角超過規范要求仍能保證必要的精度,這對于跨河兩岸高差較大的情況具有實際意義。

3 自動化全站儀在跨河測量中的應用

自動化全站儀,也稱測量機器人,是集自動目標識別、自動照準、自動測角、自動測距、自動跟蹤目標及自動記錄于一體的測量系統。測量機器人用于跨河測量具有以下優點:(圖1)。

(1)測角精度很高,大大減小了由測角引起的誤差。(2)具有自動目標識辨(Automatic Target Recognition,簡稱ATR)功能,可以自動尋找并精確照準目標;允許在目標處使用普通的棱鏡,而無需昂貴的特殊棱鏡或添置電源等配件。(3)可以自動進行氣象改正,克服氣象代表性誤差。(4)建立高精度的參考站,采用隨時改正的測量方案,可以消除和減弱各種誤差(外部的和儀器內部的)對測量結果的影響,大幅度地提高測量精度。

現以TCA2003自動化全站儀為例來說明。其測距精度mD= ±(1 mm+10-6×D),測角精度(測回方向標準偏差)為±0.5",若角度觀測6測回,取=±0.2",其他參數取值不變。

同樣。以2作為限差。不難看出,僅僅一項測角精度的提高,使得精密三角高程測量實現跨河水準更為容易。距離不超過2000 m的情況下,可以達到國家二等水準測量的精度;跨河距離小于1000 m時,垂直角控制在100以內,可以滿足國家一等水準測量的要求。

4 結語

本文對精密三角高程測量實現跨河水準的精度從理論上進行了分析,分析結果表明,在觀測合理、處理方法得當的情況下,精密三角高程測量可以很容易實現國家二等水準測量。使用目前的高精度自動化全站儀,除了使操作更加便利外,可以提高三角高程測量的精度和實現更長距離的跨河測量,甚至有望實現跨江水準測量。

另外,對于短距離跨河測量,可以達到國家一等水準測量的精度。此外,實施跨河水準測量需要注意以下幾點。

(1)測角誤差是高差誤差的主要來源之一,因此要盡可能的采用高精度的測角儀器,觀測時要保證成像清晰穩定,并增加測回數來提高測角精度。(2)垂直角在短距離測量高差中,影響高差值較大,在長距離測量高差中,影響高差值較小,所以在短距離測定高差中.應使儀器高與棱鏡高的差距盡量縮小。(3)跨河水準測量受氣象因素影響極大,因此觀測應選在無風或微風天氣進行,在氣溫變化較大時應停止觀測。大氣折光影響是個比較復雜的間題,本文參考了有關資料取為±0.01。(4)兩岸同時對向觀測,可以極大地提高精度,消除或減弱儀器高誤差、大氣折光差、地球曲率誤差等多項誤差。(5)隨著河視線長度的增加,高差中誤差急劇增大,因此在條件允許的情況下,要盡可能縮短跨河視線長度,將跨河水準點選在河道最窄處。(6)對向觀測的2個鏡站設置同樣標高,消除了標高誤差。但觀測時,要經常注意儀器及棱鏡桿的圓水準器氣泡是否居中,精度要求高時,應建造強制對中裝置。

參考文獻

[1] 朱文明,劉式明.跨河測量技術綜述[J].科技資訊,2012,12.

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