GPS工程测量及数据处理研究论文

GPS工程测量及数据处理研究论文

摘要：GPS测量技术具有测量时间短、技术含量高、精确度高等优点，在工程测量实践中发挥着越来越重要的作用。本文主要通过介绍GPS的系统组成、工作原理、技术特点等基本情况，系统总结了GPS技术在工程测量中的应用情况，及其在工程测量后的数据处理方法。

Ⅲ关键词：全球定位系统；GPS测量技术；工程测量；应用;静态测量；动态测量；数据处理GPS和工程测量等相关概念

GPS相关概念

1.1.1GPS概念

GPS是英文Navigation Satellite Timing And Ranging／Global Positioning System卫星测时测距导航／全球定位系统）的简称，而其中文简称为“球位系”。GPS是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的，是美国独霸全球战略的重要组成。经过20余年的研究实验，耗资300亿美元，到1994年3月，全球覆盖率高达98％的24颗GPS卫星星座己布设完成。

1.1.2GPS技术

GPS定位技术的高度自动化及其所达到的高精度和具有的潜力，也引起了广大测量工作者的极大兴趣。当时GPS定位基本上只有一个作业模式——静态相对定位，两台或若干台GPS接收机安置在待定点上，连续同步观测同一组卫星1-2h或更长一些时间，通过观测数据的后处理，给出各待定点间的基线向量，在采用广播星历的条件下，静态定位可取得5mm＋1×10－6D（双频）或10mm＋2×10－6D（单频）基线解精度。随着技术的发展，快速静态定位为短基线测量作业闯出了一条新路，大大提高了GPS测量的劳动生产率。一对GPS测量系统（双频）在10km以内的短边上，正常接收4-5颗卫星5min左右，即可获取5-10mm＋1×10－6D的基线精度，与1-2h甚至更长时间静态定位的结果不相上下。各个GPS测量厂商看好这个大趋势，纷纷推出各自的GPS 测量新产品。有的把这种新型产品称之为GPS全站仪，有的称之为RTK（实时动态测量），有的称之为RTKGPS。总之，GPS测量理论与设备的不断发展，使得GPS测量技术日趋成熟，GPS测量功能更加完善，GPS测量应用面更广，并且GPS测量设备价格变得低廉，操作更加简便，使GPS 测量更加实用化和自动化。20世纪80年代以来，随着GPS定位技术的出现和不断发展完善，使测绘定位技术发生了革命性的变革，为工程测量提供了崭新的技术手段和方法。长期以来用测角、测距、测水准为主体的常规地面定位技术，正在逐步被以一次性确定三维坐标的、高速度、高效率、高精度的GPS技术所代替；定位方法已从静态扩展到动态；定位服务领域已从导航和测绘领域扩展到国民经济建设的广阔领域。

1.1.3GPS卫星测量原理

GPS卫星定位测量是通过用户接收机接收GPS卫星发射的信号来测定所在位置的坐标的，粗略的来讲，GPS卫星信号包括测距码信号（P码和C／A码信号）、导航电文（D码，即数据码信号）和载波信号。

GPS系统是一种采用距离交会法的卫星导航定位系统。就是在需要定位的位置p点架设GPS接收机，在某一时刻同时接收了3颗（a、b、c）以上的GPS卫星所发出的导航电文，通过一系列数据处理和计算可求得该时刻GPS接收机至GPS卫星的距离Sap、Sbp、Scp，同样通过接收卫星星历可获得该时刻这些卫星在空间的位置（三维坐标）。从而用距离交会的方法求得p点的三维坐标（Xp，Yp，Zp），其数学式为：Sap2＝［（Xp－Xa）2＋（Yp－Ya）2＋（Zp＋Za）2］

Sbp2＝［（Xp－Xb）2＋（Yp－Yb）2＋（Zp＋Zb）2］

Scp2＝［（Xp－Xc）2＋（Yp－Yc）2＋（Zp＋Zc）2］（1）

式（1）中（Xa，Ya，Za），（Xb，Yb，Zb），（Xc，Yc，Zc）分别为卫星a，b，c在t时刻的空间

直角坐标。在GPS测量中通常采用两类坐标系统，一类是在空间固定的坐标系统，另一类是与地球体相固联的坐标系统，称地固坐标系统，在公路工程控制测量中常用地固坐标系统。（如：WGS－84世界大地坐标系和1980年西安大地坐标系）在实际使用中需要根据坐标系统间的转换参数进行坐标系统的变换，来求出所使用的坐标系统的坐标。这样更有利于表达地面控制点的位置和处理GPS观测成果，因此在测量中被得到了广泛的应用。

1.1.4GPS测量的技术特点

相对于常规的测量方法，GPS测量拥有诸多优势特点。

（1）测站之间无需通视：这一特点使得选点更加灵活方便，但测站上空必须开阔，以使接收GPS 卫星信号不受干扰。

（2）定位精度高：一般双频GPS接收机基线解精度为5mm+1×D，而红外仪标称精度为5mm+5×D，GPS测量精度与红外仪相当，但随着距离的增长，GPS测量优越性愈加突出。

（3）观测时间短：采用GPS布设控制网时每个测站上的观测时间一般在30～40min左右，采用快速静态定位方法，观测时间更短。

（4）提供三维坐标：GPS测量在精确测定观测站平面位置的同时，可以精确测定观测站的大地高程。

（5）操作简便：GPS测量的自动化程度较高。目前，GPS接收机已趋小型化和操作傻瓜化，观测人员只需将天线对中、整平，量取天线高打开电源即可进行自动观测，利用数据处理软件对数据进行处理即求得测点三维坐标。

（6）全天候作业：GPS观测可在任何地点、时间连续地进行，一般不受天气状况的影响。在中国GPS定位技术的应用已深入各个领域，国家大地网、城市控制网、工程控制网的建立与改造已普遍地应用GPS技术。在石油勘探、高速公路、通信线路、地铁、隧道贯通、建筑变形等也已广泛的使用GPS技术。

GPS技术不是万能的,系统本身的特点决定了其在工程测量应用的局限性。应用的场合不同，局限性的表现形式也不同。

（1）一些带有隐蔽性和遮挡性地区无法使用GPS技术

在进行地下工程、隧道控制测量中，地面首级网可以采用GPS技术，然而在地下施工控制方案中却无法采用，因为地下没有GPS信号。在大森林中布设控制网，如果道路较窄而道两旁的树木茂盛，GPS信号就会被树木遮挡而呈现断断续续，很难解算出符合精度要求的基线向量。建立工业区十字控制网，采用GPS技术远没有应用全站仪方便。

(2)碎部测量与放样不适合使用GPS技术

目前，大面积地形测量多采用摄影测量方案。小区域1：500地形图、补图采用解析法测图，这些测图区域，多数为城建区，不是建筑物高大、就是民房密集。高大的建筑物会遮挡GPS信号，使得观测值产生周跳，破坏了整周计数的连续性，需要重新确定初始周未知数。这样,不但影响观测工作的效率，也影响了工作人员的情绪。如果这种现象频繁出现，将造成记录的支离破碎,影响成图精度，甚至会发生错误。

(3)应用GPS定位技术不能直接得到地面点的正常高

应用GPS定位技术不能直接得到地面点的正常高，而只能得到大地高。采用GPS定位技术确定地面点的正常高，必须要知道地面点的高程异常，这就限制了GPS技术在高程测量方面的作为。对于一个区域而言，GPS高程的常用方案是，用水准测量的方法联测部分GPS点，建立高程异常模型。当知道任一点大地高时，由地面高程模型即可推算出该点的正常高。

(4)GPS定位技术不适用于变形监测

对于常规工程的变形监测，水准测量容易达到毫米级精度，而且工作组织简单、操作方便。特别是数字水准仪的使用,更减轻了记录的工作量，使得水准测量工作速度快、精度高。应用GPS 技术，如果不采用特殊的观测和数据处理方法,高程精度不像水准测量那样容易达到监测精度要

求，而且组织复杂。

工程测量介绍

工程测量的主要工作为小区域大比例尺地形图测绘，施工测量，变形监测等。其特点是工作场所多变、环境复杂、干扰因素多。随着社会的发展和科学技术的进步，工程测量的对象进一步向宏观和微观发展，精度要求也愈来愈高，所使用的仪器也趋于电子化、数字化、自动化。

工程测量通常使用的仪器有：经纬仪，水准仪，测距仪，全站仪，数字水准仪，GPS接收机。目前，经纬仪正在被逐步淘汰，单一功能的测距仪愈来愈少；常规水准仪商品价格低、精度可靠，因而常规水准仪将在一个较长的时间内采用；全站仪的自动化、数字化程度高，可以同时完成经纬仪、测距仪的工作，也可以完成水准仪的部分工作，但是，全站仪仍然摆脱不了对于工程控制的依赖，在未来的“数字城市”环境下，难于直接融入社会的技术环境。应用GPS卫星定位技术进行定位和导航，具有自动化程度高、定位精度高以及全天候观测等优点，因而已广泛应用于大地测量、海陆空导航、气象预报、自动控制等国民经济的各个方面。对于测绘行业而言，GPS定位技术已普遍应用于：大地测量、地壳板块运动监测、建立各种工程控制网、监测网和进行各种工程测量等。特别是在“数字城市”的环境下，城市具有区域差分网，在差分基站的支持下，单台GPS接收机可以方便地进行碎部测量和放样，因而鼓舞了GPS应用领域的扩展。GPS的广泛应用，出现了各种测绘工作都试图采用这一技术的趋势，很少有人关注GPS技术的局限性。显然，GPS对于测绘工作不是万能的，具有一定的局限性。只有正确地认识这一点，客观地对待这一技术，才能有效发挥这一技术的优势，避免GPS技术应用的盲目性。

测绘的大量工作是工程测量，将GPS应用于工程测量不像人们想象得那样简单，最明显的例子是：它对于隧道、矿山等地下工程测量是无能为力的。工程测量的外业工作，大部分是碎部测量和施工放样。保证外业工作效率高的关键是，使用仪器设备少，依赖的基础控制少，工作连续。

2GPS在现代工程测量中的具体应用分析

2.1实时动态(RTK)定位技术简介

实时动态(RTK,Real Time Kinematics)定位技术是GPS测量技术发展的一个新突破，在公路工程中有广阔的应用前景。众所周知,无论静态定位，还是准动态定位等定位模式，由于数据处理滞后,所以无法实时解算出定位结果，而且也无法对观测数据进行检核，这就难以保证观测数据的质量，在实际工作中经常需要返工来重测由于粗差造成的不合格观测成果。解决这一问题的主要方法就是延长观测时间来保证测量数据的可靠性，这样一来就降低了GPS测量的工作效率。实时动态定位(RTK)系统由基准站和流动站组成，建立无线数据通讯是实时动态测量的保证，其原理是取点位精度较高的首级控制点作为基准点，安置一台接收机作为参考站，对卫星进行连续观测，流动站上的接收机在接收卫星信号的同时，通过无线电传输设备接收基准站上的观测数据，随机计算机根据相对定位的原理实时计算显示出流动站的三维坐标和测量精度。这样用户就可以实时监测待测点的数据观测质量和基线解算结果的收敛情况，根据待测点的精度指标，确定观测时间，从而减少冗余观测，提高工作效率。

实时动态(RTK)定位有快速静态定位和动态定位两种测量模式，两种定位模式相结合，在公路工程中的应用可以覆盖公路勘测、施工放样、监理和GIS(地理信息系统)前端数据采集。

RTK技术主要具有以下优点:

1)实时动态显示经可靠性检验的厘米级精度的测量成果(包括高程)；

2)彻底摆脱了由于粗差造成的返工,提高了GPS作业效率；

3)作业效率高,每个放样点只需要停留2-4s,其精度和效率是常规测量所无法比拟的；

4)应用范围广,可以涵盖公路测量(包括平、纵、横),施工放样,监理,竣工测量,养护测量,GIS 前端数据采集诸多方面；

5)如辅助相应的软件,RTK可与全站仪联合作业,充分发挥RTK与全站仪各自的优势。

2.2静态GPS在工程测量中的应用

所谓静态相对定位，指的是需要两台或以上的接收机，同时对卫星信号进行接收，然后处理相关数据，精确计算控制点三位坐标，并根据其中某点的坐标位置，精确求出另外一点的坐标位置，静态相对定位具有很强的精度，在我国野外工程测量中，用的最为频繁。诸如位移监测、地球定位测量、大型工程野外涵洞隧道精确定位。

在我国公路的工程测量中，特别是高速公路，其线路的勘测定位有着十分高的精度。高速公路通畅延绵千里，已知的控制点少之又少，野外需要确定的控制点多不胜数，若是用常规工程测量手段，给工程带来十分繁琐的同时，还满足不了工程的精度要求。GPS测量技术刚好能弥补这一缺陷。随着我国GPS在公路工程的应用，国内已经利用GPS技术布控首级高精度的控制网，比如在杭金衡、沪杭、沪宁、石太等高速公路中都采用了GPS测量技术。在野外，用GPS技术定位公路的控制点，几十公里出现的误差在2cm范围内，这是常规测量手段无法比拟的。在一般的工程测量中，控制网的布置、检测以及桩位的放样都是测量在主要任务，在传统的测量工程，一般采用的是将控制网设置成线形网或者是环状网，经常利用经纬仪以及测距仪，更有甚者单面利用全站仪进行数据的测量工作，其实这样的配合测量工作所需要的时间相当长，花费的财力也十分巨大，因此，GPS静态定位呼之欲出。前面分析的GPS定位法，其进行的静态定位，几乎不受到天气环境等相关因素的困扰，使用十分方便，在监测的同时，精确度相当高，大力缩短了测量时间，提高了测量效率。

GPS工程测量技术除了在公路测量中应用之外，在我国大型桥梁以及隧道工程测量中也不可或缺，GPS技术不需要全线通视，能形成画面清晰的图像，这点在无检核的支点的量测应用十分重要和方便。江阴长江大桥，在其常规精密边角网进行检测时便应用了此技术。实现运用普通测量方式，建立精度达到要求的边角网，在此基础上，使用GPS检测边角网，因为GPS有着毫米计精度的优势，在测量边角网时，能符合其精度。

在我国工程测量领域，航测是最需要技术以及最严精度要求的，GPS技术完全能满足相关技术要求，因而在航测领域也有GPS的一席之地。尤其在铁路建设过程中，航测技术十分重要。当前的航测成图过程中，几乎任何一对图像都必须拥有满足技术要求数量的共同控制点，只有如此，图片之间才能产生自动纠正，我们所知道的传统测量方法，必须占据很多平面以及高程二维坐标，在占据坐标位置的同时，必然浪费大量时间，由于人为因素，往往使测量精度远远不能达到技术要求。比如在深圳地铁工程中，其工程测量就采用了GPS航测技术，所成的图像沿一字排开，便于人工处理。

2.3动态GPS在工程测量中的应用

GPS动态测量就是用GPS信号实时地测得运动目标相对于某一参考系的位置、时间、姿态、速度和加速度等状态参数。利用安设在运动载体上的GPS接收机实时测得GPS信号接收机天线所在的位置，称为GPS实时动态定位。相对静态GPS相对定位而言，动态GPS相对定位指的是固定一台接收机，以此当基准站，同时，另外的接收机在不断处于运动状态，以此当流动站。动态GPS相对定位技术，利用比较两站之间相互信号的差别，通过计算，得出各个流动站在任意时刻的位移以及位置坐标。GPS动态测量的差分数据一般有两种处理方式，一种是即时处理，一种是滞后处理。所谓即时处理，指的是及时将基准站的测量信息传输到流动站，进行对比加工，其重要的步骤是及时形成数据链，用于实时传送信息数据；所谓滞后处理，就是不需要及时将基准站的测量信息传输到流动站，只在后期进行处理相关数据。

动态GPS相对定位一般用于道路勘测，这种技术在我国的应用还在初级阶段，还并不成熟，相反，动态GPS相对定位技术在国外已经取得相当大的成果。在加拿大，一所大学里有一种全新的动态定位系统，整个系统由一台捷联式惯性系该、两台GPS接收机和一台微机组成，其主要作用是为道路勘测作出直线以及曲线的定位，在养路方面有着十分重要的作用。

3.工程测量及数据处理

3.1工程控制网数据处理方法

工程控制网是工程建设、管理和维护的基础，其网型和精度要求与工程项目的性质、规模密切相关。常规的方法多采用边角网。GPS具有信号全球地面连续覆盖、观测站之间不需要通视、操作简便、定位精度高等特点，因此，GPS测量工程控制网已经得到广泛利用。对于电厂工程控制测量，不仅要满足测绘大比例尺地形图的需要，同时也要满足电厂设计、施工建设和放样工作的要求。那么，在GPS数据处理过程中，如何减少投影变形以满足日后施工放样和工程维护的需要成为当前工作中的一个重要问题，也被众多学者和工程技术人员所关注，为了减小这种投影变形，经常采用换带法和重新选择中央子午线的方法，这两种方法都有各自的优点，但是这种处理方法得到的成果不能满足电厂设计时各个专业之间的资料衔接,在工程中操作起来也不方便，为此，介绍一种在普通工程测量中处理投影变形的可行方法。

高程对基线长度归算公式及其高斯投影距离改化公式如下：

S0=D（1-Hm/R+Hm/R2）(1)

S=S0（1+ym2/2R2+△y2/24R2）(2)

式中ym—基线投影到椭球面上的长度；

Hm—地面实测基线边长；

R—两端点至投影椭球面的平均高度；

D—椭球曲率半径；

S0—基线两端点横坐标的平均值；

S—基线归算到高斯平面的投影长度。

从公式可以看出投影变形与测区所在的位置和测区的海拔高度有直接关系。其具体数据处理方法为：首先根据测区情况布置好控制网，校核已知控制点的可靠性，然后把已知点和控制网进行联测，利用GPS厂家的随机软件解算出整个控制网的基线，再利用这个可靠的已知点把整个控制网进行约束平差，就得到一套和已知点系统一致的坐标值。这个坐标往往不能满足工程控制网的要求，为此必须减小投影变形的影响，需要把在高斯投影面上的观测值投影到测区平均高程面上。根据已知控制点和所求的控制网中的控制点坐标很容易求出高斯面上已知点到各个控制点的距离(S)和这条基线的方位角（α），可以根据各个点的横坐标值利用公式(2)便可求出基线在椭球面上的距离(S0)，根据(1)式可以求出基线在测区高程面的长度(D)；最后根据已知点的坐标和距离(D)以及这条基线的方位角（α）便可以求出各个控制点的最终坐标，经过多个工程的试验表明,这种做法能够满足工程测量的要求。

3.2GPS基线处理与质量控制

目前，GPS定位技术已经广泛应用在大地测量工程测量地壳形变等领域。一般说来，GPS的野外测量是比较简单的，而测量方案的制定和测量数据的处理则较为复杂。通常，测量方案需要结合任务的具体情况来制定，而数据的处理则主要根据经验，尤其对超限的测量成果更是如此。一般说来,GPS测量的数据处理可按下面3个步骤进行：(l)GPS基线边的解算；(2)成果的各种检核计算；(3)GPS网的平差计算和成果的分析。

3.2.1GPS基线边的解算

在GPS测量数据处理时，基线边的解算是数据处理的基础，基线边解算的好坏，直接关系到各种检核的是否合限和平差结果的好坏。因此，在进行GPS数据处理时，必须认真注意基线边的解算。通常，有下面几个因素影响基线边的解算结果：电离层延迟、卫星截止高度角、单双频解算方法。

（1）电离层的修正

对观测量的利用可选择使用单频或双频修正电离层延迟，解算长边时要选择双频修正电离层延迟的模式。解算短边时，双频接收机选择L1解算更为有利。因为距离短电离层延迟无需修正，而电离层修正值是靠L1和L2数据组合修正L1观测值的，其误差较L1大，这样修正往往得不

偿失。

（2）解算模式的选择

通常，高精度的基线解有两种形式，即固定解和浮点解。对于边长小于20km时，一般采用固定解方式进行解算；当边长大于20km时，宜采用浮点解；对于大于20k m的边长有时也能得到固定解，此时可通过闭合环检验来确定应采用固定解还是浮点解。

（3）其他参数的选择

其他参数包括卫星的截止高度角，剔除卫星和历元间隔等。一般情况，高度角选为15°，当解算结果不好时，不妨选20°，甚至25°。剔除卫星主要依据前次解算的结果进行选择，一般可剔除模糊度小数位在0.5附近的卫星，但数据剔除率不宜大于20%，剔除卫星的历元间隔可通过前次解算的残差分布图来进行选择。

3.2.2各种检核计算

各种检核计算包括同步环、重复边和独立环的检核计算。

（1）同步环的检核计算

同步环的计算结果，通常可以反映几个方面的问题：

a.数据观测质量的好坏；

b.计算软件的好坏；

c.运行参数是否合适。

一般说来，同步环的计算结果，不应作为一种反映测量的精度指标，它只能作为一种数据解算是否合适的参考。可以通过改变运行参数、变换计算模式，如变换合适的高度角和卫星的剔除率等参数进行基线解算，以改进同步环的计算结果。另外，也不能因为一个大的同步环超限，而认为整个环观测不行。有时，多个点组成的同步环是由于其中一个点引起的，如果其他几个点组成的同步环不超限，相应的基线解结果应当充分利用。

（2）重复边的检验

重复边的检验不能只限于当天的一个同步环，应当把所有测量结果一起进行计算，以检查成果是否存在分群和超限现象，最好利用程序把所有测量的基线边的结果放在一起解算，以避免人为选边而出现疏忽现象。

（3）独立环的检核计算

独立环的检核计算，首先应当设计好独立闭合环，以确保独立闭合环检核合限后，所选独立边参加平差的平差精度满足要求。独立环的检核计算应当在同步环检核和重复边检核合限的基础上进行，只有这样才能保证独立环检核合限。

3.2.3平差计算和成果分析

（1）平差的选边计算

平差选边的基本原则应当是：首先是在同步闭合环、重复边和独立闭合环检查合限的基础上进行选边的，另外还应当只选独立的基线边。采用Fillnet软件进行平差处理时，应注意它按基线解的中误差推荐基线是按固定解或是浮点解来进行平差，有时推荐的解并不一定合适，此时应当根据闭合环的检核情况来确定采用固定解还是浮点解，通常应选择闭合差较小的解来参加平差。

（2）平差计算

外业数据处理，最好每天都进行各种检核并进行平差，这样当出现平差结果过大时，可及时发现是因为哪一天的测量成果有问题，并及时进行处理。另外，可利用序贯平差的方法来利用以前平差的结果，以减少最后平差的工作量。

（3）成果分析

GPS网平差结束后应认真对成果进行分析。分析的主要内容有：

a.单位权中误差的大小

通常，利用Fillnet软件进行平差时，它要求平差结束后的单位权中误差σ<1。当σ>1时，应认真检查平差计算时的残差是否大于3倍中误差，对于残差大于3倍中误差的基线边应当改进或予以剔除。一般说来，当残差小于3倍中误差时，其单位权中误差σ<1。

b.基线矢量的分量精度

对于精度较差的基线矢量的分量，可以改进其基线的解算方法或者可剔除该边的某一时段的观测量。另外，也可通过改换选边的情况来改善其平差精度。

利用现有的商用软件来进行GPS数据处理，一般情况下是有现成的模式可以利用的，但对于各种检核超限成果的分析主要还是要依靠经验，只有不断地摸索总结才能有更大的收获。

4.分析与总结

综上所述，虽然GPS测量技术在公路工程测量中的应用使传统的公路工程测量技术有了突飞猛进的发展，但二者相比，常规测量方法还存在以下的缺陷：

1)规范对附合导线长、闭合导线长及结点导线间长度等有严格规定。由于公路测量的作业面是一狭长带状，这样，导线长度很难达到规范要求，往往会出现超规范作业。

2)搜集到的用于路线测量控制的起算点间一般很难保证为同一测量系统，往往国测、军测、城市控制点混杂一起，这就存在系统间的兼容性问题，如果用不兼容的起算点，势必影响测量质量。

3)国家大地点破坏严重影响测量作业。由于国家基础控制点，大多为20世纪50、60年代完成，有些点由于经济建设的需要已被破坏，有些点则由于人们缺乏知识遭人为破坏。因此往往不易找到导线的联测点。这样路线控制测量的质量得不到保证。

4)地面通视困难往往影响常规测量的实施。由于通视的条件的限制，在大范围密林、密灌及青纱帐地区，根本无法实施常规控制测量。

相比较，GPS测量技术在公路工程测量上具有较大的优势和发展前景：

1)GPS作业有着极高的精度。它的作业不受环境和距离限制，非常适合于地形条件困难地区、局部重点工程地区等。

2)GPS测量可以大大提高工作及成果质量。它不受人为因素的影响，整个作业过程全由微电子技术、计算机技术控制，自动记录、自动数据预处理、自动平差计算。

3)GPS RTK技术将彻底改变公路测量模式。RTK能实时地获得所在位置的空间三维坐标。这种技术非常适合路线、桥、隧道勘察，它可以直接进行实地实时放样、点位测量等。

4)GPS测量可以极大地降低劳动作业强度，减少野外砍伐工作量，提高作业效率。

5)GPS高精度高程测量同高精度的平面测量一样，是GPS测量应用的重要领域。特别是在当前高等级公路逐渐向山岭重丘区发展的形势下，往往由于这些地区地形条件的限制，实施常规水准测量有困难时，GPS高程测量无疑是一种有效的手段。

GPS在公路工程测量中的应用，对高等级公路的勘测手段和作业方法产生了革命性的变革，极大地提高了勘测精度和勘测效率，特别是实时动态(RTK)定位技术将在公路勘测、施工和后期养护、管理方面有着广阔的应用前景。

我们既要清楚GPS技术的优势，又不能盲目地一味依靠它完成所有的工程测量工作。其中既有技术问题，也有经济效益问题。购置精度指标高、性能优越的GPS接收机，按三台套配置也需要60万元左右人民币，应该说不是一个小数，况且其使用的成效也值得分析。本文建议：(1)鉴于GPS定位技术的特点和优势，建立工程控制网应首选GPS技术方案；建立工矿区十字控制网、井下控制网、地铁和隧道施工控制网宜选用全站仪技术方案。

(2)高程基本控制网需采用水准测量技术方案，加密宜采用GPS水准高程法。

(3)对于一个测绘工程要分阶段采用不同仪器，在测定碎部特征工作中，多数情况下全站仪更具有优势；而对于放样工程，需要根据作业现场的情况而定，多数情况下，GPS技术具有较大的优势。

(4)变形许可值要求高、需要连续监测的建筑物、构筑物，最好选用GPS技术构成动态监测系统，实施动态监测；对于一般工程，可以采用GPS技术监测水平位移，采用水准测量方法进行沉降监测。

(5)要根据单位经常性承担的项目性质确定购置GPS接收机类型。对于施测资制较高的单位，可以承担较大工程，宜购置精度指标高、性能优越的GPS接收机；对于一般单位，可以购置性能稳定的、价格适宜的国产GPS接收机。

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6.致谢

苗洁老师为本文提供了十分重要的指导意见，对此，作者十分感谢。

误差理论与数据处理实验报告

误差理论与数据处理 实验报告 姓名：小叶9101 学号：小叶9101 班级：小叶9101 指导老师：小叶

目录 实验一误差的基本概念 实验二误差的基本性质与处理 实验三误差的合成与分配 实验四线性参数的最小二乘法处理实验五回归分析 实验心得体会

实验一误差的基本概念 一、实验目的 通过实验了解误差的定义及表示法、熟悉误差的来源、误差分类以及有效数字与数据运算。 二、实验原理 1、误差的基本概念：所谓误差就是测量值与真实值之间的差，可以用下式表示 误差=测得值-真值 1、绝对误差：某量值的测得值和真值之差为绝对误差，通常简称为误差。 绝对误差=测得值-真值 2、相对误差：绝对误差与被测量的真值之比称为相对误差，因测得值与 真值接近，故也可以近似用绝对误差与测得值之比值作为相对误差。 相对误差=绝对误差/真值≈绝对误差/测得值 2、精度 反映测量结果与真值接近程度的量，称为精度，它与误差大小相对应，因此可以用误差大小来表示精度的高低，误差小则精度高，误差大则精度低。 3、有效数字与数据运算 含有误差的任何近似数，如果其绝对误差界是最末位数的半个单位，那么从这个近似数左方起的第一个非零的数字，称为第一位有效数字。从第一位有效数字起到最末一位数字止的所有数字，不论是零或非零的数字，都叫有效数字。 数字舍入规则如下： ①若舍入部分的数值，大于保留部分的末位的半个单位，则末位加1。 ②若舍去部分的数值，小于保留部分的末位的半个单位，则末位加1。 ③若舍去部分的数值，等于保留部分的末位的半个单位，则末位凑成偶数。即当末位为偶数时则末位不变，当末位为奇数时则末位加1。 三、实验内容 1、用自己熟悉的语言编程实现对绝对误差和相对误差的求解。 2、按照数字舍入规则，用自己熟悉的语言编程实现对下面数据保留四位有效数字进行凑整。 原有数据 3.14159 2.71729 4.51050 3.21551 6.378501 舍入后数据

GPS测量操作与数据处理复习资料

第一部分GPS静态测量第一章 GPS静态测量基础 1相对定位指的是在进行GPS定位时，多台同步接收机进行同步观测，采集同步观测数据；在数据处理时，则利用这些同步观测数据，计算出同步观测站之间的相对位置（坐标差/基线向量。） 2数据处理过程一般包括基线处理、网平差、坐标转换和高程转换，最终求出高精度的网点坐标。 3 GPS测量型接收机一般分为单频和双频两大类。单频GPS测量型接收机,接收信号：GPS 导航电文、C/A码、L1载波。双频GPS测量型接收机（双频GPS测量仪）,接收信号：GPS 导航电文、C/A码伪距、P码伪距、L1载波相位、L2载波相位。 第二章 GPS静态测量工作的流程 1一般GPS静态测量工作分为三个阶段，即测前准备、玩野实施和数据处理。 2测前准备阶段的主要工作包括项目立项、技术设计、实地踏勘、设备检定、资料收集整理、人员组织等。 3测量实施的内容包括：实地了解测区情况、卫星状况预报、确定作业方案、外业观测。 4 GPS基线向量网被分成了A、B、C、D、E五个级别。 C级网为地方控制网和工程控制网；D级网为工程控制网；E级网为测图网。 5 GPS网常用的布网形式有以下几种：跟踪站式、会战式、多基准站式、同步图形扩展式、单基准站式。 跟踪站式：若干台接收机长期固定安放在测站上，进行常年、不间断的观测，即一年观测365天，一天观测24小时，这种观测方式很像是跟踪站，因此，这种布网形式被称为跟踪站式。特点：不间断的连续观测，观测时间长，数据量大，采用精密星历，成本高。 会站式：在布设GPS网时，一次组织多台GPS接收机，集中在一段不太长的时间内，共同作业。在作业时，所有接收机在若干天的时间里分别在同一批点上进行多天、长时段的同步观测，在完成一批点的测量后，所有接收机又都迁移到另外一批点上进行相同方式的观测，直至所有的网点观测完毕，这就是所谓的会站式的布网。特点：较长时间、多时段观测，可以较好地消除SA等因素，有特高的尺度精度。 多基准站式：就是有若干台接收机在一段时间里长期固定在某几个点上进行长时间的观测，这些测站称为基准站。在基准站进行观测的同时，另外一些接收机则在这些基准站周围相互之间进行同步观测。 同步图形扩展式：就是多台接收机在不同测站上进行同步观测，在完成一个时段的同步观测后，又迁移到其他的测站上进行同步观测，每次同步观测都可以形成一个同步图形。在测量过程中，不同的同步图形间一般有若干个公共点相连，整个GPS网由这些同步图形构成。 特点;扩展速度快，图形强度较高，作业方法简单。 单基准站式：又称做星形网方式，它是以一台接收机作为基准站，在某个测站上连续开机观测，其余的接收机在此基准站观测期间，在其周围流动，每到一点就进行观测，流动的基准站之间一般不要求同步，这样，流动的接收机每观测一个后四段，就与基准站间测得一

工程测量数据处理系统V50使用手册

路线辅助设计 本程序适用于路线平曲线的单交点平曲线、切基线平曲线、复曲线、S型曲线、凸型曲线、卵型曲线的设计。 单交点平曲线 如图所示，只设一个JD的平曲线称单交点平曲线。平曲线由前缓和曲线LS1、中间圆曲线LY、后缓和曲线LS2、构成。当LS1= LS2 =LS，即前后缓和曲线等长时，称对称基本型平曲线，否则称非对称型平曲线。 确定圆曲线半径和缓和曲线长是平曲线设计的主要任务。考虑地形、地物、设计标准及线形协调要求，半径R和缓和曲线长LS值根据不同情况可分别由外距E、切线长T及曲线上任意一点的支距t0 、y0求得。 本软件的单交点平曲线设计提供由外距控制、切线长控制、支距进行曲线设计。 切换到软件的路线辅助设计模块，选择单交点平曲线，启动设计对话框如图，程序提供两种方式：先拟定缓和曲线长和满足线形协调要求。 切基线平曲线 当路线交点因地形、地物等障碍影响在实地无法钉设时，可选择两个辅助交点JD a、JD b，设置一条基线边，来代替一个交点敷设曲线，称为双交点平曲线。若所定半径使平曲线恰好与基线边相切，即构成图2-8所示的切基线平曲线。 切换到软件的路线辅助设计模块，选择切基线平曲线，启动设计对话框如图，程序提供两种方式：先拟定缓和曲线长和满足线形协调要求。 在相应的编辑框内录入数据，选择计算方式，按计算按钮即可。计算成果在“输出结果”栏显示，如果需要输出到外部文件，请按“输出”按纽，直接输出到文本文件。 复曲线 切基线平曲线可视作前后两个非对称基本型平曲线首尾连接而成，当两个非对称平曲线半径不相等时，即构成图2所示的复曲线。测设时一般由设计人员先拟定约束控制较严一端的圆曲线半径RA，求算另一端圆曲线半径RB。

化工原理精馏实验报告

北 京 化 工 大 学 实 验 报 告 课程名称： 化工原理实验 实验日期： 2011.04.24 班 级： 化工0801 姓 名： 王晓 同 组 人：丁大鹏,王平,王海玮 装置型号： 精馏实验 一、摘要 精馏是实现液相混合物液液分离的重要方法，而精馏塔是化工生产中进行分离过程的主要单元，板式精馏塔为其主要形式。本实验用工程模拟的方法模拟精馏塔在全回流的状态下及部分回流状态下的操作情况，从而计算单板效率和总板效率，并分析影响单板效率的主要因素，最终得以提高塔板效率。 关键词：精馏、板式塔、理论板数、总板效率、单板效率 二、实验目的 1、熟悉精馏的工艺流程，掌握精馏实验的操作方法。 2、了解板式塔的结构，观察塔板上气-液接触状况。 3、测测定全回流时的全塔效率及单板效率。 4、测定部分回流时的全塔效率。 5、测定全塔的浓度或温度分布。 6、测定塔釜再沸器的沸腾给热系数。 三、实验原理 在板式精馏塔中，由塔釜产生的蒸汽沿塔逐板上升与来自塔顶逐板下降的回流液，在塔板上实现多次接触，进行传热和传质，使混合液达到一定程度的分离。 回流是精馏操作得以实现的基础。塔顶的回流量和采出量之比，称为回流比。回流比是精馏操作的重要参数之一，其大小影响着精馏操作的分离效果和能耗。 回流比存在两种极限情况：最小回流比和全回流。若塔在最小回流比下操作，要完成分离任务，则需要有无穷多块塔板的精馏塔。当然，这不符合工业实际，所以最小回流比只是一个操作限度。若操作处于全回流时，既无任何产品采出，也无原料加入，塔顶的冷凝液全部返回塔中，这在生产中无实验意义。但是，由于此时所需理论板数最少，又易于达到稳定，故常在工业装置开停车、排除故障及科学研究时采用。 实际回流比常取用最小回流比的1.2-2.0倍。在精馏操作中，若回流系统出现故障，操作情况会急剧恶化，分离效果也将变坏。 板效率是体现塔板性能及操作状况的主要参数，有以下两种定义方法。 （1）总板效率E e N E N 式中 E —总板效率； N —理论板数（不包括塔釜）； Ne —实际板数。

核型分析实验报告

核型分析 摘要植物核型分析是指对植物细胞染色体的数目、形态、长度、带型和着丝粒位置等内容的分析研究,是植物分类和遗传研究的重要手段。本实验利用Photoshop软件，对栽培四棱大麦的染色体进行核型分析。本方法主要是物理分析法，在本试验中，我们先对大麦的染色体进行配对，再利用Photoshop软件对染色体进行分析，并测量了大麦染色体的臂长和随体长。 1.引言 核型指染色体组在有丝分裂中期的表型，包括染色体数目、大小、形态特征的总和。一个体细胞中的全部染色体，按其大小、形态特征(着丝粒的位置）顺序排列所构成的图像就称为核型。将待测细胞的核型进行染色体数目、形态特性的分析，确定其是否与正常核型完全一致，称为核型分析。以目前的技术水平，已实现使用计算机自动完成核型分析，我们学生也可以利用Adobe Photoshop 很容易地完成染色体的测量、排序等工作，再利用Excel 表格和Photoshop结合做出核型模式图。 2.实验材料 2.1实验材料 栽培四棱大麦的分散良好的有丝分裂中期细胞的显微照片、Adobe Photoshop等软件2.2实验方法 2.2.1绘制核型图 在Photoshop中对照片进行必要的处理。首先是剪裁照片，用套索工具将每条染色体分离出来，对染色体进行配对并将每条染色体的着丝点排在一条线上，并对染色体进行适当的旋转变换。其次是利用标尺工具测量每条染色体的臂长、随体长。再根据测量结果计算出染色体的臂比，总长，随体长，相对长度等数据。 2.2.2写出核型公式 根据上面的测量结果写出四棱大麦的核型公式。 2.2.3画核型模式图 将所测并经过计算后的数据在Excel表格中绘制成堆积柱形图，并在Photoshop里切出着丝点和次缢痕。除此之外，还需将整个图像转换成黑白。 3.结果与讨论 3.1染色体核型分析图 图1 染色体核型分析图

GPS静态测量数据处理

GPS静态测量数据处理 (2007-05-02 14:04:12) 转载▼ 标签： 分类：GPS专题 gps 数据后处理 静态 一、基线解算的类型 1、单基线解 （1）定义：当有台GPS接收机进行了一个时段的同步观测后，每两台接收机之间就可以形成一条基线向量，共有条同步观测基线，其中最多可以选出相互独立的条同步观测基线，至于这条独立基线如何选取，只要保证所选的条独立基线不构成闭和环就可以了。这也是说，凡是构成了闭和环的同步基线是函数相关的，同步观测所获得的独立基线虽然不具有函数相关的特性，但它们却是误差相关的，实际上所有的同步观测基线间都是误差相关的。所谓单基线解算，就是在基线解算时不顾及同步观测基线间误差相关性，对每条基线单独进行解算。 （2）特点：单基线解算的算法简单，但由于其解算结果无法反映同步基线间的误差相关的特性，不利于后面的网平差处理，一般只用在普通等级GPS网的测设中。 2、多基线解 （1）定义：与单基线解算不同的是，多基线解算顾及了同步观测基线间的误差相关性，在基线解算时对所有同步观测的独立基线一并解算。 （2）特点：多基线解由于在基线解算时顾及了同步观测基线间的误差相关特性，因此，在理论上是严密的。 （3）多站整体解（绝对坐标） （4）单基线解算的过程

（5）利用基线解算软件解算基线向量的过程 二、基线解算结果的质量评定指标 1、单位权方差因子 （1）定义：

（2）实质：反映观测值的质量，又称为参考方差因子。越小越好。 2、RMS - 均方根误差 （1）定义： （2）实质：表明了观测值的质量，观测值质量越好，越小，反之，观测值质量越差，则越大，它不受观测条件（观测期间卫星分布图形）的好坏的影响。 3、数据删除率 （1）定义：在基线解算时，如果观测值的改正数大于某一个阈值时，则认为该观测值含有粗差，则需要将其删除。被删除观测值的数量与观测值的总数的比值，就是所谓的数据删除率。 （2）实质：数据删除率从某一方面反映出了GPS原始观测值的质量。数据删除率越高，说明观测值的质量越差。 4、RATIO （1）定义：RATIO值为在采用搜索算法确定整周未知数参数的整数值时，产生次最小的单位权方差与最小的单位权方差的比值。 （2）实质：反映了所确定出的整周未知数参数的可靠性，这一指标取决于多种因素，既与观测值的质量有关，也与观测条件的好坏有关。 5、RDOP （1）定义：所谓RDOP值指的是在基线解算时待定参数的协因数阵的迹的平方根，RDOP值的大小与基线位置和卫星在空间中的几何分布及运行轨迹（即观测条件）有关，当基线位置确定后，RDOP值就只与观测条件有关了，而观测条件又是时间的函数，因此，实际上对与某条基线向量来讲，其RDOP值的大小与观测时间段有关。 （2）实质：表明了GPS卫星的状态对相对定位的影响，即取决于观测条件的好坏，它不受观测值质量好坏的影响。 6、同步环闭合差 （1）定义：同步环闭合差是由同步观测基线所组成的闭合环的闭合差。 （2）实质：由于同步观测基线间具有一定的内在联系，从而使得同步环闭合差在理论上应总是为0的，如果同步环闭合差超限，则说明组成同步环的基线中至少存在一条基线向量是错误的，但反过来，如果同步环闭合差没有超限，还不能说明组成同步环的所有基线在质量上均合格。 （3）限值： ，

2.基尔霍夫定律和叠加原理的验证(实验报告答案)含数据处理

实验二 基尔霍夫定律和叠加原理的验证 一、实验目的 1. 验证基尔霍夫定律的正确性，加深对基尔霍夫定律的理解。 2. 验证线性电路中叠加原理的正确性及其适用范围，加深对线性电路的叠加 性和齐次性的认识和理解。 3. 进一步掌握仪器仪表的使用方法。 二、实验原理 1．基尔霍夫定律 基尔霍夫定律是电路的基本定律。它包括基尔霍夫电流定律(KCL)和基尔霍 夫电压定律(KVL)。 (1)基尔霍夫电流定律(KCL) 在电路中，对任一结点，各支路电流的代数和恒等于零，即 ΣI ＝0。 (2)基尔霍夫电压定律(KVL) 在电路中，对任一回路，所有支路电压的代数和恒等于零，即 ΣU ＝0。 基尔霍夫定律表达式中的电流和电压都是代数量，运用时，必须预先任意假 定电流和电压的参考方向。当电流和电压的实际方向与参考方向相同时，取值为 正；相反时，取值为负。 基尔霍夫定律与各支路元件的性质无关，无论是线性的或非线性的电路，还 是含源的或无源的电路，它都是普遍适用的。 2．叠加原理 在线性电路中，有多个电源同时作用时，任一支路的电流或电压都是电路中 每个独立电源单独作用时在该支路中所产生的电流或电压的代数和。某独立源单 独作用时，其它独立源均需置零。(电压源用短路代替，电流源用开路代替。) 线性电路的齐次性(又称比例性)，是指当激励信号(某独立源的值)增加 或减小 K 倍时，电路的响应(即在电路其它各电阻元件上所产生的电流和电压 值)也将增加或减小 K 倍。 三、实验设备与器件 1. 直流稳压电源 1 2. 直流数字电压表 1 3. 直流数字毫安表 1 4. 万用表 1 5. 实验电路板 1 四、实验内容 1．基尔霍夫定律实验 按图 2-1 接线。 台块 块 块块

2020年化原实验精馏实验报告(实用)

化原实验精馏实验报告 北京化工大学 学生实验报告 学院: 化学工程学院 姓名：学号： 专业：化学工程与工艺班级： 同组人员： 课程名称：化工原理实验 实验名称: 精馏实验 实验日期 北京化工大学 实验五精馏实验 摘要：本实验通过测定稳定工作状态下塔顶、塔釜及任意两块塔板的液相折光度,得到该处液相浓度,根据数据绘出x-y图并用图解法求出理论塔板数，从而得到全回流时的全塔效率及单板效率.通过实验,了解精馏塔工作原理. 关键词：精馏,图解法,理论板数,全塔效率，单板效率。 一、目的及任务 ①熟悉精馏的工艺流程,掌握精馏实验的操作方法。 ②了解板式塔的结构,观察塔板上汽—液接触状况。

③测定全回流时的全塔效率及单塔效率。 ④测定部分回流时的全塔效率。 ⑤测定全塔的浓度(或温度）分布。 ⑥测定塔釜再沸器的沸腾给热系数。 二、基本原理 在板式精馏塔中,由塔釜产生的蒸汽沿塔逐板上升与来自塔顶逐板下降的回流液，在塔板上实现多次接触，进行传热与传质，使混合液达到一定程度的分离。 回流是精馏操作得以实现的基础。塔顶的回流量与采出量之比，称为回流比。回流比是精馏操作的重要参数之一，其大小影响着精馏操作的分离效果和能耗. 回流比存在两种极限情况:最小回流比和全回流。若塔在最小回流比下操作,要完成分离任务，则需要无穷多塔板的精馏塔.当然,这不符合工业实际,所以最小回流比只是一个操作限度。若操作处于全回流时,既无任何产品采出，也无原料加入，塔顶的冷凝液全部返回塔中，这在生产中午实际意义。但是由于此时所需理论板数最少,又易于达到稳定，故常在工业装置的开停车、排除故障及科学研究时采用....感谢聆听... 实际回流比常取最小回流比的1。2～2.0倍。在精馏操作中，若回流系统出现故障,操作情况会急剧恶化,分离效果也将变坏。

数据挖掘实验报告

《数据挖掘》Weka实验报告 姓名＿学号＿ 指导教师 开课学期2015 至2016 学年 2 学期完成日期2015年6月12日

1.实验目的 基于https://www.docsj.com/doc/d510090137.html,/ml/datasets/Breast+Cancer+WiscOnsin+%28Ori- ginal%29的数据，使用数据挖掘中的分类算法，运用Weka平台的基本功能对数据集进行分类，对算法结果进行性能比较，画出性能比较图，另外针对不同数量的训练集进行对比实验，并画出性能比较图训练并测试。 2.实验环境 实验采用Weka平台，数据使用来自https://www.docsj.com/doc/d510090137.html,/ml/Datasets/Br- east+Cancer+WiscOnsin+%28Original%29，主要使用其中的Breast Cancer Wisc- onsin (Original) Data Set数据。Weka是怀卡托智能分析系统的缩写，该系统由新西兰怀卡托大学开发。Weka使用Java写成的，并且限制在GNU通用公共证书的条件下发布。它可以运行于几乎所有操作平台，是一款免费的，非商业化的机器学习以及数据挖掘软件。Weka提供了一个统一界面，可结合预处理以及后处理方法，将许多不同的学习算法应用于任何所给的数据集，并评估由不同的学习方案所得出的结果。 3.实验步骤 3.1数据预处理 本实验是针对威斯康辛州(原始)的乳腺癌数据集进行分类，该表含有Sample code number（样本代码)，Clump Thickness（丛厚度），Uniformity of Cell Size （均匀的细胞大小），Uniformity of Cell Shape （均匀的细胞形状），Marginal Adhesion（边际粘连），Single Epithelial Cell Size（单一的上皮细胞大小），Bare Nuclei（裸核），Bland Chromatin（平淡的染色质），Normal Nucleoli（正常的核仁），Mitoses（有丝分裂），Class（分类），其中第二项到第十项取值均为1-10，分类中2代表良性，4代表恶性。通过实验，希望能找出患乳腺癌客户各指标的分布情况。 该数据的数据属性如下： 1. Sample code number（numeric），样本代码； 2. Clump Thickness（numeric），丛厚度；

误差理论与数据处理 实验报告

《误差理论与数据处理》实验指导书 姓名 学号 机械工程学院 2016年05月

实验一误差的基本性质与处理 一、实验内容 1．对某一轴径等精度测量8次，得到下表数据，求测量结果。 Matlab程序： l=[24.674,24.675,24.673,24.676,24.671,24.678,24.672,24.674];%已知测量值 x1=mean(l);%用mean函数求算数平均值 disp(['1.算术平均值为：',num2str(x1)]); v=l-x1;%求解残余误差 disp(['2.残余误差为：',num2str(v)]); a=sum(v);%求残差和 ah=abs(a);%用abs函数求解残差和绝对值 bh=ah-(8/2)*0.001;%校核算术平均值及其残余误差,残差和绝对值小于n/2*A,bh<0，故以上计算正确 if bh<0 disp('3.经校核算术平均值及计算正确'); else disp('算术平均值及误差计算有误'); end xt=sum(v(1:4))-sum(v(5:8));%判断系统误差（算得差值较小，故不存在系统误差） if xt<0.1 disp(['4.用残余误差法校核，差值为：',num2str(x1),'较小，故不存在系统误差']); else disp('存在系统误差'); end bz=sqrt((sum(v.^2)/7));%单次测量的标准差 disp(['5.单次测量的标准差',num2str(bz)]);

p=sort(l);%用格罗布斯准则判断粗大误差，先将测量值按大小顺序重新排列 g0=2.03;%查表g(8,0.05)的值 g1=(x1-p(1))/bz; g8=(p(8)-x1)/bz;%将g1与g8与g0值比较，g1和g8都小于g0，故判断暂不存在粗大误差if g1

GPS工程测量及数据处理研究文献综述

本科毕业论文 文献综述 题目：GPS在工程测量中的应用及数据处理 姓名：赵建平学号2009303200901 专业：地理信息系统 指导教师：苗洁职称讲师 中国·武汉 二○一三年一月 分类号密级

华中农业大学本科毕业论文 文献综述 GPS在工程测量中的应用及数据处理GPS in Engineering Measurement and Data Processing 学生姓名：赵建平 学生学号：2009303200901 学生专业：地理信息系统 指导教师：苗洁讲师 华中农业大学资源与环境学院 二○一三年一月

Ⅰ目录 1.GPS和工程测量等相关概念2 1．1GPS相关概念2 1.1.1 GPS概念2 1.1.2 GPS技术2 1.1.3 GPS卫星测量原理3 1.1.4 GPS 测量的技术特点3 1.2 工程测量介绍4 2. GPS 在现代工程测量中的具体应用分析5 2.1实时动态(RTK>定位技术简介5 2.2 静态GPS在工程测量中的应用6 2.3 动态GPS在工程测量中的应用7 3.工程测量及数据处理7 3.1工程控制网数据处理方法7 3.2 GPS基线处理与质量控制8 3.2.1 GPS基线边的解算8 3.2.2 各种检核计算9 3.2.3 平差计算和成果分析9 4.分析与总结10 5.参考文献11 6.致谢11

GPS工程测量及数据处理研究 Ⅱ摘要：GPS测量技术具有测量时间短、技术含量高、精确度高等优点，在工程测量实践中发挥着越来越重要的作用。本文主要通过介绍GPS的系统组成、工作原理、技术特点等基本情况，系统总结了GPS技术在工程测量中的应用情况，及其在工程测量后的数据处理方法。 Ⅲ关键词：全球定位系统； GPS测量技术；工程测量；应用。静态测量；动态测量；数据处理 1.GPS和工程测量等相关概念 1．1GPS相关概念 1.1.1 GPS概念 GPS是英文Navigation SatelliteTiming And Ranging／Global PositioningSystem 卫星测时测距导航／全球定位系统）的简称，而其中文简称为“球位系”。GPS是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的，是美国独霸全球战略的重要组成。经过20余年的研究实验，耗资300亿美元，到1994年3月，全球覆盖率高达98％的24颗GPS卫星星座己布设完成。 1.1.2 GPS技术 GPS定位技术的高度自动化及其所达到的高精度和具有的潜力，也引起了广大测量工作者的极大兴趣。当时GPS定位基本上只有一个作业模式——静态相对定位，两台或若干台GPS接收机安置在待定点上，连续同步观测同一组卫星1-2h或更长一些时间，通过观测数据的后处理，给出各待定点间的基线向量，在采用广播星历的条件下，静态定位可取得5mm＋1×10－6D<双频）或10mm＋2×10－6D<单频）基线解精度。随着技术的发展，快速静态定位为短基线测量作业闯出了一条新路，大大提高了GPS测量的劳动生产率。一对GPS测量系统<双频）在10km以内的短边上，正常接收4-5颗卫星5min左右，即可获取5-10mm＋1×10－6D的基

大学物理实验报告数据处理及误差分析

篇一：大学物理实验1误差分析 云南大学软件学院实验报告 课程：大学物理实验学期： - 学年第一学期任课教师： 专业： 学号： 姓名： 成绩： 实验1 误差分析 一、实验目的 1. 测量数据的误差分析及其处理。 二、实验内容 1．推导出满足测量要求的表达式，即 0? (?)的表达式； 0= (( * )/ (2*θ)) 2．选择初速度A，从[10，80]的角度范围内选定十个不同的发射角，测量对应的射程， 记入下表中： 3．根据上表计算出字母A 对应的发射初速，注意数据结果的误差表示。 将上表数据保存为A. ,利用以下程序计算A对应的发射初速度，结果为100.1 a =9.8 _ =0 =[] _ = ("A. "," ") _ = _ . ad ()[:-1] = _ [:]. ('\ ') _ = _ . ad ()[:-1] = _ [:]. ('\ ') a (0,10): .a d( a . ( a ( [ ])* / a . (2.0* a ( [ ])* a . /180.0))) _

+= [ ] 0= _ /10.0 0 4．选择速度B、C、D、重复上述实验。 B C 6．实验小结 (1) 对实验结果进行误差分析。 将B表中的数据保存为B. ,利用以下程序对B组数据进行误差分析，结果为 -2.84217094304 -13 a =9.8 _ =0 1=0 =[] _ = ("B. "," ") _ = _ . ad ()[:-1] = _ [:]. ('\ ') _ = _ . ad ()[:-1] = _ [:]. ('\ ') a (0,10): .a d( a . ( a ( [ ])* / a . (2.0* a ( [ ])* a . /180.0))) _ += [ ] 0= _ /10.0 a (0,10): 1+= [ ]- 0 1/10.0 1 (2) 举例说明“精密度”、“正确度”“精确度”的概念。 1. 精密度 计量精密度指相同条件测量进行反复测量测值间致(符合)程度测量误差角度说精密度所 反映测值随机误差精密度高定确度(见)高说测值随机误差定其系统误差亦。 2. 正确度 计量正确度系指测量测值与其真值接近程度测量误差角度说正确度所反映测值系统误差 正确度高定精密度高说测值系统误差定其随机误差亦。 3. 精确度 计量精确度亦称准确度指测量测值间致程度及与其真值接近程度即精密度确度综合概念 测量误差角度说精确度(准确度)测值随机误差系统误差综合反映。 比如说系统误差就是秤有问题，称一斤的东西少2两。这个一直恒定的存在，谁来都是 这样的。这就是系统的误差。随机的误差就是在使用秤的方法。 篇二：数据处理及误差分析 物理实验课的基本程序

精馏实验报告

本科实验报告 课程名称：过程工程原理实验（乙）实验名称：筛板塔精馏操作及效率测定姓名： 学院(系)： 学号： 指导教师： 同组同学：

一、实验目的和要求 1、了解板式塔的结构和流程，并掌握其操作方法； 2、测定筛板塔在全回流和部分回流时的全塔效率及全回流时的单板效率； 3、改变操作条件（回流比、加热功率等）观察塔内温度变化，从而了解回流的作用和操作条件对精馏分离效果的影响。 要求：已知原料液中乙醇的质量浓度为15~20%，要求产品中乙醇的质量浓度在85%以上。 二、实验内容和原理 板式精馏塔的塔板是气液两相接触的场所，塔釜产生的上升蒸汽与从塔顶下降的下降液逐级接触进行传热和传质，下降液经过多次部分气化，重组分含量逐渐增加，上升蒸汽经多次部分冷凝，轻组分含量逐渐增加，从而使混合物达到一定程度的分离。 （一）全回流操作时的全塔效率E T 和单板效率E mV(4)的测定 1、全塔效率（总板效率）E T 1 100%T T P N E N -= ? （1） 式中： N T — 为完成一定分离任务所需的理论板数，包括蒸馏釜； N P — 为完成一定分离任务所需的实际板数，本装置 =7块。 在全回流操作中，操作线在x-y 图上为对角线。根据实验中所测定的塔顶组成x D 、塔底组成x W （均为摩尔百分数）在操作线和平衡线间作梯级，即可得到理论板数N T 。

2、部分回流时全塔效率Er’的测定 2.1 精馏段操作线方程： 111D n n x R y x R R += +++ （2） 式中 ：y n+1 -----精馏段第n+1 块塔板上升的蒸汽组成，摩尔分数； x n -----精馏段第n 块塔板下流的液体组成，摩尔分数； R----回流比 R=L/D X D ----塔顶产品液相组成，摩尔分数； 实验中回流量由回流转子流量计8测量，但实验操作中一般作冷液回流，故实际回流量需进行校正 ]) (1[0D R D D p r t t c L L -+ = (3) 式中: L 0-----回流转子流量计上的读数值,ml/min L -----实际回流量,ml/min t D -----塔顶液相温度，℃ t R -----回流液温度，℃ C P D -----塔顶回流液在平均温度(t D +t R )/2下的比热，KJ/kg ·K r D -----塔顶回流液组成下的汽化潜热，KJ/kg 产品量D 可由产品转子流量计测量，由于产品量D 和回流量L 的组成和温度相同，故回流比R 可直接用两者的比值来得到： D L R = (4) 式中:D-----产品转子流量计上的读数值,ml/min 实验中根据塔顶取样分析可得x D ，并测量回流和产品转子流量计读数L 0和D 以及回流温度t R 和塔顶液相温度t D ，再查附表可得C PD ，r D ，由式（3）（4）可求得回流比R ，代入式（2）即可得精馏段操作线方程。 2.2 加料线（q 线）方程 11F x q y x q q = --- （5） 式中: q------进料的液相分率;

GPS测量与数据处理

GPS测量与数据处理自学指导及参考习题 第一部分 内容提要：本部分主要教授全球定位系统的产生、发展及前景和GPS的应用。与GPS的产生背景有关部分，重点介绍第一代卫星导航定位系统——子午卫星系统的原理及其局限性。与GPS应用有关的部分，重点介绍GPS在军事、交通运输、及测量等领域中的应用。 习题： 1、举例说明GPS在测量领域中的应用。 答：（1）用GPS建立和维持全球性的参考框架； （2）建立各级国家平面控制网； （3）布设城市控制网、工程测量控制网，进行各种工程测量； （4）在航空摄影测量、地籍测量、海洋测量中的应用。（《GPS测量与数据处理》，P7） 2、“Transit系统是一个连续、独立的卫星导航系统”这种说法正确吗，为什么？ 答：这种说法不正确。子午卫星系统（Transit）中没有采用频分、码分、时分等多路接收技术。接收机在某一时刻只能接收一个卫星信号，这就意味着子午卫星星座中所含的卫星数不能太多。为防止在高纬度地区的视场中同时出现两颗子午卫星从而造成信号相互干扰的可能性，子午卫星星座中的卫星一般不超过6颗，从而使中低纬度地区两次卫星通过的平均间隔达1.5h 左右。由于各卫星轨道面进动的大小和方向不一，最终造成各轨道面之间的间隔疏密不一。相邻轨道面过密时会导致两颗卫星同时进入用户视场，造成信号相互干扰，此时控制中心不得不暂时关闭一颗卫星使其停止工作。轨道面过疏时用户的等待时间有可能长达8～10h。导航定位的不连续性使子午卫星系统无法称为一种独立的导航定位系统，而只能成为一种辅助系统。（《GPS测量与数据处理》，P3） 3、名词解释：多普勒计数 答：若接收机产生一个频率为的本振信号，并与接收到的频率为的卫星信号混频，然 后将差频信号（）在时间段[，]间进行积分，则积分值，称为多普勒计数。 第二部分

测量刚体的转动惯量实验报告及数据处理

测量刚体的转动惯量实验报告及数据处理 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】

实验讲义补充： 1.刚体概念：刚体是指在运动中和受力作用后，形状和大小不变，而且内部各点的相对位置不 变的物体。 2.转动惯量概念：转动惯量是刚体转动中惯性大小的量度。它取决于刚体的总质量，质量分 布、形状大小和转轴位置 3.转动定律：合外力矩=转动惯量×角加速度 4.转动惯量叠加： 空盘：（1）阻力矩（2）阻力矩＋砝码外力→J1 空盘＋被测物体：（1）阻力矩（2）阻力矩＋砝码外力→J2 被测物体：J3=J2-J1 5.转动惯量理论公式：圆盘&圆环J=0.5mr2,J=0.5m(r12+r12) 6.转动惯量实验仪器：水准仪；线水平；线与孔不产生摩擦；塔轮选小的半径；至少3个塔轮 半径，3组砝码质量 7.计数器：遮光板半圈π；单电门，多脉冲；空盘15圈，20个值；加上被测物体，8个值； 8.泡沫垫板 9.重力加速度：s^2 10.质量：1次读数，包括砝码，圆盘，圆环，以及两圆柱体； 11.游标卡尺：6次读数，包括圆盘半径，圆环内外半径，塔轮半径，转盘上孔的内外半径（求 平均值） 12.实验目的：测量值与理论值对比 实验计算补充说明： 1.有效数字：质量，故有效数字为3位 2.游标卡尺：，读数最后一位肯定为偶数； 3.误差&不确定度： （1）理论公式计算的误差： 圆盘：J=0.5mR2（注意：直接测量的是直径） 质量m=±；（保留4位有效数字） um=*100%=% 半径R=± 若测6次,x1,x2,x3,x4,x5,x6,i=6，计算x平均值 ， 取n=6时的 ，我们处理为0 C=,仪器允差,δB= 总误差：,ux= m

化工大学精馏实验报告

北京化工大学学生实验报告 姓名： 学号： 专业： 班级： 同组人员： 课程名称：化工原理实验 实验名称：精馏实验 实验日期： 2016.5.13 北京化工大学

实验五精馏实验 摘要：本实验通过测定稳定工作状态下塔顶、塔釜及任意两块塔板的液相折光度，得到该处液相浓度，根据数据绘出x-y图并用图解法求出理论塔板数，从而得到全回流时的全塔效率及单板效率。通过实验，了解精馏塔工作原理。 关键词：精馏，图解法，理论板数，全塔效率，单板效率。 一、目的及任务 ①熟悉精馏的工艺流程，掌握精馏实验的操作方法。 ②了解板式塔的结构，观察塔板上汽-液接触状况。 ③测定全回流时的全塔效率及单塔效率。 ④测定部分回流时的全塔效率。 ⑤测定全塔的浓度（或温度）分布。 ⑥测定塔釜再沸器的沸腾给热系数。 二、基本原理 在板式精馏塔中，由塔釜产生的蒸汽沿塔逐板上升与来自塔顶逐板下降的回流液，在塔板上实现多次接触，进行传热与传质，使混合液达到一定程度的分离。 回流是精馏操作得以实现的基础。塔顶的回流量与采出量之比，称为回流比。回流比是精馏操作的重要参数之一，其大小影响着精馏操作的分离效果和能耗。 回流比存在两种极限情况：最小回流比和全回流。若塔在最小回流比下操作，要完成分离任务，则需要无穷多塔板的精馏塔。当然，这不符合工业实际，所以最小回流比只是一个操作限度。若操作处于全回流时，既无任何产品采出，也无原料加入，塔顶的冷凝液全部返回塔中，这在生产中午实际意义。但是由于此时所需理论板数最少，又易于达到稳定，故常在工业装置的开停车、排除故障及科学研究时采用。 实际回流比常取最小回流比的1.2～2.0倍。在精馏操作中，若回流系统出现故障，操作情况会急剧恶化，分离效果也将变坏。 板效率是体现塔板性能及操作状况的主要参数，有以下两种定义方法。

测量数据处理与计量专业实务

一级计量师考试（测量数据处理与计量专业实务）复习要点:测量误差的处理1 各种估计方法的比较 贝塞尔公式法是一种基本的方法，但n很小时其估计的不确定度较大，例如n=9时，由这种方法获得的标准偏差估计值的标准不确定度为25%，而n=3时标准偏差估计值的标准不确定度达50%，因此它适合于测量次数较多的情况： 极差法使用起来比较简便，但当数据的概率分布偏离正态分布较大时，应当以贝塞尔公式法的结果为准。在测量次数较少时常采用极差法： 较差法更适用于频率稳定度测量或天文观测等领域。 一级计量师考试（测量数据处理与计量专业实务）复习要点:异常值的判别和剔除什么是异常值 异常值(abnormal value)又称离群值(outlier)，指在对一个被测量的重复观测中所获的若干观测结果中，出现了与其他值偏离较远且不符合统计规律的个别值，它们可能属于来自不同的总体，或属于意外的、偶然的测量错误。也称为存在着“粗大误差”。例如：震动、冲击、电源变化、电磁干扰等意外的条件变化、人为的读数或记录错误，仪器内部的偶发故障等，可能是造成异常值的原因。 如果一系列测量值中混有异常值，必然会歪曲测量的结果。这时若能将该值剔除不用，就使结果更符合客观情况。在有些情况下，一组正确测得值的分散性，本来是客观地反映了实际测量的随机波动特性，但若人为地丢掉了一些偏离较远但不属于异常值的数据，由此得到的所谓分散性很小，实际上是虚假的。因为以后在相同条件下再次测量时原有正常的分散性还会显现出来，所以必须正确地判别和剔除异常值。 在测量过程中，记错、读错、仪器突然跳动、突然震动等异常情况引起的已知原因的异常值，应该随时发现，随时剔除，这就是物理判别法。有时，仅仅是怀疑某个值，对于不能确定哪个是异常值时，可采用统计判别法进行判别。 一级计量师考试（测量数据处理与计量专业实务）复习要点:测量误差的处理2 算术平均值的应用 由于算术平均值是数学期望的最佳估计值，所以通常用算术平均值作为测量结果。当用算术平均值作为被测量的估计值时，算术平均值的实验标准偏差就是测量结果的A类标准不确定度。 一级计量师考试（测量数据处理与计量专业实务）复习要点:最大允许误差的表示形式1 计量器具又称测量仪器。(测量仪器的)最大允许误差(maIilnn permLsibl eerrors)是由给定测量仪器的规程或规范所允许的示值误差的极限值。它是生产厂规定的测量仪器的技术指标，又称允许误差极限或允许误差限。最大允许误差有上限和下限，通常为对称限，表示时要加±号。 最大允许误差可以用绝对误差、相对误差、引用误差或它们的组合形式表示。 1.用绝对误差表示的最大允许误差 例如，标称值为1Ω的标准电阻，说明书指出其最大允许误差为±0.01Ω。即示值误差的上限为+0.01Ω，示值误差的下限为-0.01Ω，表明该电阻器的阻值允许在0.99Ω～1.01Ω范围内。一级计量师考试（测量数据处理与计量专业实务）复习要点:测量复现性的评定测量复现性是指在改变了的测量条件下，同一被测量的测量结果之间的一致性。改变了的测量条件可以是：测量原理、测量方法、观测者、测量仪器、计量标准、测量地点、环境及使用条件、测量时间。改变的可以是这些条件中的一个或多个。因此，给出复现性时，应明确说明所改变条件的详细情况。 例如在实验室内为了考察计量人员的实际操作能力.实验室主任请每一位计量人员在同样的条件下对同一件被测件进行测量，将测量结果按式(3-13)计算测量结果的复现性。此时

(完整版)数据库实验报告

数据库实验报告姓名学号

目录 一．实验标题：2 二．实验目的：2 三．实验内容：2 四．上机软件：3 五．实验步骤：3 （一）SQL Server 2016简介3（二）创建数据库 4 （三）创建数据库表 7（四）添加数据17 六．分析与讨论： 19

一．实验标题： 创建数据库和数据表 二．实验目的： 1.理解数据库、数据表、约束等相关概念； 2.掌握创建数据库的T-SQL命令； 3.掌握创建和修改数据表的T-SQL命令； 4.掌握创建数据表中约束的T-SQL命令和方法； 5.掌握向数据表中添加数据的T-SQL命令和方法三．实验内容： 1.打开“我的电脑”或“资源管理器”，在磁盘空间以自己的姓名或学号建立文件夹； 2.在SQL Server Management Studio中，使用create database命令建立“学生-选课”数据库，数据库文件存储在步骤1建立的文件夹下，数据库文件名称自由定义； 3.在建立的“学生-选课”数据库中建立学生、课程和选课三张表，其结构及约束条件如表所示，要求为属性选择合适的数据长度； 4.添加具体数据；

四．上机软件： SQL Server 2016 五．实验步骤： （一）SQL Server 2016简介 1.SQL Server 2016的界面 2.启动和退出SQL Server 2016 1)双击图标，即出现SQL Server2016的初始界 2)选择“文件”菜单中的“退出”命令，或单击控制按钮中的“×”即可 注意事项： 1.在退出SQL Server 2016之前，应先将已经打开的数据库进行保存， 2.如果没有执行保存命令，系统会自动出现保存提示框，根据需要选择相应的操作

叠加原理 实验报告范文(含数据处理)

创作编号： GB8878185555334563BT9125XW 创作者：凤呜大王* 叠加原理实验报告范文 一、实验目的 验证线性电路叠加原理的正确性，加深对线性电路的叠加性和齐次性的认识和理解。 二、原理说明 叠加原理指出：在有多个独立源共同作用下的线性电路中，通过每一个元件的电流或其两端的电压，可以看成是由每一个独立源单独作用时在该元件上所产生的电流或电压的代数和。 线性电路的齐次性是指当激励信号（某独立源的值）增加或减小K倍时，电路的响应（即在电路中各电阻元件上所建立的电流和电压值）也将增加或减小K倍。 三、实验设备 高性能电工技术实验装置DGJ-01：直流稳压电压、直流数字电压表、直流数字电流表、叠加原理实验电路板DGJ-03。 四、实验步骤 1．用实验装置上的DGJ-03线路,按照实验指导书上的图3-1，将两路稳压电源的输出分别调节为12V和6V，接入图中的U1和U2处。 2．通过调节开关K1和K2，分别将电源同时作用和单独作用在电路中，完成如下表格。 表3-1

3．将U2的数值调到12V，重复以上测量，并记录在表3-1的最后一行中。 4．将R3(330 )换成二极管IN4007，继续测量并填入表3-2中。 表3-2 五、实验数据处理和分析 对图3-1的线性电路进行理论分析，利用回路电流法或节点电压法列出电路方程，借助计算机进行方程求解，或直接用EWB软件对电路分析计算，得出的电压、电流的数据与测量值基本相符。验证了测量数据的准确性。电压表和电流表的测量有一定的误差，都在可允许的误差范围内。 验证叠加定理：以I1为例，U1单独作用时，I1a=8.693mA,，U2单独作用时， I1b=-1.198mA，I1a+I1b=7.495mA，U1和U2共同作用时，测量值为7.556mA，因此叠加性得以验证。2U2单独作用时，测量值为-2.395mA，而2*I1b=-2.396mA，因此齐次性得以验证。其他的支路电流和电压也可类似验证叠加定理的准确性。 对于含有二极管的非线性电路，表2中的数据不符合叠加性和齐次性。