现代测量与误差分析报告作业

现代测量与误差分析作业

摘要：本文介绍了由51单片机、AD7934-6转换器、滤波电路及多路选择开关组成的四通道数据采集电路，包括采集电路设计的依据和所用到的元器件的参数与型号,并给出了ADC驱动程序。

一、整体的设计要求及总框图

已知：

1、压力传感器的量程：0~100Kg;

2、传感器灵敏度：0.01Kg;

3、传感器分辨率：0.01 Kg;

4、传感器信号输出频率：<1000Hz;

5、测试系统工作量程：0~50Kg;

6、测试过程中具有高频扰动；

7、测试系统工作温度围：－40℃～60 ℃。

8、传感器输出采用电流输出：4-20mA标准电流输出

要求：

1、设计四通道数据采集电路,ADC采用AD7934-6；

2、各通道采样周期<5ms;

3、详细说明采集电路的设计依据；

4、CPU可不指定型号，采集电路与CPU的接口由示意图形式表示；

5、给出采集电路所有用到的元器件的具体型号、参数，主要考虑的指标；

6、提供主要元器件的说明书；

7、给出ADC的驱动程序。

总框图：

四通道数据采集电路如图1所示。

传感器1低通滤波

U X ADC

传感器2传感器3传感器4

低通滤波

图1 四通道数据采集电路总体设计原理图

四路传感器同时采集信号，输出四路模拟信号，经过低通滤波调理电路滤除高频干扰后，由多路选址开关选通其中一路输入A/D转换模块，其中选通信号由CPU进行控制，转换过的数字信号输入CPU。

二、主要元器件选择

2.1．滤波电路

测试过程中具有高频扰动，所以在AD转换芯片前需要加一个低通滤波器。因为各通道采样周期<5ms，则采样频率f>1/0.005=200Hz。则根据奈奎斯特频率在进行模拟/数字信号的转换过程中，当采样频率大于信号中最高频率的2倍时，采样之后的数字信号完整地保留了原始信号中的信息，一般实际应用中保证采样频率为信号最高频率的5～10倍。因此fs/2=f/2=100Hz。为消除频率混淆，在采样前先用一个截止频率f

图2 低通滤波电路

2.2．AD7934-6转换器

AD7934-6转换器芯片的引脚如图3所示。引脚的功能描述见表1。

图3 AD7934-6引脚分布

引脚序列号符号说明

VDD 提供输入电压，围为2.7V 到5.25V 。

/W B

字或字节输入。当输入为高电平时，字传输模式启动，数据

于引脚DB0至DB11之间传输；当输入低电平时，字节模式开启。数据和通道在DB0至DB7之间传输，DB8为HBEN 模式。

至10

DB0至DB7 数据位0到7。三个并行数字I/O 引脚提供转换结果，允许

控制寄存器可编程。DB0到DB7由CS 、RD 和WR 三个引脚

决定。

DRIVE V

逻辑输入电源。改电压的大小决定了转换器并行接口的电

压。改引脚需通过电容接地。该引脚电压可以和VDD 的电压不同，但是比VDD 的电压不能超过0.3V 。

12 DGND 数字地。

DB8/HBEN 当/W B 引脚为高电平时，此时DB8有效，为三态I/O 口。

当/W B 引脚为低电平时，HBEN 有效，为高字节引脚。当HBEN

为低电平时，低字节DB0至DB7可以读写；当HBEN 为高电

AD7934-6的连线图见图4所示。

AD7934-6并行接口转换和读取的方式见图5所示。

图4 AD7934-6的连线图

图5 AD7934-6的转换和读取时序图

2.3．CPU 的选择

因为A/D 转换器的转换速率01

()

C N t t =

+（t C 转换时间、t 0休止时间，N 为A/D

转换器通道数），应大于传感器采样频率，在考虑到成本的情况下，选择AT98C51单片机。

三、硬件电路设计及ADC 驱动程序

电路根据功能分为单片机模块和A/D 模块。图6是A/D 转换电路单片机模块原理图，图7是A/D 转换电路AD 模块原理图。

图6 A/D转换电路单片机模块原理图

图7 A/D转换电路AD模块原理图

单片机P1.0引脚和AD7934-6的CONVST引脚相连接，单片机通过查询此引脚的高低电平检测是否完成一次A/D转换；P1.1脚和HBEN引脚相连，单片机通过设置此引脚可以读取12为数据的高低位；P2.0脚的作用是通过反相器74LS04向AD7934-6提供片选信号ADCS；START为外部控制脚，它通过触发单片机的外部中断0启动A/D转换；D0至D7为8位数据线和AD转换器的响应位连接。

74LS04为6输入反相器，这里用到其中一路，它的作用是对单片P2.0引脚

施工测量方法及精度评定

施工测量方法及精度评定 1、设站方法根据现场情况，主要选择以下两种方式设站。 1.1 全站仪坐标法设站（1）在施工控制点上架设全站仪并对中整平，初始化后检查仪器的设置：气温、气压、棱镜常、在输入（或调出）测站点的三维坐标，量取并输入仪器高，输入（或调出）后视点坐标，照准后视点进行后视。（2）如果后视点上有棱镜，输入棱镜高，可以测量后视点的坐标和高程并与已知数据检核。（3）瞄准另一控制点，检查方位角或坐标；在另一后视点上竖棱镜或尺子检查仪器的视线高。（4）利用仪器自身的计算功能进行计算时，记录员也应该进行相应的计算，以检查输入数据的正确性。（5）在各待测站点上架设脚架和棱镜，量取、记录并输入棱镜高，测量、记录待定点的坐标和高程。 1.2 全站仪边角交会法设站（1）在未知点P上架设、整平全站仪；在已知的基本控制点A上安置棱镜，量测棱镜高；在已知点B、C上安置照准点标志。（2）量测PA间平距D、高差DH和PA至PB方向间的水平角α、β。（3）用D、α及A、B点的坐标计算Ｐ点的一组坐标；用D、β及A、C点的坐标计算Ｐ点的另一组坐标；两组坐标的差值不超过规定限差，取中数即为P点的最后坐标。

（4）根据A点的高程HA和高差DH计算仪器的视线高：H视＝HA－DH。（5）如果需要可以将P点投影到地面上，并作好记录。量取仪器高，求出地面P 点的高程。 2、施工测量方法 2.1 放样方法（1）用以上方法把测站设置好了后，就可以用测站极坐标法开始放样。（2）使用全站仪测量测点的三维坐标，用计算器计算测点距设计棱镜的距离，再指挥司镜员移动棱镜，直至到位。（3）若使用免棱镜全站仪时，可由观测员移动激光斑点再进行测量，直至到位。（4）在直线较长的边坡、洞室、混凝土工程放样时，建立以边坡平行线、洞室轴线、混凝土边线、为坐标轴的独立坐标系，以便加快测量放样的速度和减少现场测量计算的错误。 2.2 验收断面测量方法（1）验收断面测量采用免棱镜全站仪。（2）边坡断面测量时，采用相对坐标设站，任意架设仪器，直接测量符合断面要求的点位，保证断面桩号差小于10cm，数据直接保存在仪器内。（3）洞室断面测量时也可以用边坡断面测量方法，而现场通常是先把每个断面的中桩放出来，然后将仪器架设于中桩上，将方向置于断面方向上，用独立坐标进行断面测量，数据直接保存在仪器内。（4）内业资料处理前，把仪器内存储的数据传到计算机内，用专用软件进行数据格式转换，网上也可下载。

建筑施工中的工程测量及误差控制分析高峰

建筑施工中的工程测量及误差控制分析高峰发表时间：2019-03-21T11:41:10.077Z 来源：《防护工程》2018年第34期作者：高峰 [导读] 在科学技术日新月异的当下，多种数字化、自动化技术被运用到建筑工程测量之中。泗阳县方圆测绘有限公司江苏宿迁 223800 摘要：在科学技术日新月异的当下，多种数字化、自动化技术被运用到建筑工程测量之中。施工企业要顺应时代发展形势，合理运用各种现代化仪器设备，提升测量人员的综合能力，掌握科学高效的建筑测量技术，以彰显工程测量在建筑工程施工的价值，有效控制测量误差。关键词：建筑施工；工程测量；误差原因；控制措施引言对于影响工程测量精准度的原因及控制对策研究，首先分析影响工程测量精准度的主要原因，从大的角度出发以影响测量精准度的因素作为控制方向，提出相应的控制对策，切实加强对工程测量的建设。在管理当中立足于现状，用科学的控制对策减少测量误差的出现，同时加强对测量设备的维护和检修，保障工程测量工作稳定开展，提高工程测量的实际精准度。 1工程测量的含义工程测量的工作内容非常丰富，一般主要包括线路测量，定位以及检测三大部分，每一部分的工作都需要认真做好。完整的工程测量定义指的是建筑工程前期勘测、中期施工以及后期检测的全过程。通过将整个工程的施工工作，分成前、中、后三个阶段，对工程进行精细化分工，以此保证各个施工环节工作的精确性。工程测量工作贯穿于工程的各个环节，包括勘测环节测量、施工环节测量以及检测运营环节测量，建筑工程中的测量工作是为其他工作所服务的，对于其他工作具有指示性作用，可以保证建筑工程施工工作的顺利进行。这对于工程测量的工作人员提出了更高的要求，建筑测量人员要不断提高自身的专业知识和实际的工作技能，具有足够的实际工程测量工作经验，具有应对突发状况的能力，可以在实际工作中将理论知识应用到实际工作中。 2建筑施工中产生测量误差的主要原因 2.1自然原因工程测量工作在建设工程前期的作用最为明显，建设工程的前期需要对工程施工地点进行实时勘察，而施工地点特殊的环境、不同的气候、复杂的地貌以及交通环境会对工程测量的准确性造成严重的影响。以地形为例，人为因素对地形的改变是微小的，实际的建筑工程往往受特殊地形的影响较大。特殊的地势地貌在自然环境下，降雨降雪、昼夜温差等都会影响工程测量结果的准确性。 2.2人为因素人为因素对工程测量精准度的影响是工程测量当中的重要部分，其中，工程测量本就是需要以人力作为工作的核心开展的测量工作，其参与者本身的综合素质将直接影响工程测量的整体精准度。例如，在建筑工程的工程测量工作当中，部分测量人员对测量的新型设备和新型技术认识不全面，导致实际测量工作当中不能够发挥新技术、新设备的优势，相应的工程测量的精准度也没有较大的提高，导致工程测量整体质量不高，不能够为建筑工程提供准确的测量数据。此外，一些工作人员对于地形较特殊的地区的工作认真度不够，也是造成建筑工程测量数据准确度较差的主要原因之一。工作人员对于一些施工较复杂的实地测量工作还是按照对一般建筑测量的手段开展测量工作，没有考虑到地形高度、长度、面积等因素的差异，导致建筑测量收集的数据和实地的数据相差较大，导致建筑规划设计工作的设计缺乏正确的数据支持，决策不科学，严重导致建筑质量低下甚至出现返工的情况。 2.3设备因素（1）设备本身的误差。设备因素对工程测量精准度的影响在于设备本身的精准度和操作方面。实际的工程测量工作当中，其测量设备避免不了存在机械自身的误差，进而会对工程测量的精准度造成一定影响。而伴随着测量设备的长久使用，恶劣的施工环境对设备造成一定影响，导致设备老化、磨损严重，加剧设备本身磨损的出现，更加剧设备误差的出现。（2）设备检修和保养。工程测量的设备缺乏定期的检修也是影响测量精准度的重要因素，在恶劣施工环境的影响下测量设备需要定期进行规范化的检修和保养，一些超出使用年限的设备存在较大的测量误差隐患，没有规范化的检修制度将会造成工程测量工作的随意性，不能保障建筑工程实地数据的准确性。（3）设备操作的因素。设备操作上的不规范也会对最终的工程测量数据精确度造成严重的影响。其中，由于测量工程的特殊性，一些工程需要快速完成测量工作，测量工作人员在运送和使用测量设备时，不注重对设备的保护导致设备在运送和使用当中出现暴力使用的现象，设备本身的使用寿命受到一定影响，测量的精准度也有所下降。例如，GPS的测量方法其本身就存在一定的误差，如表1所示，GPS作为平面控制测量但那个中的一种，其等级不同相对的误差也就不同。 3建筑施工中工程测量及误差控制的有效对策 3.1关于控制网测量误差的有效控制措施在建筑工程测量环节，相关工作人员在开展平面控制网测定时，要将以下工作落实到位。第一，在实地勘察施工现场周围环境之后，选择最为适宜的地理位置作为控制点，所选择位置点的高程须符合现场观测的实际要求。第二，在开展控制网测量之前，相关工作人员要严格遵守相关规章制度，预先检查仪器设备，确保仪器设备造成的误差在法定范围内，方能将相关仪器设备运用到测量工作中。反之，若仪器设备的误差值超出相应范围，不仅会耗费大量人力物力财力，还会影响测量结果的准确性，给后续施工造成负面影响。第三，在开展工程测量的进程中，相关工作人员要在相应仪器设备的辅助下开展测量工作，遵循仪器、观测员、观测线路三固定的原则，在此基础上落实测量工作，以保障测量数据的精准性。第四，在开展控制网测定工作时，要依据测量要求，选择温差变化偏小的侧测量地点，以推进测量工作的有序进行。 3.2关于放样工作的质量控制影响建筑工程施工质量的因素有很多，而放样施工便是其中极为关键的因素。若放样施工的误差值过大，则会加大建筑工程出现施工

建筑施工测量技术要求及允许偏差

附录建筑施工测量技术要求及允许偏差 2．特殊要求的工程项目，应根据设计对限差的要求，确定其放样精度。

一等±0.3 ±0.1 ±1.5 变形特别敏感的高层建筑、工业建筑、高耸建筑物、重要古建筑、精密工程设施等二等±0.5 ±0.3 ±3.0 变形特别敏感的高层建筑、高耸建筑物、古建筑、重要工程设施和重要建筑场地的滑坡监测等三等±1.0 ±0.5 ±6.0 一般性的高层建筑、工业建筑、高耸建筑物、、滑坡监测等四等±2.0 ±1.0 ±12.0 观测精度要求较低的建筑物、构筑物和滑坡监测等注：1、变形点的高程中误差和点位中误差，系相对于最近基准点而言。 2、当水平位移变形测量用坐标向量表示时，向量中误差为表中响应等级点位中误差的1/√2。 3、垂直位移的测量，可视需要按变形点的高程中误差或相邻变形点高差中误差确定测量等级。施工技术资料与施工测量记录作者 : huanghunqingyi06-2-23 序名称基本要求质量记录 1 工程定位测量记录施工单位应测定建筑物位置、主控轴线及尺寸、建筑物±0.00绝对高程。 2 基槽验线记录根据主控轴线和基底平面图，检验建筑物基底外轮廓线、集水坑、电梯井坑、垫层标高（高程）、基槽断面尺寸和坡度等 3 楼层平面放线记录包括：轴线竖向投测控制线、各层墙柱轴线、墙柱边线、门窗洞口位置线、垂直度偏差等 4 楼层标高抄测记录包括：楼层＋0.5m（或＋1.0m）水平控制线、皮数杆等 5 建筑物垂直度、标高测量记录在结构工程完成和工程竣工时，对建筑物垂直度和全高进行实测。 6 沉降观测记录根据设计要求，需进行沉降观测的工程，有资质的测量单位进行施工工程中及竣工后的沉降观测。

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

位移实验

综合实验二位移实验（一）电容式传感器的位移实验一、实验目的了解电容式传感器结构及其特点。二、基本原理利用电容C＝εA／d和其它结构的关系式，通过相应的结构和测量电路可以选择ε、A、d三个参数中，保持二个参数不变，而只改变其中一个参数，则可以有测谷物干燥度（ε变）、测位移（d变）和测量液位（A变）等多种电容式传感器。本实验采用的传感器为圆筒式变面积差动结构的电容式位移传感器，如图2-9所示：它是有二个圆筒和一个圆柱组成的。设圆筒的半径为R；圆柱的半径为r；圆柱的长为x，则电容量为C=ε2πｘ／ln(R／r)。图中C1、C2是差动连接，当图中的圆柱产生?X位移时，电容量的变化量为?C=C1－C2=ε2π2?X／ ln(R／r)，式中ε2π、ln(R／r)为常数，说明?C与位移?X成正比，配上配套测量电路就能测量位移。图2-9 圆筒式变面积差动结构电容式位移传感器三、需用器件与单元主机箱、电容传感器、电容传感器实验模板、测微头。四、实验步骤 1．测微头的使用和安装参阅实验九。按图2-10将电容传感器装于电容传感接主机箱电压表的Ｖｉ器实验模板上，并按图示意接线(实验模板的输出ＶＯ１ｎ)。 2．将实验模板上的Rw调节到中间位置(方法：逆时针转到底再顺时针转３圈)。 3．将主机箱上的电压表量程(显示选择)开关打到２ｖ挡，合上主机箱电源开关，旋转测微头改变电容传感器的动极板位置使电压表显示０ｖ，再转动测微头(同一个方向)5圈，记录此时的测微头读数和电压表显示值为实验起点值。以后，反方向每转动测微头1圈，即△Ｘ=０.５ｍｍ位移，读取电压表读数(这样转10圈读取相应的电压表读数)，将数据填入表6，出Ｘ—Ｖ实验曲线(这样单行程位移方向做实验可以消除测微头的回差)。迟滞误差4．根据表6据计算电容传感器的系统灵敏度S、非线性误差δ L 、

二等水准测量设计和技术要求

二等水准测量设计和技术要求 1. 水准网的布设 1. 1水准网的技术设计水准网布设前，必须进行技术设计，获得水准网和水准路线的最佳布设方案。技术设计的要求、内容和审批程序按照ZD A75 001《测绘技术设计规定》执行。 1. 2高程系统和高程基准水准点的高程采用正常高系统，按照1985国家高程基准起算。海上岛屿不能与国家高程网直接连测时，可建立局部水准原点，根据岛上验潮站平均海水面的观测确定其高程，作为该岛屿及其附近岛屿的高程基准。凡采用局部水准原点测定的水准点高程，应在水准点成果表中注明，并说明局部高程基准的有关情况。 1. 3水准测量的精度每公里水准测量的偶然中误差M和每公里水准测量的全中误差M W—般不得超过表1 规定的数值。和W的计算方法见后面式（1）和式（2）规定。 2. 选点与埋石 2. 1选点 2.1.1选定水准路线时，应尽量沿坡度较小的公路、大路进行，应避开土质松软的地段和磁场甚强的地段，应避开行人、车辆来往繁多的街道和大的火车站等，应尽量避免通过大的河流、湖泊、沼泽与峡谷等障碍物；选定水准点时，必须能保证点位地基坚实稳定、安全僻静，并利于标石长期保存与观测。 2.1.2每一个水准点点位选定后，应设立一个注有点号、标石类型的点位标志，并按规定填绘点之记；在选定水准路线的过程中，须按规定绘制水准路线图；对于水准网的结点，还须按规定格式填绘结点接测图。 3. 2埋石水准标石，含基岩水准标石、基本水准标石和普通水准标石三大类型。根据其制作材料和埋石规格的不同，可分别为表2所列十一种标石。

混凝土普通水准标石钢管普通水准标石岩层普通水准标石混凝土柱普通水准标石爆破型混凝土柱普通水准标石墙角水准标志 3 普通水准标石标石的埋石类型可根据实地情况及相应的规定要求选定、埋设和整饰。 4.仪器的技术要求 4. 1仪器的选用二等水准测量中使用的仪器按表3规定执行。二等水准测量中所用仪器其技术指标按表4规定执行。

工程测量误差测量理论例题和习题(专题复习)

测量误差理论一、中误差估值（也称中误差）： Δi （i=1，2，…，n ）（6-8）【例】设有两组同精度观测值，其真误差分别为：第一组 -3″、+3″、-1″、-3″、+4″、+2″、-1″、-4″；第二组 +1″、-5″、-1″、+6″、-4″、0″、+3″、-1″。试比较这两组观测值的精度，即求中误差。解："2 2222219.28 41243133±=+++++++±=m "222223.38 1 3046151±=+++++++±=m 由于m 1

实验大数据误差分析报告和大数据处理

第二章实验数据误差分析和数据处理第一节实验数据的误差分析由于实验方法和实验设备的不完善，周围环境的影响，以及人的观察力，测量程序等限制，实验观测值和真值之间，总是存在一定的差异。人们常用绝对误差、相对误差或有效数字来说明一个近似值的准确程度。为了评定实验数据的精确性或误差，认清误差的来源及其影响，需要对实验的误差进行分析和讨论。由此可以判定哪些因素是影响实验精确度的主要方面，从而在以后实验中，进一步改进实验方案，缩小实验观测值和真值之间的差值，提高实验的精确性。一、误差的基本概念测量是人类认识事物本质所不可缺少的手段。通过测量和实验能使人们对事物获得定量的概念和发现事物的规律性。科学上很多新的发现和突破都是以实验测量为基础的。测量就是用实验的方法，将被测物理量与所选用作为标准的同类量进行比较，从而确定它的大小。 1.真值与平均值真值是待测物理量客观存在的确定值，也称理论值或定义值。通常真值是无法测得的。若在实验中，测量的次数无限多时，根据误差的分布定律，正负误差的出现几率相等。再经过细致地消除系统误差，将测量值加以平均，可以获得非常接近于真值的数值。但是实际上实验测量的次数总是有限的。用有限测量值求得的平均值只能是近似真值，常用的平均值有下列几种: (1) 算术平均值算术平均值是最常见的一种平均值。设1x 、2x 、……、n x 为各次测量值，n 代表测量次数，则算术平均值为 n x n x x x x n i i n ∑==+???++=121 (2-1) (2) 几何平均值几何平均值是将一组n 个测量值连乘并开n 次方求得的平均值。即 n n x x x x ????=21几 (2-2) （3）均方根平均值 n x n x x x x n i i n ∑==+???++= 1 222221均 (2-3) (4) 对数平均值在化学反应、热量和质量传递中，其分布曲线多具有对数的特性，在这种情况下表征平均值常用对数平均值。设两个量1x 、2x ，其对数平均值

水准测量误差来源及控制方法

水准测量的误差来源及控制方法水准测量是确定公路工程地面点高程的方法之一，是高程测量中精度较高且常用的方法。实施过程中，需要几个人合作才能完成，误差允许范围内的精度由于仪器和人为的影响而不容易控制，而且易出现隐蔽性错误，如果不能及早发现，基础资料是错误的，从而水准点高程不正确，直接影响路线纵断面设计和施工。关键词：水准测量水准仪高程误差 1. 0勘察设计过程中水准测量的问题水准测量是采用几何原理，利用水平视线测定两点间高差。仪器使用水准仪，工具是水准尺和尺垫。公路工程测量一般使用DS3型微倾式自动安平水准仪，每公里能达到的精度是3mm，水准仪在一个测站使用的基本程序是安置仪器、粗略整平、瞄准水准尺、精确整平和读数。我们在实际勘测过程中按这个顺序施行，在每一水准点段测完后复核结果。同一条公路采用同一个高程系统，测量方法是基平与中平同时测量，两台水准仪同时观测一个水准尺，间视和转点由两个人立水准尺，但两台水准仪总是同时观测一个水准尺进行读数，一个水准点段测完后检核，在每一测站，没有检查、复核，为误差的积累创造了条件，容易返工，耽误时间、浪费人力。通过工程实践证明，这一方法经常出现错误，节选五个水准点连续错误中的一个测段结果如表1.1和1.2所示：

表1.1经过成果整理，读数差Δh=Σ后视-Σ前视，Δh小于2mm满足规范要求。但是施工过程中，施工单位提出问题，经过表1.2复核补充测量成果证实，外业测量的结果不正确，因此，有必要分析水准测量的误差，找出控制纠正的方法，避免错误的出现，保证项目的顺利施工。 2. 0水准测量的现状现在应用水准点与中桩分开观测的方法，水准点观测采取往返测量，成果整理要求高差闭合差fh容（fh容=Σh往+Σh返）达到平原微丘区三等水准测量的精度不大于±20·L（1/2）。平原微丘地区影响水准测量精度的主要因素是水准路线的长度，长度越长，精度越低。山区，则是测站，测站越多，精度越低。 3. 0水准测量的误差分析及控制方法水准测量误差有仪器误差、观测误差和外界条件的影响。 3.1仪器误差之一是水准仪的望远镜视准轴不平行于水准管轴所产生的误差仪器虽在测量前经过校正，仍会存在残余误差。因此造成水准管气泡居中，水准

水准测量误差分析(精)

水准测量误差分析 3.5.1水准测量的误差分析水准测量误差包括仪器误差，观测误差和外界条件的影响三个方面。 (一) 仪器误差 ① 仪器校正后的残余误差例如水准管轴与视准轴不平行，虽经校正仍然残存少量误差等。这种误差的影响与距离成正比，只要观测时注意使前、后视距离相等，便可消除或减弱此项误差的影响。 ② 水准尺误差由于水准尺刻划不正确，尺长变化、弯曲等影响，会影响水准测量的精度，因此，水准尺须经过检验才能使用。至于尺的零点差，可在一水准测段中使测站为偶数的方法予以消除。 (二) 观测误差 ①水准管气泡居中误差设水准管分划道为τ″，居中误差一般为±0.15τ″，采用符合式水准器时，气泡居中精度可提高一倍，故居中误差为 m =ρτ' '?'''±215.0·D 3-35 式中 D —水准仪到水准尺的距离。 ② 读数误差在水准尺上估读数毫米数的误差，与人眼的分辨力、望远镜的放大倍率以及视线长度有关，通常按下式计算 m v =ρ' '?''D V 06 3-36 式中 V —望远镜的放大倍率； 60″—人眼的极限分辨能力。 ③ 视差影响当存在视差时，十字丝平面与水准尺影像不重合，若眼睛观察的位置不同，便读出不同的读数，因而也会产生读数误差。 ④ 水准尺倾斜影响水准尺倾斜将尺上读数增大，如水准尺倾斜033'?，在水准尺上1m 处读数时，将会产生2mm 的误差；若读数大于1m ，误差将超过2mm 。（三）外界条件的影响 ① 仪器下沉由于仪器下沉，使视线降低，从而引起高差误差。若采用“后、前、前、后”观测程序，可减弱其影响。 ② 尺垫下沉如果在转点发生尺垫下沉，使下一站后视读数增大，这将引起高差误差。采用往返观测的方法，取成果的中数，可以减弱其影响。 ③ 地球曲率及大气折光影响如式3-25所示地球曲率与大气折光影响之和为 R D f 2 43.0?= 3-37

建筑工程测量教案

第一讲工程测量的基本理论知识㈠知识目标：熟悉工程测量的任务、内容能力目标：掌握工程测量的一般程序与工作原则一、本课程学习的目的与内容简介通过设疑、答疑引入工程测量的目的，对照课程目录解说本课程学习的主要内容及能力要求。二、工程测量的概念 1.工程测量学的任务和内容工程测量学的含义——指的是研究工程建设在勘测设计阶段、施工准备阶段、施工阶段、竣工验收阶段以及交付使用后的服务管理阶段所进行的各种测量工作的一门科学。工程测量学的任务——为工程建设服务工程测量学的内容——测定和测设工程测量学的实质——确定点的位置测定——指的是用恰当的测量仪器、工具和测量方法对地球表面的地物和地貌的位置进行实地测量并按照一定的比例尺缩绘成图的过程。（包括图根控制测量、地形测量、竣工测量、变形测量等）测设——指的是用恰当的测量仪器、工具和测量方法将规划、设计在图上的建筑物、构筑物标定到实地上，作为施工依据的过程。（包括建筑基线及建筑方格网的测设、施工放样、设备安装测量等） 2.建筑工程测量的内容

⑴工程规划设计阶段——测绘地形图 ⑵工程施工准备阶段——按图样要求实地标定建筑物、构筑物的平面位置和高程 ⑶施工阶段——对施工和安装工作进行检验、校核 ⑷管理阶段——定期进行变形观测（大型和重要建筑物）工程建设的每一个阶段都离不开测量工作，测量的精度和速度直接影响到整个工程的质量和速度。测量放线工——进行工程建设的施工测量 3. 测量工作的一般程序 ⑴从整体到局部 ⑵从高级到低级 ⑶先控制后细部 4. 测量放线工的工作原则 ⑴严格按建筑工程施工设计图样的要求进行施工测量 ⑵按建筑工程施工组织设计的安排及时进行有关测量工作 ⑶严格按测量规范和细则进行测量工作 ⑷边工作边检核第二讲工程测量的基本理论知识㈡知识目标：掌握地面点位的确定方法及建筑工程施工图的识读方法

全站仪测量误差分析

全站仪测量误差分析随着新仪器新设备的不断出现，测量技术的不断提高，同时对工程质量的要求也是愈来愈高，这就对精度的要求加强了许多，随着全站仪在施工放样中的广泛应用，为了使全站仪在实际生产中更好地运用,现结合工程测量理论,对全站仪在测量放样中的误差及其注意事项进行分析。在我们建筑施工测量中，全站仪主要是用于测量坐标点位的控制和高程的控制，在以下几个方面对全站仪放样的误差作简要概述。 1、全站仪在施工放样中坐标点的误差分析全站仪极坐标法放样点点位中误差MP由测距边边长S(m)、测距中误差ms(m)、水平角中误差mβ(″)和常数ρ=206265″共同构成,其精度估算公式为：而水平角中误差mβ(″)包含了仪器整平对中误差、目标偏心误差、照准误差、仪器本身的测角精度以及外界的影响等。式(3)表明,对固定的仪器设备,采用相同的方法放样时,误差相等的点分布在一个圆周上,圆心为测站O。因此对每一个放样控制点O,可以根据点位放样精度m计算圆半径S,在半径范围内的放样点都可由此控制点放样。由式(1)可看出,放样点位误差中,测距误差较小,主要是测角误差。因此,操作中应时时注意提高测角精度。 2、全站仪在控制三角高程上的误差分析一般情况下，在测量高程时方法为:设A,B为地面上高度不同的两点。已知A点高程HA,只要知道A点对B点的高差HAB即可由HB=HA±HAB得到B点的高程HB。当A、B两点距离较短时，用上述方法较为合适。在较长距离测量时要考虑地球曲率和大气折光对高差的影响。设仪器高为i,棱镜高度为l,测得两点间的斜距为S,竖直角α,则AB两点的高差为: 一般情况下，当两点距离大于400m时须考虑地球曲率及大气折光的影响，在高差计算时需加两差改正。式中R为地球曲率半径,取6371km, k为大气折光差系数，k=1-2RC (C为球气差，C=0.43D2/R，D：两点间水平距离)。从上式中可以看出，当距离较远时，影响高差精度的主要因素就是地球曲率及大气折光，如果高程传递次数较多，累计误差就会加大，在测量时，最好是一次传递高程，若有需要，往返测高程，取其平均值以减小误差。（1）、地球曲率改正以水平面代替椭球面时，地球曲率对高差有较大的影响，测量中，采取视距离相等，消除其影响。三角高程测量是用计算影响值加以改正。地球曲率引起的高差误差，按下式计算 P=D2 /2R （2）、大气折光改正一般情况下，视线通过密度不同的大气层时，将发生连续折射，形成向下弯曲的曲线。视线读数与理论位值读数产生一个差值，这就是大气光引起的高差误差。按下式计算 r =D2 /14R

实验07(光纤传感器的位移测量及数值误差分析实验)实验报告

实验报告：实验07 （光纤传感器的位移测量及数值误差分析实验）实验一：光纤传感器位移特性实验一、实验目的：了解光纤位移传感器的工作原理和性能，测量其静态特性实验数据。学会对实验测量数据进行误差分析。二、基本原理：本实验采用的是传光型光纤，它由两束光纤混合后，组成Y 型光纤，半园分布即双D 分布，一束光纤端部与光源相接发射光束，另一束端部与光电转换器相接接收光束。两光束混合后的端部是工作端亦称探头，它与被测体相距X，由光源发出的光纤传到端部出射后再经被测体反射回来，另一束光纤接收光信号由光电转换器转换成电量，而光电转换器转换的电量大小与间距X 有关，因此可用于测量位移。三、器件与单元：主机箱、光纤传感器、光纤传感器实验模板、测微头、反射面。四、实验数据：实验数据记录如下所示：表1光纤位移传感器输出电压与位移数据实验二：随机误差的概率分布与数据处理 1.利用Matlab语句（或C语言），计算算术平均值和标准差（用贝塞尔公式） clc; clear; l=[20.42 20.43 20.40 20.43 20.42 20.43 20.39 20.30 20.40 20.43 20.42 20.41 20.39 20.39 20.40];%例2-22数据 v0=l-mean(l)%残差列 M1=mean(l)%算术平均值 M2=std(l)%标准差计算结果

数据分布 2.利用Matlab语句（或C语言），用残余误差校核法判断测量列是否存在线性和周期性系统误差 %残余误差校核法校核线性系统误差 N=length(l)%原数组长度 if(mod(N,2))%求数组半长 K=(N+1)/2 else K=(N)/2 end A1=0; delta=0;%delta=A1-A2 for i=1:K;%计算前半部分残差和 A1=A1+v0(i); end A2=0; for j=K+1:N;%计算后半部分残差和 A2=A2+v0(j); end A1; A2; fprintf('Delta校核结果\n'); delta=A1-A2%校核结果 %阿贝-赫梅特准则校核周期性系统误差 u=0 for i=1:N-1; u=u+v0(i)*v0(i+1); end u=abs(u) if((u-sqrt(N-1)*M30)>0)

二等水准测量设计和技术要求71969

二等水准测量设计和技术要求 1. 水准网的布设 1．1水准网的技术设计水准网布设前，必须进行技术设计，获得水准网和水准路线的最佳布设方案。技术设计的要求、内容和审批程序按照ZD A75 001《测绘技术设计规定》执行。 1． 2高程系统和高程基准水准点的高程采用正常高系统，按照1985国家高程基准起算。海上岛屿不能与国家高程网直接连测时，可建立局部水准原点，根据岛上验潮站平均海水面的观测确定其高程，作为该岛屿及其附近岛屿的高程基准。凡采用局部水准原点测定的水准点高程，应在水准点成果表中注明，并说明局部高程基准的有关情况。 1． 3水准测量的精度每公里水准测量的偶然中误差?M 和每公里水准测量的全中误差W M 一般不得超过表1 规定的数值。 ?M 和W M 的计算方法见后面式（1）和式（2）规定。 2．选点与埋石 2．1选点 2.1.1选定水准路线时，应尽量沿坡度较小的公路、大路进行，应避开土质松软的地段和磁场甚强的地段，应避开行人、车辆来往繁多的街道和大的火车站等，应尽量避免通过大的河流、湖泊、沼泽与峡谷等障碍物；选定水准点时，必须能保证点位地基坚实稳定、安全僻静，并利于标石长期保存与观测。 2.1.2每一个水准点点位选定后，应设立一个注有点号、标石类型的点位标志，并按规定填绘点之记；在选定水准路线的过程中，须按规定绘制水准路线图；对于水准网的结点，还须按规定格式填绘结点接测图。 3． 2埋石水准标石，含基岩水准标石、基本水准标石和普通水准标石三大类型。根据其制作材料和埋石规格的不同，可分别为表2所列十一种标石。

标石的埋石类型可根据实地情况及相应的规定要求选定、埋设和整饰。4．仪器的技术要求 4．1仪器的选用二等水准测量中使用的仪器按表3规定执行。 4．3仪器技术指标二等水准测量中所用仪器其技术指标按表4规定执行。

施工测量的目的和内容

测量地形图是以地面控制点为基础，测量出控制点至周围各地形特征点的距离、角度、高差以及测点与测点间的相互位置关系等数据，并按一定的比例将这些测点缩绘到图纸上，绘制成图。施工测量是以地面上的施工控制点为基础，根据图纸上的建、构筑物的设计尺寸，计算出各部分的特征点与控制点之间的距离、角度、高差等数据，将建、构筑物的特征点在实地标定出来，以便施工，这项工作又称“放样”。施工测量所采用的方法基本上与测图所用的方法一致，所用仪器基本相同。但施工测量也有其自身的特点和规律。一、施工测量的目的和内容施工测量的目的是按照设计和施工的要求将设计的建筑物、构筑物的平面位置和高程在地面上标定出来，作为施工的依据，并在施工过程中进行一系列的测量工作，以衔接和指导各工序之间的施工。施工测量贯穿于整个施工过程中。从场地平整、建筑物定位、基础施工，到建筑物构件安装等，都需要进行施工测量，以能使建筑物、构筑物各部分的尺寸、位置符合设计要求。其主要内容有：（1）建立施工控制网。（2）建筑物、构筑物的详细测设。（3）检查、验收。每道施工工序完工之后，都要通过测量检查工程各部位的实际位置及高程是否与设计要求相符合。（4）变形观测。随着施工的进展，测定建筑物在平面和高程方面产生的位移和沉降，收集整理各种变形资料，作为鉴定工程质量和验证工程设计、施工是否合理的依据。二、施工测量的特点与测图工作相比，具有如下特点：（1）目的不同。测图工作是将地面上的地物、地貌测绘到图纸上，而施工测量是将图纸上设计的建筑物或构筑物测设到实地。（2）精度要求不同。施工测量的精度要求取决于工程的性质、规模、材料、施工方法等因素。一般高层建筑物的施工测量精度要求高于低层建筑物的施工测量精度，钢结构施工测量精度要求高于钢筋混凝土结构的施工测量精度，装配式建筑物的施工测量精度要求高于非装配式建筑物的施工测量精度。此外，由于建筑物、构筑物的各部位相对位置关系的精度要求较高，因而工程的细部放样精度要求往往高于整体放样精度。（3）施工测量工序与工程施工工序密切相关，某项工序还没有开工，就不能进行该项的施工测量。测量人员必须了解设计的内容、性质及其对测量工作的精度要求，熟悉图纸上的设计数据，了解施工的全过程，并掌握施工现场的变动情况，使施工测量工作能够与施工密切配合。（4）受施工干扰。施工场地上工种多、交叉作业频繁，并要填、挖大量土石方，地面变动很大，又有车辆等机械振动，因此各种测量标志必须埋设稳固且在不易破坏的位置。解决办法是采用二级布设方式，即设置基准网和定线网。基准网远离现场，定线网布设于现场，当定线网密度不够或者现场受到破坏时，可用基准网增设或恢复之。定线网的密度应尽可能满足一次安置仪器就可测设的要求。三、施工测量的原则为了保证施工能满足设计要求，施工测量也应遵循“由整体到局部，先控制后细部”的原则，即先在施工现场建立统一的施工控制网，然后以此为基础，测设出各个建筑物和构筑物的细部位置。这样可以减少误差累积，保证测设精度，免除因建筑物众多而引起测设工作的紊乱。此外，施工测量责任重大，稍有差错，就会酿成工程事故，造成重大损失。因此，必须加强外业和内业的检核工作。检核是测量工作的灵魂。四、施工测量的精度施工测量的精度取决于工程的性质、规模、材料、施工方法等因素。因此，施工测量的精度应由工程设计人员提出的建筑限差或工程施工规范来确定。建筑限差一般是指工程竣工后的最低精度要求，它应理解为允许误差。设建筑限差为，工程竣工后的中误差应为建筑限差的一半，即= /2。工程竣工后的中误差由测量中误差和施工中误差组成，而测量中误差又由控制测量中误差和细部放样中误差两部分组成，则（5-1-1）上述各种误差之间的相互匹配要根据施工现场条件来确定，并以每一项作业工序的“难易度、成本比”大致相等为准则，既要保证工程质量，又要节省人力、物力。一般来说，测量精度要比施工精度高。它们之间的比例关系为：

实验大数据误差分析报告与大数据处理

第一章实验数据误差分析与数据处理第一节实验数据误差分析一、概述由于实验方法和实验设备的不完善，周围环境的影响，以及人的观察力，测量程序等限制，实验测量值和真值之间，总是存在一定的差异，在数值上即表现为误差。为了提高实验的精度，缩小实验观测值和真值之间的差值，需要对实验数据误差进行分析和讨论。实验数据误差分析并不是即成事实的消极措施，而是给研究人员提供参与科学实验的积极武器，通过误差分析，可以认清误差的来源及影响，使我们有可能预先确定导致实验总误差的最大组成因素，并设法排除数据中所包含的无效成分，进一步改进实验方案。实验误差分析也提醒我们注意主要误差来源，精心操作，使研究的准确度得以提高。二、实验误差的来源实验误差从总体上讲有实验装置（包括标准器具、仪器仪表等）、实验方法、实验环境、实验人员和被测量五个来源。 1.实验装置误差测量装置是标准器具、仪器仪表和辅助设备的总体。实验装置误差是指由测量装置产生的测量误差。它来源于：（1）标准器具误差标准器具是指用以复现量值的计量器具。由于加工的限制，标准器复现的量值单位是有误差的。例如，标准刻线米尺的0刻线和1 000 mm刻线之间的实际长度与1 000 mm单位是有差异的。又如，标称值为 1kg的砝码的实际质量（真值）并不等于1kg等等。（2）仪器仪表误差凡是用于被测量和复现计量单位的标准量进行比较的设备，称为仪器或仪表．它们将被测量转换成可直接观察的指示值。例如，温度计、电流表、压力表、干涉仪、天平，等等。由于仪器仪表在加工、装配和调试中，不可避免地存在误差，以致仪器仪表的指示值不等于被测量的真值，造成测量误差。例如，天平的两臂不可能加工、调整到绝对相等，称量时，按天平工作原理，天平平衡被认为两边的质量相等。但是，由于天平的不等臂，虽然天平达到平衡，但两边的质量并不等，即造成测量误差。（3）附件误差为测量创造必要条件或使测量方便地进行而采用的各种辅助设备或附件，均属测量附件。如电测量中的转换开关及移动测点、电源、热源和连接导线等均为测量附件，且均产生测量误差。又如，热工计量用的水槽，作为温度测量附件，提供测量水银温度计所需要的温场，由于水槽内各处温度的不均匀，便引起测量误差，等等。按装置误差具体形成原因，可分为结构性的装置误差、调整性的装置误差和变化性的装置误差。结构性的装置误差如：天平的不等臂，线纹尺刻线不均匀，量块工作面的不平行性，光学零件的光学性能缺陷，等等。这些误差大部分是由于制造工艺不完善和长期使用磨损引起的。调整性的装置误差如投影仪物镜放大倍数调整不准确，水平仪的零位调整不准确，千分尺的零位调整不准确，等等。这些误差是由于仪器仪表在使用时，未调整到理想状态引起的。变化性的装置误差如：激光波长的长期不稳定性，电阻等元器件的老化，晶体振荡器频率的长期漂移，等等。这些误差是由于仪器仪表随时间的不稳定性和随空间位置变化的不均匀性造成的。 2.环境误差环境误差系指测量中由于各种环境因素造成的测量误差。被测量在不同的环境中测量，其结果是不同的。这一客观事实说明，环境对测量是有影响的，是测量的误差来源之一。环境造成测量误差的主要原因是测量装置包括标准器具、仪器仪表、测量附件同被测对象随着环境的变化而变化着。测量环境除了偏离标准环境产生测量误差以外，从而引起测量环境微观变化的测量误差。 3.方法误差

工程测量中三角高程测量误差分析及解决方法

工程测量中三角高程测量的误差分析及解决方法戚忠中国水利水电第四工程局有限公司测绘中心，青海西宁，邮编810007 一引言一直以来，为保证精度，高等级高程测量都采用几何水准的方法。而在某些特定环境下，几何水准往往会耗费大量的人力、物力，且受地形等条件因素影响较大！鉴于几何水准在某些特定情形下无法进行的问题，探讨如何提高三角高程测量的精度，以保证其测量成果的可行性和可靠性，使得三角高程测量成果足以替代几何水准。随着高精度全站仪的问世，结合合理的方式、方法，运用三角高程替代几何水准测量是切实可行的。三角高程代替几何水准可以解决跨河水准及高边坡、危险地段无法进行精密几何水准测量的难题，保障危险地段测量人员和仪器设备的安全，提高了工作效率，降低了测量成本。二三角高程测量误差分析常见的三角高程测量有单向观测法、中间法和对象观测法，对向观测法可以消除部分误差，故在三角高程测量中采用较为广泛。对向观测法三角高程测量的高差公式为： (1) 式中：D为两点问的距离；a为垂直角;为往返测大气垂直折光系数差；i为仪器高；v为目标高； R为地球曲率半径(6370 km)；为垂线偏差非线性变化量；令。对式(1)微分，则由误差传播定律可得高差中误差：

(2) 由式(2)可知影响三角高程测量精度主要有：1.竖直角（或天顶距）、2.距离、3.仪器高、4.目标高、5.球气差。第1、2项可以通过试验观测数据分析选择精度合适的仪器及其配套的反光棱镜、温度计、气压表等，我们选择的是徕卡TCA2003及其配套的单棱镜、国产机械通风干湿温度计、盒式气压计；第3、4项，一般要求建立稳定的观测墩和强制对中装置，采用游标卡尺在基座3个方向量取，使3个方向量取的校差小于0.2 mm，并在测前、测后进行2次量测；第5项球气差也就是大气折光差，也是本课题的研究重点。三减弱大气折光差的方法和措施大气折光差：是电磁波经过大气层时，由于传播路径产生弯曲及传播速度发生变化而引起观测方向或距离的误差。大气折光对距离的影响，表现在电磁波测距中影响的量值相对较大，必须在测距的同时实测测线上的气象元素，再用大气折光模型对距离观测值进行改正。减弱大气折光差的方法和措施有：a.提高观测视线高度；b.尽量选择短边传递高程；c.选择有利观测时间；d.采用同时对向观测；e.确定合适的大气折光系数。上述的5种办法虽然都可以减弱大气折光对三角高程测量精度的影响，但在实际工作中也有很多制约因素。下面具体分析。 3.1提高观测视线高度。由于工地地形条件限制、抬高视线高度需要造高标增大测量成本、由于标墩高大影响其它工程施工，提高观测视线高度的方法不可取。 3.2尽量选择短边传递高程。由三角高程测量高差计算公式可知，折光的影响与距离的平方成比例，选择短边传递高程有利。但控制网的边长是由多种因素控制的，不能随意增加和减少。 3.3选择有利观测时间。中午前后（10～15时）垂直折光小，观测垂直角最有利。日出