定位误差计算中几个疑难问题解析

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定位误差的分析与计算

定位误差的分析与计算一、定位误差的概念和原因定位误差是指定位系统测量结果与真实位置之间的差异或偏差。

在现代生活中，定位系统广泛应用于导航系统、无人驾驶、无人飞行器等领域，而定位误差对于系统的准确性和可靠性至关重要。

1.信号传播误差：这是由于信号在传播过程中受到大气中的影响，如电离层、大气湿度等所产生的误差。

这种误差对于GPS系统尤为明显，导致多径效应、钟差误差等。

2.接收机误差：接收机的硬件和软件系统可能存在不同程度的误差。

硬件方面，接收机的时钟精度、天线阻抗匹配等问题都可能导致定位误差。

软件方面，接收机的算法、数据处理等也可能引入误差。

3.观测误差：观测误差是指由于测量设备的精度或不完善性所导致的误差。

例如，测量设备的精度限制了对信号强度、TOA（Time of Arrival）等参数的准确测量。

4.环境因素：环境因素也是定位误差产生的原因之一、比如，建筑物、树木、走廊等物体会对信号传播产生阻碍和衍射，从而影响接收机的测量结果。

5.多径效应：多径效应是指信号传播过程中，信号除了直射到达接收机外，还经历了反射，导致信号的多个传播路径同时到达接收机。

多径效应会产生明显的信号干扰和测量误差。

二、定位误差的计算方法1.位置误差计算：位置误差是指实际测量位置与真实位置之间的距离差异。

一种常见的计算方法是通过比较GPS测量点与参考点之间的差异来计算位置误差。

通过收集多个测量点的数据，可以使用最小二乘法进行曲线拟合，从而计算出测量点与真实位置之间的距离差异。

2.时间误差计算：时间误差是指实际测量时间与真实时间之间的差异。

在GPS系统中，时间误差主要由于卫星钟的钟差所引起。

通过GPS接收机接收到的卫星信号的时间戳和GPS接收机内部的时间戳之间的差异，可以计算出时间误差。

4.误差修正算法：为了减小定位误差，可以使用一些误差修正算法来对测量结果进行修正。

一种常见的方法是差分GPS技术，通过使用两个或多个接收机接收同一卫星信号，对测量结果进行差分处理，从而减小定位误差。

RTK测量定位的误差原因及其解决方法汇总，值得学习！

RTK测量定位的误差原因及其解决方法汇总，值得学习！RTK测量定位的误差主要来源于地面接收设别、卫星信号的传播过程和GPS卫星等。

1.转换参数的影响RTK测量时必须先求转换参数，就是将WGS-84坐标系转换成地方坐标系，参数的精度直接影响测量成过的精度，转换参数受影响的因素有：转换控制点的精度、转换控制点的分布，不同的方式对rtk的测量精度产生不同的结果，在rtk转换参数时，基准站必须保证不动，然后再去测控制点，不然就会产生系统误差，获得的成果可能整体出错，另外参数的确定有四参数和七参数。

2.卫星信号的影响RTK要求基准站和移动站能同时接收至少5颗相同的卫星信号，卫星数量越多和分布情况好的时候，RTK的信号越好，反之测量精度会很差，甚至不能解算。

3.RTK基准站数据链传输的影响因为RTK测量时要求基准站rtk接收机实时的把观测数据和基准站已知数据通过无线电传输给移动站rtk，所以无线电信号的传输在rtk测量中至关重要。

但无线电的数据链信号在传输过程中容易被高山，楼房的阻挡，也有可能会受到其他电磁波的干扰产生异常，所以移动站的电台接收跟rtk测量信号稳定有很大关系。

4.移动站工作方式的影响移动站工作方式一般有对中杆和三脚架两种。

使用对中杆方便使用，但机子容易晃动，精度起伏稍大，三脚架稍繁琐，但精度要高一点，特别是在对控制点进行测量的时候就需要机子稳定下来在测。

5.作业时段的选择为了使RTK能够接收到足够多的卫星，应该避开雨天，云层比较厚的天气，同时为了减少电流层，对流层的影响应该避开14时左右的时间段。

6.基准站作业的选择为了保证接收到足够多的卫星信号和发射无线电数据链，基准站上空应无大面积遮蔽和影响数据链通讯的无线电干扰，因此，rtk基准站应选择视野开阔的建筑物楼顶或地势较高处，必须避开电视、电台发射塔，飞机场、高压线和大面积水域等。

7.移动站作业时的选择除了地形地貌和放样外，移动站应和基站一样避免卫星信号和数据链的影响和多路径效应的产生。

定位误差分析解析

（二）定位误差分析计算
平面度误差很小，定位副制造不准确误差可忽略，所以定位误差主要由基准不重合引起。（1）工件以平面定位时的定位误差分析计算【例】以A 面定位加工φ20H8孔，求加工尺寸40±0.1mm的定位误差。解：设计基准B与定位基准A不重合，因此将产生基准不重合误差：
JB 0.05 0.1m m 0.15m m
要保证零件加工精度，则需满足以下条件：
①△总 ≤ δ 其中△总为多种原因产生的误差总和； δ是工件被加工尺寸的公差 △总包括 1、夹具在机床上的装夹误差 2、工件在夹具中的定位误差和夹紧误差 3、机床调整误差 4、工艺系统的弹性变形和热变形误差```` 5、机床和刀具的制造误差及磨损误差等。
为了方便分析定位误差，常将△总化作三个部分：定位误差△DW：安装、调整误差△AW:包括夹具在机床上的装夹误差、机床调整误差、夹紧误差以及机床和刀具的制造误差等。加工过程误差△GW：包括工艺系统的弹性变形和热变形误差以及磨损误差等。为保证加工要求，上述三项误差合成后应小于或等于工件公差δ。
ΔJB
工序基准
由于基准不重合引起的定位误差
b
a
2.基准位置误差ΔJW 由于工件定位表面或夹具定位元件制作不准确引起的定位误差，称为基准位置误差ΔJW
基准位移引起的基准位置误差
基准位置误差ΔJW △JW=（ △D+ △d ）/2
一、定位误差分析
定位误差：因工件定位而产生的工序（设计）基准相对于夹具限位基准在工序尺寸方向上的最大变动量△DW
基准不重合误差 △JB
定位基准与工序（设计）基准不重合引起的误差
大小等于工序（设计）基准与定位基准之间的尺寸公差
定位误差的组成定位基准相对于夹具限位基准在加工尺寸方向上的最大变动量。

定位误差分析计算例题解答

P.157（题3-3）习题（定位误差分析计算）解答：答：本工序铣槽要保证两个加工精度：尺寸014.054-和对称度不大于0.03。

1、采用第一种定位方案（见b 图）时，（1）对于尺寸014.054-的定位误差： )047.0(314.0021.0145sin 121.012sin 12=≤≈⎪⎭⎫ ⎝⎛-︒=⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=∆-∆=∆αd JB JW DW T 所以能保证尺寸014.054-的加工精度要求。

（2）对于对称度的定位误差：000=+=∆+∆=∆JW JB DW（注：由于V 形块对工件外圆定位时，其定位基准就是过外圆中心的垂直线，即垂直方向的直径，所以定位基准与对称度的设计基准重合，0=∆JB ；又由于V 形块具有自动对中作用，外圆的中心仅在垂直方向上产生位置偏差，不会在水平方向上产生偏移，所以0=∆JW 。

）所以能保证对称度的加工精度要求。

由此可见，第一种定位方案能同时保证上述两个加工精度要求。

2、采用第二种定位方案（见c 图）时，因定位销轴水平放置，属于单边固定接触。

（1）对于尺寸014.054-的定位误差：）（047.0314.0085.0)202.003.0()21.0202.0(=≥=+++=∆+∆=∆JW JB DW （注：由于用销轴对工件内孔进行定位，定位基准是工件内孔的中心，而设计基准是工件外圆的下母线，所以基准不重合，另外要注意到根据题目的提示：内孔与外圆还存在着同轴度公差，同轴度公差是指任意直径方向上，所以基准不重合误差既要考虑到工件外圆半径公差，还要考虑到同轴度公差在半径方向上所产生的最大偏差）所以不能保证尺寸014.054-的加工精度要求。

（2）对于对称度的定位误差：）（01.0303.002.0002.0=≥=+=∆+∆=∆JW JB DW （注：由于销轴对工件内孔定位时，其定位基准就是内孔中心，而对称度的设计基准是外圆的中心，即垂直方向的直径，当外圆的中心与内孔的中心在水平方向上产生最大的同轴度误差时，定位基准与对称度的设计基准不重合，02.0=∆JB ；又由于水平放置的销轴也具有自动对中作用，内孔的中心仅在垂直方向上产生位置偏差，不会在水平方向上产生偏移，所以0=∆JW 。

定位误差的分析和计算

此时为定位基准与工序基准不重叠，不但有基准位移误差，
而且还有基准不重叠误差，又定位尺寸与加工尺寸方向一致，
所以尺寸B1旳定位误差为
DB1 B1max B1min P1P2 P1O2 O2 P2
O1O2 O1P1 - O2P2
(
2
d
sin
d ) (d 22
d )
2
2
d 2sin
床夹具中旳正确位置所采用旳基准。工序基准：在工艺图上用以标定被加工表
面位置旳基准。
实例分析
如图1所示，在工件上铣一种通槽，要求确保尺寸a、b、h，为使分析问题以便，仅讨论尺寸a怎样确保旳问题。
加工a尺寸时，当以A面和B面定位时，此时加工尺寸a旳定位基准面和工序基准面都是B面，即基准重叠。
则又因为
Df
OA1 OA2
1 2
d o max
1 2
d o min
Df
1 2
do
Df
1 2
do
(
1 2
D
1 2
do
)
1 2
D
而
1 2
D
1 2
do
Y
1 2
D
B
则
Df Y B
综合上述分析计算成果可知，当工件以圆柱孔在间隙配合圆柱心轴（或定位销上）定位，且为固定单边接触时，工序尺寸旳定位误差值、随工序基准旳不同而异。其中以孔上母线为工序基按时，定位误差最小；以孔心线为工序基按时次之，以孔下母线为工序基按时，定位误差较前几种情况都大。
当定位尺寸与工序尺寸方向一致时，则定位误差就是定位尺寸旳公差。
若定位尺寸与工序尺寸方向不一致时，则定位误差就是定位尺寸公差在加工尺寸方向旳投影。

GPS测量误差因素分析与消除措施

GPS测量误差因素分析与消除措施摘要：GPS测量出现误差是在工程中容易出现的现象，造成误差的因素有很多，如何消除测量误差，得到精准、稳定的测量结果，是本文研究的重点。

关键词：GPS、RTK测量、误差因素、消除措施随着社会科技的发展，GPS-RTK测量技术在地形测量、工程测量等专业测量中的应用越来越广泛，下面是我在GPS-RTK测量工作中对测量误差因素的产生及消除措施的一点心得体会。

一、GPS-RTK测量误差的因素分析1、转换参数造成的误差由于GPS测量采用WGS- 84坐标系统, 而我国目前所采用的坐标系统为1954北京坐标系(或1980国家大地坐标系统等) , 所以GPS-RTK测量时必须先求转换参数, 以便将WGS-84坐标转换到1954北京坐标系、1980国家大地坐标系等。

转换参数的求解是RTK测量的基础, 转换参数的精确程度是影响RTK测量精度的关键因素。

2、测量作业的控制区域测量作业范围受转换控制点的约束。

一般应在转换控制点的控制圆区域内作业, 超过一定范围, 测量精度就大受影响。

3、卫星信号的影响由于卫星分布随着时间的变化而变化, 不同时段卫星数量和位置都不同。

在卫星数量较多和位置图形较佳时, 天线接收的信号较好,初始化时间就短, 精度较好; 反之, 在卫星数量较少和位置较差时, 虽然天空中有五颗甚至五颗以上的卫星, 但因为基准站和流动站没有能同时接收到足够的卫星信号, 使初始化时间很长, 测量精度很差, 甚至不能解算出固定解。

同时, 由于基准站或流动站选择的位置不当, 还会产生部分卫星信号被高楼等建筑阻挡, 出现卫星数量不足; 或卫星信号被周围物体反射再接收而产生“多路径效应”, 使测量出现错误。

另外, 卫星信号还会由于电离层、对流层影响, 其他莫名的遮蔽、中断等原因而产生失锁和整体移位、数据出错现象。

二、消除GPS RTK测量误差的措施1、转换参数的合理求解一般转换参数求解时，尽量用高等级的控制点作为转换控制点，且转换控制点尽量分布均匀、包含整个测区。

定位误差=基准位移误差+基准不重合误差

定位误差一直是定位技术研究和应用中的重要问题，在定位误差的来源中，基准位移误差和基准不重合误差是很常见的，它们对定位结果的影响很大。

本文将从基准位移误差和基准不重合误差两个方面展开讨论，分析它们的含义、影响和解决方法。

一、基准位移误差的含义和影响1. 基准位移误差是指参与定位的不同测量参考点之间的位置偏移，它可以由测量仪器的精度、环境条件等因素引起。

2. 基准位移误差会导致最终定位结果的不准确，特别是在需要高精度定位的应用场景中，如无人驾驶、航空航天等领域，基准位移误差的影响更加显著。

3. 解决基准位移误差的关键在于选择和设置合适的基准点，采用高精度的测量设备，并对环境因素进行充分的考虑和调整。

二、基准不重合误差的含义和影响1. 基准不重合误差是指不同基准点之间的坐标系之间存在一定的错位和偏移，这种误差可能来源于测量手段、数据处理等环节。

2. 基准不重合误差会使定位系统的各个基准点之间的数据不一致，从而影响定位精度和可靠性。

3. 解决基准不重合误差的关键在于建立统一的坐标系，采用一致的数据处理方法和标定策略，确保各个基准点之间的一致性和准确性。

三、如何综合考虑和解决基准位移误差和基准不重合误差1. 首先要对定位应用的具体场景和精度要求有清晰的认识和把握，根据具体要求选择合适的基准点和测量手段。

2. 其次要充分考虑环境因素对定位精度的影响，对测量设备、数据处理方法等进行调整和优化。

3. 最后要建立完善的数据校准和纠正机制，定期对基准点进行维护和更新，确保定位系统的持续稳定和精准性。

结语基准位移误差和基准不重合误差是定位系统中普遍存在的问题，它们会直接影响到定位结果的准确性和可靠性。

针对这些误差，我们需要根据具体场景和要求，综合考虑和解决，采用合适的基准点选择、测量设备和数据处理方法，建立完善的定位系统，以满足不同领域对定位精度的要求。

基准位移误差和基准不重合误差是定位系统中非常关键的问题，对于需要高精度定位的应用场景，如航空航天、导航系统、地理信息系统等领域，这些误差的影响更加显著。

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工序基准不在定位基面上，则还要判断方向性。方向性的判断有一种方便实际的办法：若工序基准和定位接触点在定位基准的异侧，即为方向相同，＋” ；取“ 号若为同侧，则方向相反，取“一号。 ”
在典型的定位方中，以平面定位， △Ｙ＝，Ｏ不存在合成问题；以内孔和外圆定位时，大多能用合成法计算，当定位副任意边接触，但很难判断方向确定“ ” “ ” ，＋、一号此时应选择其它计算方法。】
在设计机床夹具时，需对产生的定位误差进行分析和计算，以此判断选定的定位方案能否满足工序
的加工精度要求。由于定位方式和尺寸标注方式的多样化，求解定位误差存在一定的难度，但大量的文献研究已经建立了一个明确、完整、一般性的适用于单一表面定位误差的计算公式、计算步骤和计算方法¨ ，］甚至开发出计算机辅助定位误差计算软件，实现了计算的规范化和程序化Ｈ。本文旨Ｊ在研究构成定位误差的三要素 △Ｂ △Ｙ正负号计算及判断中遇到的一些模糊概念和疑难问题，、、特别是组合表面
示，以定位销定位（轴线垂直安放） ② 图ｃ示，；）以圆定位套定位（轴线垂直安放）比较两定位方案的。
定位误差。
解
＝
＝
方案① 中，工序基准为外圆下母线，位基准为内孑中心，定Ｌ基准不重合，ＡＢ＝。２＋◎ 则，８／
００５００００５ｎｆ定位销垂直放置，．１＋．２＝．３ｌ；ｒｌ孔销任意方向位移， △Ｙ＝Ｘａ＝．２一（００５则ｍｘ００一．１）
存在公共因子８／，。２两者相关，但方向性很难判断，应改用其他计算方法。
本例方案① 中，同轴度和外圆半径是定位基准和工序基准间距离尺寸Ｄ的尺寸链的组成环（。如图
［收稿日期］０８０ — ６２０ — ５２［作者简介］刘长青（９２一）女，１７，湖北宜昌人，荆楚理工学院副教授。研究方向：械制造及自动化。Ｅ—ｍｉｂｎ机ａ：ｉ－ｌ
２合成法计算公式中“＋、＂ “一＂的确定与计算方法选择号
根据定位误差产生原因，常用合成法计算定位误差，先分别求出ＡＢＡＹ再判断相关性（、，有无公共因子）确定“ 、一号，，＋” “ ” 按公式（）１计算。若工序基准在定位基面上，则取“ 号，＋” 如例１方案① ；若
2一面两孔组合定位根据工序要求一面两孔定位大多数情况下以平面为第一定位基准采用一短圆柱销1和一菱形销2防止过定位因定位孔较浅其内孔中心线和底面垂直度误差引起的ay可忽略不计但作为第二第三基准的孔与销配合间隙及两孔两销中心距误差引起的ay必须考虑
第２３卷第９期
Ｖ０．３Ｎｏ９１２．
尺寸方向键的夹角。
由上面公式，只要找到工序尺寸的工序基准、定位基准，不难求出ＡＤ３【。但值得注意的是，响工Ｊ影
序基准变动的除了尺寸公差外，还有位置公差，这往往被忽略。，例１图１所示圆环形工件，欲钻小孑５ｍ保证尺寸３０１ｍ有两种定位方式：图ｂＬｂｍ，ｑ６± ．ｍ， ① ）
ｗｎｊｕ．ｄ．ｎｅ＠ｃｔｅｕｃ。
２３
、
ｔ
，
／
ａ）
ｂ）
ｃ）
ｄ）
图１圆环工件钻小孔定位示意图
ｄ所示）都导致工序基准的变动，），产生基准不重合误差，ＡＢ为两组成环公差之和；方案② 中，工序基准为外圆下母线，定位基准为外圆中心，与内孔中心一基准Ａ无关，以内外圆同轴度不是影响工序基所准变动的组成环，不能列入ＡＢ计算。因此，位置公差是否会影响ＡＢ要正确对待。，
定位的分析计算，提出解题思路和方法，以确保计算结果正确。
Hale Waihona Puke １工件位置公差与 △Ｂ关系
单一基面各种定位方式的定位误差合成计算公式为
△Ｄ＝ＡＢｏ０±ａＹｏ＇ △Ｂ＝∑８ｃｓｃｓｃｓ，，／ｉ１ｏ３（）１
式中：、ＡＢＡＹ分别为基准不重合误差和基准位移误差，、０分别为工序基准变动方向和定位基准移动方向与工序尺寸方向的夹角。８为定位基准与工序基准间尺寸链组成环的公差，为８的方向与工序ｉ１３ｉ
荆门职业技术学院学报
ＪｕａｆＪｎｍｅｅｈｉａｏｌｇｏｒｌｉｇｎＴｃｎｃｌＣｌｅｎｏｅ
２００８年９月
Ｓｐ．０８ｅ２０
定位误差计算中几个疑难问题解析
刘长青
（楚理工学院学报编辑部，荆湖北荆门４８０４００）
００５ｍｍ。ＡＢ．３和 △Ｙ中不包含公共因子，两者不相关，故
ＡＤ１ＡＢ１＋ＡＹｌ＝００５＋０．３＝００＝．３０５．７ｍｍ
方案② 中，工序基准为外圆下母线，定位基准为外圆中心，基准不重合，ＡＢ＝。２００５ｍ则８／＝．１ｍ；定位销垂直放置，定位副任意方向位移， △Ｙ＝ｍｘ００则Ｘａ＝．３一（００）＝．６ｍ一．３００ｍ。ＡＢ和△Ｙ２中
［摘要］结合实例分析定位误差计算中遇到的一些容易模糊和疑难问题：工件位置公差的处理、误差
合成中正负符号的判断、组合表面定位误差计算分析，出解决的思路和方法，提并为合理的定位方案设计提供
一
些建议。
［关键词］定位误差；置公差；位误差合成；准位移；基组合表面［中图分类号］Ｔ１１２［献标识码］Ａ［Ｈ６．４文文章编号］１０ — ６７２０）９— ０３ｏ０８４５（０８００２一５