定位基准资料重点
GPS原理与应用 复习资料 考试重点
1.GPS定位系统有哪几部分组成的？各部分的作用是什么？（1）GPS卫星星座1.接受地面站发来的导航电文和其他信号2.接受地面站的指令,修正轨道偏差并启动备用设备3.连续不断地向地面发送GPS导航和定位信号（2）地面监控系统: 一个主控站：收集数据；处理数据；监测协调；控制卫星三个注入站：将主控站发来的导航电文注入到相应卫星的存储器五个监测站：接收卫星信号，为主控站提供卫星的观测数据（3）GPS信号接收机：捕获卫星信号，计算出测站的三维位置或三维速度和时间，达到导航和定位的目的2.GPS信号接收机的任务是：能够捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号，并跟踪这些卫星的运行，对所接收到的GPS信号进行变换、放大和处理，以便测量出GPS 信号从卫星到接收机天线的传播时间，解译出GPS卫星所发送的导航电文，实时地计算出测站的三维位置，甚至三维速度和时间。
3.GPS接收机主要由接收机天线单元、GPS接收机主机单元和电源三部分组成。
完全定义一个空间直角坐标系必须明确：①坐标原点位置②三个坐标轴的指向③长度单位2.参心坐标系和质心坐标系的定义：参心是椭球的几何中心，质心是椭球的质量中心4.WGS—84坐标系的定义原点位于地球质心，Z轴指向BIH1984.0定义的协议地球极（CIP）方向，X轴指向BIH1984.0的零子午面和CIP赤道的交点，Y轴与Z,X轴构成右手坐标系。
5.导航电文（卫星电文、数据码/D码）：GPS卫星的导航电文是用户用来定位和导航的数据基础。
主要包括：卫星星历，时钟改正，电离层时延延正，工作状态信息以及C/A码转换到捕获P码的信息。
6.GPS使用L1,L2两种载波的目的：目的在于测量出或消除掉由于电离层效应而引起的延迟误差。
7.C/A码和P码的含义C/A码是用于粗测距和捕获GPS卫星信号的伪随机码。
P码是卫星的精测码。
8. 二体问题：忽略所有的摄动力，仅考虑地球质心引力研究卫星相对于地球的运动，在天体力学中，称之为二体问题。
基准分析
二、定位基准的选择：定位基准包括粗基准和精基准。
粗基准：用未加工过的毛坯表面做基准。
精基准：用已加工过的表面做基准。
1、粗基准的选择原则：粗基准影响：位置精度、各加工表面的余量大小。
重点考虑：如何保证各加工表面有足够余量，使不加工表面和加工表面间的尺寸、位置符合零件图要求。
1）保证相互位置要求：当零件上有一些面不需要进行机械加工，且不加工面与加工面之间具有一定的相互位置精度要求时，应以不加工面作为粗基准。
如图所示：零件，内孔和端面需要加工，外圆表面不需要加工。
铸造时内孔B 与外圆A之间有偏心。
为了保证加工后零件的壁厚均匀(内外圆表面的同轴度较好)，应以不加工表面外圆A作为粗基准加工孔B(例如采用三爪卡盘夹持外圆A)。
如图所示的箱体零件，箱体内壁A面与B面均为不加工表面。
为了防止位于孔Ⅱ中心线上齿轮的外圆装配时与箱体内壁A面相碰，设计时已考虑留有间隙Δ，并由加工尺寸a、b予以保证。
2）保证加工面加工余量合理分配：如果必须首先保证工件某重要加工面的余量均匀，则应选择该加工面的毛坯面作为粗基准。
如图所示：的阶梯轴，应选Φ55mm外圆为粗基准，如果选Φ108mm外圆为粗基准加工Φ55mm外圆表面，当两外圆有3mm的偏心时，则加工后的Φ50mm 外圆表面的一侧可能会因余量不足而残留部分毛坯表面，从而使工件报废3）便于工件装夹：选择粗基准时，必须考虑定位准确，夹紧可靠以及夹具结构简单、操作方便等问题。
为了保证定位准确，夹紧可靠，要求选用的粗基准尽可能平整、光洁和有足够大的尺寸，不允许有锻造飞边、浇口、冒口或其它缺陷。
4）粗基准一般不得重复使用：当以粗基准定位加工一些表面时，在加工出来的表面中，应有一些表面便于作为后续加工的精基准。
由于粗基准应尽量避免重复使用，如果在后续的加工中，没有合适的精基准，则只能再选另外一些粗基准继续加工其它表面，这常常也是不合理的，而应以加工出来的表面作为精基准继续加工。
这样才能保证后续加工的顺利进行和加工精度的不断提高。
1定位基准的选择
定位基准的选择在制定零件加工的工艺规程时，正确地选择工件的定位基准有着十分重要的意义。
定位基准选择的好坏，不仅影响零件加工的位置精度，而且对零件各表面的加工顺序也有很大的影响。
本节先建立一些有关基准和定位的概念，然后再着重讨论定位基准选择的原则。
（一）基准的概念零件都是由若干表面组成，各表面之间有一定的尺寸和相互位置要求。
模具零件表面间的相对位置要求包括两方面：表面间的距离尺寸精度和相对位置精度（如同轴度、平行度、垂直度和圆跳动等）要求。
研究零件表面间的相对位置关系离不开基准，不明确基准就无法确定零件表面的位置。
基准就其一般意义来讲，就是零件上用以确定其他点、线、面的位置所依据的点、线、面。
基准按其作用不同，可分为设计基准和工艺基准两大类。
1、设计基准在零件图上用以确定其他点、线、面的基准，称为设计基准。
例如图９－１所示的零件，其轴心线O-O是各外圆表面和内孔的设计基准；端面A是端面B，C的设计基准；内孔表面D体现的轴心线O-O是φ40h外圆表面径向圆跳动和端面B端面圆跳动的设计基准。
2、工艺基准零件在加工和装配过程中所使用的基准，称为工艺基准。
工艺基准按用途不同，又分为定位基准、测量基准和装配基准。
（1）定位基准加工时使工件在机床或夹具中占据正确位置所用的基准，称为定位基准。
例如图９－１所示零件，零件套在心轴上磨削φ40h外圆表面时，内孔即为定位基准。
（2）测量基准零件检验时，用以测量已加工表面尺寸及位置的基准，称为测量基准。
如图９－１所示，当以内孔为基准（套在检验心轴上）检验φ40h外圆的径向圆跳动和端面B的端面圆跳动时，内孔即为测量基准。
（3）装配基准装配时用以确定零件在部件或产品中位置的基准，称为装配基准。
例如，图9-1所示零件φ40h及端面B即为装配基准。
（二）工件的安装方式为了在工件的某一部位上加工出符合规定技术要求的表面，在机械加工前，必须使工件在机床上相对于工具占据某一正确的位置。
工件的定位与定位基准的选择
工件的定位与定位基准的选择机械加工中，为了保证工件的位置精度和用调整法获得尺寸精度时，工件相对于机床与刀具必须占有一正确位置，即工件必须定位。
而工件装夹定位的方式有：直接找正、划线找正和用夹具装夹三种方式，下面我们讨论工件在夹具中的定位问题。
工件在夹具中的定位涉及到定位原理、定位误差、夹具上采用的定位元件和工件上选用的定位基准等几方面的问题，有关定位误差的计算和定位元件的选用在夹具设计一章讲授，这里只介绍定位原理和定位基准的选择。
一、定位原理1．六点定则工件在夹具中的定位的目的，是要使同一工序中的所有工件，加工时按加工要求在夹具中占有一致的正确位置(不考虑定位误差的影响)。
怎样才能各个工件按加工要求在夹具中保持一致的正确位置呢?要弄清楚这个问题，我们先来讨论与定位相反的问题，工件放置在夹具中的位置可能有哪些变化?如果消除了这些可能的位置变化，那么工件也就定了位。
任一工件在夹具中未定位前，可以看成空间直角坐标系中的自由物体，它可以沿三个坐标轴平行方向放在任意位置，即具有沿三个坐标轴移动的自由度X，Y，Z；同样，工件沿三个坐标轴转角方向的位置也是可以任意放置的，即具有绕三个坐标轴转动的自由度X，Y，Z。
因此，要使工件在夹具中占有一致的正确位置，就必须限制工件的X，Y，Z；X，Y，Z六个自由度。
图2-16工件的六个自由度为了限制工件的自由度，在夹具中通常用一个支承点限制工件一个自由度，这样用合理布置的六个支承点限制工件的六个自由度，使工件的位置完全确定，称为“六点定位规则”，简称“六点定则”。
例如用……使用六点定则时，六个支承点的分布必须合理，否则不能有效地限制工件的六个自由度。
在具体的夹具结构中，所谓定位支承是以定位元件来表达的，如上例中长方体的定位以六个支承钉代替六个支承点(图2-17c)，这种形式的六点定位方案比较明显，下面再介绍其他形式工件的定位方案。
2．对定位的两种错误理解我们在研究工件在夹具中的定位时，容易产生两种错误的理解。
基准的选择原则
设计基准
A2
A2
A1
A1
A3
定位基准
2、基准统一原则
尽可能选择统一的精基准来加工工件上的多个表 面。这样，便于保证各加工表面间的相互位置精度， 避免基准转换所产生的定位误差，并简化夹具的设计 和制造工作。 例如：轴类零件，常采用顶尖孔作为统一的基准， 加工外圆表面，这样可以保证各表面之间较高的同 轴度； 盘类零件常用一端面和一短孔为精基准完成各 工序的加工。 一般箱体常用一大平面和两个距离较远的孔作 为精基准。
二、精基准选择
1、基准重合原则
应尽量选择被加 工表面的设计基准为
举例
重点考虑： •减少定位误差 •保证加工精度
精基准，这样可以避
免基准不重合而引起 的定位误差。
车床床头箱
例：图示零件加工台阶面
切削平面
A1
A1
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
A2 A
2
δ（本道工序加工精度）
设计基准（定位基准）
若本道工序的加工精度为δ，则只要δ ≤ δA2，即可满 足加工要求
2、 为保证某重要表面余量均匀，则选择该 重要表面本身作为粗基准。
床身加工粗基准的两种方案比较
3、 在没有要求保证重要表面加工余量均匀的 情况下，若零件的所有表面都要加工，则应以 加工余量最小的表面作为粗基准。
阶梯轴粗基准的选择
4、 粗基准应平整、光滑，无浇冒口、飞 边等，定位、夹紧可靠。 5、粗基准应避免重复使用。在同一尺寸方向 上，粗基准通常只允许使用一次，以免产生 较大的定位误差。
二、定位基准的选择
采用毛坯上未经 机械加工的表面作 为定位基准。
定位基准
1、粗基准 2、精基准 采用毛坯上经机械 加工的表面作为定位 基准。
GPS复习重点
天球坐标系描述人造卫星的位置，地球坐标系描述地面观测站的位置。
天、地球坐标系的异同：异：1.天球坐标系是惯性系，地球坐标系是非惯性系，2.坐标轴指向不同，3.描述对象不同。同：原点均为地球质心
布尔萨七参数：3个平移，3个旋转，1个尺度参数。
GPS时间系统要求：全球统一时间原点和高精度的时间尺度。
第四章
GPS卫星信号：载波（ , ），测距码（C/A码，P码），导航电文（又称数据码、D码，包括卫星星历、时钟改正、电离层延时改正、工作状态信息、C/A码转换到捕获P码的信息）
GPS接收机的分类：
按用途分：导航型接收机，测地型接收机，授时型接收机
按载波频率分：单频接收机，双频接收机
相对定位，是至少用两台GPS接收机，同步观测相同的GPS卫星，确定两台接收机天线之间的相对位置（坐标差）。
将观测值直接相减的过程叫做求一次差，求二次差是在接收机间求一次差后再在卫星间求二次差，求三次差是在接收机、卫星和历元之间求三次差。
位置差分的计算方法P77
第七章
GPS测量误差可分为系统误差与偶然误差系统误差包括卫星星历、卫星钟差、接收机钟差及大气折射误差。相对定位可消除或减弱。偶然误差包括信号的多路径效应
第三章
开普勒第一定律：卫星运动的轨道是一个椭圆，而该椭圆的一个焦点与地球质心重合。
开普勒第二定律：卫星到地心的距离在相等的时间内所扫过的面积相等。
开普勒第三定律：卫星运行周期的平方，与轨道椭圆长半径的立方之比为一常量。T2/a3=4π2/GM
卫星星历是描述卫星运动轨道的信息，就是一组对应某一时刻的轨道参数及其变率。分为预报星历和后处理星历
三差观测：将二次求差的观测值作为虚拟观测值，在不同的历元间求差。（整周模糊度）
定位基准的选择课件ppt
任务3 定位基准的选择
基4．准精重基合准原的则选：择
设计基准作为定位基准的原则称为基准重合原则。 尽可能选用设计基准作为精基准，一般不应违反这一原则， 避免产生基准不重合误差，增大加工难度。
基准不重合
任务3 定位基准的选择
4基．准精统基一准原的则选择
尽可能选用统一的定位基准加工各表面，以保证各表面 间的位置精度。
任务3 定位基准的选择 在设计图样上，以设计基准为依据，标出一定的尺寸或相互位置要求。
原 则： 在设计图样上，以设计基准为依据，标出一定的尺寸或相互位置要求。
互为基准原则 任务3 定位基准的选择
因此，定位基准的选择是制订工艺规程的主要内容之一。
自为基准原则 训练目的：能正确地选择零件加工时的粗基准和精基准。
基准统一的好处： a.有利于保证各加工表面的相互位置要求，避免基准转
换带来的误差。 b.可简化夹具的设计与制造，缩短生产准备周期。
任务3 定位基准的选择
4基．准精统基一准原的则选择
典型方案：轴类零中加工采用中心孔和箱体类零中加工采用一面两孔。
任务3 定位基准的选择
4基．准精统基一准原的则选择
典型方案：轴类零中加工采用中心孔和箱体类零中加工采用一面两孔。
定位基准 任务3 定位基准的选择
训练环节2 定位基准的选择 常用典型轴类零件定位基准的选择。
测量基准 熟悉基准的概念及分类；
能够正确选择轴类零件的定位基准 分析图1-1传动轴零件图,完成该零件定位基准的选择,并说明选择原则,填写工艺方案卡。 工艺基准——工艺过程中所采用的基准。
装配基准 任务3 定位基准的选择
任务3 定位基准的选择
本节要点
任务描述 任务分析 相关资讯 任务实施 归纳总结
定位基准的选择
机械加工工艺过程
• 定位基准的选择 1. 粗基准选择原则
图9.13 床身导轨的加工
机械加工工艺过程
机械加工工艺过程
• 定位基准的选择 2. 精基准选择原则
以上选择原则是从生产实践中总结归纳出来的,是长期加工工 艺经验的积累
有些原则之间是相互矛盾的,在具体使用中要抓住主要矛盾和 矛盾的主要方面
选择时力求所选基准能实现低成本、低消耗,并使夹具结构简 单
机械加工工艺过程
• 定位基准的选择 2. 精基准选择原则
• 定位基准的选择 2. 精基准选择原则
1) 选择精基准时应考虑的重点(出发点)
主要考虑减少定位误差,保证加工精度 装夹应方便、准确、可靠、稳定
机械加工工艺过程
• 定位基准的选择 2. 精基准选择原则
2)选择精基准时应遵循的原则
基准重合原则 基准统一原则 互为基准原则 自为基准原则 对精基准的要求
机械加工工艺过程
• 定位基准的选择 3. 辅助基准
图9.16 活塞加工作用的辅助基准
机械制造基础
Байду номын сангаас机械制造基础
机械加工工艺过程
• 定位基准的选择
各工序定位基准的选择,影响着加工精度、工艺流程、夹具的 结构及实现流水线、自动线的可能性
选择定位基准时,一般是先看用哪些表面为基准能最好地把各 个表面都加工出来,然后再考虑选择哪个表面为粗基准来加工被选 为精基准的表面。
机械加工工艺过程
• 定位基准的选择 1. 粗基准选择原则
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零件上有多个表面需要加工，为保证各表面之间的 位置精度，应选择统一的定位基准进行加工，这一 原则，称为基准统一原则。 Nhomakorabea 一、基准
3．定位基准的选择 3.2精基准
2．基准统一原则 实例：以两端中心孔定位进行阶梯轴不同表面加工
一、基准
3．定位基准的选择 3.2精基准
2．基准统一原则 问：加工中，为了保证尺寸a，应如何进行定位?
一、基准
3．定位基准的选择 3.2精基准
3．互为基准、反复加工原则 如精密齿轮：
加工淬火后需磨齿面,为保证齿面与内孔之间的位置精度及从齿面 上去除一层小且均匀的加工余量,须先依齿面为基准磨内孔,然后 再依磨过的内孔为基准磨齿面,这样互为基准反复加工,既去除一 层小且均匀的加工余量,又保证了齿面与内孔之间的位置精度。
如图所示:齿轮内孔 Φ35H7的轴线是: 小外圆直径Φ50,齿顶圆直径
Φ88h10及两端面跳动 径向跳动的设计基准。
一、基准
1．设计基准
1.设计基准
轴套零件的问题 1.端面B和端面C的设计基准是什 么？ 2.Ф40h6外圆的径向跳动和端面 B的端面跳动的设计基准是什么？
2．工艺基准
2）工艺基准 指在零件加工和机器装配时所采用的基准。
A、B、D，先安排加工C工序： 当加工表面C的设计基准为表面B，若以表面A为定位基准，就违背了基准 重合原则，会产生基准不重合误差。
一、基准
3．定位基准的选择 3.2精基准
例：零件加工台阶面
一、基准
3．定位基准的选择 3.2精基准
切削平面
A A1 1
A2A2 Aδ（本工序加工误差）
设计基准（定位基准）（调刀基准）
一、基准
3．定位基准的选择 3.2精基准
4．自为基准原则 选择加工表面本身作为定位基准，称为自为基准原则
一、基准
4．辅助基准
为了满足工艺上的需要，在工件上专门设计的定位基准 称为辅助基准。
例如： 轴类零件两端面上的顶尖孔。 箱体类零件，常采用一面两孔定位。两个孔的精度在设
计上往往要求不高或在零件的使用上根本就不需要这 两个孔，但却以较高的精度加工出来作为定位基准。
图1.31a)所示为零件加工B面的工序简图，采用弹性心轴作定位 元件装夹工件。图b)以内孔和A面为定位基准，图c)以内孔和C面 为定位基准。
一、基准
2．工艺基准
④ 定位基准
定位基准又可分为粗基准和精基准:
1) 粗基准 用作定位基准的表面，如果是没经过切 削加工的毛坯面，则称为粗基准。
2) 精基准 用作定位基准的表面，如果是经过切削 加工的表面，称为精基准。
一、基准
3．定位基准的选择 3.2精基准
1． 基准重合原则
直接选用加工表面的设计基准（或工序基准）作为定位基准， 称为基准重合原则。 按照基准重合原则选用定位基准，便于保证加工精度，否则会 产生基准不重合误差，影响加工精度。
表面A、B及底面D已经加工，现加工表面C。
一、基准
3．定位基准的选择 3.2精基准
按其用途不同，可分为： 工序基准 测量基准 装配基准 定位基准
2．工艺基准
① 工序基准
在工序图上，用来标注本工序被加工表面加工后的尺 寸、形状和位置的基准称为工序基准，其所标注的加 工面位置尺寸称为工序尺寸。
2．工艺基准
① 工序基准
零件钻孔的工序简图，图a)和b)分别选用端面M及N作为确定被 加工孔轴线位置的工序基准。由于工序基准不同，工序尺寸也 不同。
1.3.3 基准及其选择
2020/10/12
1
一、基准
基准概念
在零件图样上或实际生产过程中，要依据一些点、线、面 来确定另一些点、线、面的位置，这些作为依据的点、线、 面就叫做基准。
设计基准
基 准
工艺基准定工测位序量基基基准准准
装配基准
一、基准
1．设计基准
1.设计基准是指在设计图样上所采用的基准，分 为尺寸设计基准和位置精度设计基准。
工序基准和工序尺寸
一、基准
2．工艺基准
②测量基准 测量、检验工件某尺寸 时所采用的基准称为测 量基准。
一、基准
2．工艺基准
③装配基准 装配时用来确定零部件在产品中的相对位置所采用 的基准。
一、基准
2．工艺基准
③装配基准
一、基准
2．工艺基准
④ 定位基准
加工时，使工件在机床或夹具中占据正确位置所用的基准。
若本道工序的加工误差为δ，则只要δ ≤ δA2，即可满足加工要求
一、基准
3．定位基准的选择 3.2精基准
一、基准
3．定位基准的选择 3.2精基准
A1
设计基准
A A2 2
A1 A3
定位基准(调刀基准)
A1 －称为基准不重合误差
若要满足加工精度必须有： δ ≤ δA2－ δ A1
一、基准
3．定位基准的选择 3.2精基准
要求高：1）圆和中 心线绝对同心
2）加工精 度高
3）活塞环 之间的小圆也要 同心
所以，这种加 工用中心孔加工 ，但是这个活塞 恰好没有中心孔
要创造条件，进行中心孔的加工
止口倒角45˚，起到定位和加工的作用
后续
一、基准
3．定位基准的选择 3.1粗基准
粗基准的选择
1、相互位置原则 2、余量最小原则 3、重要表面原则 4、不重复使用原则 5、便于装夹原则
一、基准
3．定位基准的选择 3.2精基准
精基准的选择
1、基准重合原则（指设计基准与定位基准重合） 2、基准统一原则（在多道加工工序中，尽量采用同一基准） 3、自为基准原则（以自身加工面为定位基准） 4、互为基准原则（两个表面间互为基准加工彼此） 5、便于装夹原则（考虑到装夹方便）