1 高精度测量方案及原理
高精度设备定位原理及测试方法
由澳大利亚的Locata公司研制的一种既能增强 GPS定位又可独立进行定位的高精度定位系统。
3.2星基增强
星基增强（SBAS：Satellite-Based Augmentation System）： 星基增强系统是卫星导航系统建设的重要组成部分，利用地球同步轨道卫星（GEO）搭载增强信号载荷，向用户 播发星历误差、卫星钟差、电离层延迟等修正误差和完好性数据，实现原有卫星导航系统定位精度的改进。 系统组成：监测接收机、中央处理设施、卫星上行设施和多颗地球同步轨道卫星。 工作原理：先由大量分布极广的广域基准站（WRS）对导航卫星进行监测，获得原始定位数据（伪距、卫星播发 相位等）并送至中央处理设施（WMS），后者通过计算得到各卫星的各种定位修正信息，通过上行注入站（GES） 发给GEO卫星，该卫星将这些修正信息播发给广大用户，这样用户就能得到改正信息进行精确定位。 星基增强系统：美国广域增强系统（WAAS）、俄罗斯差分校正和监测系统（SDCM）、欧洲地球静止导航重叠 服务（EGNOS）、日本多功能星基增强系统（MSAS）、印度GPS辅助静地轨道增强导航系统（GAGAN）。 我国没有专门列出星基增强系统，但是星基增强已经具备实际工作的能力（赤道静止地球卫星）。
实时动态（Real Time Kinematic——RTK）差分测量系统，是GNSS测量技术与数据传输技术相结 合而构成的组合系统。它是GNSS测量技术发展中的一个新的突破。 RTK 测量技术，是以载波相位观测量为根据的实时差分GNSS测量技术。
RTK 测量技术是准动态测量技术与AROTF算法和数据传输技术相结合而产生的，它完全可以达到 “精度、速度、实时、可用”等各方面的要求。
2.2.2距离差分/伪距差分
伪距差分是通过在基准站上利用已知坐标求出站星 的距离，并将其与含有误差的测量距离比较，并将 测距误差传输给用户，用户用此来对测距进行相应 改正。
高层测量方案
3.定期检查设备，确保设备安全运行。
4.建立应急预案，提高应对突发事件的能力。
十、成果交付
1.提供完整的测量报告，包括测量数据、图表、分析等内容。
2.提供原始测量记录、设备校准证书等附件。
3.提供电子版成果文件。
本方案旨在为高层建筑物的测量提供一套严谨、细致的操作指南，确保测量工作的合规性、科学性和有效性。在实际操作过程中，应根据实际情况灵活调整，确保测量目标的实现。
2.严格遵守施工现场管理制度，确保测量人员人身安全；
3.对测量设备进行定期检查、维护，保证设备安全运行；
4.做好数据备份，防止数据丢失。
九、成果提交
1.提交完整的测量成果报告，包括测量数据、图表、分析等；
2.提交测量原始记录、仪器检定证书等附件；
3.提交电子版成果，包括测量数据、成果报告等。
本方案旨在为高层建筑物测量提供一套严谨、科学的操作流程与方法，以确保测量工作合法合规、高效有序地进行。在实际操作过程中，如遇特殊情况，可根据实际情况予以调整。
高层测量方案
第1篇
高层测量方案
一、概述
本方案旨在为我国某高层建筑物的测量提供一套科学、合理、合规的操作流程与方法。通过对建筑物进行精确测量，为后续工程设计、施工、运维等环节提供基础数据支持。本方案遵循我国相关法律法规，结合项目实际情况，充分考虑测量过程中的技术要求及安全措施。
二、测量目标
1.获取建筑物的平面位置、高程、形状、尺寸等基本信息；
四、测量方法与设备
1.平面控制测量：
采用GPS静态测量方法，设备为高精度双频GPS接收机。
2.高程控制测量：
采用水准测量方法，设备为数字水准仪。
深井水位测量方案
深井水位测量方案深井水位测量是指通过测量深井井底与水面之间的距离来确定深井中水位的高度。
水位测量是地下水监测的重要内容之一，对于地下水的利用和管理起着重要作用。
以下是一个深井水位测量方案，其中包括测量原理、测量方法以及仪器设备的选取等内容。
1.测量原理：深井水位的测量原理是基于液体的静力学原理，根据地下水的压力与深度之间的关系，可以测量出深井中水位的高度。
一般情况下，地下水是受大气压力控制的，因此，深井中的水位高度可以通过测量水柱高度来确定。
2.测量方法：(1)传统方法：传统的深井水位测量方法是通过使用潜望镜进行测量。
具体操作步骤如下：-安装潜望镜：在深井中的测点处设置固定的井筒，并在井筒中固定潜望镜。
-观察水位：将潜望镜的垂直线对准深井水面，通过调整潜望镜的高度和角度，观察水面的位置。
-记录水位：通过刻度尺或标尺，记录潜望镜与水面之间的距离，即为深井水位的高度。
(2)数字化方法：数字化的深井水位测量方法是通过使用传感器和数据采集仪器进行测量。
具体操作步骤如下：-安装传感器：在深井中的测点处安装水位传感器，传感器可采用压力传感器或浮子式传感器。
-连接数据采集仪器：将传感器与数据采集仪器连接，确保传感器能够将测量数据传输给仪器。
-数据采集：打开数据采集仪器，开始进行数据采集。
数据采集仪器可以实时记录深井的水位数据，并进行存储和分析。
3.仪器设备的选取：(1)潜望镜：选择具有清晰镜片和精确刻度的潜望镜。
潜望镜应具有防尘、防水的特性，以确保测量的准确性和可靠性。
(2)传感器：选择合适的水位传感器，传感器的选取应根据深井的特点来确定。
一般情况下，压力传感器适用于比较干燥或污染的环境，而浮子式传感器适用于相对清洁的环境。
(3)数据采集仪器：选择具有高精度和稳定性的数据采集仪器。
数据采集仪器应具备存储功能，能够长期记录水位数据，方便后续的数据分析和处理。
4.测量注意事项：-在施工前，应先检查仪器的状态和准确性，避免因仪器问题造成测量误差。
gps工程测量方案
gps工程测量方案一、背景随着科技的发展和城市建设的快速发展，对于工程测量的精度和效率要求也越来越高。
传统的测量方法已经不能满足现代工程测量的需要，尤其是在大规模城市建设、公路建设、水利工程等领域。
而全球定位系统（GPS）技术的出现为工程测量带来了革命性的变革，大大提高了测量的精度和效率，成为现代工程测量的主要手段之一。
二、GPS工程测量原理GPS是利用一组遍布地球表面的卫星发射的信号，通过接收这些信号来测量物体在地球表面的位置和速度的技术。
系统由空间分布的24颗卫星和地面的接收设备组成，全球都能测量到GPS信号。
GPS测量原理是通过测量接收设备接收卫星信号的时间差来决定接收设备与卫星的距离，再通过三角定位原理来确定设备的位置。
通过测量多个卫星的信号来得到更加精确的位置。
三、GPS工程测量的优势1. 高精度：GPS测量的精度一般可以达到几毫米甚至更高，远远高于传统测量方法。
2. 高效率：GPS测量可以同时接收多颗卫星的信号，大大提高了测量的效率。
3. 长距离测量：GPS可以实现长距离的测量，适用于大规模的工程测量。
4. 实时性：GPS测量可以实时获取测量结果，方便进行工程监测和控制。
5. 易于操作：GPS测量设备简单易用，只需要合适的接收设备和软件，不需要复杂的测量设备。
四、GPS工程测量的适用范围1. 建筑测量：可以用于建筑物平面和立体的测量，特别适用于大型建筑的测量和监测。
2. 公路工程：可以用于公路规划、设计、监测和施工等各个阶段的测量。
3. 水利工程：可以用于水库、河道、堤防、渠道等水利工程的测量和监测。
4. 矿山工程：可以用于矿井平面和立体的测量，控制采矿造成的地表变形。
5. 地质勘探：可以用于地质灾害的监测和预警，地质灾害的风险评估。
五、GPS工程测量的实施方案1. 工程准备：在进行GPS测量前，首先需要对测量任务进行详细的规划和准备，包括确定测量范围、测量要求、测量密度等。
同时要确定测量设备和软件，以及进行设备的校准和准备。
角度测量方案
角度测量方案角度是物体之间相对位置关系的一种度量方式。
在科学研究和工程技术领域，角度的测量具有重要的意义。
本文将介绍几种常用的角度测量方案，并分析其优缺点，旨在为读者提供有关角度测量的综合了解。
一、光学测角法光学测角法是一种基于光线的测量技术，通过利用光的反射、折射等特性测量角度。
其中，常见的测角仪器包括迈克尔逊干涉仪、高斯仪等。
优点：1. 高精度：光学测角法具有高精度的特点，适用于需要高精度角度测量的领域。
2. 非接触式：光学测角法无需直接接触被测物体，可以在不破坏被测物体的情况下进行测量。
3. 快速测量：光学测角法具有快速测量的优势，适用于对时间要求较高的工作。
缺点：1. 仪器成本高：光学测角仪器通常价格昂贵，对于一般用户来说，成本较高。
2. 对环境要求高：光学测角法对光线环境要求较高，强光或阴暗环境会对测量结果产生影响。
二、力测角法力测角法是一种基于力学原理的测量技术，通过测量物体所受力的大小和方向来计算角度。
常见的测角仪器包括扭矩扳手、力传感器等。
优点：1. 适用范围广：力测角法适用于各种不同形状、体积的物体，具有广泛的应用范围。
2. 实时监测：力测角法可以进行实时监测，能够提供实时的测量数据。
3. 相对简单：相比于其他测量方法，力测角法的原理相对简单，易于操作。
缺点：1. 误差较大：由于外界环境的干扰，力测角法的测量误差相对较大，对于高精度测量不适用。
2. 接触式测量：力测角法需要直接接触被测物体，对于一些特殊的工作环境，可能存在一定的难度。
三、电子测角法电子测角法是一种基于电子原理的测量技术，通过测量电子器件之间的电压、电流等参数来测量角度。
常见的测角仪器包括陀螺仪、加速度计等。
优点：1. 高精度：电子测角法可以实现高精度测量，适用于对角度要求较高的场景。
2. 处理能力强：电子测角法可以通过电子器件对数据进行处理，能够提供更加全面和丰富的信息。
缺点：1. 仪器复杂：电子测角仪器通常较为复杂，需要专业的知识和技能进行操作和维护。
高精度GPS测量技术的原理和数据处理方法
高精度GPS测量技术的原理和数据处理方法引言：高精度GPS（全球定位系统）测量技术在现代测量和导航领域中扮演着重要角色。
该技术基于卫星定位系统，通过接收来自多个卫星的信号，从而能够准确测量地球上的位置和时间。
本文将介绍高精度GPS测量技术的原理和数据处理方法，探讨其在现代科技和应用中的重要性。
一、高精度GPS测量技术的原理高精度GPS测量技术的原理基于卫星信号的接收和数据处理。
下面将按照流程逐一介绍。
1. 卫星信号接收高精度GPS接收机内置了多个天线，使其能够同时接收多颗卫星发送的信号。
每颗卫星都发射周期性的信号，其中包含有关卫星位置和时间的信息。
接收机通过解码和跟踪这些信号，可以确定卫星的位置和时刻。
2. 信号计算和数据处理接收机获得的信号将与接收机自身的位置和时间信息进行比对，计算出卫星与接收机之间的传播时间差。
通过同时接收多个卫星信号，并计算多个时间差，可以得出一个精确的位置。
3. 精度提高技术为了提高测量精度，高精度GPS测量技术采用了多种技术手段。
例如，使用更高灵敏度的接收机和天线，使接收机能够接收到更弱的信号。
此外，基于RTK （实时运动定位）技术，该技术使用基准站和移动站同时接收卫星信号，通过特殊的算法计算出移动站的位置，并实现毫米级别的测量精度。
二、高精度GPS测量技术的数据处理方法高精度GPS测量技术的数据处理方法是确保测量结果准确性和可靠性的关键步骤。
1. 数据采集与预处理在进行GPS测量之前，需要收集必要的数据并进行预处理。
首先，确保接收机的设置正确，并在测量前进行周围环境的校正。
然后，进行基准站和移动站的校准，确保两者之间的时间同步和位置准确。
接下来，设置测量参数，例如采样频率和数据记录间隔。
2. 定位解算与校正在数据采集后，对获取的数据进行解算和校正，以获得精确的位置信息。
通过特定的算法和公式，将卫星信号的时间差、测量参数和接收机的位置信息结合起来进行计算。
同时，根据接收机和移动站的天线位置和反射环境的影响，进行误差校正。
高精度测角仪的原理与使用技巧
高精度测角仪的原理与使用技巧引言：在测量领域，准确度是至关重要的。
对于一些专业需要精准测量角度的领域，高精度测角仪是必不可少的工具之一。
本文将介绍高精度测角仪的原理以及使用技巧，以帮助读者更好地了解和应用这一工具。
一、高精度测角仪的原理高精度测角仪是一种用于测量角度的仪器，它的原理基于几何光学和电子技术。
它通常由光源、光学系统、光电传感器和处理电路组成。
1. 光源高精度测角仪一般采用激光光源，因为激光具有单色、直线传播和高度一致的特点，能够提供精确的测量基准。
2. 光学系统光学系统是高精度测角仪的重要组成部分，它主要由凸透镜、反射镜和分光光栅等光学元件组成。
这些元件的作用是将激光光束聚焦到被测物体上，并将其反射的光线接收回来。
3. 光电传感器光电传感器是用于接收光信号并将其转换为电信号的装置。
高精度测角仪一般采用高灵敏度的光电二极管或光电三极管作为传感器，能够精确地接收和测量反射回来的光强度。
4. 处理电路处理电路是用于将光电传感器接收到的光信号转换为测角结果的部分。
它通过对光电信号进行放大、滤波和计算处理，最终输出测得的角度数值。
二、高精度测角仪的使用技巧高精度测角仪具有一定的精密度和复杂性，使用时需要注意一些技巧，以保证测量的准确性。
1. 使用前校准在使用高精度测角仪之前，应该对其进行校准，以确保仪器的准确性。
校准的方法包括使用标准角度测量物进行比对，或者使用其他准确的测量仪器进行辅助校准。
2. 留意环境因素高精度测角仪对环境条件要求较高，应尽量避免在强磁场、强光、振动和较高温度等影响准确测量的环境中使用。
同时，应确保测量区域的光线充足且稳定。
3. 正确操作在使用高精度测角仪时，要注意正确的操作方法。
如需测量平分角度，应将仪器固定于被测物体的中心部位，并调整测角仪使其指示为零。
在测量中，应保持仪器与被测物体间的距离和角度稳定。
4. 测量结果的判断高精度测角仪的测量结果通常是以数字形式显示的，读取时应注意精确到小数点后几位。
物理实验中的高精度测量技术指南
物理实验中的高精度测量技术指南引言：在物理实验中，准确的测量是确保实验结果可靠性和准确性的基础。
高精度测量技术则是实现这一目标的重要手段之一。
本文将介绍几种常用的高精度测量技术，并且阐述其原理和应用。
一、光栅衍射测量法光栅衍射测量法是一种常用的高精度测量距离和角度的方法。
其基本原理是通过光栅的衍射效应测量待测物体的位置或者倾斜角度。
这种测量方法的优点是非常精确，并且可以实现快速测量。
二、干涉测量技术干涉测量技术是测量长度、厚度或者形状的重要手段。
其基本原理是通过测量物体与参考光波在干涉区域的干涉效应来得到待测物体的相关参数。
常见的干涉测量技术包括激光干涉仪、多光束干涉仪等。
三、原子力显微镜技术原子力显微镜技术是一种非接触的高精度测量技术，广泛应用于表面形貌的测量。
其基本原理是利用探针与待测表面之间的相互作用力来获取表面的形貌信息。
原子力显微镜技术具有高分辨率、非破坏性和实时性等优点。
四、电子束刻蚀技术电子束刻蚀技术是一种用于制备微纳结构的高精度技术。
其基本原理是通过电子束在样品表面的扫描，利用不同区域的材料反应产生的差异性来进行刻蚀。
电子束刻蚀技术具有高分辨率、高精度和自由度大的特点。
五、超声测量技术超声测量技术是一种常用的非接触测量方法，用于测量物体的尺寸、材料参数等。
其基本原理是利用超声波的传播性质从而获得物体的内部信息。
超声测量技术具有高分辨率、高灵敏度和无损检测等优点。
六、电子自旋共振技术电子自旋共振技术是一种用于测量材料性质和物理参数的非常有用的手段。
其基本原理是通过观察材料中电子自旋的共振现象来获取相关信息。
电子自旋共振技术被广泛应用于材料科学、物理学等领域。
结论：高精度测量技术在物理实验中起着至关重要的作用，它不仅可以确保实验结果的准确性，还可以帮助研究人员深入理解物质的本质和性质。
上述介绍的几种高精度测量技术只是其中的一部分，随着科技的不断进步，还会涌现出更多的高精度测量技术，为物理实验提供更多更准确的数据支持。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1 高精度测量方案及原理
铂电阻传感器是利用金属铂(Pt)的电阻值随温度变化而变化的物理特性而制成的温度传感器。
以铂电阻作为测温元件进行温度测量的关键是要能准确地测量出铂电阻传感器的电阻值。
按照IEC751国际标准，现在常用的Pt1000(Ro=1 000 Ω)是以温度系数TCR=0．003 851为标准统一设计的铂电阻。
其温度电阻特性是：
本温度测量系统采用三线制恒流源驱动法驱动铂电阻传感器。
三线制恒流源驱动法是指用硬件电路消除铂电阻传感器的固定电阻(零度电阻)，直接测量传感器的电阻变化量。
图l为三线制恒流源驱动法高精度测量方案，参考电阻与传感器串联连接，用恒流源驱动，电路各元件将产生相应的电压，传感器因温度变化部分电阻的电压可以由后面的放大电路和A／D转换器直接测量，并采用2次电压测量—交换驱动电流方向，在每个电流方向上各测量一次。
其特点是直接测量传感器的电阻变化量，A／D转换器利用效率高，电路输出电压同电阻变化量成线性关系。
传感器采用三线制接法能有效地消除导线电阻和自热效应的影响。
利用单片机系统控制两次测量电压可以避免接线势垒电压及放大器、A／D转换器的失调与漂移产生的系统误差，还可以校准铂电阻传感器精度。
恒流源与A／D转换器共用参考基准，这样根据A／D转换器的计量比率变换原理，可以消除参考基准不稳定产生的误差，不过对恒流源要求较高，电路结构较为复杂。
为了进一步克服噪声和随机误差对测量精度和稳定度的影响，最后在上位机中采用MLS数值算法实现噪声抵消，大大提高了温度测量精度和稳定度。
2 系统电路设计
2．1 三线制恒流源驱动电路
恒流源驱动电路负责驱动温度传感器Pt1000，将其感知的随温度变化的电阻信号转
换成可测量的电压信号。
本系统中，所需恒流源要具有输出电流恒定，温度稳定性好，输出电阻很大，输出电流小于0．5 mA(Pt1000无自热效应的上限)，负载一端接地，输出电流极性可改变等特点。
由于温度对集成运放参数影响不如对晶体管或场效应管参数影响显著，由集成运放构成的恒流源具有稳定性更好、恒流性能更高的优点。
尤其在负载一端需要接地的场合，获得了广泛应用。
所以采用图2所示的双运放恒流源。
其中放大器UA1构成加法器，UA2构成跟随器，UA1、UA2均选用低噪声、低失调、高开环增益双极性运算放大器OP07。
设图2中参考电阻Rref上下两端的电位分别Va和Vb，Va即为同相加法器UA1的输出，当取电阻R1=R2，R3=R4时，则Va=VREFx+Vb，故恒流源的输出电流就为：
由此可见该双运放恒流源具有以下显著特点：
1)负载可接地；2)当运放为双电源供电时，输出电流为双极性；3)恒定电流大小通过改变输入参考基准VREF或调整参考电阻Rref0的大小来实现，很容易得到稳定的小电流和补偿校准。
由于电阻的失配，参考电阻Rref0的两端电压将会受到其驱动负载的端电压Vb的影响。
同时由于是恒流源，Vb肯定会随负载的变化而变化，从而就会影响恒流源的稳定性。
显然这对高精度的恒流源是不能接受的。
所以R1，R2，R3，R4这4个电阻的选取原则是失配要尽量的小，且每对电阻的失配大小方向要一致。
实际中，可以对大量同一批次的精密电阻进行筛选，选出其中阻值接近的4个电阻。
2．2 信号调理电路
信号调理电路如图3所示，放大器UA3对参考电阻Rref的端电压进行单位放大后得到差分放大器反向输入端信号，其值为
放大器UA4对温度传感器Rt(Pt1000)的端电压放大2倍后得到差分放大器的正向输入端信号，其值为
其中，电阻R5和R6的选择原则与之前恒流源分析中的比例电阻选择原则相同，即通过对大量普通标称电阻进行筛选，从中选取阻值最接近的。
2．3 A／D转换电路
A／D转换电路由一个集成A／D转换器AD7712完成，同时将利用其内部的PGA完成仪表放大器的差分放大功能。
AD7712是适合低频测量的高精度A／D转换器。
片内含有2个输入通道AIN1和AIN2，能将模拟信号转换成串行数据输出。
利用AD7712实现数据转换采集的原理电路如图4所示，实际工作时需要对其进行配置。
选用差分输入通道AIN1，输入信号极性为双极性。
测量结果的误差主要来源于参考电阻Rref、Rref0的误差，以及差分放大倍数k和A／D转换器转换输出的误差。
为了达到要求的测量精度，参考电阻Rref、Rref0将采用定制的UPR塑封金属箔电阻，这种电阻具有O．05％的初始精度，小于5 ppm的温度稳定性。
AD7712的非线性误差小于O．001 5％，增益温度稳定性小于2 ppm，并且还可以通过单片机对AD7712进行校准来减小其非线性误差以及增益误差。
3 定标与实测结果
3．1 测量系统定标
首先用高精度电阻箱(误差5 ppm)代替Pt1000对测量系统进行定标。
根据式2所示的实测Pt1000电阻／温度关系标定数据，通过改变电阻箱的取值来设定相对应的测试温度点标称值，经过测量系统、A／D采样和上位机程序计算，得到测量温度显示值。
根据初测数据对测量电路、补偿电压进行校准后，得到测量系统定标数据如表1所示。
从表l测量数据可见，测量系统引入的最大误差为0．003℃。
因此只要Pt1000铂电阻的定标误差足够小，精度高，整个温度测量系统就可以满足高精度的测量要求。
3．2 恒温箱实测
将铂电阻传感器Pt1000接入测量系统，并置入高精度恒温箱中(温控精度0．01℃)进行整个温度测量系统定标测量。
测量时要注意恒温箱的密封，以提高环境温度稳定性；恒温箱温度稳定后，每隔3 min对同一温度点进行20次测量。
测量温度值数据及处理结果如表2所示。
由于设备条件所限，测量温度范围只有(10～70℃)。
表2中，随机误差是根据同一温度点的20次测量数据计算出的标准偏差(σ
=SQR[(xi-X)2／(n-1)])；系统误差是恒温箱设定温度与本温度测量系统测量温度平均值的差值。
由表2中数据可见，测量系统的最大随机误差为0．005℃，且在接近室温时最小；测量系统的最大系统误差为-0．009℃，说明Pt1000铂电阻传感器的定标误差较小，精度也较高，能满足高精度温度测量系统的测量要求，但温度高端误差较大，可能与恒温箱温度控制精度有关，有待于进一步定标。
4 结论
利用三线制恒流源驱动Pt1000铂电阻，有效克服了导线电阻和自热效应对测量精度的影响；利用单片机计算双极性驱动电流下的两次测量电压可有效避免接线势垒电压及放大器、A／D转换器的失调与漂移产生的系统误差；恒流源与A／D转换器共用参考基准，有效消除了参考基准不稳定产生的误差。
在上位机中采用MLS数值算法抵消噪声，进一步克服了噪声和随机误差对测量精度和稳定度的影响，大大提高了温度测量精度和稳定度，使得整机最大的测量误差不大于0．01℃。