测控技术论文第1篇

地理国情普查主要内容包括地形地貌、地表覆盖、地理国情要素、地理单元以及专项类普查等，数据源为地面分辨率优于1m的高分辨率卫星影像或正射影像。整个普查工作范围广、资料多、时间紧、任务重，如何高效、保质保量开展工作是许多生产单位关注、亟待解决的问题。像控点测量作为正射影像制作和卫星影像纠正的基础和前提，是地理国情普查数据源制作的关键生产环节。

2问题来源

像控点测量是航测外业和航测内业工作的基础和前提。大多数测绘单位仍然采用传统的作业模式开展这项工作:作业之前，首先在纸质控制片上进行像控点布设，绘制像控点结合图，套合在小比例尺地形图上，人工选取行车路线，作业时按照既定计划行车进行像控测量。这种作业方式存在较多限制效率的问题:(1)纸质像片冲洗周期时间长，像控点布设花费大量时间。(2)纸质像片不方便携带和使用，小比例尺地形图现势性差、内容较粗略，对于不熟悉航摄区域的作业人员而言无异于雾里看花，经常出现绕圈、走错路的情况，在一定程度上降低了作业效率。(3)作业前作业人员通过人工比对影像，以确定像控点位置需要花费大量的时间，在某些地区，特别是某些农村地区，没有明显特征地物，给人工比对确定像控点位置的工作增加了很多困难。(4)在像控点预选过程中，首先要找到多张航摄影像的重叠区域，然后在重叠区域中寻找影像清晰、易于判刺和立体量测的点位，这个过程也需要花费较长时间。IMU/DGPS和航空影像快速处理技术的应用大大减少了外业像控点的布设密度，节省了人力物力，然而这一革新却带来新的问题［1］;像控点布设稀疏之后，点与点之间距离远，连续性和关联性差，导致找点困难，且找准点与点之间最方便、快捷的连通路线也很困难。这两个问题就成为影响外业像控测量生产效率的技术瓶颈。目前，国内的测绘单位对像控点测量面临的问题都有所认识，但是几乎没有一个较为全面、系统的解决方案。

3像控点快速测量技术

像控点快速测量技术以数字影像为基础，按生产流程分为像控点快速布设、像控点导航定位和像控点整饰等几个环节。其基本流程为:首先进行像控点快速布设预选，完成像控点布设后，利用导航定位技术快速到达选定的像控点位置，测量像控点坐标后，在实地完成像控点整饰及检查工作。本文借助重庆市勘测院自主研发的航测外业数字化测量系统实现像控点快速布设和像控点整饰，设计程序实现像控点预选，并借助移动终端为平台实现像控点导航定位。

3.1像控点快速布设技术

根据空三加密的需要，作业人员在基于MicroSta-tion软件的航测外业数字化测量系统上布设像控点。思路为:将像主点坐标及像片编号展绘到矢量图上(如图1所示)，按照像控点区域网布设原则及要求进行详细的像控点和检查点点位设计，并生成最终的像控点布设网图(如图2所示)。区域网布设原则为:区域网的布设图形宜呈矩形;区域网大小和像控点的跨度主要依据成图精度、航摄资料参数及对系统误差的处理等因素确定;区域网的划分和布点应以能满足空中三角测量精度要求为原则。重庆市地理国情普查正射影像制作像控点布设按照区域网布设，全部为平高点，每隔6条基线布设一对像控点，并且在像控点控制力最弱位置布设检查点，空三加密成果满足1∶5000航测成图要求，优于地理国情普查项目中正射影像制作的要求，实现一套成果多种利用。具体方法是，在像主点展点时，将对应像主点的影像文件名作为文本一同展入文件，利用程序将像控设计略图自动生成初步的像控布点网图，生成像控点编号。如图2所示，通过布设网图能够很直观地知道与像控点PT826相关的6张影像，通过像控点和像主点之间的连线关联影像和像控点，可自动加载影像文件。如果需要修改像控点的布点点位，可通过操作图形，移动点位，改变连线，即实现该点新的自动加载方案，通常情况下，外业人员根据像控点布设网图进行测量，但当现场判别实地点位不符合要求时，可直接在野外对布设网图进行修改。像控点快速布设另一个关键技术就是像控点的预选。像控点预选功能主要基于像控点关联影像的特征点提取及影像匹配。特征点的提取主要通过改进的SIFT算子实现［2］，然后对像控点关联影像进行特征点匹配，找出影像间的公共区域［3］(如图3所示)，可将3张影像的公共区域从原图上裁剪出来并分别显示保存(如图4所示)，供作业员进行像控点预选。图3三片匹配效果及公共区域图4像控点预选功能提取出的三片重叠区域像控点快速布设技术的应用降低了生产成本，大大提高航测外业像控测量的工作效率，主要体现在以下几个方面:(1)降低成本，缩短生产周期像控点快速布设技术的应用实现了像控点布设数字化，省去了控制像片冲印的环节，降低了生产成本的同时，缩短了生产周期。(2)减少了作业员的工作量作业员无需再按照传统的作业方法(在纸质像片上，通过人工比对、拼接的方式得到像控点关联影像的公共区域，浪费大量人力物力)，只需通过像控点预选功能就可以自动、快速找到像控点关联影像公共区域，而且获取的影像公共区域范围较人工获取的公共区域范围精确，在减少工作量、降低生产成本的同时，大大提高了生产效率。(3)节约了工作时间以7条航带，共93张航片(0.4m分辨率)，覆盖面积约为478km2的区域为例，布设25个像控点，从像控点关联影像的自动预处理到像控点预选指导结果的显示，整个过程只需要20s左右的时间，相比于传统的人工像控点预选方法，极大地减少了像控点预选工作的时间。(4)野外现场快速修改方案当现场判别实地点位不符合要求时，需要重新选择新点。传统的像控测量在现场重新选点时，受携带的纸质像片数量限制(另外的业人员可能正在使用相邻航带的影像)，容易导致选点达不到要求而重测。但航测外业数字化测量系统所带资料齐全，可以现场快速调整最优方案。在重庆市第一次地理国情普查项目的像控点测量工作中，以7条航带，共93张航片(0.4m分辨率)，覆盖面积约为478km2的区域为例(布设25个像控点)，进行对比实验:在不计控制片冲洗环节耗费时间的情况下，采用传统的像控点测量方法，布设选择10个像控点平均需要1h，采用像控点快速布设技术平均需要20min，效率提高了66%。

3.2像控点移动终端导航定位技术

能否快速到达像控点实地位置是像控点野外测量的关键，直接决定像控点测量的效率。通过数据转换处理，借助移动终端(手机或平板电脑)进行导航定位，可以实现像控点实时定位。本文中的像控点导航定位技术以谷歌地图为导航平台，通过带有GPS模块的移动终端实现。谷歌地图可以提供含有政区和交通以及商业信息的矢量地图、不同分辨率的卫星照片，在带有GPS模块的移动终端上可轻松实现地图上任意两点间的路线规划和实时定位导航，在PC机和移动终端上均有应用，并可通过谷歌账户进行实现在PC机和移动终端间的同步联系。通过试验研究，利用谷歌地图和移动终端实现像控点导航定位的作业流程如下:(1)在进行像控点预选后，将像控点布设网图从CGCS2000坐标系转换到WGS－84坐标系。(2)利用GlobalMapper和ArcGIS软件对像控点布设网图进行数据格式转换，将像控点布设网图转换为kml或kmz格式。(3)通过谷歌账户将像控点布设网图导入到谷歌地图中，规划到达像控点的路线。(4)在移动终端上下载谷歌离线地图，利用谷歌账户导入像控点布设网图和规划路线，实现像控点快速导航定位，如图5所示。

3.3像控点数字化整饰技术

在外业航测外业数字化测量系统中，影像可以无极放大，不用绘制点位略图。同时提供属性信息输入界面，自动生成像控说明注记的统一格式。刺点信息直接标注于影像之上，通过设置信息显示和隐藏，而不会造成影像遮挡。刺点完成之后，将刺点区域影像和像控信息叠加保存为JPG格式图片，以便后续使用，如图6所示。

4结论

测控技术论文第2篇

国内外大量工程实践表明，对水利水电工程进行全面的监测和监控，是保证工程安全运行的重要措施之一。同时，将监测和监控的资料及时反馈给设计、施工和运行管理部门，又可为提高水利水电工程的设计及运行管理水平提供可靠的科学依据。

1高新测控技术的基本要素及其功能

现代化的测控技术[2],应该具有采集数据、科学管理数据，及时或实时对水利水电工程的安全状况作出分析和评价，并对其异常或险情作出辅助决策等功能.因此,高新测控技术的基本要素包括数据采集系统、数据管理系统和分析评价系统及其计算机通讯网络支撑等(见图1)。

图1水利水电工程高新测控技术示意图

1.1数据采集系统

通过测控单元(MCU)自动采集、笔记本电脑现场采集或人工观测埋入坝体或安装的传感器采集的监测效应量(大坝的变形、渗流、应力应变和温度等)和影响量(水位、气温、降雨和地震等)，并输入计算机的数据库。其中，自动化数据采集系统可以实现实时采集，半自动化和人工采集为定期采集。因此，自动化采集数据一般是对水利水电工程关键部位(或坝段)主要监测量(变形和渗流等)的采集。

1.2数据管理系统

由数据采集系统采集的数据进入计算机数据库后，由数据管理系统对其进行科学有序的管理。包括将电容、电感、电阻、电压、频率等转换为位移、扬压力、渗流量、应力应变、裂缝开合度以及温度等，及它们的误差识别和处理，并将监测量按有关监测规范进行整编和初分析；编制月报和年报等。

1.3分析评价系统

分析评价系统根据监测到的数据，进行观测资料的分析和反分析，结构和渗流正、反分析，建立各类监控模型和拟定监控技术指标等；将收集到的工程设计、施工、运行管理、有关法规和规范等方面的专家知识进行编辑，构成分析、评价、辅助决策等方面的知识库和推理分析知识。

现简述几种传感器的主要工作原理及其应用情况.

(1)差动电阻式传感器

该传感器为美国加州大学卡尔逊教授所研制。置于其内腔的两根弹性钢丝作为传感元件，受力后一根受拉、一根受压.当环境量发生变化时，两者的电阻值向相反方向变化，根据两个元件的电阻值比值,测出物理量的数值。

我国南京电力自动化设备厂从20世纪50年代开始，已研制出几十万支差动电阻式传感器，并应用于大量的水利水电工程中，取得了成功经验。

(2)振弦式传感器

由前苏联的达维金可夫发明。其核心元件是一根钢弦，钢弦的一端固定，另一端则固定在测量元件(受压膜片或测量端块)上。当受力后，钢弦长度将产生微小变化，引起固定频率的变化，从而测出物理量的数值。

加拿大的Rocktest公司，美国的Sinco,Geokon公司等生产的振弦式传感器性能良好，其中真空式为最佳。近几十年来，我国较多的工程应用了这种传感器。

(3)差动电容式传感器

由我国南京电力自动化研究院研制。其工作原理是，将垂线或引张线穿过由4块组成矩形的电容极板中，当测线发生位移时，电容极板的电容产生变化，从而测出位移量。

该传感器经过20多年的完善，其精度和长期稳定性等均有较大提高，已在不少水利水电工程中应用。

(4)差动电感式传感器

首先由原法国的Telemac公司研制。其工作原理是，当高频交变电流通过垂线坐标仪时，在周围产生交变磁场,接收点的磁感应强度与导线距离成反比；当垂线产生位移时，接收点测得的感应电势发生变化,其变化量的大小反映位移量的大小。

该传感器在我国龙羊峡等水利水电工程中得到成功应用。我国有关厂家也仿制了这类传感器。

(5)步进马达式传感器

由原法国Telemac和意大利ISMS公司研制.其工作原理是，由步进电机驱动光电探头，探头中的光照准器先后对准基准杆和垂线钢丝，然后返回原点，在此过程中，测量电路记录探头前进及返回基准点和垂线钢丝的脉冲数,经计算得到位移量。

该传感器的机械部件较多，易出现故障，其长期稳定性也不易保证。我国有关厂家也仿制了这类传感器，在实际工程应用中的故障率较高。

(6)CCD传感器

由河海大学结合国家三峡工程重大基金项目研制。该传感器由若干个特别研制的CCD线阵模块和发光二极管阵列模块组成，当垂线穿过并产生位移时，CCD线阵模块记录垂线位移与基准点的位置，从而计算出位移量。

该传感器技术先进，精度和可靠性高，在上标和响洪甸等水利水电工程中得到应用。

(7)其它新颖传感技术

①光纤传感技术光导纤维是由不同折射率的石英玻璃包层及石英玻璃细芯组合而成的纤维。它能使感受到的各种物理量而计算出监测量，以及传送感受的信息通讯。目前，应用于光纤传感的监测量主要是裂缝，应力应变尚需进一步研究。应用信息通讯较为广泛，且安全可靠。

②CT技术意称计算机层析成像。它指的是在不破坏物体结构的前提下，根据物体周边所获取的某种物理量(如波速、X线光强)的一维投影数据，应用数学方法，通过计算机处理，重构物体特定层面的二维图像及其由此重构的三维图像；从而定量描述物体内部材料分布和缺陷。该技术将成为工程结构物内部隐患监测和老化评估的一种重要手段，在国内外得到应用，我国丰满水电站等工程中也得到成功应用。

③渗流热技术依据渗流场与温度场同时满足扩散方程及其初始和边界条件的原理，利用埋设的温度计测值分析渗流场的分布及其异常部位。

④GPS技术利用卫星定位技术(GPS)监测堤坝和岩土边坡的表面变形.

⑤激光传感技术由激光点光源(即发射点)发射的激光与激光探测仪(即接收端点)构成激光淮直线，由发射的激光在波带板及支架(测点)上观测位移量。它可分大气激光和真空激光准直，其中的真空激光准直除包括激光点光源、波带板及其支架和激光探测仪，即发射点、测点和接收端点以外，,还有真空管道。我国丰满和太平哨水电站等大坝坝顶水平位移和垂直位移的10多年观测资料表明，真空激光准直具有精度高、长期稳定等优点。

2.1.2数据采集装置数据采集装置将各类传感器测出的物理量(如电阻、电阻比、电容、电感和频率等)转化为数字量(如位移、渗压、应变和温度等)，即A/D转换,以便远程输送。当距离超过100m以后，传感器输出的电量和频率等信号，随距离的增大急剧衰减，以至无法测出物理量，但数字量可远距离输送。因此，一般将几十个传感器按部位接入数据采集装置，使传感器观测的物理量转换为数字量。按监测方式不同，数据采集装置可大致分为以下几种类型。

(1)自动化数据采集装置国内外自动化数据采集装置主要有，美国Geomation公司的2300系统、Sinco公司的IDA系统；我国台湾研华公司的ADAM4000和ADAM5000系统；南京电力自动化设备厂的FWC-1系统等。按结构的不同可归纳为总线型和集散型两大类。

①总线型结构Geomation公司的2370型、IDA、ADAM4000、ADAM5000以及FWC-1等系统均属于总线型结构.以IDA系统为例,其系统结构见图2(a)，模块箱的结构见图2(b).图中主机为工控机，中继起联接和中断作用。

IDA母线有二线信号、二线电源；A1～An是智能测量模块，每个模块可接8个传感器；B1～Bm是智能传感器。A和B有解释指令、多路传输、A/D转换和错误查询等功能。同时具有自动和人工测读的两种功能，并可防雷。

②集散型结构Geomation公司研制的2350型、2380型等系统属集散型结构。其系统结构见图3。

从图3中可见，NMS为主机；NRU起中继和网点(即可转成有线的调制信号)的作用；MCU(3)是异地单元,也起中继作用(距离近的可以不用)；MCU(4)和MCU(5)也是异地单元，但它能起无线电发射和接收作用；MCU(6)～MCU(N)是监测传感器。在这两种型式中，总线型结构具有抗干扰能力强、可靠性高、现场调机方便和造价低等优点。其中Geomation公司的2370型、IDA等系统可接入电式和频率式传感器。

(2)人工或半自动化数据采集装置人工或半自动化数据采集仪可在现场测读传感器的测值，或用笔记本电脑采集。其中，差动电阻式采集仪主要有SQ-2型数字电桥、XJ型数字式电阻比检测仪、ZJ型数字式和PSM-R型电阻比检测仪等；钢弦式采集仪主要有SDP-3型钢弦温度测试仪和GPC-1型袖珍式钢弦频率测定仪等。

2.2数据管理系统

水利水电工程大坝可埋有几百个、几千个甚至上万个传感器。如长江三峡水利枢纽建筑物就埋设约一万多个传感器，其采集数据每年达几百万个，并随着观测年限的增加，数据将越来越多，对这些海量数据必须进行科学有序地管理，以便为分析评价系统提供可靠的信息。数据管理系统的核心是数据管理软件和应用软件。

2.2.1数据库管理软件平台在大、中型水利水电工程中，目前常用的数据库管理系统有Oracle、Sybase、Informix以及SQLServer等4大类。其中以Oracle和Sybase数据库在中国应用最广。而Sybase为单进程、多线索结构，即通过单进程的多重通路来同时服务于多用户，提高内存的有效使用率，便于优先程序的查询。因此，Sybase数据库无论在总体结构、功能和特性等方面都有较大优势。本文作者开发和研制的7个大型水电工程的数据(或信息)管理及专家综合评价系统，主要采用了Sybase数据管理系统。在小型水利水电工程中，目前常用的数据库管理系统有DBase，Foxbase和Foxpro等。而Foxpro为用户级数据库系统,目前采用较多。

2.2.2数据库逻辑模型检测的目的是分析评价工程的安全状况。因此，根据分析评价的需要，数据库的逻辑模型包括工程档案、原始数据、整编数据和生成数据等4个分库(见图4)。

(1)工程档案分库该分库管理工程概况以及与工程安全有关的设计、施工资料等.

(2)原始数据分库管理监测资料的原始数据，包括物理量(电阻、电阻比、电感、电容、频率等)和监测效应量(变形、扬压力、渗流量、应力应变和温度等)，并应保证原始数据的真实性。

(3)整编数据分库依据有关标准和规范，对原始数据进行误差识别和转换；按结构单元和监测项目进行整编，包括测值统计表及其过程线图，以及特征值(如最大值、最小值等)和环境量(如水位、气温、降雨、地下水位等)的统计等；对测值进行初步分析，初步识别异常值以及复测；编制日报、月报和年报，其中，日报是刊录测频高(每日一次或数次)的自动化监测系统的数据。

(4)生成数据分库对监测资料分析和反分析的成果，结构和渗流分析和反分析的成果，以及与工程安全有关的设计、施工和运行的专家知识等进行管理，为工程安全分析评价提供定性和定量的依据。主要包括大坝或各结构单元在各荷载组合工况下的应力和位移、坝体温度场、坝体和坝基渗流场(等势线和流线)；位移和扬压力的力学规律计算值；各测点的统计模型，变形测点和空间位移场的确定性模型和混合模型；变形、应力和扬压力的监控指标；历次异常或险情的分析评价成果等。

2.2.3应用软件根据数据库的逻辑模型,在数据库的软件平台上，开发和研制数据库的应用软件，主要包括：

(1)菜单编程对数据库的菜单和各个分库的菜单等编制应用程序。可以采用下拉式或全屏幕式。

（2)原始数据管理的应用软件包括与采集系统相联的通讯软件；按结构单元和测控装置将传感器监测的物理量(电阻、电阻比、电感、电容和频率等)或数字量(变形、渗压、渗流量、应力应变和温度等)编制成图表的软件。

(3)整编数据管理的应用软件包括误差识别和处理程序；将物理量转化为数字量(应变转化为应力，以及测控装置没有转换为数字量的物理量)；按结构单元，将数字量及其相应环境量编制整编成图表的软件；初分析软件；编制日报、月报和年报的软件等。

(4)生成数据管理的应用软件包括对监测资料分析和反分析成果、结构和渗流分析和反分析成果，以及有关专家知识等，并编制成相应图表的软件。

2.3分析评价系统[3]

对水利水电工程监测和监控的目的是，依据监测资料和相应的专家知识，对工程的安全状况作出综合分析和评价。因此，完整的现代测控系统必须包括分析评价系统.其功能是依据监测资料、结构、渗流等分析和反分析成果，以及与工程安全有关的设计、施工、运行管理、法规和规划等专家知识，对监测资料进行分析和评价，从中寻找异常值或不安全因素，并对此进行成因分析和辅助决策等。因此，分析评价系统应包括资料评价、综合检查分析、观测检查、物理成因分析、专家综合诊断和辅助决策等部分，其结构和流程分别见图5和图6。

2.3.1资料评价应用时空分布、力学规律、监控模型、监控指标、日常巡查和关键问题等6类评判准则，对监测值进行分析评判，从中识别异常值或不安全因素。

2.3.2检查分析对异常值或不安全因素，通过同一部位的同类监测量、相关监测量和环境量的综合分析(或相关分析)检查，从中识别引起异常值或不安全因素的成因。如由观测引起的，则进入观测检查；是由结构和荷载引起的，则进入物理成因分析。

2.3.3观测检查对由观测引起的异常测值，首先检查观测记录，然后检查采集系统。对观测记录错误的测值宜进行删除或修改；对监测采集系统引起的异常测值，在排除故障后重测并进行修正。

2.3.4物理成因分析对由结构和荷载引起的异常值或不安全因素，首先检查环境量(或外因)有无产生特殊荷载工况。若有，则分析坝基异常(包括变形、稳定和应力等)成因，然后分析建筑物异常(变形、应力、裂缝等)成因，当稳定和强度满足安全要求时，则“异常”或“不安全因素”是由荷载引起的，为结构调整所致,所以属基本正常。若无特殊荷载工况，则反分析坝基和坝体的计算模型和计算参数等；然后，正演分析监测量,若与实测值一致，则为计算条件改变而引起的；并复核坝基和坝体的稳定和强度，若满足安全要求，则虽为结构引起，但尚属基本正常；若稳定和强度不满足安全要求，则为异常或险情，随即进入辅助决策。若分析不出物理成因，则进入专家综合诊断。

2.3.5专家综合诊断对异常或不安全因素的疑难杂症，即难以分析成因的，进行专家综合诊断，包括对其影响因素和安全度的专家综合评判。

2.3.6辅助决策依据异常或险情的程度，首先提出报警级别，然后提出辅助决策的建议。其中报警级别分三级，一级为险情，二级为异常，三级为局部异常。辅助决策建议包括运行控制水位和补强加固处理措施的建议等。

2.3.7支持库群为了给以上分析评价提供定量依据，该系统还包括数据库、方法库、知识库和图库等支持库群。

(1)数据库主要管理监测资料及其分析和反分析成果，与工程安全有关的设计、施工和运行资料等。

(2)方法库依据安全分析评价需求，方法库主要包括监测资料分析和反分析软件包，结构和渗流分析软件包,综合分析和评价程序，以及辅助决策程序等。如本文作者给多座水利水电工程开发的分析评价系统中，共设置40个程序。其中，监测资料分析和反分析软件包有监测资料预处理、资料分析和反分析等22个程序；结构和渗流分析软件包有规范法的应力和稳定分析，有限元静力、动力以及粘弹性和粘弹塑性分析等13个程序；综合分析和评价包括影响因素和安全度评价等2个程序；辅助决策包括报警、洪水反调节等3个程序。从而，总体上能满足安全分析和评价的定量分析需要。

(3)知识库包括专家语言的定量化知识,隐蔽薄弱部位的设计和施工的专家知识，历次安全定期检查以及异常或不安全因素的分析评价成果等。

(4)图库包括图形库和图像库。其中，图形库包括分析和评价过程中的各类图表；图像库包括分析评价结论的多媒体演示等。

2.3.8分析评价的人工智能技术为了实现分析评价的人工智能化，分析评价系统采用正向推理、反向推理、混合推理和元控制等4种技术。其中，正向推理为已知问题的事实，在知识集中寻找匹配知识，反复循环直至找到有解结论；反向推理为已知或假设结构，从知识集中寻找匹配的解，反复循环，直至找到匹配的解；混合推理为融合正向和反向推理的原理，先正向后反向或先反向后正向；元控制是将元知识(即知识的知识)构成元知识库，以求解问题的目标。

2.4计算机及通讯网络技术

由于高新测控技术是将数据采集、信息管理和分析评价融汇在一起的庞大系统工程，必须在现代计算机及通讯网络技术的支持下才能实现。

2.4.1计算机网络拓扑结构常用的拓扑结构有总线形、星形和树形等(见图7)。其中，总线形结构为网络所有结点连在通信总线上；星形结构为网络所有结点连接在中心结点上，由中心结点负责数据处理和交换；树形结构为自顶而下的层次化的扩展式结构，顶部结点为根结点，连接2个以上结点的称为支节点，以下为端结点，以根结点为网络核心、支结点为子网络中心、端结点为面向用户的桌面。

一般大中型水利水电工程结构单元(如坝段)较多、布置的测点也较多，宜用总线形；对省局(厅)或大网局，由于所属水利水电工程较多，分布也广，而需要由局中心控制时，宜用星形结构，其中一个结点为一座水利水电工程；对特大型水利水电工程.如三峡工程，由于分项工程较多，宜用树形结构(见图8)。

2.4.2计算机通讯网络平台单个的水利水电工程一般用局域网，可采用高速光纤、载波或微波等网络通讯。对省网局(厅)或大型水利水电工程需要有外部技术支持的，一般采用广域网，亦可采用以太网或Intranet网等。

2.4.3计算机工作方式一般采用C/S(客户机/服务器)方式。其中，服务器主要存储监测数据以及与工程安全有关的设计和施工等资料，应该有强大的存储和处理数据的功能；其型号和数量视工程规模、监测项目的多少，由需求分析确定，一般应有双机或多机热备份。客户机主要面向用户的分析评价和辅助决策等，可由多台并行计算机完成。

3结语

(1)现代化测控技术应包括数据采集、管理和分析评价等功能，以及完成这些功能的计算机软硬件环境和通讯网络环境。

(2)数据采集包括传感器和测控装置，完成A/D转换，以便监测的数字量能远距离输送。

测控技术论文第3篇

工作在工程项目施工过程中的特点在工程项目施工中的控制测量技术包括高程测量和平面测量等。高程测量一般采用往返测量法，平面测量则是常用测回法来对转角和控制点坐标等项目进行测量。平面坐标系统能够以规划设计书中确定的控制点为依据直接建立，或者以实际施工需要为依据，建立独立的平面坐标系统。需要注意的是，独立的平面坐标系统要规划设计书中确定的坐标系统存在换算关系。例如在高速公路建设工程的控制测量技术中，测量计划是一种指导性的纲领文件，对于各个施工阶段测量工作的开展起到指导作用，这是保障控制测量技术工作顺利完成的准备工作。工程项目的策略计划内容有工作程序、工作内容以及相关管理制度等。在进行策略计划的编制工作时，首先需要对工程项目所在地区进行详实的勘察，熟练掌握具体规划以及设计图纸的要求，而后结合具体工程项目的内容与特征，充分考虑所有影响因素，编制有较强针对性与实际操作性的测量计划。与此同时，还需要保证测量计划适应目前工程建设方面的相关规定与标准。此外，工程施工在检测与放样方面的根据是设计单位提供的水准点与导线，控制测量技术工作的监理工程师应当与设计单位进行现场交接桩，而后以相关规范与标准的要求为依据进行复测，若复测结果与相关要求相符合，则可提交成果报告，如果在复测中发现问题，应当及时地将问题反映给设计单位，以便商议解决方案。另外，在进行控制测量技术工作时，必须严格遵守工程测量的相关规范和标准。

二、市政道路改造工程的特殊测量

环境分析市政道路的改造工程是在道路建设已完成的基础上成立的，因此工程施工的场地已经明确。由于市区中的道路路段需要改造力度更大，加上政府出于对便利市民通行以及美化城市建设等方面的考虑，因此施工地点更加集中于市区之内。下面将具体对控制测量技术在市政道路改造工程中比较特殊的测量环境进行分析。(1)动迁工作特殊。市政道路改造的动迁问题非常突出。在实际的工程施工中，没有完全确定各个部分的动迁位置和时间，甚至在一些项目一经开始施工时也没有明显的进展。(2)施工工期特殊。市政道路的施工改造对市民出行和车辆通行有很大的影响，为了避免对市民带来巨大的不便，市政道路改造的工期要求就会很紧张，施工单位需要在保证工程质量的同时，在合理范围内缩短施工的工期。(3)测量标记的特殊。前文已经提过，市政道路改造的路段比较集中于繁华的市区之中，周边建筑物很多，所以在进行控制测量技术时，很难用常规的方式进行测量的标记处理工作。(4)交通与人员方面的特殊。由于市区人员较为密集，施工场地又必须禁止通行，这在交通能力产生了一定的影响，并且施工现场人员复杂，因此在施工时也应注意处理好人员与交通方面的关系。

三、对于控制测量技术工作中关键问题的处理

(1)处理动迁问题。一般情况下，市政道路改造的目的主要有提高路段性能和带动周边状况两种。市政道路改造工程中，做好控制测量技术工作需要相关人员对市政道路所在地的动迁状况有一个全面的了解，明确道路改造目的，结合道路的改造意图是推理动迁工作中可能出现的问题的重要基础。(2)处理建筑物问题。市政道路改造工程中，施工现场多呈条状分布，现场周边的建筑物较为密集地分布在道路两侧。在此基础上选取加密控制点时，可以于道路路口或者巷口等位置进行加密控制点的引出，以此保证加密控制点在施工现场的变动中始终能够得到及时的补设，从而保证工程施工进度不会因加密控制点的缺失而迟滞。(3)处理环境问题。市政道路改造工程的施工地点多位于市区中心较为繁华的地段。为了维护城市环境，以及保障施工地点周围环境的美观性，因而在设置与记录加密控制点时，尽量不在建筑上做出明显的记号或者标志，在最大限度内保证加密控制点的隐蔽性。除此之外，现场测量人员在以文字或者图像的形式进行对隐蔽性加密控制点的记录后，要做好与控制测量技术人员的交接工作，从而保证加密控制点在工程施工中的控制测量技术中能够得到稳定、可靠的使用。

四、小结

测控技术论文第4篇

关键词：测控技术；温度；智能测控系统

引言

物体的许多物理现象和化学性质都与温度有关，温度是工农业生产、科学实验研究以及日常生活中需要普遍进行测量和控制的一个非常重要的物理量，如：在冶金、石油化工、机械、电力等工业生产中的温度控制；在蔬果大棚、温室花房、粮仓等农业生产中的温度测控；高等院校实验室微机测控系统中将温度作为被测参数，供学生做综合实验、实训或课程设计等。温度控制对于小到人民的日常生活、大到钢铁等大型工业生产工程都具有广阔的应用前景。准确地测量和有效地控制温度是优质、高产、低耗和安全生产的重要条件，所以对温度进行控制是非常必要且有意义的。

1. 现代测控技术的特点

1.1 网络化

Internet 为代表的计算机信息网络的快速发展和技术的逐渐完善，突破了地域和事件上的限制，使现代测控技术得到很大的进步。现代测控技术具有网络化的特点，测控技术与网络技术的结合，使组建网络化、分布式的测控系统变得十分方便快捷。随着现代网络信息技术的迅猛发展及许多相关技术的不断完善，网络信息系统的规模得到越来越快的壮大。现代测控技术的广泛应用，使得国防、通信、气象和航空航天等领域也得到广泛、有效的运用。

1.2 智能化

现代测控系统中所应用的设备都是智能化的，具有方便灵活、快捷、功能多样等特点，使得现代测控技术得到很大的提高。随着人工智能技术的不断引进和发展以及微电子技术的发展，智能化的仪器设备越来越高科化，其计算方法和计算能力都得到很大的加强和提高。

1.3 数字化

数字化的测控特点在现代测控技术中起着非常重要的作用。数字化在测控领域中的主要应用体现在多个方面：传感器的数字化控制，控制器到远程终端设备的数字化控制，信号处理、通信等过程的数字化控制等。

1.4 分布式化

现代测控技术设备可以分布设在多个地方，可以有效地检测出最符合和最需要仪器设备的地方。分布式化测控技术是以网络技术和微型计算机术为基础的， 采用将系统内所使用设备分布式地连接起来，组合成为最符合要求的分布式测系统。在仪器设备生产过程的控制过程中，分布式的测控系统可以实现测量―控制―管理的全自动化，能够在很大程度上降低测控成本，提高测控效率。分布式测试系统有许多优点：安全可靠，某一部分出现故障不会影响其他部分系统的正常运作；可以不断开发增加新的功能模板或者是新的接口，加强系统功能；采用并行处理，运行速度相当快速；使用方式灵活，可以单模块系统，也可以多模块系统组网等。

2. 温度测控系统控制方案

温度测控系统常用的控制方案有以下三类经典控制方案、基于现代控制理论的设计方案和智能控制方案。

2.1经典控制方案

经典控制方案采用常规气动、液动和电动仪表，对生产过程中的温度、流量、压力和液位等进行控制，控制系统以单回路结构、PID 策略为主，同时针对不同的对象和要求，设计了一些专门的控制算法，如根轨迹法、模型跟踪法、达林算法和 Smith预估器算法等。经典控制方案能较好地解决生产过程中单输入单输出的问题，主要用于线性定常系统，是目前工业过程控制领域中占统治地位的一种控制方案。

2.2基于现代控制理论的设计方案

现代控制理论以线性代数和微分方程为主要的数学工具，以状态空间法为基础来分析和设计控制系统。此类设计方案主要有：最优控制、系统辨识、自校正控制等。这类设计方案适用范围广，适合于多输入多输出系统、某些非线性时变系统和一些具有随机扰动的系统。该方法优点是理论严谨，控制品质较好。缺点是需要知道被控对象确定的数学模型，对于许多结构复杂，随机干扰因素多而不易获取对象模型的系统，此方法的使用受到限制。

2.3智能控制方案

智能控制方案无需人的干预就能够针对控制对象的状态自动地调节控制规律以实现控制目标。智能控制避开了建立精确的数学模型和用常规控制理论进行定量计算与分析的困难性，是一种无模型控制方案，具有判断决策、信息处理、非线性、自寻优、变结构等特点及能力，适用于含有复杂性、不完全性、模糊性、不确定性和不存在已知算法的生产过程。

总结

现代测控技术是现代工业技术中的重要支柱，现代测控技术的迅猛发展可以为整个社会技术的进步和产业的升级起到改造和推动提升的巨大作用，越来越多的创新、高科技测控自动化的成果得到广泛应用。现代测控技术的未来发展将朝着智能化、标准化、系统化及系统功能的综合性等趋势发展，并更加标准化、开放化和全球化推动技术水平的提高。随着对生产效率的要求不断提高，对温度检测的要求也越来越高，融合现代检测技术和控制理论的智能检测是当今温度检测的一大趋势，研究和开发适用场合多样化、测温对象多样化、检测设备数字化以及检测元件新型化的测温仪表是国内外测温仪表研究的重点。

参考文献

[1] 刘志刚.现代测控技术的发展及其应用析[J].机电信息，2012（12）：120-121.

[2]李欣国.浅谈现代测控技术及其应用[J].中小企业管理与科技，2010（16）：247.

[3] 孙亮.现代测控技术的发展及应用[J].电子质量，2006（10）：3-5.

[4] 吕辉.现代测控技术[M].西安电子科技大学出版社，2006，5.

[5]姜忠良，陈秀云.温度的测量与控制[M].北京：清华出版社，2005.

[6]覃强.模糊 PID 温度控制方案的仿真优选及其实现[硕士论文].北京：中国科学院电工研究所，2002.

[7]吴为民，王仁丽.温度控制系统的发展概况[J].工业炉，2002，24（20）：18-20.

[8]冯勇.现代计算机控制系统[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1997.

作者简介：

测控技术论文第5篇

关键词：虚拟技术；测控技术；网络研究

1引言

互联网最大的优势就是可以在网络上进行模拟测试，在新时代的今天，运用虚拟技术方法，充分运用资源以减少资源浪费，从而降低成本，提高效率。结合互联网与虚拟技术的配合，对测控技术进行测试，从而将用户之间的信息进行整合与运用，能够更好提高测控技术的研究效；并且互联网技术的特点是不受时间与空间的限制，对系统测试更加的方便，能尽快满足系统的测试要求，获得测试的结果。现代虚拟技术正是基于互联网的前提下，对测控技术的应用研究发展方向不断转变为分散和远程的特点，测试的内容也更加丰富多彩。在现代虚拟技术的基础上，对测控技术的应用研究是本课题的主要内容，并对其进行设计和研究，从而寻求能够有利于测控系统的方法，寻求有利于测控技术在现代虚拟技术的创新之处。

2现代测控技术概述

在现代测控技术的研究中，计算机是其重要的组成部分，这源于计算机在测量和控制方面的优势，以及它能够准确的对现代测控技术进行有效的计算。计算机的应用对现代测控技术有着重要的作用，它能够全方位实现测量和计算，形成数据信息的共享，推动着现代测控技术的发展[1]。

2.1测控技术现状介绍现代测控技术的发展呈现着快速发展的态势，不断的应用在生活与工作的各个方面。当前，现代测控技术是一套综合的系统，包含测量与控制，智能化的发展从而实现自动管理。不过我国的技术发展水平还比不上其他先进的国家，测控技术水平的发展状态也没有其他国家优秀，还需要不断的学习和自我创新，尽快提升测控技，形成独特的研究体系。

2.2测控技术背景与发展方向测控技术的发展需要互联网技术等一系列科学技术的支持。随着互联网技术的不断发展，测控技术的发展将会向着多元化方向。使用者可以自由的学习和运用测控技术，对工作的内容有效的了解，如此能够更好的把握测控技术，提高学习和工作的效率。未来测控技术除了向多元化发展，还会更多的开放用户，不断的融入市场。当前，科学技术的引入是现代测控技术发展的一大支持，它极大的促进了测控技术的发展，这一点上文也有所提及。信息技术的不断丰富，使得测控技术也在不断的创新，现代测控技术朝着智能化发展，这些都离不开互联网技术（尤其是现代虚拟技术）的发展，它将是现代测控技术

3虚拟技术下现代测控技术设计

互联网的到来，打破了时间和空间的限制要求，现代测控技术的发展也慢慢步向远程化，所谓远程主要是基于互联网这一有利优势。测试技术系统主要包含虚拟技术、数据信息的远程采集以及通信三个方面的网络化测试，在现场将虚拟的测试设备与网络连接在一起，通过互联网使用者能够通过浏览器对其进行操作，从而能够远程控制现场，进行数据信息的远程采集和通信。虚拟测试系统主要有三个重要的组成部分，对服务器以及虚拟仪器和数据库进行现场测试，将数据库和服务器以及监控管理组成服务器单元进行数据收集，不同的用户共同组成客户，图1是虚拟测试系统的主要组成部分。测试设备与数据库共同组成了现场测试服务器，每一个测试设备都是独力的，并且数量很多，它是测试的数据来源；现场测试服务器对数据进行有效的收集，以及进行数据的传输，对使用者的测试和运用的用处很大；并且它与客户之间形成紧密联系，对测试结果进行汇总[2]。通常若干台电脑组成服务器端，它是测试系统的主体，不仅将使用者与数据库之间的信息进行有效的交流，还对现场测试服务器的数据信息进行汇总，并对使用者进行管理和维护，从而保障测试的正常运行；并且服务器端存有大量的数据库，用于对使用者信息进行比对，更好的对测试系统进行分析，以此不断完善测试系统。

4虚拟技术在现代测控技术的运用

科学技术的不断创新，更加的便捷了现代测控技术的运用和发展，也提供了有效技术支持。它广泛的运用在生活与工作的各个方面，生产全球化，往往需要通过虚拟技术在地球的一端对另一端的产品进行测试和分析，在生产领域有着重要的作用，不仅节约了时间和成本，也提高了测试效率[3]。不仅如此，现代测控技术的运用不论对工作或是生活都有着重要的作用，在以后对测控技术运用会更加的广泛，也更加的频繁。测控技术的运用在军事国防方面有着重要的作用，能够通过远程对各项武器装备进行有效的检测，能够快速有效的对武器装备进行保养和维护，这对国家安全有重要的作用；在航天飞行的测控，对航天仪器进行有效的测量，从而获得最新的数据信息，实时保障航天英雄的安全；运用现代测控技术，实时了解农作物的生产状况，从而有效提高生产产量。而现代虚拟技术对测控技术的极大提升，不论是以上哪方面，都可以先进行虚拟技术的模拟，从而有效的把握测控进度，这很大程度上节约成本，保障安全，提高效率。图2测控技术的运用分类5结论本文在现代虚拟技术的基础上对测控技术进行有效的研究和分析，对现代测控技术的发展现状和背景进行相应的介绍，并以此验证现代虚拟技术对测控技术有着重要的作用。在互联网时代，现代虚拟技术的运用离不开它，同时也间接推动了测控技术的不断发展和进步。课题中，对虚拟技术的框架进行简单的设计，它存在于互联网并运用互联网的多元化和智能化对现代测控技术进行有效的交流和研究，其所表达的优势尤为明显并在文末做出介绍。

参考文献：

[1]HanY,GaoQ,LiX.ResearchontheApplicationofModernPowerSystemBasedonAutomaticControlTechnology[C]//InternationalConferenceonModelingandSimulation.2015:25-28.

[2]LiuCJ.ResearchonApplicationandDevelopmentofCompetitiveSportsSimulationBasedonVirtualRealityTechnology[J].AdvancedMaterialsResearch,2011,179-180:1063-1068.

测控技术论文第6篇

关键词：虚拟技术；测控技术；网络研究

1引言

互联网最大的优势就是可以在网络上进行模拟测试，在新时代的今天，运用虚拟技术方法，充分运用资源以减少资源浪费，从而降低成本，提高效率。结合互联网与虚拟技术的配合，对测控技术进行测试，从而将用户之间的信息进行整合与运用，能够更好提高测控技术的研究效；并且互联网技术的特点是不受时间与空间的限制，对系统测试更加的方便，能尽快满足系统的测试要求，获得测试的结果。现代虚拟技术正是基于互联网的前提下，对测控技术的应用研究发展方向不断转变为分散和远程的特点，测试的内容也更加丰富多彩。在现代虚拟技术的基础上，对测控技术的应用研究是本课题的主要内容，并对其进行设计和研究，从而寻求能够有利于测控系统的方法，寻求有利于测控技术在现代虚拟技术的创新之处。

2现代测控技术概述

在现代测控技术的研究中，计算机是其重要的组成部分，这源于计算机在测量和控制方面的优势，以及它能够准确的对现代测控技术进行有效的计算。计算机的应用对现代测控技术有着重要的作用，它能够全方位实现测量和计算，形成数据信息的共享，推动着现代测控技术的发展[1]。2.1测控技术现状介绍现代测控技术的发展呈现着快速发展的态势，不断的应用在生活与工作的各个方面。当前，现代测控技术是一套综合的系统，包含测量与控制，智能化的发展从而实现自动管理。不过我国的技术发展水平还比不上其他先进的国家，测控技术水平的发展状态也没有其他国家优秀，还需要不断的学习和自我创新，尽快提升测控技，形成独特的研究体系。2.2测控技术背景与发展方向测控技术的发展需要互联网技术等一系列科学技术的支持。随着互联网技术的不断发展，测控技术的发展将会向着多元化方向。使用者可以自由的学习和运用测控技术，对工作的内容有效的了解，如此能够更好的把握测控技术，提高学习和工作的效率。未来测控技术除了向多元化发展，还会更多的开放用户，不断的融入市场。当前，科学技术的引入是现代测控技术发展的一大支持，它极大的促进了测控技术的发展，这一点上文也有所提及。信息技术的不断丰富，使得测控技术也在不断的创新，现代测控技术朝着智能化发展，这些都离不开互联网技术（尤其是现代虚拟技术）的发展，它将是现代测控技术的保障。

3虚拟技术下现代测控技术设计

互联网的到来，打破了时间和空间的限制要求，现代测控技术的发展也慢慢步向远程化，所谓远程主要是基于互联网这一有利优势。测试技术系统主要包含虚拟技术、数据信息的远程采集以及通信三个方面的网络化测试，在现场将虚拟的测试设备与网络连接在一起，通过互联网使用者能够通过浏览器对其进行操作，从而能够远程控制现场，进行数据信息的远程采集和通信。虚拟测试系统主要有三个重要的组成部分，对服务器以及虚拟仪器和数据库进行现场测试，将数据库和服务器以及监控管理组成服务器单元进行数据收集，不同的用户共同组成客户，图1是虚拟测试系统的主要组成部分。测试设备与数据库共同组成了现场测试服务器，每一个测试设备都是独力的，并且数量很多，它是测试的数据来源；现场测试服务器对数据进行有效的收集，以及进行数据的传输，对使用者的测试和运用的用处很大；并且它与客户之间形成紧密联系，对测试结果进行汇总[2]。通常若干台电脑组成服务器端，它是测试系统的主体，不仅将使用者与数据库之间的信息进行有效的交流，还对现场测试服务器的数据信息进行汇总，并对使用者进行管理和维护，从而保障测试的正常运行；并且服务器端存有大量的数据库，用于对使用者信息进行比对，更好的对测试系统进行分析，以此不断完善测试系。

4虚拟技术在现代测控技术的运用

科学技术的不断创新，更加的便捷了现代测控技术的运用和发展，也提供了有效技术支持。它广泛的运用在生活与工作的各个方面，生产全球化，往往需要通过虚拟技术在地球的一端对另一端的产品进行测试和分析，在生产领域有着重要的作用，不仅节约了时间和成本，也提高了测试效率[3]。不仅如此，现代测控技术的运用不论对工作或是生活都有着重要的作用，在以后对测控技术运用会更加的广泛，也更加的频繁。测控技术的运用在军事国防方面有着重要的作用，能够通过远程对各项武器装备进行有效的检测，能够快速有效的对武器装备进行保养和维护，这对国家安全有重要的作用；在航天飞行的测控，对航天仪器进行有效的测量，从而获得最新的数据信息，实时保障航天英雄的安全；运用现代测控技术，实时了解农作物的生产状况，从而有效提高生产产量。而现代虚拟技术对测控技术的极大提升，不论是以上哪方面，都可以先进行虚拟技术的模拟，从而有效的把握测控进度，这很大程度上节约成本，保障安全，提高效率。

5结论

测控技术论文第7篇

关键词：GPS控制测量技术 线形工程测量 应用

中图分类号：TH761 文献标识码：A

1GPS测绘技术概述

1.1GPS测绘技术的含义

GPS技术，即全球定位系统，在二十世纪七十年代由美国率先进行研发，经过多年的努力于1993年在军事上首次应用，随着社会经济的不断发展，后来延伸到工程建设、教育、科研等多个领域。它的工作原理为：对目标利用卫星发射无线电信号进行导航定位，能够方便快速的发现目标，且定位精确度高、抗干扰性强，在工程测量中得到广泛的应用。

1.2GPS测绘技术的优点

GPS测绘技术在工程测量中应用广泛，它具备以下几点优势：一是测绘时间长，精度高。GPS技术不受时空的影响，能在任何地点、任何时间进行全面全天候的测量工作，且受气候、地形等自然因素影响比较小，测量数据精度高。二是成本比较低，操作方便。GPS技术可以有效减少工程对人力、物力、财力的投入，不仅可以降低成本，而且操作简单，可以减轻工作人员负担。三是GPS技术工作效率高。随着GPS技术和计算机技术的不断进步，GPS测绘时间缩短，测量效率大大提高，即在较短的时间内高效完成测量任务。四是应用广泛。随着社会经济的快速发展，GPS测绘技术已渗透到建筑、市政给排水工程、水电工程、道路、桥梁等工程项目建设中，同时在电视台、天文台等领域也得到广泛的应用。

1.3GPS-RTK技术原理

RTK测量技术的全称是实时、动态定位技术，是数据传输技术和GPS测量技术的结合。基准站、数据链、移动站三个部分形成了RTK系统，它的基础是载波相位的观测量，在基准站上设置的GPS接收机连续不断的对四颗以上的可见GPS卫星进行观测，并将所得的测站信息和观测值通过数据链传送到移动站，而移动站在对这些信息进行接收的时候也对GPS的观测数据进行采集，实时处理在系统内产生的差分观测值，并同时反馈出厘米级别的定位结果，总过程用时不到1s。

图1

2GPS-RTX控制测量技术在线形工程输电线路测量中的应用

2.1布设GPS-RTX静态控制网

输电线路一般比较长，涉及范围比较广，经常需要穿越田地、河流、山地、湖泊等地形，给工程建设带来很大的麻烦和难题。同时输电线路走向是直拐直，没有曲线段，因此控制点要沿着可研路径布设，呈一带状控制网。在进行GPS-RTX静态控制网布设时，主要要注意几点问题：一是GPS-RTX基线长度最好相差不大，保证精确度的均匀性。二是GPS-RTX静态控制网最好采取封闭式闭合环形式（或者为附合线路结构）。三是避免多路径效应。在进行GPS-RTX静态控制网布设时，要尽量避免高山、河流、湖泊等比较复杂的地形。四是做好强电磁波抗干扰工作。GPS-RTX站点的设置要尽可能的远离大功率的无线电发射源，如电视台，其距离要在400m以上，同时要远离已建高压输电线路至少200m以上。

2.2GPS-RTX技术在外业作业测量中的应用

在进行外业作业前，要做好仪器（如GPS-RTX接收机等）设置等准备工作。GPS-RTX接收机设置要根据输电线路走向来，尽量避免一些复杂的地形，如高山、河流、植被等，同时在设置好GPS-RTX接收机等仪器后不要急于观测，在GPS-RTX仪器垂直精度因子VRMS和水平精度因子HRMS在不大于0.02、综合精度因子PDOP不大于3后方可进行，且每一次观测时间要不小于10分钟。此外，外业工作人员要严格按照GPS-RTX测量标准和输电高压线路实际情况进行外业作业。先根据卫星可行性预报资料编制观测计划表，然后在实际观测中严格按照计划表执行，同时以实际作业为主相应的进行调整，并做好记录，最后在外业作业完成后及时对观测数据进行检查和分析，若数据不对就要进行补测或者重测。

2.3做好内业数据处理工作

在进行内业数据处理之前，要选定相关解算软件，并把数据输入软件中，然后对每一个观测数据进行查看和分析，把误差大或者错误的数据删除，提高整体数据解算质量。一般而言，数据解算结果有四种，固定相位解、浮点相位解、相位平滑伪距差分解和伪距差分，前三者精度指标分别大于0.1m、0.5m、0.8m，根据实际情况选择相应的精度指标。具体来说，在测量完成一天的工作后，要把基站和杆塔的数据导入计算机，使用相关解算软件计算出每一个杆塔的坐标，从而计算出每一条基线长度，然后把计算出来的数据与事前标准数据进行对比分析，允许误差在6m之内，若误差过大就要就行补测或者重测。

2.4GPS-RTX控制测量技术使用注意事项

GPS-RTX测绘技术具有不可拟比的优势，但在实际操作中还是会受到自然因素和人为因素的影响，造成观测数据精确度存在偏差。因此，在利用GPS-RTX测绘技术进行控制测量时，要注意细节问题。

（1）受作业环境的影响。虽然GPS-RTX技术不受地形的限制，具有全天候观测的特点，但观测精度还是会受地形等环境的影响，因此在进行GPS-RTX仪器设置时，应尽量避免多种路径、电磁波干扰强（如电视台等）等地段，且保证卫星高度角在10°以上。

（2）观测时段问题。在观测前要对卫星预报图等进行查看，选择最佳观测时段（一般是可见卫星数不小于5的情况下）。

（3）人为因素的影响。在进行输电高压线路测量工作时，要严格按照GPS-RTX观测相关标准进行操作，避免因操作失误影响观测质量。这就要求对工作人员进行专业培训，提高其业务能力。

3结束语

总而言之，GPS-RTX测绘技术具有全天候观测、操作方便、成本较低、精确度高等优点，在线形工程测量中得到广泛应用。本文主要从GPS-RTX静态控制网布设、外业作业、内业数据处理等几个方面分析了GPS-RTX控制测量技术在输电线测量中的应用，随着GPS-RTX技术和计算机技术的不断发展，相信GPS-RTX测绘技术将得到进一步发展和应用。

参考文献：

[1] 金国清.GPS RTK测量中的一些关键问题[A]. 第三届长三角科技论坛（测绘分论坛）暨’2006江苏省测绘学术年会论文集[C]. 2006

[2] 魏金龙,陈军,柳俊岩.RTK系统在测量中的应用[A]. 天津市土木工程学会第七届年会优秀论文集[C]. 2005

[3] 韦积海,符永好.GPSRTK技术在纵横断面测量中的应用[A]. 全国测绘科技信息网中南分网第二十一次学术信息交流会论文集[C]. 2007

[4] 邰占宇,徐德仲.谈GPS-RTK在测量中的应用[A]. 吉林省测绘学会2008年学术年会论文集（下）[C]. 2008

测控技术论文第8篇

关键词：航天测控；教学改革；教学模式

作者简介：陆必应（1976-），男，安徽舒城人，国防科学技术大学电子科学与工程学院，副教授；王建（1981-），男，湖北宜城人，国防科学技术大学电子科学与工程学院，讲师。（湖南 长沙 410073）

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）25-0141-02

“航天测控”是国防科学技术大学电子工程专业本科生的一门专业必修课程，同时也是通信工程和信息工程专业本科生的选修课程。课程重点讲述基于无线电的航天测控系统的概念、体制、组成和工作原理，引导学生了解现代航天测控技术的发展动态和方向。[1，2]作为一门专业课，一方面要传授学生航天测控系统的专业知识，另一方面要培养学生对复杂电子系统的分析能力并掌握设计方法，加强学生的工程素养。航天技术的发展及其在军事和国民经济中日益广泛的应用，特别是我国载人航天技术的跨越式发展，激发了学生学习本课程的热情，同时对课程的教学也提出了越来越高的要求。[3]本文先分析“航天测控”课程特点和教学中存在的问题，随后介绍以教学内容、教学方法、教学实践环节相配套的教学改革探索和实践，以实现专业知识学习和工程能力培养兼顾的教学目标。

一、课程特点与教学现状

“航天测控”课程教学具有如下特点：一是基本概念多，涉及领域广 。包括天文学基础、航天器轨道运行基本原理、无线电测距定位原理、高速无线数据传输原理等。二是基本原理复杂，涉及的理论基础宽，包括随机信号分析、信号与系统、雷达原理、通信原理等。三是系统复杂，安排实践环节困难。航天测控系统是复杂的电子系统，而先修课程偏重基础知识的学习，对电子系统的介绍偏少，学生很难通过一两个简单的实验课达到理解和掌握复杂航天系统的目标。以上特点决定采用传统的方法进行教学时，教师讲授难度大，学生学习理解困难，学习效果差。

该课程教学现状与存在的主要问题有：

1.教学内容多，课时少

本课程内容包括航天测控的基本原理、统一载波测控系统、跟踪与数据中继卫星系统、全球定位系统及其在航天测控中的应用四大部分，仅统一载波测控系统就包括跟踪测轨分系统、遥测分系统、遥控分系统。上述每一门技术都具有相对的独立性，涉及的理论、方法和系统都有其独特的内容。国防科学技术大学（以下简称“我校”）电子科学与工程学院早期设有航天测控专业，上述内容安排80～120课时讲授，现行的教学大纲仅安排了40课时，教学内容却没有减少，要完成教学任务，学生学习上存在较大困难。

2.教材相对陈旧，新技术介绍少

本课程的教材编写于1998年，内容上继承了航天测控专业所用内部教材的精华，重点内容为统一载波测控系统的原理、系统分析和系统设计。其优点是基本概念清楚，理论推导详实，系统分析深入，但也存在如下几个问题：一是内容过多，部分内容分析得过于深入，基础稍差的学生掌握起来有困难；二是近年来航天测控技术进步迅速，不断涌现出新概念、新方法和新技术，航天测控体制也从传统的统一载波测控体制加速向以跟踪与数据中继卫星系统为代表的天基测控体制发展，而教材没有充分反映航天测控技术的新发展。

3.教学手段单调，实践环节不足

原先的课程教学以教师板书讲授为主，配合以少量的幻灯片和课后习题作为辅助手段；学生的学习停留在阅读教材和参考书目、做课后习题上，缺少必要的实践环节。这种以讲授为主的教学模式无法充分调动学生的学习兴趣和积极性，缺少必要的实践环节，学生对理论和技术的理解无法深化，学生的主观能动性没有充分发挥，分析问题、解决问题的能力和工程素养得不到提高。

二、教学改革探索与实践

1.突出教学重点，合理选择教学内容

综合考虑航天测控技术的发展现状，并结合电子工程专业本科生的预修课程以及学时数，对教学内容进行了重新安排，修订了教材。将教学内容根据测控体制划分为统一载波测控系统、跟踪与数据中继卫星系统、全球定位系统的原理及其在航天测控中的应用三个部分。对统一载波测控系统部分内容进行了三个方面的删减：一是与先修课程内容有重复或雷同的，如跟踪测轨技术中的角度测量技术，在先修课程“雷达原理”中已有讲述，直接删除；二是要求具备比较专业的预修知识而学生又不具备的，如遥控编码体制，对电子工程专业的本科生来说由于不具备相应的预修课程，理解存在较大的困难，进行了删减，并提供相关的参考书籍供有兴趣的学生参考；三是难度太大的内容，如测控信道的设计，这部分内容要求学生在理解信号调制理论的基础上，结合特定工程实际设计出最佳波形，对大部分学生来说要求过高，也进行了删减。根据航天测控技术的发展趋势，对跟踪与数据中继卫星系统的组成、工作原理以及采用的新技术等部分内容进行了扩充。调整后的教学内容，既重视基本原理的教学，也重视测控系统的分析，还涉及测控新技术的介绍。

2.采用多种模式教学方法，提高教学效率

对课程的总体教学目标和教学所包含的知识点进行了分析，并对教学方法和教学过程进行精心设计。针对不同的教学内容，采取多种形式的教学方法，包括课堂理论教学、比较教学、案例教学、讨论教学等，并有机地结合起来。

基本原理如测控信号基本理论、测距原理、GPS工作原理等内容采用课堂理论教学，开发了多媒体教学课件，除传统的公式推导和文字描述外，配以适当的图片、动画，直观地说明理论分析结果，使学生对一些重要的结论留下深刻的印象，强化教学效果。

航天测控系统的教学若采用简单的讲授教学，由于学生工程实践经验少，往往不能深刻领会系统的内涵，抓不住重点，因此采用案例教学法与比较教学法相结合的教学方法。选择航天测控系统中较为简单但具有代表性的“单通道锁相接收机”作为教学案例，先对系统作简单介绍，使得大家对航天测控系统有一个感性认识，然后提出问题，供同学们分组分析、讨论。如跟踪测轨系统锁相接收机与一般雷达系统接收机进行比较，通过比较启发学生思考二者结构上的根本区别是什么，工作原理有什么不同，航天测控系统采用这种特殊类型接收机的原因是什么。通过比较学生较易理解航天测控跟踪测轨系统与一般雷达系统的异同，达到触类旁通的效果。通过开设讨论环节，营造生动、活跃的课堂气氛，培养学生思考问题、解决问题的能力，变被动接受为主动思考。最后以科研成果进课堂的形式对案例进行总结，同时引导学生了解航天测控系统设计基本方法。将教学团队在航天测控接收机领域所作的科研成果——某改进型航天测控接收机实物搬进课堂，分析传统接收机存在的缺陷，改进型接收机性能有哪些改善，从哪几个方面着手进行改善，如何进行改进等。通过这一具体案例，充分激发了学生的积极性，对航天测控系统设计方法这一难点也有了初步的认识。

在教学手段上，除采用计算机辅助教学外，还充分利用校园网资源，开展网络教学。编制适合网络教学的课件，提倡学生网上提问，进行网上答疑，对课外拓展性的内容提供更多的学习资料和参考文献。此外，利用网络教学可部分缓解教学内容多而课时少的矛盾。

3.重视实践环节，提高学生工程素养

“航天测控”是一门理论较深、实践性强的课程，提高学生的工程素质也是本专业课的一个重要学习目标。航天无线电测控系统是一个复杂庞大的系统，没有条件开展针对整个系统的实践性教学，但在基本原理和分系统教学过程中增加了实践性环节，如简单的实验设计、开放式研究性习题设计等。另外，对深空测控、小卫星测控、星座测控等测控领域的新课题、新技术、新发展，根据情况开设一两个专题讲座，使学生了解航天测控技术的最新发展，提升学生应用能力。

4.加强教学团队建设

作为一门专业课，虽然面向的专业范围窄，学生层次相对统一，只要一两名老师就可完成课程的教学任务，但不能因此就忽视教学团队的建设。作为教学活动中的关键要素之一和教学活动的具体实施者，教师本身的专业理论知识、实践能力、教学能力、科研能力对课程的教学效果有决定性的影响。因此，我校建立了一个由教授、副教授、讲师等不同层次教师组成的教学团队。团队中所有成员都从事航天测控领域的科研工作，由同时具有丰富科研经验和教学经验的副教授担任主讲老师，由教授开展航天测控领域新技术、新发展专题讲座，其他成员的科研成果为教学案例提供支撑。同时通过“跟、帮、带”，促进年青教师的成长，保证教学团队教学水平的稳步提高。

三、结束语

随着航天技术在国防、国民经济中日益广泛的应用，航天测控技术也获得了快速发展和广泛重视，对“航天测控”课程教学提出了越来越高的要求。本文对“航天测控”课程存在的问题进行了分析并提出了切实可行的改进措施，通过教学内容、教学方法、教学过程和师资队伍建设的改革，精简了教学内容，采用了以比较教学法和案例教学法为主导的多样化教学方法，充分调动了学生的学习积极性和主动性，培养了学生自主学习能力、分析解决问题能力，达到了专业知识学习和专业技能培养并举的目标。

参考文献：

[1]周智敏，陆必应，宋千.航天无线电测控原理与系统[M].北京：电子工业出版社，2008.

测控技术论文第9篇

关键词：激光测距，单片机，蜂鸣器

 

1、研究内容

残疾人是社会中最主要的弱势群体，他们要面对更多的困难和压力。，激光测距。随着2008年奥运会、残奥会的成功举办，政府越来越关注弱势群体，给予盲人的关怀也越来越多，这也使助盲成为现在社会的一个热点问题。

目前市场上已经出现一些导盲类产品，例如盲杖、导盲犬等，但是因为种种原因，这些产品并不能有效的帮助盲人导盲。比如，导盲犬由于训练困难，价格昂贵，一直不能被推广普及。可见，如何实现更好的导盲依然是一个亟待解决的问题。

由此，我们想要设计出一个“新型智能导盲器”，使之能够有效作为盲人的导盲器材，克服传统导盲器件价格较高，使用不方便，使用范围有限等缺点。

而随着时代的发展，光电技术特别是光电探测技术，光信息处理技术的应用已经遍及现代生活的各个领域。尤其是光机电一体化系统，模块很小，工作性能很高。基于此，我们想设计出“光电智能导盲器”，以便快速，准确，实时的帮助盲人了解周围的实际情况，更好的服务广大盲人群众。

2、研究方案

为了实现准确、快速定位障碍物的目的，我们提出了 “光电智能手持导盲仪”。盲人通过使用此设备可以知道周围物体的分布情况，可以获得一个周围环境的大概的距离远近的轮廓图。我们主要应用以下两种技术：

一、激光测距技术：激光测距技术与一般测距技术相比，具有操作方便、系统简单以及白天和夜晚都可以工作的优点。，激光测距。此外，与雷达测距、微波测距相比，激光测距具有良好的抗干扰性和较高的精度，以及更快的反应速度。

二、单片机控制技术：单片机体积小，重量轻，结构较为简单，成本低廉，可以实现一般的控制功能。而且单片机比专用处理器更适合应用于嵌入式系统，因此它得到了广泛的应用。现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。

三、蜂鸣器语音输出技术：蜂鸣器反应快，声音变频速度快，距离越近频率越高，便于快速给盲人用户提示，同时蜂鸣器声音也给周围行人一定警告。

根据以上三种关键技术，我们提出的主要设计思路如下：

整个导盲仪通过激光测距模块测距，蜂鸣器报警，起到导盲作用。

在导盲仪上，嵌入一个单片机控制模块，作为整个装置的核心。在单片机的旁边固定一个蜂鸣器，蜂鸣器可以发出声音。，激光测距。导盲仪前端安置一个激光探头和一块接收板。在导盲仪上则安装一个开关，控制导盲仪的工作。

根据激光测距仪的原理，激光器发射头发出激光束，遇到障碍物后反射到达导盲仪前端的接收板，接收板上装有光电探测器。障碍物表面漫反射的光信号经过光电探测器转变为电信号，再经过滤波，放大，整合，A/D转换，传送给单片机。经过单片机分析处理后，根据激光往返时间算出的距离输出不同的指令，如果在报警距离以内，单片机便会发出控制信号，即高电平到蜂鸣器，驱动蜂鸣器发出不同频率的提示音，使盲人通过蜂鸣器的声音提示躲避障碍物，方便盲人出行。

导盲仪通过盲人的手动扫描，给盲人提供不同方位的障碍物信息。

3、技术路线及可行性分析

本作品主要包括：激光测距技术，光电检测技术，单片机控制技术，语音输出技术。

技术路线主要从光电技术，控制技术，电路设计技术三方面分析。

光电技术：主要是激光测距技术和光电检测技术。目前，激光测距技术已经十分成熟，独立的激光测距仪已经十分普遍。仿照成型的激光测距仪，设计制作出我们需要的激光测距模块。

针对我们的需要，我们采用短脉冲高频率激光测距技术。脉冲式激光测距是基于对光波在本机与目标间渡越时间的计量来感知目标距离，属于“时基法”测距，其优点是操作方便、系统设计简单，满足设计要求。

单片机下达测距指令后由激光器发出脉冲激光，经扩束准直的光学系统后通过指示与稳定系统导向穿越大气层射向目标。光学系统一般是望远光学系统，为的是减少出射光束的发散角，以提高光能面密度，增大工作距离，还可以减少背景和周围非目标物的干扰。指示与稳定系统，带有瞄准镜和方向机构，用以对准盲人需要探测的方位，提供目标角方位信息。图中的传感器，可提供目标方位和俯仰角。激光束离开本机的同时，从发射光束中取出参考脉冲信号，参考信号通过光电探测器，变成电脉冲，这个电脉冲经滤光、放大、整形后送入单片机，通过单片机控制，启动数字式测距计时器开始计时；到达目标的激光束有一部分被表面漫反射回到测距机；经接收物镜和窄带光学滤波器再次到达探测器，窄带光学滤波器的主要作用是充分利用激光优良的单色性，提高系统的信噪比；光探测器再次将光信号转换为电信号，然后将电信号送往放大器和匹配滤波器，这是因为从光电探测器出来的信号不足以推动电路工作。处理后的信号进入比较器进行比较；比较器的输出信号驱动测距计时器计时停止，单片机接收距离信息。，激光测距。根据距离信息，单片机决定是否驱动蜂鸣器发出声音。

单片机控制：单片机是整个装置的控制核心，所有的控制功能通过写入单片机程序来实现。，激光测距。单片机要能接收两次电信号，根据激光测距的距离信息，进行分析判断。，激光测距。在设定的允许范围以外，不发出控制信号，如果一旦低于预先设定的范围，则发出控制信号，控制信号驱动蜂鸣器发出声音。根据单片机接收到的距离信息，单片机发出不同的电压控制信号，蜂鸣器据此发出不同频率的声音。

电路设计：信号处理电路包括光电信号处理电路和声音输出电路。整个电路中单片机、探头、光电传感器和蜂鸣器是主体，激光探头发射和接收板接收光信号，经过光电转换，滤波，放大，A/D转换之后，反馈到单片机，单片机进行信号处理，最后通过电路控制蜂鸣器输出声音信号。蜂鸣器反应快，声音变频速度快，根据单片机发出不同的电平信号，发出不同频率间隔的提示音。

4、特色与创新点

1、利用激光测距技术，快速，准确的测量障碍物的距离；并根据距离信息，实现单片机的控制；

2、手持导盲仪使用方便，探测灵活，可用于高低地势探测，障碍报警；

3、利用蜂鸣器的声音频率提示障碍物距离远近，便于盲人判断；

4、结构简单实用，方便携带，可扩展性强，可长时间使用。

5、参考资料

[1]王永仲，现代军事光学技术[M]，北京：科学出版社，2003。

[2]何俊发，王红霞，刘晓彬，激光测距新方法研究[J]，应用激光，2003，23(5)：299—300。

[3]陈敏，杜小平，一种提高相位激光测距精确度的方法[J]，现代电子技术，2005，16：114一l15。