自动测量（精选8篇）
第一章测量与测量仪表的基本知识 测量：是人们对客观事物取得数量观念的一种认识过程。人们通过试验和对试验数据的分析计算，求得被测量的值。2 测量方法：是实现被测量与标准量比较的方法，分为直接测量、间接测量和组合测量。按被测量在测量过程中的状态不同，有分为静态和动态测量。4 测量系统的测量设备：由传感器、交换器或变送器、传送通道和 显示装置组成。测量误差的分类：1）系统误差 2）随机误差 3）粗大误差 按测量误差产生来源：1）仪表误差或设备误差 2）人为误差 3）环境误差
4）方法误差或理论误差 5）装置误差 6）校验误差.7 测量精度：准确度、精密度、精确度。仪表的基本性能：一般有测量范围、精度、灵敏度及变差。9 精度：是所得测量值接近真实值的准确程度，以便估计到测量误差的大小。仪表的灵敏限是指能够引起测量仪表动作的被测量的最小变化量，故友称为分辨率或仪表死区。
第二章 产生误差的原因：1）测量方法不正确 2）测量仪表引起误差 3）环境条件引 起误差
4）测量的人员水平和观察能力引起的误差。2 函数误差的分配：1）按等作用原则分配误差 2）按可能性调整误差 3）验算调整后的总误差。
第三章温度测量温标：是温度数值化的标尺。他规定了温度的读数起点和测量温 度的基本单位。热电偶产生的热电势由接触电势和温差电势组成。热电偶产生热电势的条件是：1）两热电极材料相异 2）两接点温度相异.4 热电偶的基本定律：1）均 质导体定律 2）中间导体定律 3）中间温度定律。补偿电桥法：是采用不平衡电桥产生的电势来补偿电偶因冷端温度变化而引起的热电势的变化值。
6电阻温度计的传感器是热电阻，热电阻分为金属热电阻和半导体热敏电阻两类。
7热电阻温度计测温度的特点：1）热电阻测温度精度高，测温
范围宽，在工业温度测量中，得到了广泛的应用。2）电阻温度系数大，电阻率大，化学、物理性能稳定，复现
性好，电阻与温度的 关系接
近线性以及廉价。
3）当热电阻材料的电阻率大时，热电阻体积可做的小一些，热容量和热惯性就小，响应 快。8 热电偶的校验：通常采用比较法和定点法。
热电偶的检定：是对热电偶的热电势与温度的已知关系进行检
验。薄膜热电偶：用真空蒸等方法使两种热电极材料（金属）蒸镀到绝缘基板上，二者牢固的结合在一起，形成薄膜状接点。10冷端温度补偿的方法：1）冷端温度校正法 2)补偿导线法
3）仪表机械 零点调整法 4）冰浴法 5）补偿电桥法
第四章 湿度测量 湿度计的标定与校正装置的方法：重量法、双压法和双温法。2 试述弹性压力计的误差及改善途径：
误差 1）相同压力下同一弹性元件正反行程的变形 量会不一
样，因而存在迟带误差。
2）弹性元件变形落后于被测压力的变化，会引起弹性后
效误差仪表的各种活动部件只见到间隙，示值与弹性
元件的变形不完全对应，会 引起摩擦误差。3）仪表的活动部件运动时，相互间有摩擦误差，会引起
摩擦误差。4）环境温度变化会引起金属材料弹性模量的变化，会造
成温度误差。
改善途径：1）采用无迟带误差或迟带误差极小的全弹性材料和
温度误差很小的恒弹性材料制造弹性元件。2）采用新的转换技术，减少或取消中间传动机构，以减少间隙误差和 摩擦误差。
3）限制弹性元件的位移量，采用无干摩擦的弹性支
承或磁悬浮支承等。
4）采用合适的制造工艺，使材料的优良性能得到成分的发挥。
第五章 压力测量 测量压力的仪表按原理不同分为：液柱式压力计、弹性式压力计、电气式压力计和活塞式压力计。液柱式压力计：是以液体静力学原理为基础的。3 用弹性传感器组成的压力测量仪表为弹性压力计。弹性元件及其特性：弹性元件有弹 簧管、波纹膜片、波纹膜盒和波纹管。弹性元件的测压原理是当弹性元件在轴向受到 的外力作用时，就会产生拉伸或压缩位移。5 霍尔效应：把半导体单晶体薄片置于磁 场 B 中，当在晶片的 Y 轴方向上通以一定大小的电流 I 时，在晶片的 X 轴方向的两个 端面上将出现电势，这种现象称为霍尔效应，所产生的电势称霍尔电势，这个半导体 称为霍尔片。压力表的选择：根据被测压力的种类、被测介质的物理化学性质和用途以及生产过程所提的技术要求，同时应本着既满足测量准确度、有经济的原则，合理的选择压力表的型号、量程和等级。7 压力表的校验:常用仪器为活塞式压力表，其是利用静力平衡原理工作的，它由压力发生系统和测量活塞组成。
第六章 流量测量 流量测量分为质量流量、重量流量、体积流量。流量测量仪表分为三类：容积法、速度法和质量流量法。3 累计流量：是指在某一时间间隔内，流体通过的总量。4 体积流量计分为：差压式流量计、转子流量计、容积式流量计和速度 流量计。差压流量计的组成：1)节流装置（包括节流件和取压件，其功
能是将流量 信号变换成差压信号）2导压管（其功能是将节流装置前后的压力信号送至显示仪表）
3)显示仪表（显示压差信号或直接显示被
测流量）6 标准取压装置：取压装置与 取压方式有关。标准节流装置取压方式为标准孔板、角接取压、法兰取压、标准喷嘴 和角接取压。标准节流装置使用的流体条件和管道条件： 流体条件：1）流体充满圆管并连续的流动
2）管道内流体流动是稳定的，流量不随时间变化或
变化缓慢。
3）流体必须是牛顿流体，在物理和热力学上是单项的、均匀的或者可以认为是单项的且流 体经节流
时不发生相变。
4）流体流动在受到节流件影响前，已达到充分发展的紊流，流体与管道轴线平行，不得有旋转流。8 转子与差压节流装置的差异在于：
1）任意稳 定情况下，作用在转子上的压差是恒定不变的； 2）转子与锥形管之间的环形缝隙的面积 A 是随平衡位置的高低
而变化，古是变截面。椭圆齿轮流量计：可以就地显示被 测流体瞬时流量及体积总量也可以将流量信号转换成标准的电信号远距离传递二次仪 表。椭圆齿轮每转一周向出口排出四个半月形容积的液体，测量椭圆齿轮的转速便知 道液体的体积流量，即 Q=4nV0。椭圆齿轮流量计的精度与流体的流动状态即雷诺数 Re 的大小。第七章 流速测量 比托管的形式：主要由感测头、管身及动压引出管组成。2 用标准比托管、S 型比托管、直型比托管测风速，往往需要测出多点风速而得平均风速。中间矩形法：是最广的一种测点选择方法。它将管道截面分成若干个面积相等的小截 面，测点选择在小截面的某一点上，以该点的流速作为小截面的平均流速，再以各个截面的平均流速的平均值作为管道内流体的平均速度。4 热电风速仪：
1）若通过带热体的电流恒定，则带热体所带的热量一定。带热体温度随其周围气流速度的提高而降 低，根据带热体的温度测量气流速度，这是热球风速仪的工作原理。
2）若保持带电体温度恒定，通过带热体的电流势必随其周围气流速度的增大而增大，根据通过带热体的电流测风速，这是热敏电阻恒温风速仪的工作原理。5 热球风速仪的工作原理： 主要由两个独立的电路组成： 1）供给带热体恒定电流的回路 2）2）测量带热体温度的回路。浮力式液位计：分为浮子式液位计和浮筒式液位计。2 用差压变送器测量汽包水位是常用的方法之一。第九章
热阻式热流计侧头安装的三种方法：埋入式、表面粘贴式和空间辐射式。
第十一章 自动控制：是在没有人直接参与的情况下，利用控制装置使被控对象自动的按照预定的规律运行或变化的手段。自动控制系统的组成：为了达到自动控制的目的，由相互制约的各个部分，按一定规律组成的具有一定功能的整体。其组成是 由被控对象、传感器、控制器和执行器组成。3 自动控制系统的分类：
按定值的形式分为：1）定值控制系统 2）程序控制系统 3）随动控制系统。按系统结构分：1）闭环控制系统 2）开环控制系统 3）复合控制系统。过度过程的基本形式：发散震荡、等幅震荡、衰减震荡和单调过程。衰减比：是表示衰减程度的指标，它是反映系统 稳定程度即相对稳定性。6 环节特性：是指环节的输出和输入的关系。实际系统的构 成环节有热工式、电气式和气动式等多种物理环节，其输入和输出量的性质各不相同。热电阻温度传感器：是由金属丝、骨架和金属保护管组成，而温包温度传感器是由金属管、内装的气体或液体组成。8 控制器特性：1）比例控制器的特性 2）比例积分控制器的特性 3）比例微分控制器的特性 4）比例积分微分控制器的特性 第十二章 自动控制仪表
其按能源分类：电动仪表、气动仪表和直接作用式仪 2 电子式双位控制器是由测量、给定电路、电子放大电路和开关电路等部分组成。调节阀的流量特性:是指流过调节阀介质相对流量与调节阀的相对开度之间的关系。调节 阀流量特性是由调节阀芯形状决定。4 流通能力的定义：当调节阀全开、阀两端压差为10的 5 次方千帕、流体密度为 1g|cm3 时、每小时流经调节阀的流量数定义为调节阀的流通能力，用 c 表示。风量调节阀的流量特性指流过风阀的相对流量与风阀转角的关系。
第十四章自动控制系统的应用 空调装置由：空气的加热器、冷却器、加湿器、去湿气、空气混合器以及净化器等设备组成。空调系统的控制对象的特点：1）多干扰性 2）多工况性 3）温、湿度相关性。3 蒸发器的控制：一般通过热力膨胀阀、电磁 阀、浮球阀等进行控制。压力保护控制分为：高压保护、低压保护和油压保护。5 高压保护：排气压力保护的目的是为了防止排气压力过高而产生事故。产生排气压力过高的原因可能是冷凝器断水或水量不足；或者启动时排气管路的阀门未打开；或者制 冷剂灌注过多；或者因系统不凝性气体过多等原因。6 压缩机能量控制: 进行压缩机能量控制的目的为:1）为了制冷系统经济合理运行 2）实现压缩机轻载或空载启
动。
焦饼中心温度是焦碳成熟的重要标志。焦饼温度的均匀性是考核焦炉结构与加热制度完善程度的重要方面。当更换加热煤气种类、改变结焦时间、改变煤种及配比时都需要测量焦饼中心温度, 以便随时调节加热制度。现在大多数焦化厂均使用“插管测量法”, 这种传统的测量方法存在以下问题:1) 需要四个调火工在装煤孔处插入6米长的管子进行人工测量, 操作繁锁且时间长、劳动强度大、危险性高。2) 只能在加煤口处取点测量, 代表性较差。3) 测量时需要寻找测点, 存在人为误差。4) 在频繁变换配比时不能及时对焦饼中心温度进行测量。进而影响焦炉加热制度和焦炭质量。为此, 我们引进了焦饼中心温度自动测量系统。
2测量原理
LD-200便携式焦饼中心温度在线测量仪是一种结合非接触式测量方法和光纤传感技术, 实现高精度、高重复性、快速响应、非接触式测量和高性能价格比的新型光纤传感类测量仪器。光纤探头探测焦炭辐射的红外波密度, 经光纤传导进入光电转换单元, 经缓冲放大, 线性化处理后, 得到与被测温度信号成线性关系的电流信号, 该信号经内置高速单片机采集形成温度数据, 该数据保存在内置的存贮器中。
3自动测量系统的特点
3.1在拦焦车的导焦栅侧面, 取上、中、下三点, 安装三个光纤探头, 在推焦过程中对焦饼中心温度进行实时监测并进行数据采集工作。数据的采集原理利用微控制器和闪存技术, 采集周期为1秒, 每炉焦炭分别在上、中、下三点各取100个数据。
3.2智能地对碳化室号进行判定, 对相关温度数据进行管理、存储。
3.3数据采集线直接连接到中控窒主机上, 自动地对焦饼数据进行分析, 得到即时温度、峰值温度、平均温度等相关数据, 并分上、中、下三点绘出每一炉焦饼中心温度的实时测量曲线。
3.4根据需要对数据进行编辑、打印输出。直接指导焦炉生产和加热制度的制定, 使焦饼中心温度实现了在线管理。
3.5该系统的仪表部分采用便携式箱体结构。上层为仪表控制部分, 下层为电源、变送器、探头部分。将光纤探头安装在导焦栅的侧面。测量时, 用光纤将箱体和探头连接在一起。接通电源, 即可开始测量。 (见简图)
4与传统焦饼测量法相比的优点
4.1温度测量精度高, 能达到±1oC;而传统插管测量法需用光学高温计测量, 测量精度仅为±20oC。
4.2焦饼中心温度实施了自动测量, 在炭化室长向上共有100个测点, 可以掌握整个炭化室长向焦饼成熟情况;而传统插管测量法只在加煤口处取点, 只能代表取点处焦饼中心温度, 不能代表整个炭化室情况。
4.3焦饼中心温度自动测量系统方便、快捷, 将探头与仪表箱连上后, 即可自动测量, 不需人为操作;而传统插管法需岗位工在加煤口处插、拔6m长的铁管, 不仅费时、费力, 而且由于焦饼管太长, 存在触电、烫伤等安全隐患。
5安装及调试过程中存在的问题处理方法
5.1我们在调试过程中发现, 上部温度比中部温度低200oC左右, 同时各测点温度大部分为温度低限值。为此我们专门到现场看推焦情况, 经过多次观察发现, 由于重力作用, 上部三分之一左右的焦炭会提前落下, 导致上部探头测空, 上部平均温度偏低。为此我们把测温探头往焦炉侧移了500mm, 解决了上部测空问题。
5.2我们在对2#拦焦车进行调试时发现, 下部测温总是比上部低100oC左右, 可看出炉又没有什么问题, 经过检查发现导焦栅上开口较小, 又把开口扩大了, 扩完孔后温度没问题了。
6使用效果
焦饼中心温度自动测量系统经过半年运行后, 取得了较好的效果。
6.1我厂由于煤源紧张, 一个月调好几次配比。传统测量时, 由于调节频繁, 无法安排测量焦饼中心温度。有了焦饼中心温度自动测量系统后, 随时可以测量。同时我们将焦饼中心温度的定期测量由原来的半年一次调整为现在的半个月一次, 能够及时了解焦饼的成熟情况。并根据测量结果对焦炉加热制度进行及时的调整, 确保焦炭质量的稳定。
6.2使用光纤探头自动测量, 避免了传统测量方法中的人为误差因素, 使测量更具有客观性。为加热制度的调整提供了更精确的依据。
6.3焦饼中心温度实施自动测量后, 根据测量结果及时对加热制度进行调整, 降低了加热燃料的消耗, 达到了节能降耗的目的。
7结论
关键词：BH1750；Arduino；光污染；天空亮度
一、引言
天空发亮是城市光污染的主要表现形式之一，近年来，城市夜间照明直接射向和经地面反射到天空中的光，在一定程度上，提高了夜间天空的亮度，因此也严重破坏了天文爱好者及普通市民对城市星空和银河的遥望和观察。天空发亮是来自大气中的气体分子和气溶胶的散射（包括可见和非可见）光线，反射在天文观测方向形成的夜空光亮现象。它主要是由自然天空光和人为天空光两部分造成的。其中自然天空光是指天体和地球大气上层辐射过程引起的那部分天空辉光，它包括五个方面：月光、高层大气辉光、黄道光、散射的星光、星际尘埃和气体等引起的背景光；人为天空光主要是指城市的人工光在尘埃、水蒸气或其他悬浮粒子的反射或扩散作用下进入大气层， 而导致的城市上空发亮。然而深蓝夜空、繁星闪烁作为夜间环境的重要组成，是自然界留给人类的最宝贵生态资源之一，是全球生态和人类生存环境不可或缺的一部分。所以目前有越来越多的学者和专家提倡要“净化”夜空，对星空进行保护，尽量提高城市夜天空的等级。
二、光污染的相关知识
随着城市建设的飞速发展，伴随而来的环境污染日益加剧，除水污染、大气污染、噪声污染、固体废弃物污染外，光污染被认为是第五类重要污染源。光污染最早是由国际天文界指出，认为光污染是城市室外灯光照明使天光很亮而难以进行星空观测，这种狭义的光污染仅仅是指可见光。广义的光污染指对人类生活和生产环境造成不良影响现象的一切光辐射，包括可见光、红外线和紫外线。
（一）光污染的分类及其危害
一般将光污染分为三类，即白亮污染、人工白昼和彩光污染。
1.白亮污染是指阳光照射强烈时，城市里建筑物的玻璃幕墙、釉面砖墙、磨光大理石和各种涂料等装饰反射光线，明晃白亮，眩眼夺目。长时间在白色光亮污染环境下工作和生活的人，视网膜和虹膜都会受到程度不同的损害，视力急剧下降，白内障的发病率高达45%，它还使人头昏心烦，甚至发生失眠、食欲下降、情绪低落、身体乏力等类似神经衰弱的症状。尤其在夏天，玻璃幕墙强烈的反射光进入附近居民楼房内，使室温平均升高4～6摄氏度，影响人的正常的工作和生活。有些玻璃幕墙是半圆形的，反射光汇聚还容易引起火灾。烈日下驾车行驶的司机会出其不意地遭到玻璃幕墙反射光的突然袭击，眼睛受到强烈刺激，很容易诱发车祸。
2.人工白昼是指在夜间，商场、酒店的广告灯、霓虹灯闪烁夺目，令人眼花缭乱，有些强光甚至直冲云霄，使得夜晚如同白天一样，即所谓的人工白昼。这样的环境会扰乱人体正常的生物钟，导致人的白天工作效率低下。人工白昼还会伤害鸟类和昆虫，强光可能破坏昆虫在夜间的正常繁殖过程。
3.彩光污染是指舞厅、夜总会安装的黑光灯、旋转灯、荧光灯以及闪烁的彩色光源构成的污染。人如果长期接受这种照射，可诱发流鼻血、脱牙、白内障，甚至导致白血病和其他癌变。
三、光污染检测系统
（一）系统硬件设计
本测试系统以目前流行的Arduino控制计算机为核心，整合各种外围模块组成的。在应用设计初期，把这款装置分成了两大部分来进行设计，第一部分是基于Arduino控制计算机为核心的硬件，体积小，可以安装在自行车、汽车等各种车辆上，负责收集和记录当前天空光强、测试地点经纬度、海拔高度、测试时间等数据，并通过LCD显示屏实时显示时速等信息。第二部分则是分析统计的数据（研究尚在进行中），由于受Arduino的SRAM和频率的限制，不太适合做数据分析，因此把这部分功能分拆开来，设计成由桌面计算机系统来完成—Arduino记录的数据上传到计算机系统上后进行分析并绘制图表。第二部分系统，初步设计成了一个Web2.0的应用。这样就可以方便地将统计的结果进行分享和发布。
在本测试系统中，基于Arduino的硬件系统部分，主要由以下几个模块来构成：
（1）Arduino控制计算机，测试系统的核心。
（2）电源模块，为所有硬件提供电源。
（3）GPS模块，提供GPS定位信息，以得到位置数据、速度数据、高度数据。
（4）LCD模块，实时显示骑行数据。
（5）SD/TF卡存储模块，储存位置数据、速度数据、高度数据、天空亮度数据、时间数据等。
（6）光照度模块，测量天空亮度数据。
各个模块系统连接框图如图1所示。
该应用设备使用的Arduino端口的规划表如下：
PIN 0 （RX） GPS模块TX
PIN 1 （TX） GPS模块RX
PIN 2
PIN 3
PIN 4
PIN 5 Nokia 5110 LCD模块 SCK
PIN 6 Nokia 5110 LCD模块 MOSI
PIN 7 Nokia 5110 LCD模块 A0
PIN 8 Nokia 5110 LCD模块 Reset
PIN 9
PIN 10 TF卡模块 片选SS
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PIN 11 TF卡模块 MOSI
PIN 12 TF卡模块 MISO
PIN 13 TF卡模块 SCK
其中，电源模块由7.4V，1000毫安时锂电池作为电源，经过DC/DC模块，转换成+3.3V和+5V两路电压供Arduino控制计算机和外围各个功能模块使用。
GPS模块和Arduino控制计算机通过标准硬件串口进行连接，通讯波特率采用标准9600。
在这里使用硬件Serial来作为GPS NMEA信号输入而不使用SoftSerial的好处是：避免SoftSerial的兼容问题；节省Flash的空间，减少SRAM使用。
LCD模块和Arduino控制计算机通过非标准的SPI通信协议通讯。因此在编程时不能够使用标准硬件SPI库，而需要使用Soft SPI来驱动。
SD/TF卡存储模块是工作在3.3V的电压下的，采用标准SPI接口和Arduino控制计算机连接。在Arduino控制计算机上，SPI使用引脚10（SS）、11（MOSI）、12（MISO）and13（SCK）。
光照度模块和Arduino控制计算机通过I2C总线通讯。在大多数Arduino控制计算机上SDA（data line）使用模拟口4，SCL（clock line）使用模拟口5。
各模块介绍如下：
ArduinoUNO：
ArduinoUNO（R3版本）采用的微处理器是ATmega328. 该版本包括14个数字输入输出IO、6个模拟输入IO、16MHZ的晶体、USB接口、电源接口、烧录头、复位按钮等。相对于其他版本，R3版本的不同之处是：
（1）增加I2C总线接口：SDA，SCL。
（2）增强的复位线路。
（3）使用16U2替代以前的8U2。
R3版本的主要特征包括：
（1）微处理器：ATmega328。
（2）操作电压：5V。
（3）输入电压：7V到12V。
（4）数字双向IO：14个（其中6个提供PWM输出）。
（5）模拟输入脚：6个。
（6）每个IO脚的最大输出电流：40mA。
（7）提供的3V3最带电流：50mA。
（8）Flash大小：32K字节。
（9）SRAM大小：2K字节。
（10）EEPROM大小：1K字节。
（11）时钟频率：16M。
GPS模块：
ATK-NEO-6M-V12是一款高性能GPS定位模块。该模块采用U-BLOX NEO-6M模组，模块自带高性能无源陶瓷天线（无需再购买昂贵的有源天线了），并自带可充电后备电池（以支持温启动或热启动，后备电池在主电源断电后，可以维持半小时左右的GPS接收数据保存）。
模块通过串口与外部系统连接，串口波特率支持4800、9600、38400（默认）、57600等不同速率，兼容5V/3.3V单片机系统，可以非常方便地与您的产品进行连接。
ATK-NEO-6M GPS模块同外部设备的通信接口采用UART（串口）方式，输出的GPS定位数据采用NMEA-0183协议（默认），控制协议为UBX协议。
5110LCD模块：
5110LCD模块是NOKIA公司生产的可用于其5110、6150，6100等系列移动电话的液晶显示模块，国内厂家也生产有类似的兼容产品。该产品除应用于移动电话外，也可广泛应用于各类便携式设备的显示系统。与其他类型的产品相比，该模块具有以下特点：
（1）84x48的点阵LCD，可以显示4行汉字。
（2）采用串行接口与主处理器进行通信，接口信号线数量大幅度减少，包括电源地在内的信号线仅有9条。支持多种串行通信协议（如AVR单片机的SPI、MCS51的串口模式0等），传输速率高达4Mbps，可全速写入显示数据，无等待时间。
（3）可通过导电胶连接模块与印制板，而不用连接电缆，用模块上的金属钩可将模块固定到印制板上，因而非常便于安装和更换。
（4）LCD控制器/驱动器芯片已绑定到LCD晶片上，模块的体积很小。
（5）采用低电压供电，正常显示时的工作电流在200μA以下，且具有掉电模式。
光照度模块：
16位数字输出型环境光强度传感器集成电路BH1750FVI是一种用于两线式串行总线接口的数字型光强度传感器集成电路。这种集成电路可以根据搜集的光线强度数据来调整液晶或者键盘背景灯的亮度。利用它的高分辨率可以探测较大范围的光强度变化。产品特点如下：
（1）支持I2C BUS接口（f/s Mode Support）。
（2）接近视觉灵敏度的光谱灵敏度特性（峰值灵敏度波长典型值：560nm）。
（3）输出对应亮度的数字值。
（4）对应广泛的输入光范围（相当于1-65535lx）。
（5）通过降低功率功能实现低电流化。
（6）通过50Hz/60Hz除光噪音功能实现稳定的测定。
（7）支持1.8V逻辑输入接口。
（8）无需其他外部件。
（9）光源依赖性弱（白炽灯、荧光灯、卤素灯、白光LED，日光灯）。
（10）有两种可选的I2C slave地址。
（11）可调的测量结果影响较大的因素为光入口大小。
（12）使用这种功能能计算1.1 lx到100000 lx马克斯/分钟的范围。
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（13）最小误差变动在±20%。
（14）受红外线影响很小。
（二）系统软件设计
在这个项目中，GPS模块的驱动使用了TinyGPS库，LCD显示则使用了u8glib，SD卡模块驱动使用了SD库。当然，为了节省SRAM，对库也进行了修改。例如，对TinyGPS的cardinal函数进行了修改，将数组使用PROGMEM进行存储，节省SRAM的空间。
整个系统的代码逻辑其实很简单。初始化完成后，每秒检查一次GPS信号，如果信号正常则更新信息并在LCD屏幕更新显示的实时数据。由于事后用于分析的数据不需要精确到每秒这样的级别，因此设定每5秒判断一次，如果当前位置和5秒前相比发生了一定的位移量则将数据记录到SD卡，以供分析。
为了简化数据存储的方式，数据以类似CSV的格式存储在TF卡上，文件名则为开始记录的日期，每一段数据以数据格式的版本号开始，每一行都是一笔数据。
格式如下：
日期，时间，连接的卫星个数，纬度，经度，海拔高度，时速，行驶方向，光照度。
程序流程如图2所示，计算机开始运行后进入void setup（）{…}程序段对系统硬件进行初始化。开启每秒一次的定时中断计数器，对串口、LCD显示器和I2C BUS进行初始化。
初始化完成后进入GPS数据搜索模式，同时在LCD显示屏显示当前光照度数据。程序将一直运行在该搜索模式，直到计算机获得当前经纬度、高度、速度等卫星定位数据。
如果完成寻星工作，程序就将当前时间、当前速度、卫星数量、移动方向、经纬度、海拔高度、当前光照度等数据按照每秒一次的频率刷新显示到LCD显示器。同时按照每5秒一次的频率将以上数据写到SD卡保存，以便过后对数据进行分析计算。
（三）系统测试
系统调试经过三个阶段。第一阶段完成利用面包板搭建测试环境，初步调试软硬件（如图3）。在这个阶段主要是通过软硬件协同验证硬件模块之间的连接关系是否合理。通过各个测试程序的下载运行，保证硬件模块能够正常工作，模块之间连接关系正确。
初步调试正常以后就将所有硬件模块安装到仪器盒里面。这时候要考虑各个模块的安装位置是否合理，连接是否方便，外部接口位置是否合适等机械方面的问题。然后就是按照设计好的位置在仪器盒的四周进行开孔等操作。
为了实现光照度传感器的遮光等功能，笔者用CRE2.0软件设计了一个孔拦结构，并利用学校工程实验室的3D打印机打印出来（如图4）。
以上工作全部完成后，接下来就是做软件的撰写和调试。软件的调试采用模块化调试方式。先测试各个模块能够正常工作，然后对各个模块进行组装调试。调试程序大约需要4个周六、周日的时间。
下面是调试完成后的装置外观图（如图5）。
当卫星信号正常时，进入正常测试界面如图6所示。
四、结论
通过初步测试盒验证，本装置能够较好地满足天空光污染数据的自动化测量和记录，为天文观测和环境污染研究的专业人士提供一种可靠便捷的测试方法和手段，具有一定的先进性。
五、致谢
在本项目的研究过程中，江苏省天一中学“南京理工大学﹒天一中学机器人创新实验室”的邓一波老师放弃了大量的休息时间来开放实验室，提供尽可能的方便，并在研究过程中提出了很多意见和建议。在此，对他表示衷心感谢！
第1章 大地测量概论：
1.大地测量任务：建立国家或大范围的精密控制测量网；
2.大地测量内容：三角测量、导线测量、水准测量、天文测量、重力测量、惯性测量、卫星
大地测量以及各种大地测量数据处理等。
3.现代大地测量特点：长距离、大范围，高精度，实时、快速，四维，地心，学科融合；
4.大地测量系统规定了大地测量的起算基准、尺度标准及实现方式；
5.大地测量系统包括：坐标系统、高程系统、深度基准、重力参考系统；
6.大地参考框架包括：坐标参考框架、高程参考框架、重力参考框架；
7.大地测量坐标系统分：按原点位置不同分：地心坐标系统、参心坐标系统；表现形式上分：
空间直角坐标系统（x,y,z）、大地坐标系统（经度、纬度、大地高）；
8.大地测量常数：和地理表面最吻合的椭球几何参数和物理参数。分为：基本常数、导出常
数；
9.参心坐标框架：1954北京坐标系和1980西安坐标系采用整体平头方法构建了我国参心坐
标框架。
10.地心坐标框架：国际地面参考框架（ITRF）是国际地面参考系统（ITRS）的具体实现。
是目前国际公认的应用最广泛、精度最高的地心坐标框架。2000国家大地控制网是定义在ITRS2000地心坐标系统中的区域性地心坐标框架。
11.高程基准：通常定义平均海面的高程为零。1954年，确定用青岛验潮站验潮计算的黄海
平均海水面作为高程基准面，并在青岛市观象山修建了国家水准原点。1956年，求出我国青岛水准原点高程为：72.289；1985国家高程基准是我国现采用的调和基准，青岛水准原点高程为：72.2604
12.高程系统：我国高程系统采用正常高系统，正常高的起算面是似大地水准面。由地面点
沿垂线向下至似大地水准面之间的距离，就是该点的正常高，即该点的高程。
13.高程框架：我国水准高程框架由国家二期一等水准网，以及国家二期一等水准复测的高
精度水准控制网实现，以青岛水准原点为起算基准，以正常高系统为水准高差传递方式。分为四个等级：国家一、二、三、四等水准控制网。
14.重力系统和重力测量框架：我国完成了2000国家重力基本网建设，简称“2000网”。采
用GRS80椭球常数及其相应正常重力场。
15.深度基准：我国从1957年起采用理论深度基准面为深度基准。该面是按苏联弗拉基米尔
计算的当地理论最低低潮面。
16.时间系统：规定了时间测量的参考标准，包括时刻的参考标准和时间间隔的尺度标准。
通过守时、授时和时间频率测量技术，实现和维持统一的时间系统。常用时间系统有：世界时（UT）、原子时（AT）、力学时（DT）、协调时（UTC）、GPS时（GPST）
17.时间系统框架：1.采用的时间频率基准；2.守时系统；3.授时系统；4.覆盖范围。
第二章 传统大地控制网
1.传统大地测量技术建立平面大地控制网就是通过测角、测边推算大地控制网点的坐标。
其方法有：三角测量法、导线测量法、三边测量法和边角同测法。
2.三角测量法是我国建立天文大地网的主要方法。
3.导线测量法是我国在西藏地区天文大地网中主要方法。
4.三边测量法和边角同测法只是在特殊情况下采用，我国天文大地网布设中没有采用该方
法。
5.三角网布设原则：1.分级布网、逐级控制；2.具有足够的精度；3.具有足够的密度；4.要有统一规格；
6.全国天文大地网整体平差于1978年到1984年期间完成并通过技术鉴定。建立了1980
国家大地坐标系。全国天文大地网整体平差的技术原则如下：1.地球椭球参数：IAG－75椭球参数；2.坐标系统：1980国家大地坐标系和地心坐标系；3.椭球定位与坐标轴指向：1980国家大地坐标系的椭球短轴就平行于由地球质心指向1968.0地极原点（JYD）的方向，首子午面应平等于格林尼治平均天文台的子午面。椭球定位参数以我国范围内高程异常值平方和最小为条件求定。
7.经纬仪种类：光学经纬仪、电子经纬仪及全站型电子速测仪。
8.光电测距仪：按测程分：短程（小于3km）、中程（3~15km）、长程（15~60km）；按测
距仪出厂标称标准差，归算到1km的测距标准差计算，分为三级：I、II、III、IV（等外级）。
9.水平角观测的主要误差影响：1.观测过程中引起的人差；2.外界条件对观测精度的影响
（指观测时大气的温度、温度、密度，太阳的照射方位，地形、地物等因素）；3.仪器误差对精度的影响（视准轴误差、水平轴不水平的误差、垂直轴倾斜误差、测微器行差、照准部及水平度盘偏心差、度盘和测微器分划误差）。
10.水平角观测方法：一般采用方向观测法、分组方向观测法和全组合测角法。
11.传统大地测量中，三角高程测量是测定各等级大地点高程的基本方法。
12.垂直角观测方法有：中丝法、三丝法；
13.高差计算公式：1.单向观测高差计算实用公式；2.用倾斜距离d计算高差的单向公式；
14.减弱大气垂直折光的影响：1.选择有利观测时间、对向观测、提高观测视线的高度、利
用短边传算高程。
15.三角高程测量的精度：mh(m)±0.025S(km)
16.导线测量：1.导线的布设；2.导线边方位角中误差计算；
17.导线测量作业包括：选点、告标、埋石、边长测量、水平角观测、高程测量和野外验算。
第三章 空间大地控制网
1.GPS控制网等级：按精度分为A（建立国家一等大地控制网，进行全球性地球动力学研
究、地壳形变测量和卫星精密定轨测量；）、B（建立国家二等大地控制网，建立地方或城市坐标基准框架、区域性的地球动力学研究、地壳形变测量和各种精密工程测量）、C（建立三等大地控制网，以及区域、城市及工程测量的基本控制网等）、D（建立四等大地控制网）、E（测图、施工等控制测量）五级。
2.卫星定位连续运行基准站网（CORS）可依据管理形式、任务要求和应用范围，分为国
家基准站网、区域基准站网（采用网络RTK技术满足厘米级实时定位，其区域基准站布设间距不超过80km）、专业应用站网（布设间距一般在100~150km）。
3.基准站数据中心建设就考虑：安全性、可靠性、保密性、可恢复性。主要由基准站网管
理系统、数据处理分析系统和产品服务系统组成。产品可分为：位置服务、时间服务、气象服务、源数据服务。
4.GPS观测实施：1.基本技术要求；2.观测设备；3.观测方案；4.作业要求；5.数据下载与
存储；
5.GPS RTK测量过程包括：基准站选择和设置、流动站设置、中继站的设立。
6.网络RTK测量：单基站RTK技术（服务半径30km）、虚拟基站技术（VRS）、主副站
技术（MAC）；后两种技术服务半径可达到40km。
第四章 常用坐标系及其转换
1.常用坐标系：大地坐标系（以参考椭球面为基准面，用大地经度L、纬度B和大地高H
表示地面点位置，是参心坐标系；）、地心坐标系：是以参考椭球为基准面，经度和大地坐标系一样，纬度以地心纬度。应满足四个条件）、空间直角坐标系（分参心系和地心系）、站心坐标系（站心直角坐标系、站心极坐标系）；高斯直角坐标系（采用横切圆柱投影——高斯－克吕格投影的方法来建立平面直角坐标系统）。
2.不同大地坐标系的三维转换模型常用的有布尔沙模型（B模型，适用全球或较大范围）
和莫洛坚斯基模型（M模型，适用局部网）
3.球面坐标与平面坐标间的转换，我国统一采用高斯投影。
第5章 高程控制网
1.水准网的布设原则：由高级到低级，从整体到局部，逐级控制，逐级加密。国家高程控
制网主要指国家一、二、三、四等水准网。采用正常高系统，按照1985国家高程基准起算。青岛国家原点高程为72.260m。
2.水准测量误差来源：1.仪器误差（视准轴与水准器轴不平行的误差，水准标尺每米真长
误差，两根水准标尺零点差）；2.外界因素引起的误差（温度变化对i角的影响，大气垂直折光影响，仪器和尺台升降的影响）；3.观测误差（整平误差、照准误差、读数误差）
3.水准网平差：常用的方法是间接平差和条件平差。
第6章 重力控制网
1.重力控制网采用逐级控制方法，分国家重力基本网，国家一等重力网，国家二等重力点
三级。还有国家级重力仪标定基线。
2.重力控制测量目的：是建立国家重力基准和重力控制网。每个重力点都必须测定平面坐
标和高程。
第7章 似大地水准面精华
1.大地水准面也称为重力等位面，相当于地球让完全静止的海水所包围的一个曲面。大地
水准面是正高的起算面，地面点沿重力线到大地水准面的距离称为正高。
2.似大地水准面在海洋上同大地水准面一致，但在陆地上有差别，它是正常高的起算面，地面点沿重力线到似大地水准面的距离称为正常高。我国目前采用的法定高程系统就是正常高系统。
3.大地高是从地面点沿法线到参考椭球面的距离。参考椭球面与大地水准面之差称为大地
水准面差距，记为N，参考椭球面与似大地水准面之差称为高程异常，记为ζ。如果某一点的大地高为H，它的正高为h正高，正常高为h正常高，则有：H＝N+h正高＝ζ+h正常高。
第二篇 工程测量
第1章 工程测量概述
1.工程测量工作内容包括：工程控制网建立、工程地形图测绘、施工放样定位、竣工测量
以及工程变形测量。
2.工程测量发展主要体现在理论方法、技术手段和应用服务等方面；
3.工程施工建设阶段的测量工作主要分为施工测量和监理测量，施工测量主要内容为施工
控制网的建立和施工放样。整个过程需要遵循“从整体到局部，先控制后碎部”的测量原则。
第2章 工程控制网建立
1.工程控制测量是为了工程建设而建立的平面控制测量和高程控制测量的总称。工程控制
网按用途分为：测图控制网、施工控制网、变形监测网、安装控制网、精密工程控制网。
2.工程控制网具有控制全局、提供基准和控制测量误差积累的作用。
3.工程控制网的建立过程一般为：设计、选点埋石、观测和平差计算；
4.工程控制网的质量准则：精度准则、可靠性准则、灵敏度准则、费用准则；
5.工程控制网的布网原则：分级布网，逐级控制；要有足够的精度和可靠性；要有足够的点位密度；要有统一规格。
6.工程平面控制网建立主要方法：GPS定位，也可用三角测量、导线测量和交会测量等常
规方法。工程高程控制网测量主要采用水准测量、三角高程测量和GPS水准方法。
第3章 工程地形图测绘
1.按《工程测量规范》，地形图上地物点相对于邻近图根点的平面点位中误差，对于一般
地区不超过0.8mm（图上），地镇建筑区和工矿区不超过0.6mm；水域不超过1.5mm，对于隐蔽或施测困难的一般地区测图，可放宽50%；
2.地形图测绘过程：野外踏勘、技术设计、图根控制测量（平面：采用图根导线、图根三
角、交会和GPS RTK；高程：图根水准、图根三角高程测量；）、野外数据采集、内业成图、质量检查、成果验收等内容；
3.等高线是地面上高程相等的相邻点连成的闭合曲线，主要有首曲线；计曲线；间曲线；
助曲线；地形图上相邻两高程不同的等高线之间的高差称为等高距；
4.数字高程模型具有便于存储、更新、传播和计算机自动处理，具有多比例尺特性；
第4章 规划与市政工程测量
1.城镇规划测量主要包括定线测量、拨地测量（相对于邻近高级控制点的点位中误差不应
大于±0.05m）、规划监督测量等内容；
2.建设工程规划监督测量包括放线测量、验线测量、验收测量（包括：建筑物外部轮廓线
测量、主要角点距四至的距离测量和建筑物的高度测量。）；
3.市政工程测量是指道路、桥梁、管线、地铁、轻轨、磁悬浮、市政管线等工程设计、施
工、竣工、运营各个阶段所进行的测量工作。按工作内容来分一般包括：控制测量、地形图测绘、中线测量、纵横断面测量等。
第5章 线路工程测量
1.线路工程放样主要任务是把图纸上设计线路的位置、形状、宽度和高度在施工现场标定
出来，作为线路施工的依据。
2.一般平面曲线是按“直线+缓和曲线+圆曲线+缓和曲线+直线”的顺序连接组成完整的线
形。
3.曲线测设方法有：极坐标法、坐标法、偏角法、切线支距法等。
4.线路设计阶段测绘工作包括：线路初测（线路平面控制测量、线路高程测量、地形测量）、线路定测（主要任务是准确地把纸上所定线路测设到实地上，并且结合现场的具体情况改善线路的位置。常用方法：穿线放线法、拨角放线法、GPS RTK法、全站仪极坐标法）、线路纵横断面的测绘、既有线路测量（偏角法、矢距法、全站仪极坐标法、GPS RTK法）
5.线路施工与竣工测量：线路复测、路基边坡放样、路基高程放样、线路竣工测量（中线
测量、高程测量、横断面测量）
6.地下管线探测分为：市政公用管线探测、厂区或住宅小区管线探测、施工场地管线探测、专用管线探测；
第6章 地下工程测量
1.地下工程分为：地下通道工程、地下建（构）筑物工程、地下采矿工程；其施工方法：
明挖法、暗挖法；
2.地下工程施工控制测量分为地面控制和地下控制两部分，另外还应将地面和地下两部分
联测，形成具有统一坐标和高程系统的控制网（采用导线或导线网进行地下平面控制测量，导线分：附合导线、闭合导线、方向附合导线、无定向导线、支导线及导线网）。地下工程的定线放样工作，是依据地下平面控制点和水准控制点，放样出施工中线和施
工腰线，给出开挖方向。地下高程控制测量可以采用水准测量和三角测量；
3.隧道与地铁工程控制测量分洞外控制测量（洞外平面控制测量、洞外高程控制测量）、洞内控制测量（洞内平面控制常用中线或导线两种方式、洞内高程测量采用水准测量或光电测距三角高程测量）
4.联系测量：通过平峒、斜井及竖井将地面的平面坐标系统及高程系统传递到地下、使地
面与地下建立统一坐标系统。可采用导线测量、水准测量、三角高程测量完成。
第7章 施工与竣工测量
1.施工放样分平面放样（直角坐标法、极坐标法、距离交会法、角度交会法、角边交会法）
和高程放样（水准测量法、三角高程测量法、钢尺直接量取垂直距离）
2.施工测量分基础放样（放样基槽开挖边线、控制基础开挖深度、放样基层的施工高程和
放样基础模板的位置）上部结构放样、高层建筑放样、建筑放格网没设；
3.桥梁施工测量：桥轴线长度测量、平面控制测量、高程控制测量、桥址地形及纵断面测
量、墩台中心定位、墩台基础及其细部放样；
4.大坝施工测量：坝轴线的测设、坝身控制测量、清基开挖线的放样、坡脚线的放样、坝
体边坡线的放样及修坡桩的测设；
5.竣工测量：应提交的成果包括：竣工测量成果表、竣工总平面图、专业图、断面图、细
部点坐标和细部点高程明细表；
第8章 变形测量
1.变形测量特点：重复观测、精度高、需要综合应用多种测量方法、变形测量的数据处理
要求更加严密；
2.变形测量网点分：基准点、工作基点、变形观测点；
3.变形测量方法：常规大地测量方法、GPS方法、数字近景摄影测量方法、激光扫描方法、InSAR法（合成孔径雷达干涉测量）
4.变形测量内容：沉降测量、水平位移测量、倾斜测量、动态变形测量、地面形变测量；
第9章 精密工程测量
1.精密工程测量方法：精密测距、精密测角、精密高程测量、精密准直测量、精密垂直测
量；
第三篇 摄影测量与遥感
第1章 摄影测量与遥感概述
1.航空摄影测量测绘的地形图比例一般为：1:5万、1:1万、1:5000、1:2000、1:1000、1:500。
2.摄影测量经历了：模拟法、解析法、数字化三个发展阶段；
第2章 摄影测量基础
本次实习于2013年6月24号至7月17号，旨在巩固课堂上学习的《大地测量学》、《工程测量学》等主业主干课。为了掌握高精度平面控制网和高程控制网的设计，布点，测量以及内业平差的计算方法；掌握RTK基准站、流动站的连接设置、沉降观测的方法。把课堂上学的相关理论知识应用于实际工作中。
我们专业分两部分同时进行，校园精密水准测量和GPS控制网的布设。我们二班先进行的GPS测量，然后两班互换仪器进行二等水准测量。本次实习严格按相关测量规范的要求进行，从选点埋石，观测记录到内业数据处理及成果报告的提交，要达到测绘生产规范要求。我们测绘二组的组员都一丝不苟，在实习过程中认认真真，不管是刮风还是下雨，暴晒还是闷热我们都按时出去测量，出色的完成老师布置的任务。
GPS平面控制测量 任务与要求
（1）测区范围：9km*9km，西至圆明园东路，西至奥林东路，南至四环志新桥，北至五环奥林森林公园北。等级：国家D级 点数：17个
GPS测量规范及规程
全球定位系统（GPS）测量规范，GB/T18314-2001，国家技术监督局，国家标准，2001 全球定位系统（GPS）测量规范，CH2001-92，国家测绘局，1992 全球定位系统（GPS）测量型接收机检定规程，CH8016-95，国际测绘局，1995 全球定位系统城市测量技术规程，CJJ73-97，建设部，行业标准，1998 GPS平面控制测量步骤
方案设计：在学校根据google earth 设计网图。
选点和埋石：6月28号，星期五，两个班同学分成6组，由老师的带领下，进行选点。选点第一选在视野开阔，周围没有高大建筑物，在北京地区，卫星由北边升空，所以在北京必须无障碍物，第二避免设置在路边带来安全隐患。并记录了点之记。
观测设计：在周末编制了GPS卫星的可见性预报图，进而根据卫星预报图编排作业调度表和制定GPS外业观测通知表。我们组抽取的点是:G01，G07，G13。GO1位于圆明园东门。G07位于学院路新手检校收费大厅门口处。我们组观测分为五个观测时段，每天两个观测时段：7:00-9:00；10:00-12:00。4.GPS接收机选型以及检验
本次实习主要是一般检验和通电检验，主要检查接收机设备各部件及其附件是否齐全，完好，紧固部分是否松动与脱落，使用手册及资料是否齐全等。通电检验：接收机通电后有关信号灯，按键，显示系统和仪表的工作情况，以及自测试系统的工作情况，当自测正常后，按键作步骤检验仪器工作情况。
5.外业观测的方法
（1）按照GPS控制网应按照《全球定位系统城市测量技术规程》的要求进行。
（2）在仪器安装以及外业观测中，注意观测过程中不准移动仪器；仪器高一定要按规定，始，末，各测三次，并及时将平均值输入及记入测量手簿之中。（3）对手簿进行设置。卫星截止高度角：10° 采样率;1s(4)观测文件设置：ce202 数据处理
（1）数据处理软件：HDS2003 起算数据
经验总结
通过这次GPS实习，我不仅对GPS原理有了更深入的了解，还对GPS外业数据采集和内业处理有了一定的理解。在实习中我们也遇到了一些麻烦，从这些麻烦中，我们也总结了一些经验和教训。
我们在第一天GPS观测中，由于G05点在马路附近，架设仪器的可能影响了交通，所以他们第六组被交警驱赶，找了附近的一个点在7点半开始观测。在数据导入时发现G05点的第一个时段的观测文件没有被接受，所以在第一个观测时段G05与G01、G02、G03、G04、G06没有基线。我们把接收机所有的数据都导出来，查看也没有发现，估计是当时没有被接收到。所以我们6个组在7月3日的下午重测第一个环，本以为这样就可以结束GPS的外业测量了、但是真是“天意弄人”，G02那个点的组也出现问题了，在回来导数据的时候，发现他们只测到17个历元，也就是开机了17秒。由于我们参加北京市测绘技能大赛，知道出现的问题我们已经回来了。经过分析，是接收机数据内存已满。这样计算下来，目前只有G02和G05没有基线，所以在7月7日下午，重测测了G02、G05，观测时间为一个小时。终于，外业测量可以告于段落了。
接下来就是数据处理阶段了。处理数据还是比较繁琐的，必须得耐下心来处理，重复成了数据处理的代名词。可能是PDOP值的原因，有的基线由于接收到卫星波动太大，改的比较困难，我还记得G08-G12，G11-G12，特别难改，radio值总是改不到3.最后花了2个多小时，把卫星一点一点删，改一点就保存数据，有时候改的不合适重新恢复改的那段卫星结果改不会来，只能关了重新改。好不容易，改好基线后。搜索重复基线，一开始发现有2条中误差超限过大，经过检查发现，原来是导入观测文件时，把点号标错了。重新搜索基线发现有6条问题。晚上再机房处理数据都感觉无处下手，在费了很长时间后，终于改了两条了。和一班同学交流中发现，可能是导出的数据到中海达时，测站的天线高会出现错误，有几站的天线竟然是默认的，对照GPS外业观测手簿进行改正，把天线类型改成Unknown，量测方法：天线斜高。然后进行处理全部基线，发现重复基线变成两条。然后就是对基线闭合环和异步环闭合差进行改成，通过该两条基线的波动大的卫星使得两条基线的整数解误差减小，最好都小于0.01。在改完异步环后，就可以进行网平差了、先是进行三维无约束平差然后输入G08、G09两点的坐标进行二维约束平差。
通过GPS实习我总结了几条，第一观测前要检查接收机的内存是否已经满了，电池是否还有电。第二，静态观测前在手簿设置一定要设置正确，点名要统一。第三，GPS外业观测手簿一定要记录完整尤其是天线高。第四，观测时注意仪器，千万不要让自己和路人动脚架。三．高程控制测量
1.任务与要求
1.1测区范围：中国地质大学,东至学院路、西至地大西北门，南至地大南门，北至地大北门
1.2主要任务
（1）踏勘测区：了解水准测量的选点工作以及水准线路的选择与确定。（2）填写水准点点之记
(3)仪器的i角检验（4）按照二等水准测量的精度要求，完成三个水准环的往返测测量。我们每组人员测一个环形路线。然后用南方平差2002易软件进行平差。二等水准测量规范及限差的要求
《国家一、二等水准测量规范》GB/T 12897-2006 施测时间：2013.07.08-07.11 数字水准仪观测顺序
4.1往、返测奇数站照准标尺顺序为：后前前后
4.2往、返测偶数站照准标尺顺序为：前后后前 高程起算数据 S07=49.572 高程成果
6.1闭合环限差
（1）几何条件:闭合水准 路径：[S6-S5-S2-S3] 高差闭合差=0.0(mm),限差=4.6(mm)路线长度=1.303(km)（2）几何条件:闭合水准 路径：[S4-S7-S8-S5-S2-S1] 高差闭合差=-0.3(mm),限差=5.2(mm)路线长度=1.708(km)（3）几何条件:闭合水准
路径：[S10-S11-S12-S5-S2-S1-S4] 高差闭合差=-0.9(mm),限差=4.9(mm)路线长度=1.515(km)
[控制点成果表] 二等水准经验总结
7.1在测量过程中注意：往、返测奇数站照准标尺顺序为：后前前后。往、返测偶数站照准标尺顺序为：前后后前。我们在测量S04-S07中，因为在最后一站本应该为“前后后前”测成“后前前后”导致高差测反，结果那一段的闭合差超限7cm。所以要特别注意
7.2注意把Trimble 自带的黑色塑料尺垫扣在尺的底部，这样立在尺垫上会比较稳。
7.3注意在测站同学没说搬站时，不要移动尺垫。
7.4测量时间尽可能赶早不赶晚，早晨起早，天气凉快，测得精度高而且不容易超限。下午尽量避免太阳直晒。
7.5在马路上测，要靠近人行道，必要时要穿标志服。注意安全哦。
沉降观测
1.观测区域：中国地质大学（北京）校内小白楼，教二楼，教五楼。
2.测量规范
2.1《工程测量规范》GB50026-93;中华人民共和国国家标准
2.2《精密工程测量规范》GB/T15314-94
2.3《建筑变形测量规范》JGJ/T8-97;中华人民共和国国家行业规范
2.4《国家一、二等水准测量规范》GB12897-91 3.观测内容：采用精密几何水准测量方法测量工作基点与沉降观测点之间的高差，水准路线构成闭合。4.观测周期：不同建筑物沉降观测的周期和观测时间，可根据建筑物本身的具体要求并结合具体情况确定。本次实习沉降观测两期数据。精度要求
沉降观测最弱点沉降的测量中误差应满足±1mm的要求。高程平差值和精度成果表（第一期）高程平差值和精度成果表(第二期)体悟与总结
在二等水准控制测量完成后，我们有开始了沉降观测，这次测量沉降点25个，在教二楼，小白楼、教四楼。跟水准不同的是这次我们有的是二等光学水准仪。读数比较繁琐，而且距离远了，基辅之差特别容易超限。前后视距差也容易超限，不像数字水准那么方便，所以我们测的都很小心。测量沉降的这几天，真可以说是艳阳高照，有的时候观测都晃眼睛。好在就观测两期数据，所以在一段适应期，我们还是很快熟练了操作。我们测量的时候教二楼在施工，所以我们选择了最后测那栋楼，测量也比较困难，我们扒开楼脚的草，和树叶，就在一条狭窄的空间内，慢慢的测过去。第一遍测的时候，摸索着前进，因为要后绕小花园。但是测第二期的时候，我们的点位大概都了然于胸，所以很快就测完了。我们可以好好休息几天了，嘿嘿。
五．工程测量参观实习与报告会
7月8日下午。我们去地铁14号线建设现场进行了参观，主要参观竖井和基坑。城勘院的高工带上我们进行参观和讲解。第一次戴上了安全帽，走进了工地，有种特别的感觉，想象着若干年后这里是否可能是自己的工作场地。
我们首先参观的是一个很大的基坑，就是未来14号线的车站，映入眼帘的就是一根根恩纵横交错的铁管，经过讲解，原来是钢支撑，简单的说就是建造地铁用的 16mm壁厚的支撑钢管、钢拱架、钢格栅一样，这是都是支护用的，挡着涵洞隧道的土壁，防止基坑倒塌，在地铁施工中广泛运用。地铁施工中用到钢支撑组件包括固定端、活络接头端。以前经常坐地铁，但不曾想到原来背后的建设是如此的复杂，我们出行方便的背后是工程师们的智慧的结晶和工人兄弟们的汗水筑造的。真心佩服他们，他们如此让我们敬仰。
李工又对地铁施工的工法进行了介绍，总的来说大体可分为两种：盾构法、和明挖法。盾构法施工是以盾构机为隧道掘进设备，以盾构机的盾壳作支护，用前端刀盘切削土体，由千斤顶顶推盾构机前进，以开挖面上拼装预制好的管片作衬砌，从而形成隧道的施工方法。盾构法施工的优点（1）、场地作业少，隐蔽性好，因噪音、振动引起的环境影响小；（2）、隧道施工的费用和技术难度基本不受覆土深浅的影响，适宜于建造覆土深的隧道；（3）、穿越河底或海底时，隧道施工不影响航道，也完全不受气候的影响；、穿越地面建筑群和地下管线密集区时，周围可不受施工影响；（5）、自动化程度高、劳动强度低、施工速度较快。盾构法施工的缺点：（1）施工设备费用较高；（2）覆土较浅时，地表沉降较难控制；（3）用于施工小曲率半径隧道时，掘进较困难。明挖和盖挖法是由地面挖开的基坑中修筑车站或隧道的方法。明、盖挖修建地铁地下车站较为安全，工期较短，也较经济。基坑支护设计、施工、监测是保证施工安全的关键之一。基坑倒塌造成巨大经济损失和极坏的社会影响，必须引起高度重视，确保深基坑工程的安全。
最后我们下竖井，进行参观。给我的印象就是楼梯特别的陡，而且很深，这里就是进行联系测量，把地面的已知坐标和方位角转到地面，为以后隧道贯通提供依据。还有就是把掘进的钻头掉下去，进行隧道的开挖，有时候竖井作业空间小，还得先进行手工开挖。有时候，为了加快施工速度，一段地铁路线，开挖好几个竖井，同时进行开挖，然后贯通。分别从贯通面两端的控制点测量导线到贯通面上的同一控制点，从贯通面两边测得的同一控制点的坐标互差归算到线路方向及线路法方向的值即为贯通纵、横向误差。也可用直接量取贯通面两侧中线延伸到贯通面上同一里程处两个临时点的间距确定。方位角贯通误差可利用两侧控制导线测定与贯通面相邻的同一导线边的方位角较差确定。
诚然社会是一个大学堂，我们不能只局限于课堂上和书本的讲解，多亲身经历，才能学到很多宝贵的知识，再将实践的内容再次融入到课堂，得到终身受益的经验。
7月10号城勘院的陈总和高工，对城市轨道交通工程监测技术交流报告会，主要从监测相关法规、规范要求。各相关施工工法。监测作业方法。三个部分介绍的。城市轨道交通工程实施各阶段第三方监测工作内容有，可行性研究，初步设计，施工图设计阶段，施工阶段、轨道铺设、设备安装阶段、运营阶段。其中运营阶段主要是新线施工上跨或下穿即有线专项监测，监测：车站及隧道结构变形监测、轨道结构变形监测、轨道几何形位监测、既有线裂缝观测。施工监测开展环节主要有①资料收集分析与调查②方案制定（工程背景分析，监测对象确定，监测项目、频率周期确定，监测控制指标及预警标准，监测布点确定，监测方法等）③测点埋设④现场监测与巡查⑤监测成果反馈⑥预警与跟踪处理
监测方法分类：几何测量监测方法、测试仪器测试方法、监测新技术。比如：数字近景摄影测量、三维激光扫描、微波干涉测量等。这次工程测量讲座，很好的把我们书本上的知识和实际联系起来，课堂上学的地下工程测量和变形监测部分很自然的与地铁建设联系起来，让空洞的知识具体话。让自己对未来的工作与方向有了个全新的认识、社会和课堂所学的还是有所差别的，怎么样把两者有机的结合起来，这个才是精髓所在。校园RTK实习。
测区范围：中国地质大学（北京）校园和学院路马路
任务要求：熟悉RTK的操作，基准站的架设。流动站的架设，特征点的测量。时间安排：7月17号下午3点 任务步骤
4.1基准站的连接与设置：将GPS接受机安置在开阔并且相对较高的地方，电台和天线架设好，连上电缆后开机，先启动基准站； 4.2建立新任务：并选择无投影无基准
4.3配置中基准选项和基准站电台的设置，选择天线类型为Trimble mark3类型 4.4启动基准站，量测天线高
4,.5流动站的连接与设置：新建任务并配置坐标系
4.6在配置中设置流动站电台，天线为Trimble 内置。然后连接，选择频率为电台设置的频率。
4.7连接到电台后，接收机上电台的灯会闪烁绿光，表面已经连接完毕。可以在测量中启动RTK开始测量。
4.8测量时选择三个已知点就行点校正。5.经验总结
7月17号，下午我们进行了RTK的实习，主要是为下一步的摄影测量像控点做准备。我们连接好电台和基准站后，发现大家的流动站都连接不到电台。经过检查，是流动站的天线设置错误，我们原来设置的天线为Trimble zephyr，应该为Trimble 内置天线。本以为这样就可以，但看见其他组的流动站都可以，但是我们还是连接不行。在老师和学长的帮助下把所有改检查的项目都检查了，还是不行，我觉得可能是接受机的内置天线坏了，或者是连接天线与接收机的数据线有问题。我们把其他组接收机换了一下，结果发现电台的灯亮了，原来就是接收机的内置天线坏了。
就这样短暂的RTK实习就在这个炎热的下午告于段落了，迎接我们的是接下来的实习。未完待续.......七、实习体会
时光荏苒，不知不觉自己已经从开学什么懂不懂得新生成了大四的准学长了。如果说大
一、大二是对新鲜事物认知和适应的过程，那么大三这整个一年就是积累和奠定知识的过程。随着，专业主干课的学习。更加对测量有了更广泛的认识，对新的测量方法也有了自己独到的体会。
还记得去年大二夏的周口店的实习，在周口店那苦交织的日子里，自己经历了许多、跌倒了许多、也成长了许多。这里的每一天都有新认识，每一天的早晨又是崭新而忙碌的一天。有得必有失，不得不说周口店的生活确实苦，这种苦不仅使身体上的而且跟多的是心里面。但教会了我们的东西也许是一辈子都受用的。如果说周口店的实习是对测绘的初次体验，那么这次实习无疑是锻炼自己设计、组织安排的培养。测量是一个团队，此刻显示的淋漓尽致。实习无时无刻，需要锻炼我们的默契，简单而不平凡。每个人都是重要的角色。就比如立尺来说，在二等水准测量时，必须屏住呼吸，眼神注视着水准气泡，而且后视尺千万不要动尺垫。
通过这次GPS实习，我不仅对GPS原理有了更深入的了解，还对GPS外业数据采集和内业处理有了一定的理解。在实习中我们也遇到了一些麻烦，从这些麻烦中，我们也总结了一些经验和教训，测绘确实是需要很大的细心，不能马虎大意，做很多工作都要提前做好准备，这样才能使工作顺利进行。这次实习不仅是对动手能力的一种提升，更是对理论知识的一次综合性巩固。虽然测量是一门实践性很强的学科，但是也要求我们掌握扎实的理论知识，如果没有扎实的理论功底，只知道怎么做，但是不知道为什么那么做，当我们遇到类似的其他问题时，就不知道怎么解决。所以我觉得理论是实践的前提，只有把理论知识学好，才能更好的促进实践。所以我们要学好理论知识，为以后的工作打下坚实的基础。当然理论知识学好了，动手能力也要努力培养，不能只会纸上谈兵，所以我们要多动手，提高自己的动手能量，并在实践中促进巩固理论知识。只有理论是实践这两个环节都做好，我们才能更好的掌握理论知识，提高自己的动手能力。
很高兴，这个暑假实习用到了学院新买的数字水准仪Trimble DINI。所以这次二等水准总的来说还是比较轻松的，“动动手指”就行了。但是还是有些细节还是得注意的。
7月8日星期一，开始了第一天的实习。实习的时候虽然，Trimble DINI有自己的测距功能，但是量步子这项工作还是必不可少的，这样的话前后尺视距差调起来也方便，基本保证在1到2米左右，既节省了时间又避免重复调焦带来的误差。如果只是凭借目测，大致估计一个距离的话，调整起来比较麻烦，一开始会比较快，但是调整视距会浪费很长时间。还有一点，仪器自带的塑料垫子要扣在尺底部，这样把尺放在尺垫上会有个凹槽，尺子会比较稳，不容易打滑。测完第一个环线，就是地大西北环线用了一个多小时，本来想乘胜追击，不料天公不作美，下起了小雨，我们等了半个小时雨还没有停的意思，为了仪器着想，我们只好会了宿舍。
接下来的几天，都有雨，我们就这样起的早点，貌似进行的很顺利，但是我们发现有一个环的闭合差，超限了。竟然有7个厘米，这肯定是操作中有错误。首先想到的是，会不会测量过程中转点忘了放尺垫，或者在已知点上放了尺垫。经过我们的交流，立尺的同学肯定是放了尺垫的，我想可能是在某一站测站操作有误，把后前前后，按成前后后前了。因为这个其他组的同学也犯过类似的错误。犯错并不可怕，犯了错并不知道自己哪里错了，继续粗才可怕。我们在进行返测后，导出数据后进行每一个测段的比较，结果发现G04-G07这一测段高差不符，然后看了电子记录簿，结果发现是该测段的第二站应该为“前后后前”结果测成了“后前前后”结果导致高差成了负值，改过来后闭合差为0.090mm，有的时候就是这样看似错误的背后其实隐藏的是正确，就看你是否有发现的眼睛。
获得正确成果的背后，肯定是错误的累积。有时候，尤其是水准，不要超限了，就一味的重测，我们要善于发现错误，分析错误。知道哪里出错，哪里可能会出错才是这次实习的精髓。这就是我学到最宝贵的经验，不禁想起了，老师给我们说的一句话，现在测量这门行业技术在不断发展，仪器也在不断发展。操作越来越简单，可能是个人培训一两天都会操作的熟练，所以我们更多的是知道没一步的原理，分析数据，这样才能让我们变得优势。
7.3.1控制测量的等级和实测精度
1、平面控制测量
首级控制以矿区附近的三个国家Ⅳ等点（大东沟、尖山沟脑、甲山）为起算点，实测一级光电测距导线3条，布设一级导线点12个，均埋设固定标石，导线总长17.20千米。控制面积约18平方千米。
观测采用瑞士WILDT16型经纬仪和AGA—112型光电测距仪进行，水平角按方向观测法观测6个测回，垂直角按中丝法观测4个测回，边长按单向观测2个测回，每测回度数4次。
2、高程控制测量
高程采用等外水准测量方法，使用DS3型水准仪从二等水准点“洛卢段第18号”向“大东沟”三角点引测等外水准1条，中间增设3个等外水准点，形成4个闭合环，路线全长13.2千米。
3、实测精度
平面控制计算采用单一附合导线平差法，由2名测量技术人员分别计算。实测精度：测角中误差±3.50″，允许±5.0″；导线全长相对闭合差最大为1/29000，允许1/20000。
高程控制采用附合路线加权平均配赋法进行平差计算。平差后，每公里单位权中误差±2.2㎝，允许±5.0㎝。
4、加密控制测量
在首级一级导线点的基础上加密图根控制测量，外围控制点采用 GPS-RTK测量方法，仪器标称精度平面10㎜+2×10-6×d，高程20㎜+2×10-6×d。共布设一级图根点51个，二级图根点73个，均埋设标石。采用光电测距附合导线和线性锁的方法进行施测。
实测精度：导线方位角闭合差均小于规范允许值，70%小于允许值的1/4；导线全长相对闭合差均小于1/4000，90%小于限差的1/2；测角中误差±3.20″。高程路线闭合差均小于±0.6m限差的1/4。7.3.2采用的平面坐标和高程系统
平面坐标系统采用1954年北京坐标系，高斯正形投影，统一3°分带，中央子午线111°。
高程系统采用1985国家高程基准。7.3.3地质勘查工程的测量方法及精度
1、勘探线剖面测量
勘探线剖面比例尺为1：1000。实测剖面28条，总长度18288米，定测剖控点56个，每条剖面均有2个埋石点。
剖控点的测量采用全站仪定测法或GPS-RTK测量方法，仪器标称精度平面10㎜+2×10-6×d，高程20㎜+2×10-6×d。剖面测站点埋设木桩，距离用全站仪施测，往返测定，天顶距观测一测回。剖面点测量，在剖控点和测站点上进行，以一个读盘位置测定距离和天顶距，长度不超过100m。在GPS-RTK作业模式下，基准站架设于地势较高位置，通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站，流 2 动站放在待测点上，不仅通过数据链接收来自基准站的数据，还要采集GPS观测数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处理。流动站距基准站小于7km，图根点观测2次，剖面点测量一次。
质量：剖面实测的距离及高差，用剖控点间或端点与剖控点解析的距离及高差检核剖面测量精度。长度相对闭合差在1/371～1/5602之间，小于限差1/300，65%的闭合差小于1/600。高程闭合差均小于1/3等高距的限差，70%小于限差的1/3。实测的方位与设计值之差均小于：0.6mmM，（式中：L—两点间距离，单位米；M—地L形地质图比例尺分母；—206265″），82%的方位角闭合差小于限差的1/2。GPS-RTK测量主要精度：
一、二控制点两次观测点位平面和高程互差均小于3㎝，图根点两次观测平面和高程互差均小于5㎝。
2、坑道测量
近井点距坑口不超过50m，采用光电测距时不超过240m，点位埋设标石或大木桩。近井点的平面位置及高程的测定，按照图根点有关规定施测。
坑内导线采用复测量距支导线法施测，导线点设在顶板，用木桩固定。水平角用J6型经纬仪往、返各观测一测回，以导线延伸方向为准，往测为左角，反测为右角，左右角之和与360°之差均小于±60″。边长用经过鉴定的钢尺往、返各两次丈量，读至1㎜，两次互差均小于10㎜。
复测支导线分别按左、右角推算各边方位角，用往、返边长分别计算各点坐标，最后取两组结果的中数；高差采用往、返中数，顶底 板高采用三次丈量中数（前视、测站、后视）。
精度：导线全长相对闭合差最大为1/5927，允许1/4000；角度闭合差均小于40n″；终点点位中误差均小于限差0.5m的1/7。
3、钻孔的布设、校正和定测
钻孔的布设，由其附近的控制点用光电测距极坐标法或利用剖面线上的剖控点、测站点设站，用经纬仪视距支导线法沿剖面方向布设钻孔位置，天顶距观测一测回，视距正倒镜两次读数。在地形困难地区采用GPS RTK测量方法，仪器标称精度平面10㎜+2×10-6×d，高程20㎜+2×10-6×d。
钻孔的校正，在平整好机场平台后，按布设方法进行检查，沿剖面方向误差在±0.4m以内确定钻孔位置。
钻孔的定测，平面以封孔后的标石中心为准，高程测至标石面，并量取标石面至地面的高差。采用交会法和光电测距极坐标法定测。
精度：矿区定测钻孔44个，点位中误差均在±0.3m限差的1/2以内；高程误差均小于±0.25m限差的1/5；两组坐标较差均小于±0.4m限差的1/2。其余各项技术指标均符合设计和《规范》要求。
4、探槽和地质点的测量
探槽和地质点采用光电测距极坐标法和经纬仪视距极坐标法测定坐标和高程。一个度盘位置施测水平角、天顶距和距离，变动照准高两次测定，计算出坐标和高程。部分工程采用GPS RTK测量方法，仪器标称精度平面10㎜+2×10-6×d，高程20㎜+2×10-6×d 精度：两次观测平距较差均小于1/150。点位中误差小于0.3m，高程中误差小于1/6等高距。7.3.4地质勘查工程的测量质量评述
1、测区首级控制和加密控制，控制网布设合理，平差计算正确，点位均匀，密度适当，施测精度较高。
2、各类原始记录经过100%～200%的检查，记录清楚，计算正确，限差符合设计和规范要求。
3、全部计算资料经过100%的自检和互检，计算结果正确，各项误差均在限差之内。
4、各类工程测量，施测方法正确，测量精度符合《规范》和设计要求。
首先利用球磨机把块煤磨成粉末状以增大了煤与空气的接触面积, 这样有利于煤粉更充分的燃烧以提高煤的利用率, 球磨机磨好的粉煤被输送到煤粉储仓进行储藏, 煤粉储仓是一个密闭容器, 这样会使煤粉的损失量及对环境的污染减到最小。然后鼓风机根据沸腾炉的燃烧状况不断地把煤粉吹进沸腾炉的炉腔内, 煤粉充分燃烧后使蒸汽炉产生水蒸气, 水蒸汽被输送到汽轮机组, 以推动汽轮机组转动, 然后带动发电机组发电。
2 煤粉高度自动测量仪工作原理简介
本设计是煤粉仓中煤粉高度的自动测量装置, 因煤粉仓是密闭的, 就要求有一种测量装置能够测量煤粉储仓中煤粉的实际高度。当实际高度高于某个峰值时, 要求球磨机停止工作, 即停止煤粉进入煤粉储仓中。当煤粉实际高度低于某个下限极值时要求启动球磨机, 即向煤粉储仓中吹进煤粉。
对于这种测量装置来说, 目前可以查到的应用到的主要有以下两种:一种为利用人工手动测量, 即每隔一定时间测量人员把带刻度的绳索放下, 当感觉到探头接触煤粉表面后, 记下绳索的刻度值。第二种是利用放射性元素发生的放射线测量, 缺点就是利用了放射性元素, 处理不当会造成巨大的环境污染。
针对上述的两种装置测量的优缺点, 我们提出了一种新的全自动煤粉测量装置, 其结构如图所示, 其工作原理为:
三相交流电机经弹性联轴器与蜗轮蜗杆减速器相连, 在减速器的出口端与手动葫芦相配合, 葫芦链—端放入储仓内另一端经过手动葫芦, 支撑轮, 回程限位装置与探头相连。在开始测量时, 探头位于上部。摆板下部行程开关1处于常闭状态, 回程装置上的开关2也处于常闭状态。然后按下启动开关电动机正向旋转, 再通过联轴器处的光电计数器记录电机旋转的转数。电动机的转数除以蜗轮蜗杆减速器的传动比就可得到手动葫芦的转数。此转数乘以手动葫芦转过的链节数以及每节链条的长度, 就可计算出探头移动的距离。这样也就可以测知煤粉的高度。当探头向下移动接触到煤粉面后, 煤粉就会给探头一个方向向上的推力, 当此推力达到一定大小时支持支撑轮的摆板右端比左端重, 这样摆板就会向一端倾斜使得行程开关1处于打开状态, 电动机停止正向转动, 测量得到最终结果。同时, 启动电动机反转, 探头上升, 当探头上升到回程限位装置后, 就会带动行程开关2的开关探头运动, 同时也导致行程开关处于常开状态。电动机停止反转。继电器的触头处于闭合状态。下一个测量周期开始。
每次测量所得到的最终结果都要转换成煤粉高度。然后与上下限值进行比较。当换算值低于下限时发出启动球磨机工作的信号。当换算值高于上限值时发出停止球磨机工作的信号。同时把每次换算值用数码管显示。给观测者以非常直观的印象。
3 各部分结构设计
⑴电机的选择。由于煤粉高度自动测量仪是一种传动扭矩比较小, 转速不高的测量系统, 且负载不变, 因此根据以上标准, 我们选择Y801-4型电机, 其主要参数是:P=0.55kw;I=1.6A;n=1390转/min;N=70.5%;功率因数为0.26。
此种电动机具有体积小, 重量轻, 耗电少, 效率高, 噪声低, 振动小, 便于维修与使用等特点。
⑵联轴器的选用。采用十字滑块联轴器。此联轴器的材料可用45号钢, 工作表面需进行热处理以增大其硬度, 来减少工作中的摩擦造成的磨损。使用时应从中间盘的油空中注入润滑油以减少摩擦。此外, 这种联轴器因具有挠性故可以补偿两轴的相对位移。
⑶减速器的设计。在减速器传动类型的选用中, 可以选用齿轮传动和涡轮蜗杆传动。由于涡轮蜗杆减速器具有结构紧凑, 传动比大, 传动平稳, 在一定条件下有自锁性等优点。选用涡轮蜗杆减速器。
4 电气及其控制部分设计
⑴电机控制电路要求。在煤粉高度自动测量仪的控制电路中为了防止事故的发生, 本设计在控制电路中设计了保护装置。只控制电流短路, 因此设置了短路电流保护装置, 它的作用在于防止电动机突然流过短路电流而引起电动机绕组、导线绝缘及机械上的严重损坏, 或防止电源损坏。当发生以上情况时, 保护装置会立即可靠的是电动机与电源断开。
⑵控制电路设计。在此测量装置中为了实现自动功能, 即不但能时时显示, 定时测量, 而且还要根据测量、转换结果判断球磨机的工作, 因此考虑采用8031单片机作为主机, 构成此测量装置的微机测控系统。
参考文献
[1]刁永发, 何伯述, 许晋源, 等.大型电站锅炉屏区三维涡运动的研究[J].中国电机工程学报, 2004, 23 (5) .
[2]徐灏.机械设计手册[M].北京:机械工业出版社, 1995.
[3]凌建军.FW-B型粉位测控仪校验装置[J].内蒙古电力技术, 1997 (6) .
【关键词】地形测量；测绘技术；自动化；关系研究
地形测量学主要是用来研究测绘方面的地形，涉及测绘工作的理论性知识和方法的一门技术学科，它主要是为了一些城市地区，矿区等地方提供一些地形方面的图片，从而为了满足城镇的整体规划、矿山的开采设计图。能够更好地进行地形、地貌的考察，获取第一手的资料。
1.地形测量与测绘技术的发展现状
1.1 地形测量与测绘技术的概念和用处
伴随着我国社会经济的不断进步，各级部门对于在发展过程中，土地资源、环境问题、能源方面都有了很高的要求，与此同时，人们的生活水平也在不断的提高，对于建筑的舒适和生活质量的要求更加的提升，地形测量和测绘技术在现实生活中起到了很关键地作用。这将对于人们对影响土地资源利用方面的一些因素，有了可靠的数据资料去证明。作为一种工程设计和实施的参考，能够有效保证工程施工的顺利进行。同时，对于一些地形、地貌很偏僻的地方，也可以通过该系统获得真实的数据，这是人为不能进行测定的。
1.2 地形测量和测绘技术的发展现状
以前，我们要想了解一片区域或者是地形的特征，就必须不怕艰难险阻，通过实地手动进行测量，才能实现，现代社会，伴随着科学技术的不断进步，在地形测量中，注入了先进的科学技术，采用优良地科学技术分析仪器，很有效地就完成了测量。而且数据更加地精确。人们也逐渐开始将自动化与地形测量相结合进行研究了[1]。
2.地形测量与测绘自动化技术
现代计算机技术的发展，网络技术的应用，随之而来的就是在测量仪器方面的技术改革，这些已经引起了在测绘自动化方向的发展。3S技术即GPS全球定位系统、GIS地理信息系统、RS遥感这三大技术，是集成技术的核心。
2.1 GPS技术
GPS（Global Positioning System）是大家所熟知的全球定位系统，这个系统是美国在20世纪研制成功的，现在已经全面建成了导航卫星系统，可以用来测量时间和距离，能够在海、陆、空进行全方位实时进行系统的定位和导航。具有高精度、全天候、高效率、多功能的一种测绘工具。
与其他的地面测定系统比较，它拥有很多优良的性能：功能多、保密性能极强、抗干扰性能优良，应用的范围及其广泛。具有观察的时间短的特点，在操作方面简单，容易操作，易学，精度准确。特别是在水上定位，定位的精度可以达到厘米级的水准。随后的GPS RTK技术，则是一种更加新型的测量系统，能够准确地测量定点的位置，体现实时动态的效果。
2.2 GIS技术
采用现代计算机图形技术和数据库的相关的知识理论，来对地理空间资料进行数据处理，其内部蕴含了地理学、测量学、几何学和数据库的相关知识，将这些综合在一起，提高了其综合性能，最后利用计算机很直观地进行展示。
GIS的特点主要是具有公共的地理定位的基础，有多维的结构特点，实行的是数字化技术，蕴含了丰富的信息资源。对于现代的地理信息系统是一项新的进步。现在，GIS地理信息一定会朝着数据越来越标准化、多维化、系统集成化和智能化的方向迈进。在工程建设、矿区开采以及其他的一些工程项目中，适当地运用此技术，能够安全有效地开展工作。
2.3 RS技术
遥感RS技术是从20世纪60年代开始的，这项技术的特点是它不回直接接触要研究的对象，而是通过一种电磁波的反射、或者是辐射来对数据的传输和处理，获取数据信息的一种方式。在这个遥感技术中主要涉及摄影、陆地、卫星、航空、航天摄影测量等技术内容。同上文中的GPS技术差不多，RS技术的发展也是主要运用到了航空技术当中，这项先进的技术主要是采用人造地球卫星上所搭载的相关技术设备，从很远地地方对地球表面的物体进行发射相关的信号，这个信号有短波的红外线、可见光、电磁波谱等，该系统对此进行接收、识别、处理和判断，从而实现对目标物体的数据进行测绘。通过红外线或者是可见光，都可以很有效地完成对所测区域真实地地貌。与此同时，也能够对这个地区的土地中的成分进行测定，提供大量的信息[2]。
3.地形测量与测绘技术自动化应用时所存在的问题
3.1 使用这些技术时，资费较高
先进的仪器设备的使用，带来了科技地飞速发展，但是，同时也有个问题值得关注，那就是资金的问题，引入新的技术时需要花费钱的，不是免费获得的，国家对于一部分的使用是由政府部门承担一部分，但是，剩下的这部分资金，则是需要单位自己出资的。因此，很多规模不大的小型测绘企业，为了减少单位的开支，基本上不会使用这么昂贵的仪器设备。这样他们的测量准确度依然是停留在了以往的状态，并没有获取到真实、可靠的数据信息。非常不利于测绘自动化技术的有效进步。
3.2 自动化地形测量测绘技术有待提高
根据前面的叙述，目前，GPS、RS等技术在地形的测量与测绘过程中发挥着很重要的优势作用。虽然有着很多的优势，但是，在其实施的时候，总是会受到一些外界因素的影响，比如说，气候对它的影响，还有就是环境对它的影响，这都是很关键的因素。因此，这样测出的数据很有可能与真实的情况，差别很大。所以，在以后的工作中，要及时地找寻出GPS、RS技术中的一些相关问题，和解决的方法，提升自动化测量技术的准确度。
3.3 地形测量与测绘技术人员职业技能的培养和素质的提升
現代科技更新地很快，对于这部分测绘人员，要不及时进行相关技术的培训，他们的那点知识根本在实际工作中，无法实施。所以，要不断加强对他们的文化程度的提高，同时，也要多参加一些新技术培训会，多学习新的技术，为自己的工作多努力。同时，也要多关注一些技术方面的网站，多进入网站学习新的技术和资源，丰富自己的阅历。
4.测绘自动化技术的未来发展方向
现代计算机信息技术的不断发展，以及随之发展的网络技术，迎来了我国自动化和智能化的发展高潮。在测绘技术自动化方面，3S技术及集成技术自动化、数字化技术和数据库的使用，现在出现的三维可视化技术和人工智能的进入，这些都使得测绘自动化技术加剧了。
4.1 3G技术及集成技术的进一步发展
在测绘方面多普及3G技术，改掉技术中遇到的一些问题，将3G技术中的集成技术进行改变，提高它的准确性，使其应用范围更加地宽泛。
我国的数字摄影测量系统主要是在GPS、GIS、RS和3S集成技术中进行使用的，这种集成技术可以将数码摄影测量引入进来，更加使得测绘技术趋于自动化和数字化。数字化和智能化是未来数字摄影测量发展的主要方向，因为随着科技的高速发展，势必带来在这个方面的技术变化，智能化的手段的使用，使得测绘技术不需要员工亲自过去，便能获取信息资料。
4.2 测绘软件及数据库的开发与更新
加强数字地形测绘软件研发、测绘软件使系统更加高效、灵活、功能齐全，使测绘的软件技术在地形测量中扮演了非常主要的角色。
完美的信息数据库进行有效地更新，将测量数据直接转换为数据库的信息，在查询数据方面，非常便利，通过数据共享，实现全球的数据，及时进行数据更新，同时扩大空间信息系统的动态管理，实现科学管理，标准化、信息化的测量数据，测绘数据传输网络，多样化、社会化，测绘技术实现了自动化，实时数字化。在具体的实际应用中，显示出了独特的功能，使得我们的测绘技术与日俱增，带来了新的时代，进入了一个有高新技术作为基础的电子信息化的时代。这是我们所需要的测绘状态，在这里，人们可以很轻松地进行测绘，无论是高难度的、偏远的山区，还是险滩，都能轻而易举地获得准确地地形、地貌特征和相关的数据资料，为我们测绘队的工作提供了便利。
4.3 人工智能和专家系统在测绘技术中的应用
现代计算机技术的进步，带来新的科技的更新，在测绘技术方面，要结合其他的学科知识，进行知识方面的交叉和融合，目前出现了人工智能，在专家系统内部，都运用了新的技术，计算机模拟专家知识进行推理的思维，可以有效提高工作效率，更加对于智能数据和图像的处理方面优化[3]。
上述的这些先进的信息系统的发展，其中，专家系统掌管着这些系统，这些系统主要包括全球定位系统（GPS）、数字摄影测量系统、遥感技术（RS）、地理信息系统（GIS）和专家系统，与3S技术的完美结合，使得专家系统在其中发挥了极大的作用，实现了资源信息的共享，大家在家就可以获得很多的资料。在任何时刻，都可以监测到相关的信息数据，从而提高了工作的效率[4]。
5.总结
现在人们对于计算机技术和网络技术的运用，已经非常熟练了，因此，测绘技术综合这些先进的计算机网络技术，将会实现重要的变革，以后的测绘技术将是一个自动化的技术，地形测量和测绘技术自动化的实现，我们把自动化控制技术进行有效的结合，这将会使得地形测量技术和测绘技术在实际的操作中，朝着一个自动化地方向逐渐发展下去，摒弃了以前传统手段不能实现的数据精确化，自动化，智能化。这项技术也有利于相关的工程建设、矿区开采以及其他工程项目的顺利进行，这是改变我国建筑工程施工和技术工作的一个主要手段。
参考文献
[1]张德军，皱顺平.浅谈土地测绘技术的发展[J].山西建筑，2009（29）.
[2]李淑燕.浅谈数字化测绘技术和地质工程测量的发展应用[J].科技信息，2009（25）.
[3]范文琦.GPS和GIS技術在1：1万土壤地球化学测量中的应用[J].中国科技信息，2008（23）.
