定位系统测试报告
1.概述
定位和导航系统是不断变化的技术,如今这些技术正以不同的方式在发展,慢慢远离传统汽车应用而步入行人应用领域。这种变化需要系统作出大幅度的改进,纯GPS定位技术无法满足行人应用的使用需求和消费者的期望,它还必须结合其它技术,特别是当性能需要得到增强而同时成本要求降低时,这两项要求将是市场永恒的追求。把导航技术引入大众市场不只是简单地对现有GPS性能和功能性重新包装便可。在专用导航系统中,GPSOne移动定位技术,结合了GPS卫星信号和CDMA网络信号进行混合定位。
本次主要针对东莞33个需要定位优化的客户及区域进行定位测试优化,提高定位精度为目的,以满足客户对定位业务的需要。其中联系不到用户取消测试点3个;测试结果良好,不需优化点21个;需要优化问题点10个。
2.测试方法
2.1.定位测试方式
现场采用第三方软件定位测试方式,了解现场无线环境及定位用户感知情况;
后台结合现场定位测试数据和定位日志数据对有问题的点进行分析优化。2.2.测试点选取
现场测试时,要求能在每个测试区域选取室外开阔、浅度室内、深度室内各一个点分别进行5次采样测试,测试点选取原则限制: 室外开阔:能利用GPS信号定位;
浅度室内:距离室外开阔点不超过10米,通常是窗边,门口等室内地点; 深度室内:无法利用GPS信号定位,且在室内靠近建筑物中心的位置,例如建筑物中心的房间、电梯间等。但最好距室外开阔点不超过50米,以便用室外开阔点的GPS经纬度当作实际经纬度。
3.测试设备
测试终端、笔记本、无线上网卡、GPS定位仪、CDMA测试手机、定位平台 4.测试情况
室外开阔:本次测试结果所有测试点的室外开阔基本上为AGPS定位类型,定位精度在5至50米范围内,定位精度较高,定位效果良好;
AGPS定位类型截图:
浅度室内和深度室内:在室内的定位类型分别有hybrid、AFLT和mixed cell sector等类型;
其中采用hybrid和AFLT定位类型测试点定位误差基本上小于200米内,定位效果较好,不需进行优化;
AFLT定位类型截图:
部分深度室内采样点因无线环境不理想,无法采用AFLT定位类型定位,采用定位误差较大的mixed cell sector类型进行定位,定位效果与实际位置偏差较远,需要对这些点进行优化处理。
mixed cell sector类型截图:
5.问题分析及优化
5.1.康华医院
从上图可以看到,东莞康华医院的信号由南城车站_1下挂的光纤直放站提供。直放站的中心经纬度为M_南城车站,当在东莞康华医院定位测试时,GPS与基站混合定位就会以M_南城车站的中心经纬度为中心进行定位(实际上应为直放站所在的位置为中心经纬度),这样就造成 了很大的误差(误差为:南城车站到东莞康华医院为2KM);由上图显示很多点都定位在M_南城车站_1附近(原应该为东莞康华医院)。
经过数据分析与无线环境考察最终得出优化方案:考虑到东莞康华医院的客户情况和M_南城车站_1所覆盖的区域用户情况,决定把M_南城车站_1的中心经纬度移位(从南城车站移到东莞康华医院);并调整MAR的值为2100。
经过中心经纬度移位(从南城车站移到东莞康华医院)后复测,有上图显示定位的准确明显提升。5.2.虎门北栅中通速递
从上图中可以看出,北栅中通速递信号主要由虎门陈村北2和3扇区覆盖,由于深度室内无线信号不足以实现AFLT计算,只能采用mixed cell sector定位类型,该定位类型定位位置为测量扇区的中心加权平均,定位误差取决于最大扇区天线距离的加权平均,查询BSA数据库可知,虎门陈村北2和3扇区的扇区中心点分别如图所示,MAR值为3000;
经过数据分析与无线环境考察最终得出优化方案:将虎门陈村北(3275_1)扇区中心经纬度修改为:113.723145 22.8537175;覆盖范围MAR值由3000改为1500。将虎门陈村北(3275_2)扇区中心经纬度修改为:113.716948 22.8585095;覆盖范围MAR值由3000改为1500。
经过中心经纬度移位后复测,定位精度比未调整前明显提升。5.3.石排京木木制品有限公司
从上图中可以看出,石排京木木制品有限公司室内信号主要由石排沙角新围1扇区和2扇区覆盖,由于深度室内无线信号不足以实现AFLT计算,只能采用mixed cell sector定位类型,该定位类型定位位置为测量扇区的中心加权平均,定位误差取决于最大扇区天线距离的加权平均,查询BSA数据库可知,石排沙角新围1和2扇区的扇区中心点分别如图所示,MAR值为4048;
经过数据分析与无线环境考察最终得出优化方案:将石排沙角新围(2854_0)扇区中心经纬度调整为:113.99932,23.0820315;覆盖半径MAR值由4048调整为2000。将石排沙角新围(2854_1)扇区中心经纬度调整为:113.9942,23.0738365;覆盖半径MAR值由4048调整为2000。
经过中心经纬度移位后复测,定位精度比未调整前明显提升。5.4.石排永昌美工艺品有限公司
从上图中可以看出,石排京木木制品有限公司室内信号主要由石排向西东1扇区和2扇区覆盖,由于深度室内无线信号不足以实现AFLT计算,只能采用mixed cell sector定位类型,该定位类型定位位置为测量扇区的中心加权平均,定位误差取决于最大扇区天线距离的加权平均,查询BSA数据库可知,石排沙角新围1和2扇区的扇区中心点分别如图所示,MAR值为3000,2扇区方向角为280度;根据我们最新基站勘察情况,该扇区方向角为310度,BSA数据库不准确,将导致定位精度不准。
经过数据分析与无线环境考察最终得出优化方案:
1、查询数据库信息,石排向西东(2681_1)方向角为280度,根据我们RF优化时勘测数据实际为310度,需要更新数据库信息,将数据库中石排向西东(2681_1)方向角改为310。
2、将石排向西东(2681_0)扇区中心点经纬度调整为:113.97389,23.09871;MAR值设置为2000。
3将石排向西东(2681_1)扇区中心点经纬度调整为:113.96979,23.10320;MAR值设置为2000。
经过改正BSA数据库相关扇区方向角和中心经纬度移位后复测,定位精度比未调整前明显提升。
5.5.石排腾博塑胶电子有限公司
从上图中可以看出,石排京木木制品有限公司室内信号主要由石排田寮1扇区覆盖,由于室内无线信号不足以实现AFLT计算,只能采用mixed cell sector定位类型,该定位类型定位位置为测量扇区的中心加权平均,定位误差取决于最大扇区天线距离的加权平均,查询BSA数据库可知,石排田寮0扇区中心点与基站位置一致,如图所示,MAR值为4000。经过数据分析与无线环境考察最终得出优化方案:将石排田寮(2579_0)扇区中心点经纬度调整为113.962791,23.107765;覆盖半径(MAR)值调整为2000。
经过中心经纬度移位后复测,定位精度比未调整前明显提升。
5.6.东莞健益五金制品有限公司
该问题点由M_茶山工业园的0和1扇区覆盖,但这两个扇区的MAR值为2000M,扇区中心经纬度就在基站中心,所以混合小区定位结果为两个扇区中心经纬度加权平均,偏差相对较大。定位测试结果见下图:
优化方案及方案实施后复测结果:
将M_茶山工业园(2889_1)扇区中心经纬度修改为:113.8998714 23.05012980;覆盖范围MAR值由2000改为1000。
将M_茶山工业园(2889_0)扇区中心经纬度修改为:113.9078679 23.04740354;覆盖范围MAR值由2000改为1000。
优化方案实施复测后,该问题点定位精度已有较好的提高,如下图所示:
5.7.伟博厂
该问题点由M_茶山寒溪水0扇区和M_茶山上元1扇区覆盖,但M_茶山寒溪水0扇区的MAR值为3500M,扇区中心经纬度距离基站1000多米,M_茶山上元1扇区的MAR值为2500M,扇区中心经纬度距离基站700多米,所以混合小区定位结果为两个扇区中心经纬度加权平均,偏差相对较大。定位测试结果见下图:
优化方案及方案实施复测结果:
将M_茶山寒溪水(2749_0)扇区中心经纬度修改为:113.8850648 23.04690887;覆盖范围MAR值由3500改为2500。
将M_茶山上元(2013_1)扇区中心经纬度修改为:113.8802611 23.05061447;覆盖范围MAR值由2500改为1500。
优化方案实施复测后,该问题点定位精度已有较好的提高,如下图所示:
5.8.永联织造厂
该问题点由M_茶山秋墩岭的1扇区和R_茶山立本工业的0扇区覆盖,但这两个扇区的MAR值为1415M,M_茶山秋墩岭的1扇区距离基站中心300多米,R_茶山立本工业的0扇区中心经纬度就在基站中心,所以混合小区定位结果为两个扇区中心经纬度加权平均,偏差相对较大。定位测试结果见下图:
优化方案: 将M_茶山秋墩岭(2007_1)覆盖范围MAR值由1415改为1000。将R_茶山立本工业(2773_0)扇区中心经纬度修改为:113.8935935 23.05884911;覆盖范围MAR值由1415改为1000。
优化方案实施复测后,该问题点定位精度已有较好的提高,如下图所示:
5.9.石龙人民医院
问题点由B_石龙人民医院的0和2扇区覆盖,但这两个扇区的MAR值为2500M,扇区中心经纬度距离基站600多米,所以混合小区定位结果为两个扇区中心经纬度加权平均,偏差相对较大,定位测试结果见下图:
优化方案:
将B_石龙人民医院(2718_0)扇区中心经纬度修改为:113.8839142 23.11644465;覆盖范围MAR值由2500改为2000。将B_石龙人民医院(3275_2)扇区中心经纬度修改为:113.8773048 23.12177431;覆盖范围MAR值由2500改为2000。
优化方案实施复测后,该问题点定位精度已有较好的提高,如下图所示:
5.10.黄泗围 该问题点由石碣黄泗围光纤站的2扇区和石碣西边的0扇区覆盖,但这两个扇区的MAR值为2000M,扇区中心经纬度距离基站400多米,所以混合小区定位结果为两个扇区中心经纬度加权平均,偏差相对较大。定位测试结果见下图:
优化方案:
将B_石碣黄泗围光纤站(2527_2)扇区中心经纬度修改为:113.8130152 23.12489638;将B_石碣西边(2051_0)扇区中心经纬度修改为:113.819256 23.121673;
优化方案实施复测后,该问题点定位精度已有较好的提高,如下图所示:
6.定位优化进度汇总
东莞市定位系统问题点处理情况汇总表--
7.总结 i.东莞10个问题点均是由于只收到1或2个基站的信号而无法形成AFLT定位,导致定位计算方式的降级(AFLT—>混合扇区—>单扇区定位),而混合扇区定位和单扇区定位仅根据扇区中心点的情况进行定位,所以误差较大(800米左右),目前的解决方法以调整扇区中心点位置为主。建议:高通定位引擎中的混合扇区定位和单扇区定位能考虑基站信号码片时延的因素,以提高混合扇区定位和单扇区定位的精度。
ii.室内分布系统(直放站、BBU、RRU)无线信号的复杂性,特别是直放站作为信源的室分系统,只能采用小区定位类型,如果直放站离基站较远时,定位误差也将随之增大,目前无法有效解决,只有将信源由直放站换为RRU。建议:高通定位引擎能分辨出直放站离基站的距离和方向。
iii.BSA数据库中部分基站数据缺失、不准确或存在垃圾数据,导致定位计算方式的降级(AFLT—>混合扇区—>单扇区定位),严重影响定位精度,在日常优化中需要注意开展BSA数据优化工作,清除BSA中的垃圾数据,对MAR等参数进行优化,对室内站的BSA记录正确填写天线位置信息和直放站信息。后台观察仍有部分定位过程收到3个以上的基站信号,均PN查找成功,但仍无法形成AFLT定位,需由高通公司提供详细的定位引擎工作机制相关资料。
利用计算机医学图像处理及三维可视化技术的空间三维定位导航系统已成为计算机辅助治疗领域热门研究。通过该系统可对进入人体的医疗器械进行精确定位,显著提高诊断及治疗效果[1,2]。
介入式医疗定位系统最核心性能指标就是定位精度。在患者体内高风险部位,很微小偏差都将可能造成非常严重后果[3]。为了对系统核心指标进行验证、判断其定位精度是否满足临床手术需要,本研究设计了测试算法及平台,用于系统精度测试。
1 精度测试原理
医疗定位系统能够在指定范围内精确定位,将与系统配套感应器放置于该范围内,可获取坐标信息,并将该数据发送回系统。利用坐标信息便可分析整个系统稳定度和精度。本研究分别通过基于平板和球面两种方式进行精度性能评价。其中,平板测试用于评价整个定位范围内精度性能 ;球面测试用于评价空间不同角度可能对精度产生影响。此外,通过在定位范围内放置常规手术器械,以模拟手术室环境,来评价环境对医疗定位系统影响[4]。
2 测试方案设计
2.1 平板测试
2.1.1测试装置本研究设计测试方法针对医疗定位系统平面定位精度进行分析与评价,于定位精度测试平板上加工打孔5×5方阵,共计25个孔,编号依次为1-25,见图1。为了尽可能减小测试误差,采用激光校准方式,测量出小孔两两之间距离,准确度等级MPE(maximum permissible error)为 ±4.5μm。此组距离值将作为平板测试过程中真值。
使用50cm厚垫块3块(其厚度取决于精度范围),置于测试平板下,可测试空间不同层高定位精度。2.1.2测试步骤将定位精度测试平板置于一块50cm高垫块上,感应器置于编号为1孔内,通过软件采集第一个标测点 , 采样单位为100个数据。根据获取坐标信息,计算并显示出该点100个数据稳定度SD,设Xs为采集100个数据在X方向上标准差,Ys为采集100个数据在Y方向上标准差,Zs为采集100个数据在Z方向上标准差,则有下列计算公式 :
其中,
Ys2和Zs2计算公式同(2)式,Ym与Zm计算公式同(3)。
将感应器放置至编号为2孔内,通过软件采集第二个标测点,软件将自动计算并显示出第二个标测点稳定度。
依次类推,完成25个标测点采集,软件将自动计算并显示出所有采集点稳定度。
根据所记录每个标测点坐标值,可计算出各点两两之间距离D,计算公式为 :
将计算所得到距离值与定位精度测试平板激光校准所得到距离真值做比较,计算出两者之间偏差,便可判断整个医疗定位系统于50cm高处定位准确性。分别加高一层和两层垫块,重复以上标测点采集,可测得医疗定位系统于100cm和150cm高处定位准确性。
本测试采用自编数据采集与计算软件实现以上数据采集及稳定度与精度计算,同时输出测试报告。测试所得到数据用于评估医疗定位系统可达到精度。
2.2 球面测试
2.2.1测试装置本测试采用半球上有50个深插孔,如图2,每一个深插孔旁固定距离有一个浅插孔。使用带两个插杆分别装有传感器盖子,可将一个长插杆插入半球某一个深插孔内,另一个短插杆同时插入深插孔旁短插孔内,用于锁紧使得盖子和半球不能相对旋转移动。盖子上带有光学显影点,可通过光学定位装置获得光学显影点坐标值。此组坐标值将作为半球测试过程中真值。
2.2.2测试步骤将球面置于磁场范围内,定位系统运行正常。将一个盖子固定于球面上某一特定孔内作为参考点,另一个盖子插入标有编号为1孔内,采集数据。将盖子移至标有编号为2孔内并采集数据。以此类推,直至48个数据采集完成。
运行校准算法程序,计算定位系统平均定位误差。
2.2.3校准算法设计将一个盖子插入某一个孔内,通过长短插杆将其锁定,使其相对半球无移动,作为参考点Sensor1,同时可以获得参考点感应器Sensor148组三维坐标,记为{Ci}。通过光学定位装置获得另一个盖子上光学显影点坐标,得到48个三维坐标值作为半球孔相关真值坐标,记为{pi},i1,...48 ;盖子内带有Sensor2用于采集实时变化位置坐标,手动将装有Sensor2盖子依次插入48个插孔,通过感应器得到48组三维坐标,记为{Si},i1,...48。
盖子上光学显影点相对于Sensor2有一个固定坐标,记为{ri},i1,2,3。光学显影点相对于电磁定位系统零点坐标为{Sir },而相对于Sensor1坐标为
如果光学显影点相对Sensor2坐标{ri}已知,{pi} 与{pi}之间刚性变换X ={R, T} 可以被直接计算出来。由于{ri}未知,需要通过寻优算法求解[5]。寻优算法求解过程如下 :
(1)先赋予{ri}一个初始值,计算X ,X={R, T}计算方法如下 :
假设两组对应点{pi}和{pi} , i 1,2,...N(pi和pi是31列向量 ),
R是33旋转矩阵, T是3 1平移向量, ni是3 1噪音向量。 R和T通过最小二乘法求解。要优化目标函数为
优化通过以下步骤完成 :
b)计算33 矩阵H :
t标识矩阵转秩。
c)将H进行奇异值分解 :
U和V是33 正交矩阵, D是对角矩阵。
d)计算R :
e)计算行列式值| R| 。如果R1,则旋转矩阵计算正确。如果R1,则R为镜像变换。如果某一个奇异值3为0,则正确旋转矩阵为R VUt,V是将V第三列改变符号结果。如果H奇异值都不为0,则说明需要更多数据来进行求解。
f)计算T :
(2)通过(1)得到X值,可计算得到变换误差之后通过在6个方向上搜索 }r{i邻域 }r{i ,并重新计算6个方向上得到X和e,找到e值最小方向,以此为新起点继续以上搜索过程,直到e不再减小。此算法收敛后,将得到估算出 }r{i与X ,同时得到收敛后e。
收敛后e包含了光学定位系统误差、电磁定位系统误差及每次进行插孔误差。考虑到光学定位系统误差远小于电磁定位系统误差,插孔与插杆之间配合紧密且通过两根插杆固定,因此误差e基本可以反映电磁定位系统误差。
2.3 环境因素对精度影响测试
由于医疗定位系统在手术室环境中使用,该环境中不可避免地会存在金属材料手术器械或其他设备。最安全方法就是避免金属干扰物在医疗定位系统附近,但这使得其在医学领域应用受到很大限制,因此需要评价手术器械对其精度影响[6,7,8]。
定位失真不仅与金属类型有关,还与它大小、形状、位置和角度有关。因此,仅针对某一种典型情况作分析[9,10]。通过放置各种手术刀和大金属薄板,分别模拟一般手术室普遍存在手术器械和手术床,将各种金属器材放置于医疗定位系统附近,重复2.1测试,并与未放置手术器械时测试结果进行对比。
3 测试及结果分析
3.1 平板测试
将感应器依次放置于25个孔内,在每一层高度采集得到25组数据,计算得到系统稳定度与距离偏差均值,结果如下表1所示 :
由以上数据可知,随着高度增加,稳定度和距离偏差性能指标均有一定程度下降,但完全可接受。测试结果表明该系统定位精度指标满足接收标准SD<=0.2和D<=1mm。
3.2 基于球面校准算法
使用半球测试工装,固定一个Sensor在某一小孔作为参考,另一个盖子依次遍历半球工装上所有小孔,采集得到48组数据,计算其与真值间平均配准误差Avg = 0.646mm,表明该系统定位精度指标满足接收标准Avg<=1mm,与平板测试结果基本一致。
3.3 环境因素影响测试
在精度测试范围内放置金属物,重复2.1测试,高度设置为150mm,得到数据为无金属物环境 :稳定度0.038,距离偏差0.459mm ;放置金属物环境 :稳定度0.042,距离偏差0.959mm。
金属干扰测试选择高度为150mm位置,该位置为磁场精度范围内最差位置,即测得结果为最坏情况下能够达到精度。测试数据结果表明,金属物对定位精度有一定影响,但仍然满足SD<=0.2和D<=1mm接收标准。
4 结论
本研究设计了医疗定位系统精度测试方法,通过两种方式对医疗定位系统稳定度和精度进行了分析评价,一种为基于寻优算法设计球面校准测试方法,另一种为基于平板测试方案,两者结果基本一致。
通过上述测试结果分析,可知医疗定位系统自身精度非常高,平均定位误差小于1mm,能够满足SD<=0.2和D<=1mm接收标准。通过环境因素测试,得知手术器械对医疗定位系统精度干扰可接受,该系统完全适用于手术环境。其他大型医疗设备对其精度影响需要作进一步地研究分析。
摘要:利用计算机医学图像处理及三维可视化技术的空间三维定位导航系统已成为计算机辅助治疗领域的热门研究,该系统可对进入人体的医疗器械进行精确定位。为了对系统的核心指标定位精度进行验证,提出了定位系统的精度测试方法。通过平面和空间球面两种测试装置,分别使用平面测试算法和基于寻优算法设计的球面校准算法,自动计算定位系统的精度,从而实现全方位的性能评价。实验结果表明,定位系统的平均定位误差小于1mm。该测试方法有效可行。
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【一】系统调试和测试
学生信息管理系统的测试方法主要采用黑盒测试和白色测试的方法,具体的说黑盒测试主要采用以下两种测试方法:
1.已知系统的功能设计规格,进行测试证明每个实现了的功能是否符合要求
2.已知系统的内部工作过程,通过测试证明每种内部是否符合设计规格要求,所有内部成分是否通过检验。
该学生信息管理系统主要采用黑盒测试的第一种测试方法,具体的测试如下:(1)查看学生表中的数据
(2)检测各个功能 a.检测登陆界面的功能
登陆界面
主界面跳转后的界面
b.验证学生信息资料显示,编辑,删除,查看详细信息的功能
学生信息资料的显示
学生信息资料的删除
学生信息资料的编辑
学生信息资料的详细显示
c.检测学生信息的查询,添加的功能
学生信息查询的主界面
学生信息的查询
学生信息的添加
学生信息的添加结果
【二】设计体会
光时域反射仪(OTDR)及故障定位仪(Fault Locator):表现为光纤损耗与距离的函数。借助于OTDR,技术人员能够看到整个系统轮廓,识别并测量光纤的跨度、接续点和连接头。在诊断光纤故障的仪表中,OTDR是最经典的,也是最昂贵的仪表。与光功率计和光万用表的两端测试不同,OTDR仅通过光纤的一端就可测得光纤损耗。OTDR轨迹线给出系统衰减值的`位置和大小,如:任何连接器、接续点、光纤异形、或光纤断点的位置及其损耗大小。OTDR可被用于以下三个方面:
1、在敷设前了解光缆的特性(长度和衰减)。
2、得到一段光纤的信号轨迹线波形。
3、在问题增加和连接状况每况愈下时,定位严重故障点。
区域政府发展规划研究
通州产业园的数量规模分布产业定位客群招商运营情况 项目自身条件分析
项目地块交通条件分析(地块交通与城市交通现状及未来发展关系)项目周边环境分析(周边环境、城市配套与本项目的发展关系)、项目内部资源分析,竞争分析
产业转移分析
项目周边典型产业园研究 开发模式
规划及产品分析 成交及价格走势分析
招商策略以及运营情况分析 项目核心借鉴点小结
• 初步产业定位,确认主导产业 • 在主导产业下细化产业及组合方案 • 非主导产业的其他支柱产业选择
目前,传统的测绘方法使得测绘精度和测绘成果的可靠性越来越受到人们的质疑,而城市连续运行卫星定位系统是“城市空间数据基础设施”的最为重要的组成部分之一,它是获取和采集各类空间信息位置、时间和与此相关的动态变化的一种基础设施,此系统的建立将有利于基础测绘工作的展开。
1 传统测绘的问题分析
1.1 测绘控制基准精度较低,且布设不合理
我国传统大地测量成果由于受当时技术条件的限制,是通过建立平面二维控制网和高程控制网来获取三维坐标,其精度较低,而且分布不均匀,不能建立统一的空间基准,当卫星定位的大地控制网与传统大地控制网测量成果共同使用时会发生不匹配情况,以致引起难以调整的矛盾和冲突,造成了部分区域的测量成果难以统一。
1.2 测量成果存在难以克服的技术缺陷
由于受到传统的观测仪器、手段等技术水平的制约和当时国民经济建设的需求,我国传统大地测绘成果精度较低、更新周期长且现势性不强。受到布网方式、观测精度以及布网强度等因素的制约,因而在评定控制网的质量时,往往只能采用控制网的内部符合精度作为大地测量成果质量高低的客观评价指标,无法真实评价其绝对精度。另外,目前维系城市建设的测绘基准是一个长期的静态定位基准,组成静态定位基准的静态控制点是一次测量的结果,作为城市长期的定位基准,在精度上不能满足地铁工程、大型建筑、道路工程等城市大型精密工程的需要。这些因素对测量成果的制约大大地限制了其为国民经济建设、社会发展和国防建设服务的范围和深度。
目前,测绘技术正在从事后处理阶段向实时处理阶段发展,从二维定位向三维、四维定位阶段发展,建立测绘全自动、全天候、全时域的连续测量体系是测绘行业的发展趋势。因此,以传统技术手段建立的城市空间定位基准和测量成果,已经不能适应现代城市发展和社会发展的要求,测绘技术必须实现现代化、信息化、实时化。
2 连续运行卫星定位系统(Continuous operationalReference System.CORS)
2.1 国内外发展
目前,国内外已广泛应用此技术。美国、欧洲、日本、德国、英国等国已建立连续运行参考站系统,美国建立的连续运行参考站网系统(CORS)平均站距为100-200km,覆盖全美,构成新一代动态国家参考系统。我国随着信息化建设的加快,国内也建立一些专业性和区域性的卫星定位连续运行网络,深圳、香港、上海、北京、天津、武汉、郑州等城市已建成城市连续运行卫星定位服务系统,并已投入使用。我国区域性连续运行卫星定位系统建设已进人快速发展时期,许多城市已将CORS的建设列入政府基础设施计划。
2.2 系统组成
城市CORS多由卫星跟踪基准站、系统控制中心、用户数据中心、用户应用、数据通信5个子系统组成。各子系统由数字通信子系统互联,形成一个分布于整个城市的局域网。
2.3 系统功能
(1)高精度定位服务。系统通过互联网向用户提供坐标及观测资料,以满足精密工程测量和地球动力学研究的需要。(2)准实时的高精度定位服务。系统通过电话系统提供坐标及观测值,其服务对象主要是城市测量。(3)实时差分GPS服务。系统通常采用RTC MZ.O格式通过长波或中波无线电通信方式,向用户播发测站坐标和差分改正数,其导航定位精度为1-5cm。(4)高精度实时定位服务。系统通过UHF向用户发送站坐标和观测值,以满足工程测量、城市测量、管线测量、航空等实时定位的需要。
3 CORS在基础测绘中的应用
基础测绘是国民经济和社会发展的一项基础性、前期性、公益性的事业。它所提供的空间基础地理信息是城市现代化、信息化建设的基础平台,是承载各种专题信息的基础,广泛服务于行政管理、经济建设、国防建设、科学研究、人民生活等领域,是我国现代化建设必不可少的基础数据。
由于社会经济规模日益扩大,城市正处在快速的动态变化之中,政府和有关部门必须实现对其中一些重要的动态变化进行及时、有效、连续的监控管理,如交通流量、公共安全、目标监控、港口海关、区域环境、紧急事态应变等,这些都必须在实时采集动态基础测绘信息的基础上,做出快速分析判断和决策。建立CORS系统,可以解决动态获取基础测绘信息的问题,建立长期的、连续运行的GPS动态监测基准。同时,CORS将网络化概念引入到了基础测绘应用中,不仅为测绘行业带来了深刻的变革,而且也将为现代社会带来新的位置、时间信息的服务模式。这将会改变传统的平面与高程控制测量方法,今后的控制将不再需要布设大量的测量控制点,也不需要采用分级布网、逐级控制的传统测量模式,GPS技术结合高精度、高分辨率大地水准面模型,可以取代传统的水准测量方法测定正常高,真正实现GPS技术在几何和物理意义上的三维定位功能,并可满足区域内直接使用RTK仪器进行动态测绘的要求。
CORS的服务对象涉及到城市建设中的众多领域,并可满足这些领域的不同需求。CORS的建立将在基础测绘中发挥出巨大的作用,可在城市实时控制测量,实时小区域大中比例尺测图与修测、工程放样和工程监测,变形监测等方面得到应用。它的运用在完全满足测量精度的情况下,更进一步减轻了测绘作业的劳动强度,提高了测绘作业的生产效率,大大地节省了生产单位的设备投资。特别是方便了控制网布设和施测,工作效率有了几何级数的提高。
4 结束语
当前,逐步建立起从动态到高动态,从准实时到实时,从亚米级、厘米级到毫米级精度的城市基础信息服务体系,并建立起城市空间基础设施的三维、动态、地心坐标参考框架,是基础测绘的目标,也是建立实时空间位置信息层面上的数字化现代城市的基础。CORS的广泛建立,不仅可以提供高效的、实时的、高精度的基础测绘数据,构成新一代国家和区域的动态参考系统,还将为城市的信息化和数字城市的建设打下坚实的基础。
摘要:分析了传统测绘存在的问题,介绍了连续运行卫星定位系统(CORS)的功能及其在基础测绘中的应用。
关键词:测绘,运行卫星定位系统,功能,应用
参考文献
[1]宁津生,陈俊勇,等.测绘学概论[M].武汉:武汉大学出版社,2004,10.
[2]孙福海,禄丰年,等.3S测绘技术与数字地球[M].哈尔滨:哈尔滨地图出版社,2002,8.
小郑是一位国小教师,喜欢孩子的他最大的爱好就是下象棋。1995年正值ICCS火爆的时候,他就常到ICCS去玩,并一跃成为21XX分的知名棋手。为了对付那里的职业大师及强悍的对手,小郑就编写了客户端软件zmz,这个客户端不仅能打谱,而且采集了大量流行布局及琳琅满目的江湖“套路",只要走成“定式",准跑不出他的“如来手心"。
1996年夏天,小郑在ICCS下棋时遇到了一个名叫SKS的棋友向其挑战,看到17XX分的对手,小郑又认为这是一个“烂仔",不值得出手。几次邀请不成,气得这位SKS君留下一句话:“日后见面看我不狠狠K你!"不久后鹿港地区要进行全县象棋大赛,赛前由台湾著名七段高手张鸿钧先生安排大家在一位叫施金山的棋友家过夜,小郑欣然前往。经过攀谈,方知施金山就是SKS, 小郑笑着连赔不是,并慷慨赠其最新版的zmz3.6, 两人由此相识并成为至交(及至几年后施金山成了这个系列软件的台湾总代理)。两人时常相约到外面“踢馆子"、“砸场子"锻炼棋力, 不仅认识了许多象棋“前辈",同时zmz软件经过摸爬滚打也日臻完善起来。 施金山提议软件不仅要能储存棋谱,更重要的是要有开局分析功能,这得到了小郑的认可, 在随后的zmz3.8、4.0、4.2、4.4各版本中,这个功能得到了充分的体现,同时也加入了台湾成功大学陈昭宏先生的DOSICCS4.2软件的树状式开局结构。
这个软件成为商品后,在港台地区销量一直不错,这时的小郑已开始考虑软件发展的新方向了。2000年3月底,小郑神秘兮兮地约施金山去他那儿吃晚饭,却不肯言明原因。等下午五点半施金山赶到时,小郑不慌不忙地打开电脑,让他试一试他的软件, 施金山满肚子狐疑地与“机器"下了一局顺炮,经艰苦厮杀最终成和。 这时小郑才得意地告诉他,从2月份开始他就着手于人工智能软件的制作了,目标就是把zmz打造成全局软件,为此他采用了PVS算法(alpha-beta算法的变型,在台湾叫做“变动视窗搜索")。 优秀的计算机功底及分析能力使得他仅经过一个多月的奋战,新软件便“诞生"了,而施金山正是与这个软件“单挑"的第一人。得知这个软件还没有合适的名字时,施金山惊叹之余随口命名为“象棋世家"。小郑欣然同意,并把它联到ICCS上,使它成为了一台真正不用人操作就能自动下棋的“机器"。
此后不久“世家"参加了一次网络计算机象棋软件设计大赛,希望能够得到“评审大爷"的青睐,赢得大奖,虽然最终未能如愿,但小郑却坚定了研究“世家"的信心,初期目标是向ELP(台湾著名的电脑象棋软件)看齐。“世家"出道时并不是很强,与稍强对手对弈都很困难,但通过小郑的悉心修改,棋力一天天强大起来。其间也得到了许多热心朋友的热心指导,包括“中国电脑象棋之父”台湾大学的许舜钦教授、 “阳信杯”冠军台湾七段高手张鸿钧先生(小郑称其为象棋师傅)、棋界高手刘振芳先生(小郑称其为“乱刀流",刘君是“中棋联"个人冠军, 在台湾除了吴贵临外,能胜得了他的并不多,“世家”的中局大多以他为假想敌而设计的)。2000年9月,小郑约了几位好友成立了“世家"测试小组。这个小组包括吴衍奇、唐世彦、施金山、黄恒山等棋友, 每个人各负其责。吴衍奇是小郑的徒弟,早年对人工智能情有独钟,编写过“象棋参谋"软件,历史比“世家"还早,他负责检查“世家"的Bug,并研究象棋攻防理论。唐世彦则负责弃子局的测试工作,大家有所不知的是,台湾象棋论坛的“铁笔"——“folk"就是他,相信通过他撰写的优美棋文使“世家"更能为广大棋迷所了解。施金山则负责搜集最新棋谱并录入,如今“世家"的开局库仅次于软件ELP, 他的工作真是出色极了。还有一位就是香港棋迷“阿恒山哥"黄恒山先生,这位zmz软件在香港地区的总代理在测试小组担任首席测试员,并负责对外活动的规划。“象棋世家"先到台湾最大的象棋网站“阿波罗象棋厅"进行测试活动,结果胜多负少。而后在互联网象棋鼻祖“ICCS"上进行测试,“世家"以连胜20场的记录直达1700分,此后胜率维持在六成五左右,最终战绩已接近1900分,而在中国象棋网上积分也达2100分。 三地测试结果总计1345局, 胜62%、和24%、负14%。
因测试小组的众位棋友皆来自港台地区,很希望能与大陆棋迷高手过过招,并借此机会也多结识一些大陆棋友。而我是一位活跃在互联网上的超级棋迷,以主持多次网络大赛及撰写棋文为广大棋迷所熟悉。2001年3月,我收到“阿恒山哥"的来信, 盛情邀请我组织一些大陆棋迷高手进行一场对“世家”的友谊测试赛,我怀着浓厚的兴趣主持了这项别开生面的活动。而报名参加测试赛的棋友也皆是广大网络棋迷所熟悉的棋迷好手,其中有“痴迷棋主"、“医理通"、“国风"、“秀行先生"、“东平"等五位棋友,后“秀行先生"、“东平"因故未能到场,改由“国风"和我代他们出场,并最终完成这次测试赛。场地选在“弈天棋缘"网站,时间安排从3月5日至9日每晚20:00准时进行,双方各有40分钟自由分配,而后每30秒一步。“世家”则由“阿恒山哥”代走,运行环境为:AMD 雷鸟1.2G CPU;运算速度:每秒26万个盘面;运算步数:一般为九至十层,将军、解将为十三层以上,吃子算到盘面“宁静"为止;开局环境:含67本大陆棋谱资料,1997-2000年最新棋局,ICCS近五年高手对局。谁也无法想像结果能如何?网络著名棋客“国士无双"是这样分析的:“世家"的开局分析功能是特有的,它能自由制造棋谱分析档,分析开局可以设定到棋局任何一步。分析速度不用一秒钟即可完成,可由第一步进行连续分析到棋局最后一步,并自动显示使用率、红好率、均势率、黑好率,所以开局“世家"不会吃亏,中局功夫也是一流的,但参加测试者皆大陆好手,这样看来双方应该是势均力敌。
第一位上场的是来自于黑龙江大庆的“痴迷棋主"。“棋主"自幼好弈,且有“棋谱收藏家"之美誉,首局“棋主”获胜,次局“世家"已形成车马炮对单车的必胜之势,不过“世家"由于画面来回切换不方便,迫于时间压力,“山哥"代“世家"走出了一步最大的“盲棋",居然被“棋主"活活照杀,“山哥"万般懊恼,可是谁也无法改变这个结果,被判了一次违例。其余各局“世家"表现得也相当顽强,无奈大陆棋迷水平高超,负于“医理通"两局,与“国风"战成三胜一和,我与“世家"的两局也全部取胜,最后由著名好手“深蓝"补赛一局,总计11局,“世家"最终取得三胜六负二和的战绩。此次测试赛是在一片友好的气氛中进行的,每天更有众多两岸三地的棋迷前来助战,棋迷们进行了广泛的棋艺交流,而最后小郑以“小弟"的谦称对此次测试赛做了精彩的总结:
非常感谢诸位“大师"的测试。目前“世家"的战绩为三胜六负二和(一违例,一严重Bug),已有了基本的分数,而面对愈来愈强的对手,“世家"也有渐入佳境的表现,实在值得庆幸!现在就这几天心得,发表一下个人的看法:
(一)就世家部分
1、出现部分严重的Bug, 计有:炮吃士(第四局)以为红优势,乱吃车(第一局)以为黑大优等。
2、还有相当部分拖步的情形。
3、残局库也有失误,车马卒(第七局)竟然不会杀(单车),在第61手才吃子,明显车马卒对车双仕转车卒对单车孤帅有Bug。
4、对于计算深度与速度的调配还有待加强。
5、危机意识不足。
(二)就测试员“阿恒山哥"部分
1、过于心急,失误或代走(第二局)被判违例。事后证明,如不违例,世家还是会胜。(车马卒对车单相无士)
2、求好心切,深度设得过深,其实以小弟对国风(第八局)算至九层即可胜,而“山哥"有时跑到第二十一层(主层十一),浪费太多时间,造成后面用时紧张,残局该胜未胜。
3、对胜负太执着,如第七局因优势迟迟不提和(当然对人来说可胜, 但“世家"在短时间只跑到第九层,很难算出赢着)。
4、赛后没有为世家拆棋,加入知识库,纯靠版本更新,修改太过缓慢。
5、未于比赛时就某些步数回报层数、审局分数,无法与观棋者比较看法,找出疏漏之处。
(三)就测试“大师"部分
1、未依正统开局走棋,心存侥幸(第一、二、八局),世家之前在ICCS的5.6版前几乎对脱谱者均有严厉的打击。5.7版后由于ICCS“当机",造成之后的版本测试不足(参加测试目前为6.1版)。就正常而言,开局还是以正宗为上,尤其是第九、十局“北方好汉”两盘皆以正统开局对阵,棋局万般精彩,也达到测试世家最强状况的目的,真是好样的!
2、未发挥机器的特性:愈平稳的局面,“世家"越不容易赢,还不会利用一些弃子战术制造战机。(如第七局,可惜是弃车,损失过大,尤其在对方双车皆明,己方车暗的情形下更是不好)。
3、于赛后未做自战解说及想法说明。
(四)就比赛场地部分
1、网络“品质"不佳,开始时连不上中象网。弈天设定也很奇怪,常找不到“座位"。
2、每次几乎都未能准时开始,有时找不到对手要等很久。
3、赛后已近午夜,影响作息,建议提早至七时半开始,七时二十分入座。
4、场外聊天,场内竟然看不到,影响下棋者情绪。
(五)就小弟部分
1、工作因素无法每盘均到。
2、时近午夜,往往过夜修改,难免错漏。
3、未能一一回答网友提问,万般抱歉。
4、另找“山哥"执行测试,虽较公正,且机子较快,但却减少“世家"威力。因为开局库天天更新,赛后可为“世家"拆棋。我这里提的都是一些小弟自身的看法,不免错漏,只是做一个检讨,并提供后来者参考,无个人好恶恩怨,特此说明。另开放网友建议,也欢迎“梦入神机"、“七星大师"不吝指教,提携后学。
至此测试赛已全部结束,总的来说,“世家"不失为一个优秀的软件,每一招一式都给棋迷们留下了难忘的印象,同时通过这次活动也加深了两岸三地棋友之间的联系。 小郑在最后一场测试赛中说到:“我会进一步改进世家的,下一次的出场将会更加出色,更加完善!"在此次测试赛中,许多棋友为能认识“世家"欣慰不已,也有的为没能参加测试深感遗憾,不过棋友们期待的“象棋世家"第二次测试赛将会很快来临,呈现在大家面前的也将会是更加崭新的面貌!
下面选择此次测试赛的第一局,以飨读者。
象棋世家(先负)痴迷棋主
(2001年3月5弈于弈天棋缘网站)
中炮对三步虎
1、炮二平五马2进32、马二进三炮2平1
3、马八进七…………
应改走车一平二,车1平2,马八进七,车2进6,车九平八,车2平3,炮八进五,红方大优。
3、…………马8进94、车一平二车9平8
5、兵五进一…………
进兵嫌急。应改走车九平八,车1平2,炮八进四,卒3进1,炮八平七,红优。
5、…………士6进5
应改走车1平2,兵五进一,炮8平5,黑方反先。
6、车九进一…………
此时还应车九平八。
6、…………车1平27、车九平六车2进6
8、仕四进五…………
撑仕缓慢。应改走车二进四积极进攻。
8、…………车2平39、车六进一炮8进2
10、兵五进一卒5进111、兵三进一车3平7
12、车二进二卒5进1(图)
如图形势,红方六强子拥塞一处;反观黑车不但压制红三路马,且中卒已威逼过河,黑方反先。
13、马七进八炮8平314、车二进七马9退8
15、车六进四象7进516、马八进七炮1进4
17、车六平三炮1平318、相七进九前炮进1
19、马七进五象3进520、炮五进五士5退6
21、炮五退二车7平322、相三进五前炮平1
23、车三平五士4进524、车五平七…………
如改走车五平九,士5进6,车九退四,红方也无好的进攻手段。
24、…………士5进625、车七进一炮1进2
26、炮八退二车3进327、车七平五将5平4
28、车五平六将4平529、车六平八车3退2
30、车八平四炮3进231、车四平五将5平4
32、车五平六将4平533、车六退一车3平2
34、炮八平七炮3平5
兑炮老练,锁定胜局。
一、现状评估
现状一:重“智”轻“德”。
现状二:课程的育人功效被忽视。
现状三:德育重管理,轻人格养成。
现状四:德育内容滞后,与丰富多彩的社会生活相脱离。现状五:家校结合工作显得十分薄弱。
二、存在问题差距
1、对于学校管理者和广大教育工作者而言,认识到德育教育的重要作用不难,难在真正从行动上重视起来。学校天天讲要把德育教育放在首位,大力抓好素质教育。而当教育教学质量的提高与德育教育发生冲突的时候往往是以减少德育课程、挤占德育教育时间为代价。有些学校迫于社会压力,片面追求升学率,存在重“智育”,轻“德育”现象,德育工作得不到落实,使德育工作“说起来重要,干起来次要,忙起来不要”仍然是一种不争的事实。
2、无论是小学的《品德与生活》还是《品德与社会》都没有发挥出它们实施德育教育主渠道、主阵地的作用。
3、德育的本质是灵魂的教育,它不仅塑造人规范的行为,还要培养其高尚的情操、美好的情感和健全的灵魂。现在德育工作明显的不足就是把主要精力放在规范行为和校规校纪的教育,通过校、级、班、组层层管理,把学生置于这张无形的网中,不出乱子即可。这种满足于抓外部行为而忽视深层思想情感培养,使德育成了单纯的行为训练,长期以往,将会使德育生命力日趋萎缩。
4、随着改革开放的深入,经济体制改革的推进,商品经济的发展,竞争机制的广泛引进,使得社会生活更加丰富多彩,也出现了许多新问题。无疑,学校
德育理应作出回应。然而,由于德育和生活社会缺乏建立广泛的联系,故德育内容显得陈旧、单薄,不足以解释当前复杂的社会现象,也不能解决学生的思想实际,于是德育就成了与现实生活和学生实际不相干的东西,成了“来自天外的声音”,既不能激发学生的情感,使其认同,更难促使其内化。
5、大部分家长过于溺爱子女,单亲家庭、隔代看管、留守、寄养等情况也较有存在,家校联系、家庭教育这一块薄弱。
三、争创目标
1、建全考核制度,从素质教育的高度入手,充分认识学校德育教育的重要地位。
2、加强中小学德育内容的相互衔接,使德育教育由近及远、由低到高、由浅入深、分层次推进。
3、充分发挥课堂教学主渠道作用,把德育渗透到各学科教学以及各项活动之中。
4、创设多样化的德育方法。
5、进一步加大家校协作的力度。
四、推进措施
1、学校工作的改革和创新,应以全面实施以德育为核心的素质教育为着力点。实施素质教育的根本目的,在于培养学生树立正确的人生观、价值观、世界观。全面推进以德育为核心的素质教育,必然要求学校坚持正确的政治方向,发挥德育在素质教育中的导向、动力和保证作用,为智育和其他各育提供精神动力。义务教育阶段的学生正处在人生的奠基阶段,是健康人生观的可塑时期。学校理应在学生思想品德成型阶段担当重任。应建全考核制度,扭转“唯智倾向”,构筑“道德长城”,从素质教育的高度入手,把培育“德才兼备”的育人目标作为学校的指导思想,这便是改进德育工作的前提条件。
2、首先,根据《小学德育纲要》的要求,由近及远,由浅入深,由低到高,螺旋上升。分阶段、分年级地确定教育重点,阶梯式地、连续地实施教育,形成德育的纵向系列,从而使各项教育内容互相渗透有机结合。使各个阶段的教育相互衔接、协调统一。
其次,要结合学校实际加大校本培训力度,针对小学生不同年龄段身心发展特点和品德发展规律,落实相应的教育内容。通过对小学德育内容的规划,形成特色鲜明的小学德育教育体系。我们的教育工作者要加强小学德育内容的相互衔接工作,努力开创新世纪中小学德育教育的新局面。
3、各学科教师要根据教材特点,在备课和上课环节上,充分挖掘教材内涵,把握好教材中学科知识与德育的结合点,注重教材内容与现实生活的联系,在教学中真正体现“教材是对生活的总结、生活是对课本的延伸”这一宗旨。让每一个教师都认真参与,真正实现每一个教育者都是德育工作者的设想。
通过各种活动渗透德育教育来提高学生的道德认知,让学生以积极向上、乐观的的态度来认识周围的人和事,在活动中表现出有坚韧的意志、良好的道德品德、良好的道德行为习惯,从而使学生的心理品质朝着健康向上的方向发展。只有这样,学生长大以后才会挺起胸膛去面对各种各样的困难,处理好人与人之间的关系,从而更好地适应社会。
4、一是利用各种媒体与现代传播工具,对学生进行德育,提高德育的覆盖面、渗透力。二是有针对性地开展丰富多彩、喜闻乐见的健康向上的文娱活动、知识竞赛、社会活动等,使德育活动更具有吸引力,达到让学生自我参与,自我娱乐,自我教育的目的。三是通过校风建设和校园建设,发挥“无形教育”的熏陶作用。在具体的德育方法改革上,针对过去空洞枯燥的说教,变“刻意”教育为“无为”教育,如采用“陶冶”、“示范”、“暗示”等方法运用到德育中来。这些方法突出学生的主体地位,重视学生的自我思考、自我判断、自我体验,故易被学生所接受和喜欢。
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