测量与测量误差教案范文

测量与测量误差教案范文第1篇

一、GPS技术的简单概述

GPS技术起源于美国, 是全球定位系统的简称, 能够在全球内实行定位与导航, 为全球用户提供低成本、高精度的三维位置、精确定时、速度等导航信息, 1964年投入使用。近几年, 社会经济不断发展, 科技越发成熟, GPS技术不再局限于军事服务与导航定位服务, 逐渐向民众领域倾斜, 并延伸到多个领域中。GPS系统主要由以下部分组成, GPS信号接收机, 地面控制系统, GPS卫星星群。其工作原理为:卫星星群发出信息, GPS信号接收机接受信号, 地面控制系统依照信息进行计算, 绘制三维坐标系, 最终精确定位。当前, GPS已经被广泛应用于现代测量中, 因其测量的低成本、快速度与精确性, 其地位难以撼动。

二、GPS测量的误差源

在GPS技术在测量领域应用中, 测量误差主要来源于以下几类: (1) 因GPS卫星导致测量误差, 如:轨道误差, 因GPS测量过程需要确定某一卫星位置, 位置发布与星历息息相关, 而星历与卫星轨道紧密相连, 若轨道出现误差, 将直接影响GPS测量精确度。因卫星系统的SA技术和AS技术局限性带来的误差。 (2) 在卫星信号传输途中, 因太阳光压, 电离层延迟等因素, 太阳光压会对卫星产生设动, 影响卫星轨道, 因此导致GPS测量误差;电离层延迟则是会因天气变化、云层变化导致误差。 (3) 在卫星信号接收过程中, 若相关人员对GPS接收机操作特性不熟, 极易影响接收机接收信号的准确性, 而未展开实测检验, 更是导致GPS测量误差的主要原因。另外, 接收机性能与测绘仪器技术不符, 也会影响信号接收机所接收信号的精确性, 最终导致GPS技术测量误差。上述几点是GPS测量中常见误差源, 是导致GPS测量精度无法控制的根本因素。对此, 在GPS测量精度控制中, 应详细掌握常见误差源, 对误差源进行有效控制, 以此保障GPS测量值的精确性, 为后续工作奠定坚实的数据支撑。

三、GPS测量技术精度控制的对策

(一) 加强卫星精度控制

为控制GPS测量精度, 首先应加强卫星精度的控制, 由根本上测量精度, 能够达到较好的效果。在卫星精度控制中, 相关人员应明确影响卫星星历误差的原因, 加大对误差的控制。同时, 利用GPS跟踪网对卫星轨道进行确定, 严格控制并优化地心坐标的精度, 以此优化相对坐标值, 提高GPS测量精度。同时, 应详细记录所观测卫星的数值, 持续改进误差, 提高星历的精密性, 以此全面控制GPS测量技术精度控制。

(二) 加强信号传播精度控制

在GPS测量过程中, 信号传播途中导致误差的根源主要有:电离层延迟、太阳光压以及流层折射等。对于电离层延迟导致的精度误差, 相关人员应增大同步测量的范围与效率, 对电离层进行模拟分析, 通过实验来增强GPS测量精度。针对流层折射带来的误差, 一方面, 相关人员应同步观测求差值, 保障精度的持久与高效;一方面, 应对流层进行实际建模, 掌握大气对流层的各项参数, 减少其对信号的影响, 提高GPS测量的精确度。另外, 对于太阳光压导致的测量误差, 因太阳光压的产生与太阳和地球间的距离变化影响较大, 对此, 在测量过程中, 可选择适当的时间点进行检测, 降低太阳光压带来的影响。

(三) 加强地面接受信号的控制

对于卫星信号接受过程中的各种误差源, 应做好以下几点:首先, 应提高工作人员的实践水平, 保障其能够灵活操作地面接收机, 保障实测检验的有效性, 有效避免误差的产生, 严格控制GPS测量精度。其次, 在测绘仪器技术不断更新过程中, 接收机的性能也应不断更新, 保障两者相符, 降低误差的产生。同时, 定期就检查所使用仪器的性能, 保障仪器看性能良好, 以此保障所检查信号的准确性, 降低测量误差。再次, 应不断加强观测人员培训力度, 保障观测人员对误差源控制的重视, 确保数据收集、数据整理等的专业与科学性, 加强精度控制力度。最后, 重视天线中心位置的控制, 力求天线几何中心与相位中心重合, 全面控制GPS测量精确度。

四、总结

总而言之, 在GPS测量过程中, 即使GPS技术不断更新换代, 仍存在较多误差源, 尤其是卫星本身精度误差, 信号传播过程误差以及信号接受过程误差, 是影响GPS测量精确度的主要因素。对此, 加强各个方面的控制, 将误差值控制到最小范围, 有效保障GPS测量精确度, 推动我国各项事业发展。

摘要：当前, GPS被广泛应用于各个领域, 满足了不同行业对测量的要求。然而, 在GPS技术实际应用中, 误差源的存在, 极大制约了GPS测量的精度。对此, 有效控制误差源, 保障GPS测量精度, 势在必行, 文章以此展开探讨。

关键词：GPS测量,误差源,精度控制

参考文献

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[3] 宋太广, 杨国林, 潘福顺.GPS测量的误差源及精度控制[J].测绘与空间地理信息, 2008, 31 (4) :119-122.

[4] 任宏, 汤敏, 赵冉.GPS测量的误差及精度控制[J].建材与装饰, 2017 (52) :207.

[5] 马登庆, 杨占英, 刘成贵.GPS测量的误差源分析[J].黄金科学技术, 2008, 16 (5) :41-43.

[6] 李元, 韩晓慧.水工环地质勘察技术探究[J].云南化工, 2018 (1) :29-30.

[7] 朱习军.基于小波分析的高精度GPS测量质量控制研究[D].青岛:山东科技大学, 2006.

[8] 肖远平.GPS高程拟合及其在公路勘察中的应用研究[D].长沙:中南大学, 2009.

[9] 王友, 冯胜涛, 刘垚.试论GPS测量的误差源及精度控制[J].科技传播, 2016, 8 (11) :197-199.

测量与测量误差教案范文第2篇

关键词：石油油套管 中径规 公差 不确定度

随着石油工业的发展，石油油套管需求越来越大，提高油套管产品质量保障石油勘探开发的安全进行是石油油套管行业面临的一个重大问题。以前，油套管质量主要通过量规以及其他单项检测仪器来控制，随着检测技术的发展，越来越多的油套管加工企业使用中径规进行中径值控制，进而代替量规检测紧密距。使用中径规面临的一个问题，就是它检测的是单项参数中径值这一项参数，而量规检测的紧密距，代表的是一个综合参数，只要量规旋紧在油套管上紧密距合格，它代表了中径、螺距、锥度、齿高等各项参数综合起来是合格的，不仅仅代表中径是合格的。因此在使用中径规测量参数时，一定要配合螺距表、齿高表以及锥度仪等单项参数仪一起检测，每个单项参数合格，才能保证油套管质量整体合格。

既然中径规检测有局限性，为什么越来越多的油套管加工企业选择中径规辅以其他单项参数仪共同检测，逐渐替代了量规的使用呢?主要原因有以下几点：一是不仅量规的制造成本较高，而且量规检测范围单一，一种规格的检测量规只能检测同种规格的油套管，一旦生产的油套管规格多所需的检测量规就多，相比之下，中径规的检测范围大。使用量规，检测工作量大保养不好的话磨损非常厉害，而且必须送到API组织认可的仅有几家地区规校准机构重新校对;二是使用量规检测劳动强度大、检测效率低，像9-5/8"、13-3/8"以上尺寸的量规非常重，工人使用起来不方便，使用不当还会把加工合格的油套管划伤甚至损坏;三是使用中径规辅以其他单项参数仪共同检测，并没有增加其他单项参数检测量，因为在使用量规检测紧密距时，螺距、齿高、锥度等参数也是必检项，同时由于使用中径规的方便，可以提高中径值的检测频次，更加保证油套管质量;此外，中径规校准核对只需送往国家认可的校准机构校对即可，校准机构多，校准工作方便。因此，近些年使用中径规的油套管企业越来越多，这是中径规的优势所在。

1 中径规的组成及使用方法

1.1 中径规的组成

中径规的组成如图1所示(因内、外螺纹中径规组成和使用方法一样或类似，此处仅以外螺纹中径规为例)。

1.2 中径规的使用方法

如图1所示，松开导轨块1侧面的锁紧螺钉10，将B标准杆置于底板3和测量头7之间，通过调节测量头7的高度和滑动下臂9，使B标准杆端面分别和底板3、测量头7的侧面紧密贴合，锁紧螺母8和锁紧螺钉10，取下B标准杆。上臂4重复上述过程。

松开导轨块1上方的锁紧螺钉10，将A标准杆置于两测量头7之间，滑动导轨块1，使两测量头7的工作面和A标准杆的端面紧密贴合，同时使指示表5的测杆有适当的压缩量，锁紧锁紧螺钉10，转动表圈使刻度盘零线和指针重合，锁紧表圈，取下A标准杆。

将设定好的测量仪水平放置，两个测量头与被测外螺纹牙顶紧密接触，将底板3紧贴螺纹管端面，以下臂9上的测量头为支点，在水平位置两边转动测量仪，指针在某一刻线转过后反方向转动时，记录此时偏差值。旋转测量仪90°再一次测量，指针在某一刻线转过后反方向转动时，记录此时偏差值。将两个偏差值取平均值为中径偏差(如最大值为+0.02，最小值为-0.06，则平均中径偏差为-0.02)，最大值减去最小值为椭圆度公差(如最大值为+0.02，最小值為-0.06，则椭圆度公差为+0.08)。按以上方法在管端圆周360°不同位置多次测量，找出真正的最大值和最小值，力求结果更准确。

2 中径规中径公差的确定

以中径规实测9-5/8"某特殊气密套管螺纹为例进行中径公差的确定，中径偏差值如表1所示。

中径公差的确定，就是将螺纹紧密距允许偏差，转化为中径允许偏差，即将轴向偏差转化为径向偏差，计算公式为：中径允差=紧密距允差锥度值(不考虑锥度、齿高、螺距对紧密距的影响)。

以9-5/8某特殊气密套管螺纹为例进行计算，该螺纹类型是4牙类偏梯形螺纹，有专门的密封结构，不靠螺纹密封，锥度为1∶16。参照API Spec 5B中5牙偏梯形螺纹紧密距允差范围：0～+1/2p(p为螺距)[1]，可知该气密套管螺纹紧密距允差范围是0～3.175 mm。

中径允差δˊ=3.175=0.198 mm(0～0.198 mm);

按照公司紧密距内控标准：0.2～2 mm计算，中径允差的内控标准为0.2～2，即0.0125～0.125 mm。

3 中径规误差分析

中径规在测量中会产生误差，主要有中径规校准块制造误差，轴向标准棒制造误差，指示表的示值误差等。虽然操作人员的操作水平和测量环境也会影响测量结果，但是只要正确操作，该两项误差相对前面3种主要误差几乎可以忽略不计。

查阅相关文献[2]可知，测量量具的允许误差应在被测工件允许误差的1/10～1/3之间。以此次试制加工的9-5/8"类

偏梯形特殊螺纹为例，中径规标准杆制造误差δx为±0.001 mm，指示表的示值误差δy为±0.0254 mm(0.001in)，中径规轴向校准块制造误差δz为±0.001 mm。

中径规不确定度的含义是指由于测量误差的存在，对被测量值的不能肯定的程度。反过来，也表明该结果的可信赖程度。它是测量结果质量的指标。不确定度愈小，所述结果与被测量的真值愈接近，质量越高，水平越高，其使用价值越高;不确定度越大，测量结果的质量越低，水平越低，其使用价值也越低。在报告物理量测量的结果时，必须给出相应的不确定度，一方面便于使用它的人评定其可靠性，另一方面也增强了测量结果之间的可比性。不确定度以标准偏差σ表示[3]。

现以表1所测的平均中径偏差值对中径规的不确定度进行计算，结果如表2所示。

因此，测量数据的不确定度0.015 43 mm。

该气密套管螺纹锥度为1∶16，即2tanα=，轴向标准块制造误差δz反映到中径上为误差δzi，从前面的分析可知，2tanα=，故δzi=δz2tanα。

因为δx、δy、δzi是3个相互独立的误差，故总误差，即=0.025 42 mm。

该文前面已得出该气密套管螺纹中径允差δˊ=0.198 mm，故所占总误差比为0.128 38，介于1/8和1/7之间，中径规的不确定度远小于测量极限误差，因此符合误差理论，即用中径规测量螺纹中径参数以控制油套管产品质量，是满足生产实际要求的。

4 结论

(1)经过分析计算可知，通过紧密距范围可以确定适合生产用的中径值公差范围，使用中径规测量的数据的不确定度远小于测量极限误差，符合误差理论。

(2)在辅以检验螺纹的螺距、齿高、锥度等各单项参数的情况下，通过使用中径规检验石油油套管中径值代替量规检验紧密距满足生产实际需要，中径规测量的数据精度是满足加工要求的。中径规代替量规，能降低油套管质量检测仪器成本，拓宽仪器的检测范围，大大提高质量检验的效率，减轻工人劳动强度，保证测量精度。

参考文献

[1] API Spec 5B，套管、油管和管线管螺纹的加工、测量和检验规范[S].

[2] 鲁绍曾.现代计量学概论[M].北京：中国计量出版社，1987.

[3] JJF 1059-1999，测量不确定度评定与表示[S].

测量与测量误差教案范文第3篇

：近年来，我国经济飞速发展，社会生产力不断提高，人们生活水平也不断改善，电力资源也已经成为生产和生活必不可少的动力。电工仪表是电力相关工作人员进行电力测量的工具，电工仪表测量的误差会影响测量数据的准确性，为电力供应造成不良影响。因此，在相关人员使用电工仪表进行测量的工作中，需要分析明确电工仪表测量误差的原因，从而根据误差产生的原因采取相应的措施减少误差。

关键词

：电工仪表;测量;误差;实验研究;措施

引言

随着我国社会经济的高速发展，人们生活水平的不断提高，对于电力的使用需求也不断增长，不论是大中城市还是小乡村，都需要电力资源维持日常生活秩序，因此，电力的使用成为人们日常生产生活的必需品。正是由于这样，对于电力资源的测量工作也成为电力资源使用过程中十分重要的工作之一，所以，电工仪表测量工作中的误差产生需要及时分析明确，保证电工仪表测量工作最大精确化。

1常用仪表概述

(1)电压表。电压表使用是电工仪表测量的一种，其在并联电路中使用。电压表上通常以“+”接线柱靠近电源正极的一端，“-”标识的接线柱靠近电源负极的一端。在电压表使用过程中，需要注意的一点是：必须确保电压表的量程，不能超过其所测量的线路电压。否则不仅会为测量带来误差，还会破坏电压表的正常使用。(2)电流表。电流表也是电工仪表测量的一种，其与电压表不同的是，需要在串联电路中使用，电流表在测量工作中使用的时候，需要保证电流从标识“+”的接线柱流入，从标识为“-”的接线柱流出。要想确保电流表能够正常工作，需要在串联电路中使用电流表的时候谨记：不能将电流表直接接到电源的两极上。通常情况下，量程在0-3A的分度值为0.1A，0-0.6A的分度值为0.02A，因此，在使用电流表进行测量之前，首先要确认电流表的量程，看清表针的停留位置，校正零按钮后使用。(3)钳形电流表。钳形电流表电工仪表测量的另外一种形式，钳形电流表自身又分为高压钳形表和低压钳形表两种。在具体测量过程中需要明确的区分高压线路电流和低压线路电流，不能使用高压钳形表测量低压线路电流，更不能用低压钳形表测量高压线路电流，容易对电流线路测量结果造成过大的误差。在测量过程中，对观测表进行读数的时候，要注意安全读数，将头部带电部分的电流表保持安全距离，以防造成安全事故的发生。另外，在测量高压线缆的相间电流时，电缆头的线间距需要保持30cm以上的绝缘良好;避免出现短路的情况，更要避免电缆中一头接触地面，造成人身安全事故。(4)电度表。电度表是测量各种线路传送的送电有功、受电有功、送电无功、受电无功等数据，但是需要注意的是，对于电度表而言现场读取的数值是二次数值，一定要转化为一次值，才是实际需要记录的电度数值。换算方法比较简单，是倍率乘以电度表的走数就是要读取的电度。(5)红外测量仪。红外测量仪是根据光学系统、光电探测器以及信号放大器和显示数测等组成的测量仪器，其工作原理为通过光学系统汇集视场内的目标红外辐射能量，然后将其聚集在光电探测仪中，接下来通过光电探测仪将其转化为相应的电信号，再经过信号放大器和信号处理电路转变为被测量目标的温度值。这种事通过测量物体自身辐射的红外能量，准确的测定该物体的表面温度。

2电工仪表测量产生系统误差原因分析

造成电工仪表测量产生系统误差的原因很多，首先，使用的测量工具的完善程度从根本上影响着测量数据的准确性，测量设备出现瑕疵，通过其进行测量的数据值也无法做到精准;其次，测量方法也是影响测量产生系统误差的原因之一，测量工具完备的前提下，测量法的不同或者不够完善，也容易在测量工作操作过程中，造成测量数值的误差，因此，测量工作中的测量方案也很重要;最后，测量仪表本身不完备也会给测量结果造成系统性的误差。

3减少电工仪表测量误差方法

(1)重视工作环境。在开展测量工作的过程中，测量环境十分重要。随着现代科学技术的发展，测量仪表和测量设备的精确度和敏感度都有很大提高，在实际测量工作中，许多测量工作者都认为测量仪表和测量设备的灵敏度和精确度越高，测量结果误差越小，其实并不然。实际测量工作中，由于测量仪表和测量设备灵敏度和精确度高所以对测量环境的要求也高，如果测量工作中发生了不适宜测量仪表工作环境的情况，则容易对测量结果造成严重误差。(2)避免随机误差。在实际测量工作中，测量结果由于多种原因容易出现误差，想要尽量降低误差的出现，就需要尽量保持测量环境不变的条件下，进行多次重复测量，从而根据测量得出的规律来读取测量结果，降低测量误差值。(3)准确读取数据。通常测量仪表中进行刻度读数都只读到一位数字，但实际测量工作中，几乎很少有能够准确停留在相应刻度上的数值，为了避免由于读取数值造成测量结果误差的出现，在实际测量工作中，读取测量仪表数值的时候，尽量将读取数值最小化，对于有刻度的仪表在读取数值时尽量估算读取到最小刻度的十分之一，减小误差。当然，除了读数尽量要最小化之外，要在测量中选择最适合的测量仪器和仪表。(4)减少疏漏产生。任何工作最终都需要通过工作人员的具体操作来完成，测量工作也不例外，要想降低电力测量工作的误差，除了要保证测量仪表和测量设备良好，维护适合测量的工作环境，读取数值的时候采用最小化估值方法等等以外，最重要的就是要提高测量工作人员的专业素质，在具体工作中将工作疏漏降低到最小，甚至避免工作疏漏的出现，从而提高测量的精确度。

4结语

在科学技术飞速发展的当下，我国电力能源使用领域也不断拓宽，因此电力测量工作的重要程度也不断提升。综合上文，想要做好电力测量工作，不仅需要借助科学技术的力量完善测量仪表和测量设备的改善，同时要提高测量工作人员素质，完善测量工作方法，从而降低测量误差，提高测量精确度。

参考文献：

[1]彭煜焜.电工电测仪表测量误差及对策分析[J].科技展望,2017(05).

[2]张敏.电工仪表的测量误差与消除办法研究[J].科学与财富,2016(04).

测量与测量误差教案范文第4篇

学 院：

班 级：

姓 名：

学 号： 指导老师： 完成日期： 内容：

实验三 频率测量及其误差分析

实验三 频率测量及其误差分析

一、实验目的

1 掌握数字式频率计的工作原理;

2 熟悉并掌握各种频率测量方法;

3 理解频率测量误差的成因和减小测量误差的方法。

二、实验内容

1用示波器测量信号频率，分析测量误差; 2用虚拟频率计测量频率。

三、实验仪器及器材

1信号发生器 1台 2 虚拟频率计 1台 3 示波器 1台 4 UT39E型数字万用表 1块

四、实验要求

1 查阅有关频率测量的方法及其原理;

2 理解示波器测量频率的方法，了解示波器各旋钮的作用; 3 了解虚拟频率计测量的原理;

4 比较示波器测频和虚拟频率计测频的区别。

五.实验报告要求

1 每人1份实验报告;

2 比较示波器测频和频率计测频的特点;

答：示波器测频可以从显示屏上通过读出信号波形的周期来计算频率，也可以从上面的自动测量的结果显示得到信号的频率，人为的主观因素对测量结果影响较大。频率计测频直接读得信号频率，能够快速准确的捕捉到被测信号频率的变化，测量仪器等客观因素是误差的主要来源。

3 回答思考题。

(1). 答：电子计数器按照式f=N/T的定义进行频率测量的。在开门时间，被测信号通过闸门进入计数器计数并显示。若闸门开启时间为Tc和输入信号频率为fx，则计数值为：N=Tc/Tx=Tc*fx。闸门的宽度是由标准的时基经过分频得到的，通过开关选择分频比，是已知量。因此，只要得到计数器的计数值，就可以由上式得到被测信号的频率。测量的误差主要与仪器自身和测量原理的因素有关。

(2). 答：示波器测频是需要人为的调节示波器上的横纵向微调按钮，网格的量程，还需要一些相关量程的调节以便能找到一个好的显示网格从而更好地读取网格数，人为因素对测量结果的影响较大，所以示波器在进行频率测量时测量精度较低，误差较大。用频率计测量时可以很方便地直接读取数值，因此仪器本身的客观因素对测量结果的影响较大。

六、实验心得体会

通过这次实验，我掌握了数字式频率计的工作原理;熟悉并掌握了各种频率测量方法;理解了频率测量误差的成因和减小测量误差的方法。在这次实验中比较熟悉了各种不同频率测量的方法，比较了它们各自特点和对误差的影响。学会了实验过程中所要注意的问题，以便于减小人为地因数对试验数据的影响，减小误差。实验中也慢慢学会了对测量误差的分析。实验中我遇到了较多的问题，不过我会自己先思考，思考之后自己还是能解决大部分的问题的，解决不了的再请教老师，实验中还是学到了很多实践的东西的，收获很大。

测量与测量误差教案范文第5篇

摘 要：GPS 系统的定位误差直接影响着GPS定位精度，按其产生的来源、性质及对系统的影响等进行了介绍和初步分析,提出了相应的措施以便消除或削弱它们对测量结果的影响。

关键词：GPS误差 精度 卫星星历 电离层 对流层

一、GPS 定位技术

GPS 全球卫星定位系统是美国国防部为满足军事部门对海上、陆地和空中设施进行高精度导航和定位的要求而建立的。该系统具有全球性、全天候、连续性等三维导航和定位能力,并具有良好的抗干扰性和保密性。它已成为美国导航技术现代化的最重要标志,并被视为20 世纪美国继阿波罗登月计划和航天飞机计划之后的又一重大科技成就。在航空、航天、军事、交通、运输、资源勘探、通信、气象等几乎所有的领域中,它都被作为一项非常重要的技术手段，用于导航、定时、定位和进行大气物理研究等。GPS 的主要特点有：

(1)全球覆盖连续导航定位:由于GPS 有24 颗卫星,且分布合理,轨道高达20200km,所以在地球上和近地空间任何一点,均可连续同步地观测4颗以上卫星,实现全球、全天候连续导航定位。

(2)高精度三维定位: GPS 能连续地为各类用户提供三维位置、三维速度和精确时间信息。GPS提供的测量信息多,既可通过伪码测定伪距,又可测定载波多普勒频移、载波相位。

(3)抗干扰性能好、保密性强; GPS 采用数字通讯的特殊编码技术,即伪噪声码技术,因而具有良好的抗干扰性和保密性。

二、GPS 定位的误差来源分析

GPS 测量是通过地面接收设备接收卫星传送来的信息，计算同一时刻地面接收设备到多颗卫星之间的伪距离，采用空间距离后方交会方法，来确定地面点的三维坐标。因此，对于GPS卫星、卫星信号传播过程和地面接收设备都会对GPS 测量产生误差。主要误差来源可分为:与GPS卫星有关的误差;与信号传播有关的误差;与接收设备有关的误差。

1.与卫星有关的误差

(1)卫星星历误差

卫星星历误差是指卫星星历给出的卫星空间位置与卫星实际位置间的偏差,由于卫星空间位置是由地面监控系统根据卫星测轨结果计算求得的,所以又称为卫星轨道误差。它是一种起始数据误差,其大小取决于卫星跟踪站的数量及空间分布、观测值的数量及精度、轨道计算时所用的轨道模型及定轨软件的完善程度等。星历误差是GPS 测量的重要误差来源.

(2)卫星钟差

卫星钟差是指GPS卫星时钟与GPS标准时间的差别。为了保证时钟的精度，GPS卫星均采用高精度的原子钟，但它们与GPS标准时之间的偏差和漂移和漂移总量仍在1ms～0.1ms以内，由此引起的等效误差将达到300km～30km。这是一个系统误差必须加于修正。

(3)SA干扰误差

SA误差是美国军方为了限制非特许用户利用GPS进行高精度点定位而采用的降低系统精度的政策，简称SA政策，它包括降低广播星历精度的ε技术和在卫星基本频率上附加一随机抖动的δ技术。实施SA技术后，SA误差已经成为影响GPS定位误差的最主要因素。虽然美国在2000年5月1日取消了SA，但是战时或必要时，美国可能恢复或采用类似的干扰技术。

(4)相对论效应的影响

这是由于卫星钟和接收机所处的状态(运动速度和重力位) 不同引起的卫星钟和接收机钟之间的相对误差。

2.与传播途径有关的误差

(1)电离层折射

在地球上空距地面50～100 km 之间的电离层中,气体分子受到太阳等天体各种射线辐射产生强烈电离,形成大量的自由电子和正离子。当GPS 信号通过电离层时,与其他电磁波一样,信号的路径要发生弯曲,传播速度也会发生变化,从而使测量的距离发生偏差,这种影响称为电离层折射。对于电离层折射可用3 种方法来减弱它的影响: ①利用双频观测值,利用不同频率的观测值组合来对电离层的延尺进行改正。②利用电离层模型加以改正。③利用同步观测值求差,这种方法对于短基线的效果尤为明显。

(2)对流层折射

对流层的高度为40km 以下的大气底层,其大气密度比电离层更大,大气状态也更复杂。对流层与地面接触并从地面得到辐射热能,其温度随高度的增加而降低。GPS 信号通过对流层时,也使传播的路径发生弯曲,从而使测量距离产生偏差,这种现象称为对流层折射。减弱对流层折射的影响主要有3 种措施: ①采用对流层模型加以改正,其气象参数在测站直接测定。②引入描述对流层影响的附加待估参数,在数据处理中一并求得。③利用同步观测量求差。

(3)多路径效应

测站周围的反射物所反射的卫星信号(反射波)进入接收机天线,将和直接来自卫星的信号(直接波) 产生干涉,从而使观测值偏离,产生所谓的“多路径误差”。这种由于多路径的信号传播所引起的干涉时延效应被称作多路径效应。减弱多路径误差的方法主要有: ①选择合适的站址。测站不宜选择在山坡、山谷和盆地中,应离开高层建筑物。②选择较好的接收机天线,在天线中设置径板,抑制极化特性不同的反射信号。

3.与GPS 接收机有关的误差

(1)接收机钟差

GPS 接收机一般采用高精度的石英钟,接收机的钟面时与GPS 标准时之间的差异称为接收机钟差。把每个观测时刻的接收机钟差当作一个独立的未知数,并认为各观测时刻的接收机钟差间是相关的,在数据处理中与观测站的位置参数一并求解，可减弱接收机钟差的影响。

(2)接收机的位置误差

接收机天线相位中心相对测站标石中心位置的误差,叫接收机位置误差。其中包括天线置平和对中误差,量取天线高误差。在精密定位时,要仔细操作,来尽量减少这种误差影响。在变形监测中,应采用有强制对中装置的观测墩。相位中心随着信号输入的强度和方向不同而有所变化,这种差别叫天线相位中心的位置偏差。这种偏差的影响可达数毫米至厘米。而如何减少相位中心的偏移是天线设计中的一个重要问题。在实际工作中若使用同一类天线,在相距不远的两个或多个测站同步观测同一组卫星,可通过观测值求差来减弱相位偏移的影响。但这时各测站的天线均应按天线附有的方位标进行定向,使之根据罗盘指向磁北极。

(3)接收机天线相位中心偏差

在GPS 测量时,观测值都是以接收机天线的相位中心位置为准的,而天线的相位中心与其几何中心,在理论上应保持一致。但是观测时天线的相位中心随着信号输入的强度和方向不同而有所变化,这种差别叫天线相位中心的位置偏差。这种偏差的影响可达数毫米至厘米。而如何减少相位中心的偏移是天线设计中的一个重要问题。

三、GPS的最新发展与改进

面对导航市场的迅速发展和强大的竞争压力，美国政府不得不作出反映，计划在未来10年内对GPS做一系列的调整和改进。对GPS的改进将对GPS系统的3个部分进行，其中对星座部分的改进最大。

1.GPS星座的改进

(1)改善星座的分布(2)增强卫星的自主导航能力(3)取消SA政策(4)增加民用频率(5)频率复用(6)增强卫星发射信号的功率

2.地面监控部分的改进

卫星位置的精度直接影响到用户的定位精度，而地面监控站的数量和分布部分地决定了GPS卫星定轨的质量。目前GPS共有5个监控站，卫星位置的精度为1m～2m。美国军方正计划将国家制图局(NIMA)的7个GPS监控站纳入目前的控制网，使将来的监控站的分布更加均匀、密度更大，为了计算卫星的位置提供更多的、更及时的高质量观测数据。预计在未来10年，卫星星历的精度将达到亚米级，甚至达到厘米级，同时，向卫星上传数据的频率也将更高。

3.用户接受部分的改进

由于用户的用途不同，用户接受机的改进也是多样化的。接收机的硬件部分正朝多样化、小型化、模块化、集成化、操作简单等方向发展，例如出现了一些新的接收机可根据用户的需求用软件设定单频GPS、双频GPS等模式。接收机的面板上只有

一、两个按钮和若干个显示灯组成，可完成接收机的基本操作。GPS的数据解算软件将基于数据库，朝着图形化、智能化等方向发展。这些发展的最终的目的是让一般用户更方便的使用GPS。

参考文献

[1] 徐绍铨等.GPS测量原理及应用.武汉测绘科技大学出版社.1998.10.

[2] 张守信等.GPS技术与应用.国防工业出版社.2004.1.

测量与测量误差教案范文第6篇

平面零件的误差测量 【教学目标与要求】

一、 知识目标

了解线、面垂直度误差和面对称度误差的检测工具及测量方法。

二、 能力目标

能够正确使用百分表进行测量，并准确计算误差值。

三、 素质目标

熟悉平面零件形位误差的检测原理、测量工具和使用方法，并能准确计算其误差。

四、 教学要求

能够按照误差要求正确地选择检测工具，并能够掌握测量工具的使用方法，对工件进行准确的测量。 【教学重点】

百分表的使用，各种形位误差的检测方法。 【难点分析】

百分表的使用，各种形位误差的检测方法。 【分析学生】

该内容的难度较大，比较难理解，需要多做解释，学生才能够掌握。

【教学设计思路】 本次课内容较多，且内容难懂，建议分成2学时，以保证有更多的练习机会，由于实训条件所限，可以分组进行测量，对于垂直度的检测也应先讲测量原理和方法，再让学生实测，最后介绍如何调零位计算误差值，边讲边练再总结提高。 【教学安排】

2学时

先讲后练，以练为主，加强巡视指导。 【教学过程】

一. 复习旧课

在形状和位置误差中，直线度、平面度的误差在平面零件中出现比较多，大家是否还能记住这些形位公差的含义呢?

二、 导入新课

需要应用什么测量工具来检测零件的垂直度和对称度呢?对于测量出来的数值又需要进行怎么样的处理才能得出正确的误差值?这是本次课程的主要内容。

三、讲授新课

垂直度和对称度误差的测量应用百分表或千分表作为量具，用标准平扳为基准面，借助于表座、方箱或直角尺座工具，将被测工件安放在基准面上进行检测。

线与面和面与面之间垂直度的检测方法相同，后者需要多测量几次。

1.测量平面之间的垂直度，需要借助于方箱或直角尺座，将被测工件固定起来，分别检测其平面对标准平板的垂直度，即可测量出这两平面间的垂直度。

2.测量工件平面间的对称度的方法。先检测a表面的三个坐标点a

1、a2和a3的数值，翻转工件，使c面处于a面的位置，再测量三个坐标点c

1、c2和c3点的数值，上下两平面对应点a1与c1，a2与c2，a3与c3的数值差即是a和c平面之间对称度的差值。

测量时应当注意保持百分表的表杆垂直于被测表面，其检测结果才是准确的数值。

3.位置度的测量要先找好基准，以基准来确定工件的位置度是否存在误差。

具体测量步骤教材。

四、小结

平面之间的平行度、垂直度和对称度误差都是位置误差，都可用百分表或千分表来测量。测量时应保证表杆垂直于被测表面，标准平板、方箱和直角尺座的精度都应当比较高，否则会影响测量的结果。移动百分表时，应注意保持平稳，速度尽可能慢些，同时被测表面应当保持平整干净。

五、布置作业