DME测距机精度问题和信号覆盖分析

一、DME测距机简介

1 目的

测距机（DME）系统提供飞机与地面站之间斜距（视线）距离的测量。

2 总体概述

DME系统有两个询问器和两个天线。询问器获得人工调谐输入和来自导航控制面板的飞行管理计算机系统（FMCS）的自动调谐输入。如果导航控制面板调谐输入故障，则询问器从FMC 直接获得自动调谐输入。DME系统将数据发送到显示电子组件以显示在主要飞行显示器（PFD）和导航显示器（ND）上。

DME系统向下列部件发送数据：

①飞行操纵计算机（FCC）

②飞行管理计算机系统（FMCS）

③飞行数据获取组件（FDAU）

④遥控电子组件（REU）

FCC使用DME数据作为一个输入来计算在自动驾驶仪在VOR模式下的VOR捕获点。DME 数据同时被用在VOR模式来查找对于特定VOR地面站何时被感测到飞越该站。FMCS使用DME

来计算FMC位置更新。飞行数据获取组件接收DME数据，将它格式化后送到飞行数据记录器。REU接收来自DME台站的音频信号并送到驾驶舱头戴式收受话器和扬声器。

DME系统在下列组件间发送和接收抑制脉冲：

①DME

②ATC

③TCAS

DME询问器接收台站音频标识符并将它们传送到遥控电子组件（REU）。

3 部件位置

（1）驾驶舱

其中在驾驶舱内且与DME系统有接口的部件：

①左内侧和外侧显示组件

②左右EFIS控制面板

③右内侧和外侧显示组件

④机长和副驾驶导航控制面板

⑤机长和副驾驶音频控制面板。

（2）电子设备舱和天线

其中在电子设备舱中：DME1询问器、DME2询问器。

在飞机外面：DME1天线、DME2天线。

4 功能描述

（1）正常调谐输入

导航控制面板是调谐输入的正常来源。飞行管理计算机（FMC）向导航控制面板发送多达四个频道的自动调谐信号。导航控制面板增加一路人工频道，并将这五路调谐频道发送到DME 询问器。

（2）备用调谐输入

如果导航控制面板有故障，FMC直接向DME发送自动信号。

（3）离散输入

当导航控制面板故障时，它接地发出一个频率源选择离散信号到DME中央处理器（CPU）。CPU将输入从导航控制面板改变到FMC。接近电门电子组件（PSEU）提供一个空/地离散信号以防止飞机在空中时执行DME检测。该离散信号也提供飞行阶段数据。

（4）工作

CPU使用调谐输入来调谐频率合成器。CPU向发射机提供一个信号来发射询问脉冲。发射脉冲经过一个循环器然后到达天线。发射机向抑制电路发送一个信号。在发射过程中，DME1

询问器内的抑制电路向DME2询问器，A TC1和2应答机（XPNDR），以及TCAS计算机发送抑制脉冲。该抑制脉冲阻止其它LRU内的接收机工作以防止内部电路损坏。在接收机上有一个CPU 接口和一个内存卡插槽。该插槽用于车间使用并能下载故障存储器信息。

（5）接收

循环器向接收机发送它自天线接收来的RF脉冲对。接收机将该脉冲对传送到CPU。CPU 计算斜距。它使用发射脉冲对并从地面站得到回复所花费的时间。当其它L波段系统发射时，一个禁止脉冲阻止该接收机工作。

（6）询问器输出

CPU计算斜距后，CPU将它发送到两个ARINC429发射机。一个ARINC 429将范围数据发送到DEU用于驾驶舱显示和其它系统。第二个ARINC 429发射机将范围数据发送到飞行操纵计算机。CPU将脉冲对发送到脉冲对解码器。解码器向REU发送DME音频。

（7）BITE组件

CPU内的机载检测设备（BITE）监测DME询问器内电路的故障。DME内的故障存储器保存每次飞行的故障数目。车间人员可读取故障存储器内容。

（8）检测

当CPU接收到来自导航控制面板的检测指令时，它执行询问器检测。也可以按压询问器前面板的检测电门。检测结果显示在DME询问器前面板的LCD显示屏上。

二、影响DME测距精度的因素分析

对于距离的测量是机载接收机发出询问脉冲，测距器地面台接收到询问脉冲后，经过一个固定延时，发出含有编码信息的应答脉冲，机载接收机接到应答脉冲后，通过发送与接收脉冲的时间间隔计算出相对于地面台站的直线距离信息。当飞机按照导航信息进港并准备着陆时，飞行高度会逐渐降低，机场周围的山体、房屋、停放的大型飞机等物体可能会引发多路径干扰，影响测距器发出的脉冲波形，脉冲波形的畸变会导致机载接收机测得的间隔时间出现偏差。经过实际运行的经验，多路径干扰是影响DME测距精度的最主要原因。另外，也有一些其他因素也会引发测距误差，以下进行详细介绍。

1 多径干扰

在机场周围，不可避免的存在一些房屋、金属设备、停放飞机等各类物体，当信号照射到这些物体的表面时，都可能产生反射。反射的信号的大小、相位或者持久度的变化是很复杂的。这些干扰信号都会不同程度的对测距器地面台天线和机载接收机天线造成影响。不同类型的干扰信号会和正确信号混合一起进入接收机，改变信号的脉冲波形。处理器是通过检测脉冲波形得到时间间隔的，这种畸变后的波形就会使测量到的时间间隔不够准确，严重影响飞行安全。

各类金属或水泥物体所反射的多路径干扰信号，传播的路程通常比设备发射的正确信号所经历的路程长。因此，对正确信号脉冲波形前沿的起始上升部分的影响是非常小的。根据这种情况，我们可以将检测时门限的电平设置的低一些，就可以大幅减小干扰信号做造成的误差。需要注意的是，在脉冲前沿的开始部分，设备内部的噪声对信号的干扰也比较大，要从噪声中检测出正确信号的难度比较的。针对种种原因，建议将信号脉冲波形的前沿的上升幅度增快，也就是加大前沿的上升角度，同时，再将门限电平设置的低一些。通过这些方法就可以有效的缩小多路径干扰对测距精度造成的影响。

2 应答器收到的询问信号幅度强弱不等所产生的误差

当测距器开机，应答器开始运行时，需要在同一时刻接收空中距离相差不等，甚至很远的各类飞机发送的询问脉冲信号，距离不同，应答器收到的询问信号的强弱不同，一般可相差大约80dB。如果在这种情况下，使用相同的检测门限电平值来进行测量，那么较强信号将比弱信号早一定的时间到达这个相同的检测门限电平值，这个时间的差异也会测距误差。

如果接收信号的动态范围比较大，我们就可以对电路做一些改良，例如，使用瞬时自动增益

控制（IAGC ）电路。但是，在瞬时自动增益控制情况下，往往要采用具有一定数值的时间常数电路来完成控制作用，这样就会严重改变接收脉冲波形的前沿形状，从而造成测距误差。以上造成测距误差的各类因素，对于飞机上的询问器是不存在的，因为对于任一飞机询问器，在同一瞬间只需接收一个地面台的回答信号，这样，利用自动增益控制电路（AGC ），就可以保持输出信号电平基本不变。

3 脉冲幅度、判决门限电平不稳定产生的误差

测距误差不仅取决于脉冲前沿的上升时间，还与其所测量距离有关。这是由于辐射功率的大小、接收机增益的大小直接影响到判决门限电平与脉冲上升沿的相交时间，由于它们的变化，就可直接影响到测距精度的大小。对精密测距器，测距精度用航迹跟踪误差（PFE ）参数来测量，以保证达到必需的测距精度。

4 其他一些影响测距精度的因素

由DME 工作原理可知，它的测距公式02T T L C -=

中的To 为固定的50μs 系统延时，这样，在所测的时间间隔中，就应去掉50μs 这样一个固定值，才是所测距离对应的延时时间。但是，由于设备工作环境的影响，以及电路的非一致性，会使To 有一些变化，从而产生测量误差。

另外，在目前所采用的测距系统中，往往利用数字计数器完成时间间隔的测量，这样，不可避免地会出现量化误差，或因计数时钟的频率不稳定带来计数误差，这样都会给测距带来误差。

但是，对于上述两种产生误差的因素，可以在电路上采取一些相应的措施，如利用导脉冲法，提高计数时钟的频率，采用高频率稳定度的计数时钟等，可以使误差减至最小。

根据日常设备的使用经验，为了确保设备工作稳定可靠，较小飞机的测距误差，确保飞行安全。技术人员需要定期对测距器的主要工作参数进行定量测量。包括：射频功率、应答机的发射功率、脉冲间隔、发射速率、应答延时、频率稳定性、脉冲频谱特性、接收机灵敏度、邻波道抑制、识别码等。

三、DME 信号覆盖分析

1 DME/DME 导航有效覆盖区域

单个DME 台无法定位，只有同时收到2个或2个以上DME 台信号时才能确定飞机的位置，即DME/DME 导航。飞行中目标飞机必须处于该DME 台的最大作用范围之内才为有效覆盖区域。 因此，飞机必须满足以下条件：

（1）飞机必须位于2 个DME 台的公共覆盖范围之内；

（2）必须保证飞机与两DME 台站之间的夹角必须在30°~150°之间。

2 有效覆盖区域的确定：

A ，

B 为两DME 台站的位置，首先以A ，B 两点为圆心，以 A ，B 两 点间距离为半径作圆，两圆的交点为 o ，o ’，可以看出 o ，o ’为以 A ，B 两点间距离为半径且过 A ，B 两点的圆的圆心，

C ，C ’，

D 分别为两圆上三点。

由上图可知

????

=∠=∠====60'''B Ao AoB AB B o A o oB oA 则弧AC ’B 所对应的圆心角?=?-?=∠30060360'A Bo 由圆周角定理：在同圆中，同弧所对应的圆周角等于圆心角的一半，

得以下条件：

?

???=∠?=∠15030ADB ACB 当飞机在弧ACB 和弧AC ’B 上任意一点时，飞机与两DME 台的夹角为30°；

当飞机在弧ADB 和弧AEB 上运动时，飞机与两DME 台的夹角为150°，

综上DME/DME 信号有效覆盖范围如下图阴影部分所示。

3 影响DME 覆盖能力的因素

影响DME 覆盖能力的因素除了其天线方向性图外，主要有地形以及飞行高度层。

（1）地形对DME 信号覆盖范围的影响

单个 DME 信号覆盖范围是个三维空间，通过不同方位的垂直剖面将DME 的覆盖范围转化为多个二维问题，即在指定高度上，连接信号水平方向上360°的各个方向上能够达到的最远点所形成的闭合曲线。

进行地形遮蔽情况的分析，首先要对接收机附近的地形进行可视性分析。可视性分析也称通视分析，它的实质属于对地形进行最优化处理的范畴，已经广泛应用在地理信息系统的各个方面。

可视性分析的一种常用方法是斜率判断法：比较目标仰角是否大于地物的最大遮蔽角。 分析模型如下图所示

设 DME 台站坐标为 ),,(a a a h ?λ，某一方位上障碍物坐标为 ),,(i i i h ?λ ，DME 台站到飞机的水平距离为di ，仰角为θi ，Re = 8 493 km 是考虑大气折射时的等效地球半径。DME 台站与障碍物最高点的地心夹角为：

)sin sin )cos(cos arccos(cos i a i a i a φφλλφφα+-=

障碍物到 DME 台站的仰角i 为：

???

? ??++-+=ααθsin )()(cos )(arctan i e a e i e i h R h R h R 由此式可求得该方位上的仰角，将{θi } 的最大值作为本方位的基准遮蔽角θ0i

。

图为某一具有复杂地形区域的DEM 数据，该区域的海拔分布在0~288 m 范围内，相应的等高线图如图4 所示，图中“+”号所在位置为DME 台站位置，该点的海拔高度为21 m 。

该地区不同海拔高度DME 信号覆盖情况如图（a）（b）（c）所示。图(a)为飞行高度为400 m 时DME 信号覆盖情况，虚线和实线分别为不考虑地形影响和考虑地形影响时DME 信号覆盖情况，由图可知在不考虑地形遮蔽影响时DME 信号覆盖为一常数，360°内覆盖情况相等，但考虑地形影响则不同。

(a)飞行高度400 m 时DME 信号覆盖情况

(b)飞行高度3 000 m 时DME 信号覆盖情况

(c)飞行高度8 900 m 时DME 信号覆盖情况

结合地数据可以看出，在DME 台站方位角在65°到154°的方位角高程值较高，这些方位上DME 信号覆盖范围较小，最大遮蔽角达到0.716 0°，最小覆盖范围为27.743 km，其他方位上地势平坦基本不受地形影响。地形遮挡直接影响到DME 信号覆盖范围的大小，且遮蔽角大的方位角上覆盖范围较小，因此在对DME 台站进行选址时需要对地形影响予以考虑。

（2）飞行高度对DME 信号覆盖范围的影响

DME 信号的覆盖范围同样受到飞行高度层的影响。对比图(a)~图(c)，图(a)和图(b)在34°和287°时覆盖范围相对周围都有所减小，但减小程度有所不同，而图(c)在这2 个角度上却未发生变化，可见DME 台站对高空的覆盖情况明显优于对低空的覆盖情况。这主要是因为高空目标处于DME 天线增益最强的方向上，同时受地形的影响逐渐减小。

对于此类区域，通常将DME 台站建在区域最高点处，以消除周边地形对DME 信号覆盖范围的影响。然而，考虑到机场实际位置、DME 台站用途以及将DME 台站建在山顶所带来的最大问题是其建设及保障费用过高。因此，DME 台站的选址需要在实际DME 信号覆盖性能及经济

效益之间进行权衡。

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Total Station trigonometric leveling accuracy analysis Abstract T otal Station trigonometric leveling with high efficiency, the implementation of the advantages of flexible. Total Station trigonometric leveling can replace the standard of measurement for elevation control, mainly on the observation method to the observational method and intermediate. In both methods, the former take into account atmospheric refraction coefficient as a constant, that the refraction coefficient in each direction, this discrepancy with the actual situation. While the rule of the middle observation of atmospheric refraction coefficient as a variable processing and correction. Research and verify through practice, Total Station trigonometric leveling observations amendment can fully meet the accuracy requirements of the third and fourth level measurement, Can take advantage of Excel's powerful data processing capabilities, more convenient to make the processing of observational data.Article based on trigonometric leveling principle and law of error propagation, Total Station trigonometric leveling application and accuracy in the measurement are discussed. Different methods of measurement for triangulation were compared, analyzed and summarized. Trigonometric leveling Total Station Standards test, measurement accuracy analysis. Key words Electronic Total Station;trigonometric leveling;accuracy analysis

如何理解电子测量仪器的精度指标

如何理解电子测量仪器的精度指标 精确度是衡量电子测量仪器性能最重要的指标，通常由读数精度、量程精度两部分组成。本文结合几个具体案例，讲述误差的产生、计算以及标定方法，正确理解精度指标能够帮助您选择合适的仪器仪表。 一、测量误差的定义 误差常见的表示方法有：绝对误差、相对误差、引用误差。 1）绝对误差：测量值x*与其被测真值x之差称为近似值x*的绝对误差，简称ε。 计算公式：绝对误差 = 测量值 - 真实值； 2）相对误差：测量所造成的绝对误差与被测量（约定）真值之比乘以100%所得的数值，以百分数表示。 计算公式：相对误差 =（测量值 - 真实值）/真实值×100%（即绝对误差占真实值的百分比）； 3）测量的绝对误差与仪表的满量程值之比，称为仪表的引用误差，它常以百分数表示。引用误差=（绝对误差的最大值/仪表量程）×100% 引用误差越小，仪表的准确度越高，而引用误差与仪表的量程范围有关，所以在使用同一准确度的仪表时，往往采取压缩量程范围，以减小测量误差 举个例子，使用万用表测得电压1.005V，假定电压真实值为1V，万用表量程10V，精度（引用误差）0.1%F.S，此时万用表测试误差是否在允许范围内？ 分析过程如下： 绝对误差：E = 1.005V - 1V = +0.005V； 相对误差：δ=0.005V/1V×100%=0.5%； 万用表引用误差：10V×0.1%F.S=0.1V； 因为绝对误差0.005V<0.1V，所以10V量程引用误差0.1%F.S的万用表，测量1V相对误差为0.5%，仍在误差允许范围内。 二、测量误差的产生 绝对误差客观存在但人们无法确定得到，且绝对误差不可避免，相对误差可以尽量减少。误差组成成分可分为随机误差与系统误差，即：误差=测量结果-真值=随机误差+系统误差因此任意一个误差均可分解为系统误差和随机误差的代数和系统误差： 1）系统误差（Systematic error） 定义：在重复性条件下，对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值与被测量的真值之差。 产生原因：由于测量工具（或测量仪器）本身固有误差、测量原理或测量方法本身理论的缺陷、实验操作及实验人员本身心理生理条件的制约而带来的测量误差。 特性：是在相同测量条件下、重复测量所得测量结果总是偏大或偏小，且误差数值一定或按一定规律变化。 优化方法：方法通常可以改变测量工具或测量方法，还可以对测量结果考虑修正值。 2）随机误差。 定义：随机误差又叫偶然误差，是指测量结果与同一待测量的大量重复测量的平均结果之差。产生原因：即使在完全消除系统误差这种理想情况下，多次重复测量同一测量对象，仍会由于各种偶然的、无法预测的不确定因素干扰而产生测量误差。 特点：是对同一测量对象多次重复测量，测量结果的误差呈现无规则涨落，可能是正偏差，也可能是负偏差，且误差绝对值起伏无规则。但误差的分布服从统计规律，表现出以下三个

高程测量的精度研究.

高程测量的精度研究

摘要 由于其高效方便，得到了迅猛发展，成为了现在地形测量、变形监测、低等级高程控制测量的首选。近年来在理论和技术高速发展的带动下在平面测量精度和高程测量精度方面都得到了很大的提高。硬件方面，扼流圈天线使得的多路径效应得到了有效的消除；理论方面，各种对流层、电离层延迟改正模型的提出及其应用，以及许多研究表明有效的消除误差理论的应用，使得的诸多与卫星及接收机之间的误差得到了很好的改正，所以在平面位置和高程的测量精度也进一步提高。由于测量的大地高应用于实际时需要经过高程转换为正常高，中间转换过程中需要解算高程异常，一系列的计算使得在高程控制测量方面误差偏大，影响了高程控制测量在许多方面的应用。本文在双频观测的基础上，通过解算原始的观测数据，建立一种区域的电离层延迟改正模型，取代现在最常用的克罗布歇模型来消除电离层对测量的影响，更好的消除电离层延迟的影响，以提高的解算数据的精度。 本文在阐述高程系统和高程测量原理的基础上，首先分析并总结了影响测高的各种因素及大地高的测定精度；其次对现有的高程转换方法进行了全面分析，结合工程算例，深入探讨了各种拟合模型的适合范围及精度情况；同时针对高程测量中几何方法转换的不足，本文研究了基于人工神经元网络转换高程的新方法，通过实例分析证明了该方法转换高程的可行性与可靠，对神经网络模型转换高程的BP网络结构中隐层单元数量的确定、隐含层数的确定、学习速率的选择、初始权值的选择、训练样本对网络泛化能力的影响等问题进行了较为深入的探讨。为避免应用单一模型进行高程拟合方法的局限性，在吸收和学习己有研究成果的基础上，将不同的拟合模型进行迭加，提高高程异常的逼近精度和可靠性。 关键词：1、三角高程；2、测量精度；3、井下三角；4、GPS高程测量

NORMA5000高精度功率分析设备详细资料

NORMA5000 高精度功率分析设备 一、高精度功率分析设备功能简介 1)仪表的配备电压电流探头满足逆变器各项功能测试要求，配备星角转换器满足不带隔 离逆变器的效率测试要求 2)仪表能测试逆变器的效率、谐波、并网功率、功率因素、谐振频率、基频电流等参数 3)仪表带有分析软件能方便得到测量结果 4)设备满足Q / GDW 480 — 2010分布式电源接入电网技术规定CGC/GF004:2011并网光 伏发电专用逆变器技术条件的测试要求。 5)*带宽：DC-3MHz。 6)*基本电压精度不低于：0.05%（读数误差）+0.05%（量程误差） 7)*基本电流精度不低于：0.05%（读数误差）+0.05%（量程误差） 8)*直接的电流输入范围：30mA-10Arms.直接的电压输入范围：300mVrms-1000Vrms。 允许的瞬时最大输入电压2kVpek； 9)电流和电压输入共模抑制比不低于120 dB @ 100 kHz。 10)A/D转换精度不小于24位。 11)不小于5.7英寸的显示屏，数值的显示更新率可以调整，范围15ms-3600s. 12)仪器精度稳定期不少于2年，仪器校准周期不低于2年。 13)采样率不低于341KHz。 14)仪器谐波分析必须满足最新IEC61000-4-7：2002标准。 15)用户可选的数据分析积分时间可以在15 ms～3600 s范围调整。 16)仪器所有的输入必须是电隔离的，避免各种应用中的短路。 17)必需包括PC软件，可用来设置、数据下载、分析和编写报告。 二、高精度功率分析设备技术指标： Fluke Norma N5K4PP54功率分析仪可安装4个PP54功率模块。

基于DDS的高精度信号发生器设计说明

河南大学物理与电子学院开放实验室单片机设计报告 基于DDS的高精度信号发生器设计设计人：开放实验室入室人员

目录 摘要： (1) 0 前言 (2) 1 系统设计及选择分析 (3) 1.1 总体方案 (3) 1.2 方案比较 (3) 1.3 选择实施方案 (4) 2 系统硬件电路设计 (4) 2.1 信号发生器控制系统 (4) 2.2 单片机控制单元 (5) 2.3 信号产生单元 (7) 2.4 显示系统 (9) 2.5实现单片机与AD9850之间的连接 (10) 3 系统软件分析 (12) 3.1 系统概述 (12) 3.2 系统显示程序设计 (12) 3.3 系统AD9850的控制程序设计 (12) 3.4 系统的部分核心源码 (15) 4 结论 (20) 参考文献 (21)

基于DDS技术的信号发生器的设计 开放实验室入室人员 （河南大学物理与电子学院，河南开封，475004） 摘要： 本文讨论了利用DDS(直接数字频率合成)技术制作信号发生器的方法，介绍了设计信号发生器所用到的DDS相关技术。信号发生器使用8位单片机AT89S52作为控制模块单元，结合芯片AD9850就实现了直接数字频率合成技术（DDS），该信号发生器采用C语言作为系统程序，通过AT89S52控制DDS芯片AD9850产生0HZ~20MHZ频率可调的两种信号波（正弦波、方波），同时还采用8位数码管作为频率调节的显示界面。整个系统结构紧凑，电路简单，功能强大。可广泛应用于生产实际和科技领域中。 关键词： DDS；正弦波；方波；AT89S52；AD9850 The design of signal generator based on DDS technology Liang b-j (School of Physics and Electronics, Henan University, Henan Kaifeng 475004, China) Abstract: This part discusses the method of making a signal generator which uses the DDS technology,and introduced the use of DDS related technologies.The signal generator uses the 8 single-chip AT89S52 as its control module unit,combined with DDS chip AD9850,to produce 0HZ~20MHZ frequency adjustable two signal wave(sine wave and square wave),the display unit uses 8 digital tube as its display. .so this signal generato is clear and consice.It can be widely applied production and in the field of science and technology. Key words:

GPS高程测量的精度分析

GPS高程测量的精度分析 介绍了GPS在市政工程高程测量中的应用，并揭示了造成实践应用不广泛的主要原因—测量精度。进而从GPS卫星、卫星信号的传播过程和地面接收设备以及地面高程的转化四个方面分析了GPS高程测量的精度问题。 标签：市政工程高程测量GPS信号接收机测量精度 一、引言 在工程测量中，高程测量的精度问题一直被测绘学界的工作者们广泛关注。水准测量的精度较高，但是测量工作量太大、测量速度较慢。相较于水准测量而言，GPS测量高程在效率上有很大的提高。理论与试验研究表明，如果在测量时加上一些特定的措施，GPS的高程测量精度可以达到三、四等水准测量的要求。近年来，随着RTK技术的广泛应用，尤其是多基站连续运行卫星定位服务综合系统在各城市的相继建立，高程测量方法得到了有效扩展，作业效率大大提高，但由于高程异常变化复杂，所以，GPS高程的精度普遍不高，分析影响GPS测量精度的影响因素，提高GPS的测量精度有重要的实践意义。 二、GPS高程测量的影响因素分析 1.与卫星相关的因素。卫星是GPS测量的信息发出点，卫星的分布、数量、稳定性对GPS测量结果的稳定性和精确度影响很大。 （1）卫星的个数及稳定程度。在解算整周模糊度时，至少需要有5颗公共卫星。星数越多，解算模糊度的速度越快、越可靠。当周围高层建筑物密集且有大树时，公共卫星数如果少于5颗，就很难得到固定解。当降低卫星的截止高度角时，公共卫星数将增加，但将使采集的数据含有较低的信噪比，使GPS接收机解算模糊度的时间延长，且观测精度较差，很难满足要求；当周围只是一侧或部分遮挡，此时的卫星个数需根据实际情况而定，如果卫星正好在遮挡物的一侧，此时，可能导致卫星数少于5颗，或者卫星数时而增加，时而减少。这样就会造成测回间的数据精度不稳定；当周围较空矿时，一般都能达5颗或者5颗以上，且卫星个数固定，此时采集的数据精度也比较稳定，但不排除个例。 （2）卫星分布情况。卫星分布用PDOP值（位置精度强弱度，为玮度、经度和高程等误差平方和的平方根）来衡量。PDOP值越小，说明卫星的分布越好，定位精度越高。一般规定，PDOP值应小于6。 2.与卫星信号传播相关的因素。卫星信号要经由大气空间传播到GPS数据接收器上来，在传播过程中，信号可能受到大气层的影响而发生波动，这就会对GPS接收到的数据造成影响，进而影响解算结果，影响测量的精度。 （1）对流层延迟。对流层延迟是指电磁波信号通过高度在50km以下的未

各国光谱仪器品牌对比

XRF品牌 1.美国Xenemetrix（能量色散） 美国Xenemetrix在过去30年内一直是能量色散X射线荧光光谱分析方面的领先创新者，而X-Calibur更是Xenemetrix多年经验和专业知识的顶峰设计，该仪器占地面积少、性能优越。强大的50kV，50瓦特的X-Calibur能量色散X射线荧光光谱仪装在单机柜中并用于在工作台上运行。Xenemetrix的强大nEXt软件平台提供有全定性、半定量以及定量分析能力。这一软件平台是所有的Xenemetrix产品通用的。 2.荷兰帕纳科（panalytical)（能量色散&波长色散） 荷兰帕纳科公司(PANalytical B.V.)前身是飞利浦公司分析仪器部。于2002年9月18日根据英国思百吉集团（Spectris plc）和荷兰飞利浦电子集团之间的飞利浦分析仪器业务转让协议而成为思百吉集团旗下的专业分析仪器公司。 自上个世纪四十年代公司推出了世界上第一台X射线分析仪器，现已成为全球最大的X射线分析仪器生产厂家。半个多世纪以来，公司一直领导着全球X射线分析仪器技术的发展，为其贡献了大量的创新和发明。为分析工作者提供整体解决方案是我们的工作目标。分享技术，共同推动X射线分析仪器技术的发展是我们一如既往的宗旨。 精工电子纳米科技有限公司，其前身为精工电子有限公司科学仪器事业部，主要生产Axios,Magix FAST,Venus 200,Cubix XRF, PW2830 XRF wafer Analyzer,Epsilon,minipal,semyos等。 3.日本精工（能量色散）分析·测量仪器设备等。为适应公司业务需要，科学仪器事业部于2003年12月1日从精工电子有限公司独立，正式成立了精工电子纳米科技有限公司。 4.美国Amptek Amptek是一家成立于1977年的高科技公司，致力于设计并制造核检测仪表，在该领域处于世界领先水平。公司产品广泛用于人造卫星、X射线和伽玛射线的探测、实验室、分析仪以及工业上的便携式检测仪器。公司建立之初是为现阶段的空间仪表提供高性能、高稳定性、体积小以及低功耗的仪器和部件。随后，公司的混合前置放大器成为航天工业的配置标准，并在全球范围内用于地表卫星和外层空间探测器。Amptek已经开发出一系列产品如等离子分析器、电子离子探测器以及辐射监控器等，这些产品被广泛用于军事、科研和商贸等领域。 5.美国尼通（Niton）（手持式） Thermo Niton Analyzers，LLC.（Thermo Fisher科技旗下品牌），由美国物理学教授Lee Grodzins 先生在1987年创建，总部设在美国马萨诸塞州的Billerica，是国际公认的设计制造手持式X射线荧光分析仪以及相关技术的领导者。在世界上各个国家及地区设立超过20，000个分支机构，除了我们在美国马萨诸塞州的Billerica的公司总部以外，还分别在美国罗得岛州和俄勒冈州; 德国慕尼黑; 中国上海; 中国香港; 澳大利亚设立办事处。公司自创建以来，被授予多项专利，并获得众多奖项及荣誉，更分别在2008年度、2003年度、1995年度被授予素有“产品研发诺贝尔奖”之誉的R&D 100 大奖。NITON手持式元素分析仪为您带来快速、可靠、无损的现场样品检测。被广泛应用于合金牌号的鉴定与分析，RoHS/WEEE、CPSIA H.R 4040、ASTM F-963、EN71-3等法律法规的应用检测，玩具和消费品中铅含量检测，矿物勘探，环境的现场评估和监测，油漆铅检测，废料回收检测，涂层厚度检测，法医检测以及其他领域的分析应用。我们始终致力于打造世界更尖端效果，更便于使用，更具经济效用的手持式XRF分析仪; 他将是真正帮您实现更高生产力的辅助分析设备; 并承诺让世界更清洁、更安全、更健康。 尼通手持式元素分析仪应对RoHS、CPSIA H.R 4040等法规指令分析仪：Thermo Niton

功率分析仪应用解析：电压电流测量模式的选择

1. 功率分析仪应用解析：电压电流测量模式的选择 十九世纪中叶，在英国工程师法拉第和麦克斯韦的电磁转换经典理论的基础上，德国科学家西门子发明了实用的交流发电机，而比利时工程师格拉姆发明了第一台直流发电机。 不同的发电方式，为后来电能输送的“交直流之争”埋下伏笔。 1.1 百年前变压器助力交流电最终赢得市场 由电路基础知识可知，输电距离越远，线路的电压压降越大，因此实现远距离输电，必须升高电压。由于当时发电机输出电压较低，直流输电只有通过串联发电机的方法将电压升高，到了用电方也需要用串联的方法使用，这些都构成了直流发电系统可靠性大大降低。 而另一方面，1883年，实用性交流变压器的发明，使得交流输电电压更高、输送距离更远，这使交流输电彻底胜出，交流电随后在全世界范围内被迅速推广，成为电力系统大发展的起点。 1.2 百年间高压直流电优势越来越明显 交流输电优点是无需整流、升降压技术简单。但远距离交流输电可能引起系统振荡，由于不能对交流系统故障进行快速隔离，交流电网局部故障可能引起大面积交流系统崩溃，随着电力系统的迅速扩大，输电功率和输电距离的进一步增加，超高压交流电遇到了一系列不可克服的技术上的障碍。

相比而言，同样电压等级，直流输电能输送更大功率，电缆损耗小，而且直流输电还能有效地对电网故障进行隔离，防止故障扩散，大功率换流器的研制成功，更为高压直流输电突破了技术上的障碍。 在我国电力系统处于交直流共同发展的阶段，“西电东送、交直流混合运行”是目前我国电网的一大特点。典型案例如：溪洛渡直流工程 1.3 交直流各有优势，电信号测量模式的选择也各有春秋 交直流并没有明确的优劣之分，关键在于使用的场合，功率分析仪测量模式的选择，也是同样道理。正确选择测量模式，不仅需要知其然，还得知其所以然。下午对普通万用表、高精度功率分析仪在于交直流测量方面的原理和应用进行解析： 在交流电功率的测量中，一般并不需要知道瞬时值，而是采用有效值表征交流电的大小。 定义：在相同的电阻上分别通以直流电流和交流电流，经过一个交流周期的时间，如果它们在电阻上所消耗的电能相等的话，则把该直流电流的大小作为交流电流的有效值。 在传统的万用表上，通常使用以下几种方式实现有效值的计算： 1）峰值检测法 用峰值检测电路测量信号峰值，再除以波峰因数（1.414），得到信号有效值。 特点：仅适合正弦波。 2）整流平均法 对测量信号进行全波整流，然后用积分电路求得信号的平均值，再乘以波形因数（1.1107），得到信号有效值。 特点：仅适合正弦波。 3）真有效值法

信号发生器参数

VC 11+ 基本特点： 1输出的基本精度达0.02%，输出显示为6位 2输出功能： 直流电压、直流电流、欧姆、模拟变送器、热电偶、热电阻、频率、脉冲、开关量 3直流电流输出时，可提供25%和100%的手动步进、自动步进及自动斜坡的输出功能 4热偶输出时，可提供高精度的自动冷端补偿，℃或℉的温度显示 5可外配高精度的测温探头，准确度：±0.2℃ 6大屏LCD多重数据显示，可同时显示：直流电流和%值、热偶、热阻的温度值及其对应分度值等 7操作性能优越键盘配置，输出设定的增减键与LCD上显示设定值按位对应 8采用面板校准技术，无需打开机壳便可进行校准 9带白色LED背光，并具有自动背光关闭和自动电源关闭功能，适合现场使用 输出基本技术指标[ 适用于校准后一年内、23℃±5℃、35～70%RH、精度= ±（设定值%+量程%）]技|术|指|标|输出功能 功能量程输出设定范围分辨力准确度备注 直流电压DCV 100mV -10.000～ 110.000mV 1μV0.02+0.01 最大输出电流 0.5mA 1000mV -100.00～ 1100.00mV 10μV0.02+0.01 最大输出电流 2mA 10V -1.0000～ 11.0000V 0.1mV0.02+0.01 最大输出电流 5mA 直流电 流DCmA 20mA 0.000～ 22.000mA 1μA0.02+0.02 在20 mA时， 最大负载1KΩ 电阻 模拟变送器时， 外部供电5～28V 欧姆OHM 400Ω 0.00Ω～ 400.00Ω 0.01Ω0.02+0.02 激励电流为 ±0.5~3mA 激励电流为 ±0.1~0.5mA 时，加0.1Ω附加 误差 精度中不包含引 线电阻 4KΩ 0.0000 KΩ～ 4.0000 KΩ 0.1Ω0.05+0.025 激励电流为 ±0.05~0.3mA 精度中不包含引

谈全站仪的高程测量精度

谈全站仪的高程测量精度 本人在从事工程技术管理的工作中，经常听到有测量工程师抱怨说某某全站仪不好用，测高程测不准。于是我问他：测距离准不准？得到回答是，测距离没问题！于是我就奇怪了，为什么测距离准，测高程不准呢？全站仪工作时测得夹角a和距离L，如下图： s H L a H=L*sina S=L*cosa 既然S准确，相应的H也应该准确，因为他们的计算变量都是一样的。但经过本人实际操作，全站仪测高程精度确实比较差。到底是什么原因使得同样的参数，计算出来的结果一个精确，另一个却不精确呢？进过详细分析，本人发现其实并不是仪器的问题，而是误差给大家带来的麻烦：

90sinx cosx Y Y1 Y2 上图是正弦曲线和余弦曲线示意图，我们可以发现在全站仪镜头水平x=0°—竖直x=90°期间y值的变化，当我们在接近0°附近测量时f（x）=cosx相对于g（x）=sinx对x的增量来说不敏感，也就是说，当我们在仪器测量a角时，一个增量Δa引起的S的变化比H的变化小的多，而实际操作中，各位测量工程师也会发现，由于仪器的构造限制，很少有机会在测量的时候使全站仪仰俯超过45°，而真正当仰俯角超过45°，（例如在近距离测量盖梁或者墩顶高程）时，全站仪的高程测量精度并不比水平坐标的测量精度低。例如：sin10.1-sin10=0.00171855，cos10.1-cos10=-0.0003045，这表明在角度误差0.1°的情况下，瞄准接近100米的目标，高程会差17cm，而距离只差3cm，这就是为什么大家都抱怨全站仪测高程不精确的原因。 当然测量高程精度不准还与另外一些因素有关，如：1、仪器高不能准确测得，2、镜杆高度由于标杆底的磨损产生偏差，3、对站标时习惯性只左右对中，不上下对中等。这些原因都可能使全站仪的高

测量精度指标

学习情境5 测量误差分析与数据处理 项目载体：北京工业职业技术学院地形图测绘数据分析与处理教学项目设计： 1、项目分析：项目来源：根据北京工业职业技术学院国家级示范院校建设工作的要求，为了提高学院管理的水平，已经测绘了该院综合地形图；根据实际工作的需要，测绘地形图的比例尺为1：500。 北京工业职业技术学院位于北京市石景山区五里坨地区，占地面积400余亩，建筑面积约20万平方米，大部分地区的自然地貌已经被建筑物和绿化带所覆盖，植被、建筑物相对比较密集，测区内的图根控制点大多数完好可以利用。 地形图的图式采用国家测绘局统一编制的《1：500、1：1000、1：2000大比例尺地形图图式》。 在地形图测绘过程中，获得了大量的外业观测数据，由于测量观测成果中测量误差的存在，使得测量数据之间存在着诸多矛盾，为了消除这些矛盾获得最终的测量成果，冰瓶定期精度，就必须要按照要求进行测量数据的分析与处理。。 2、任务分解：根据根据实际工作的需要，测量数据分析与处理工作任务可以分解为：评定精度的指标、中误差传播定律、盈盈误差传播定律处理测量观测资料、坐标方位角、根据地形图绘制断面图、量算制定区域的面积、根据指定坡度确定最短路线等 3、各环节功能：评定精度的指标是进行测量数据分析与处理时，进行精度评定的重要环节，是衡量测量成果精度高低的指标和手段；中误差传播定律是分析测量内业计算成果的误差分析的重要手段和基本技能；测量数据分析与处理是测量内业工作的核心内容，是测量工作者的重要的专业技能之一。 4、作业方案：根据实际工作的需要，确定衡量精度的指标，运用中误差传播定律分析解决测量工作中的数据分析问题；运用误差理论对测量过程中获得的高程测量数据、平面控制测量数据进行综合分析与处理，获得合格的测量内业成果并进行精度评定。 5、教学组织：本学习情景的教学为14学时，分为3个相对独立又紧密联系的子学习情境，教学过程中以作业组为单位，以各作业组的外业观测成果数据分

误差理论与精度分析

误差理论与精度分析 预修课程：概率论与数理统计、应用光学、仪器零件 教学目的和要求： 本科程为机电类、仪器仪表类及测试计量技术等专业研究生的专业课。本科程的主要内容共分两部分，第一部分介绍了误差理论与数据处理的基本知识，第二部分给出了精度的基本概念、设计方法及光、机、电等总体精度分析。 通过对本课程的学习，不仅使学生对仪器的精度具有分析和计算的能力，指导仪器总体设计，而且也使学生掌握了科学实验中数据处理的方法。 内容提要： 第一章误差和精度的基本概念 误差的定义及表示法，误差来源，分类及精度的含义。 第二章随机误差 随机误差的特性及等精度、不等精度测量中随机误差的估计。 第三章系统误差 系统误差的分类、发现及减小消除方法。 第四章粗大误差 粗大误差产生原因，粗大误差判别准则。 第五章函数误差及误差合成 函数随机误差和系统误差计算、误差合成。 第六章测量不确定度评定 测量不确定度基本概念、标准不确定度的评定、测量不确定度的合成、误差结果的表示。 第七章最小二乘法 最小二乘原理、线性参数最小二乘估计 第八章仪器精度基本概念 仪器参数及特性、影响仪器精度主要因素、仪器精度设计基本原则第九章仪器精度特性 仪器精度评定方法、仪器动态精度、仪器精度设计

第十章精密机构精度 轴系精度、导轨精度、齿轮机构精度 第十一章光学电气测量系统精度 测量仪器光学系统对准精度、测量仪器电器系统精度第十二章仪器总体精度分析 仪器总体精度分析方法、提高仪器精度的方法 教材： 《误差理论与精度分析》毛英泰国防工业出版社1982 主要参考书： 1．《误差理论与数据处理》费业泰机械工业出版社2004 2．《仪器精度设计》郑文学兵器工业出版社1992 撰写人：王金波长春理工大学2006年7月