導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇無(wú)線電基本原理，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞： 無(wú)線電力傳輸技術(shù) 電磁感應(yīng) 射頻 原理與應(yīng)用前景

1.引言

自17世紀(jì)人類發(fā)現(xiàn)如何發(fā)電后就用金屬電線來(lái)四處傳輸電力。時(shí)至今日，供電網(wǎng)、高壓線已遍布全球的角角落落。在工作和生活中，越來(lái)越多的電器給我們帶來(lái)極大便捷的同時(shí)，不知不覺各種“理不清”的電源線、數(shù)據(jù)線帶來(lái)的困擾也與日俱增。不過，這些年的科技發(fā)展表明，在無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)日益普及之時(shí)，科學(xué)家對(duì)無(wú)線電力傳輸（Wireless Power Transmission，WPT）的研究也有了很大突破，從某種意義上來(lái)講，無(wú)線電力傳輸也不再是幻想――在未來(lái)的生活中擺脫那些紛亂的電源線已成為可能。

2.無(wú)線電力傳輸?shù)陌l(fā)展歷史

19世紀(jì)末被譽(yù)為“迎來(lái)電力時(shí)代的天才”的名尼古拉?特斯拉（Nikola Tesla，1856―1943）在電氣與無(wú)線電技術(shù)方面作出了突出貢獻(xiàn)。他1881年發(fā)現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)原理，并用于制造感應(yīng)電動(dòng)機(jī)；1888年發(fā)明多相交流傳輸及配電系統(tǒng)；1889―1890年制成赫茲振蕩器；1891年發(fā)明高頻變壓器（特斯拉線圈），現(xiàn)仍廣泛用于無(wú)線電、電視機(jī)及其他電子設(shè)備。他曾致力于研究無(wú)線傳輸信號(hào)及能量的可能性，并在1899年演示了不用導(dǎo)線采用高頻電流的電動(dòng)機(jī)，但由于效率低和對(duì)安全方面的擔(dān)憂，無(wú)線電力傳輸?shù)募夹g(shù)無(wú)突破性進(jìn)展［1］。1901―1905年在紐約附近的長(zhǎng)島建造Wardenclyffe塔，是一座復(fù)雜的電磁振蕩器，設(shè)想它將能夠把電力輸送到世界上任何一個(gè)角落，特斯拉利用此塔實(shí)現(xiàn)地球與電離層共振。

2001年5月，法國(guó)國(guó)家科學(xué)研究中心的皮格努萊特，利用微波無(wú)線傳輸電能點(diǎn)亮40m外一個(gè)200W的燈泡。其后，2003年在島上建造的10kW試驗(yàn)型微波輸電裝置，已開始以2.45GHz頻率向接近1km的格朗巴桑村進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)無(wú)線供電。

2005年，香港城市大學(xué)電子工程學(xué)系教授許樹源成功研制出“無(wú)線電池充電平臺(tái)”，但其使用時(shí)仍然要將產(chǎn)品與充電器接觸。

2006年10月，日本展出了無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)。此系統(tǒng)輸出端電力為7V、400mA，收發(fā)線圈間距為4mm時(shí)，輸電效率最大為50%，用于手機(jī)快速充電。

2007年6月，美國(guó)麻省理工學(xué)院的物理學(xué)助理教授馬林?索爾賈希克研究團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了在短距離內(nèi)的無(wú)線電力傳輸。他們給一個(gè)直徑60厘米的線圈通電，6英尺（約1.83米）之外連接在另一個(gè)線圈上的60瓦的燈泡被點(diǎn)亮了。這種馬林稱之為“WiTricity”技術(shù)的原理是“磁耦合共振”。

2008年9月，北美電力研討會(huì)的論文顯示，他們已經(jīng)在美國(guó)內(nèi)華達(dá)州的雷電實(shí)驗(yàn)室成功地將800W電力用無(wú)線的方式傳輸?shù)?m遠(yuǎn)的距離。

2009年10月，日本奈良市針對(duì)充電式混合動(dòng)力巴士進(jìn)行了無(wú)線充電實(shí)驗(yàn)。供電線圈埋入充電臺(tái)的混凝土中，汽車駛上充電臺(tái)，將車載線圈對(duì)準(zhǔn)供電線圈就能開始充電。

3.無(wú)線電力傳輸?shù)?a href="http://www.uv63h8.cn/haowen/243776.html" target="_blank">基本原理

3.1電磁感應(yīng)――短程傳輸

電磁感應(yīng)現(xiàn)象是電磁學(xué)中最重大的發(fā)現(xiàn)之一，它顯示了電、磁現(xiàn)象之間的相互聯(lián)系與轉(zhuǎn)化。電磁感應(yīng)是電磁學(xué)中的基本原理，變壓器就是利用電磁感應(yīng)的基本原理進(jìn)行工作的。利用電磁感應(yīng)進(jìn)行短程電力傳輸?shù)幕驹砣鐖D1所示，發(fā)射線圈L1和接收線圈L2之間利用磁耦合來(lái)傳遞能量。若線圈L1中通已交變電流，該電流將在周圍介質(zhì)中形成一個(gè)交變磁場(chǎng)，線圈L2中產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)可供電給移動(dòng)設(shè)備或者給電池充電。

3.2電磁耦合共振――中程傳輸

中程無(wú)線電力傳輸方式是以電磁波“射頻”或者非輻射性諧振“磁耦合”等形式將電能進(jìn)行傳輸。它基于電磁共振耦合原理，利用非輻射磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)電力高效傳輸。在電子學(xué)的理論中，當(dāng)交變電流通過導(dǎo)體，導(dǎo)體的周圍會(huì)形成交變的電磁場(chǎng)，稱為電磁波。在電磁波的頻率低于100khz時(shí)，電磁波就會(huì)被地表吸收，不能形成有效的傳輸，當(dāng)電磁波頻率高于100khz時(shí)，電磁波便可以在空氣中傳播，并且經(jīng)大氣層外緣的電離層反射，形成較遠(yuǎn)距離傳輸能力，人們把具有較遠(yuǎn)距離傳輸能力的高頻電磁波稱為射頻（即：RF）。將電信息源（模擬或者數(shù)字）用高頻電流進(jìn)行調(diào)制（調(diào)幅或者調(diào)頻），形成射頻信號(hào)后，經(jīng)過天線發(fā)射到空中；較遠(yuǎn)的距離將射頻信號(hào)接收后需要進(jìn)行反調(diào)制，再還原成電信息源，這一過程稱為無(wú)線傳輸。中程傳輸是利用電磁波損失小的天線技術(shù)，并借助二極管、非接觸IC卡、無(wú)線電子標(biāo)簽，等等，實(shí)現(xiàn)效率較高的無(wú)線電力傳輸。

具體來(lái)說(shuō)，整個(gè)裝置包含兩個(gè)線圈，每一個(gè)線圈都是一個(gè)自振系統(tǒng)。其中一個(gè)是發(fā)射裝置，與能量相連，它并不向外發(fā)射電磁波，而是利用振蕩器產(chǎn)生高頻振蕩電流，通過發(fā)射線圈向外發(fā)射電磁波，在周圍形成一個(gè)非輻射磁場(chǎng)，即將電能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)。當(dāng)接收裝置的固有頻率與收到的電磁波頻率相同時(shí)，接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流最強(qiáng)，完成磁場(chǎng)到電能的轉(zhuǎn)換，從而實(shí)現(xiàn)電能的高效傳輸。圖2是一個(gè)典型的利用電磁共振來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)線電力傳輸?shù)南到y(tǒng)方案。電磁波的頻率越高其向空間輻射的能量就越大，傳輸效率就越高。

3.3微波/激光――遠(yuǎn)程傳輸

理論上講，無(wú)線電波的波長(zhǎng)越短，其定向性越好，彌散就越小。所以，可以利用微波或激光形式來(lái)實(shí)現(xiàn)電能的遠(yuǎn)程傳輸，這對(duì)于新能源的開發(fā)利用、解決未來(lái)能源短缺問題也有著重要意義。1968年，美國(guó)工程師彼得格拉提出了空間太陽(yáng)能發(fā)電（Space Solar Power，SSP）的概念。其構(gòu)想是在地球外層空間建立太能能發(fā)電基地，通過微波將電能送回地球。

4.無(wú)線電力技術(shù)的應(yīng)用前景

無(wú)線電力傳輸作為一種先進(jìn)的技術(shù)一般應(yīng)用于特殊的場(chǎng)合，具有廣泛的應(yīng)用前景。

4.1給一些難以架設(shè)線路或危險(xiǎn)的地區(qū)供應(yīng)電能

高山、森林、沙漠、海島等地的臺(tái)站經(jīng)常遇到架設(shè)電力線路困難的問題，而工作在這些地方的邊防哨所、無(wú)線電導(dǎo)航臺(tái)、衛(wèi)星監(jiān)控站、天文觀測(cè)點(diǎn)等需要生活和工作用電，無(wú)線輸電可補(bǔ)充電力不足。此外，無(wú)線輸電技術(shù)還可以給游牧等分散區(qū)村落無(wú)變壓器供電和給用于開采放射性礦物、伐木的機(jī)器人供電。

4.2解決地面太陽(yáng)能電站、水電站、風(fēng)力電站、原子能電站的電能輸送問題

我國(guó)的新疆、、青海等地降雨量少、日照充足且存在大片荒蕪?fù)恋兀戏讲糠值貐^(qū)水力、風(fēng)力資源豐富，這些地區(qū)有利于建造地面太陽(yáng)能發(fā)電站或水電站、風(fēng)力電站。可是，這些地區(qū)人煙稀少、地形復(fù)雜，在崇山峻嶺之中難以架設(shè)線路，這時(shí)無(wú)線輸電技術(shù)就有了用武之地。采用無(wú)線輸電技術(shù)，還可以把核電站建在沙漠、荒島等地。這樣一方面便于埋葬核廢料，另一方面當(dāng)電站運(yùn)行發(fā)生故障時(shí)也可以避免對(duì)周圍動(dòng)植物的大量傷害和耕地的污染。

4.3傳送衛(wèi)星太陽(yáng)能電站的電能

所謂衛(wèi)星太陽(yáng)能電站，就是用運(yùn)載火箭或航天飛機(jī)將太陽(yáng)能電池板或太陽(yáng)能聚光鏡等材料發(fā)送到赤道上空35800km的地球靜止同步軌道上。在太空的太陽(yáng)光線沒有地球大氣層的影響，輻射能量十分穩(wěn)定，是“取之不盡”的潔凈能源。并且一年中有99%的時(shí)間是白天，其利用效率比地面上要高出6―15倍［3］。在那里利用太陽(yáng)能電池板把陽(yáng)光直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽蛘哂锰?yáng)能聚光鏡把陽(yáng)光匯聚起來(lái)作為熱源，像地面熱電廠一樣發(fā)電。這樣產(chǎn)生的電能供給微波源或激光器，然后采用無(wú)線輸電技術(shù)將大功率電磁射束發(fā)送至地面，接收到的微波能量經(jīng)整流器后變成直流電，由變、配電設(shè)施供給用戶。

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4.4無(wú)接點(diǎn)充電插座

隨著無(wú)線電力技術(shù)的發(fā)展，一些小型用電設(shè)備已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了無(wú)線供電。如：電動(dòng)牙刷、“免電池”無(wú)線鼠標(biāo)、無(wú)線供電“膜片”/“墊”等。無(wú)線供電“膜片”/“墊”是一種家用電器無(wú)線供電方式，用一片圖書大小的柔軟塑料膜片就可對(duì)家電進(jìn)行無(wú)線供電，可為圣誕樹上的LED、裝飾燈、魚缸水中的燈泡、小型電機(jī)、手機(jī)、MP3、隨身聽、溫度傳感器、助聽器、汽車零部件、甚至是植入式醫(yī)療器件等供電。

4.5給以微波發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn)的交通運(yùn)輸工具供電

現(xiàn)在大部分交通運(yùn)輸工具燃燒石油產(chǎn)品，其發(fā)動(dòng)機(jī)叫做柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、汽油發(fā)動(dòng)機(jī)等。與此類比，以微波作為能源推進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)叫做微波發(fā)動(dòng)機(jī)。微波是工作頻率在0.3―300GHz的電磁波，不能直接用它來(lái)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，因?yàn)橐O(shè)計(jì)出在如此高的頻率下工作的發(fā)動(dòng)機(jī)非常困難。如果思路加以改變，把微波能量轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娏鞯恼髌鳎敲次⒉ň涂梢灾苯幼鳛榻煌üぞ叩哪茉戳恕Ｃ骸⑹汀⑻烊粴獾拇鎯?chǔ)量有限，而日消耗量巨大，總有耗盡之日，到那時(shí)衛(wèi)星太陽(yáng)能電站可望成為能源供給的主干，通過無(wú)線輸電技術(shù)就可以直接把微波能量輸給交通運(yùn)輸工具。

4.6在月球和地球之間架起能量之橋

世界人口的不斷增長(zhǎng)和地球資源的日益耗盡，太陽(yáng)系中其他星球的開發(fā)利用是人類一直以來(lái)的夙愿。月球是地球的天然衛(wèi)星，其上資源豐富，地域遼闊，是首先要開發(fā)的星體。未來(lái)人類對(duì)月球的利用主要是移民和資源獲取。月球的土壤里富含SiO2，是制造太陽(yáng)能電池的原料。如果先在月球上建立起工廠，然后把太陽(yáng)能電站直接建在月球上，比起建在地球靜止同步軌道上要容易些，借助于微波束或激光束把電能發(fā)送到地球。

5.結(jié)語(yǔ)

隨著無(wú)線電力傳輸技術(shù)的不斷發(fā)展與成熟，不但使人們未來(lái)的生活有望擺脫手機(jī)、相機(jī)、筆記本電腦等移動(dòng)設(shè)備電源線的束縛，享受在機(jī)場(chǎng)、車站、酒店多種場(chǎng)所提供的無(wú)線電力，而且可用于一些特殊場(chǎng)合，如人體植入儀器如心臟起搏器等的輸電問題、新能源（電動(dòng)）汽車、低軌道軍用衛(wèi)星、太陽(yáng)能衛(wèi)星發(fā)電站等。在世界經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的今天，節(jié)能和新的、可再生能源的開發(fā)是擺在能源工作者面前的首要問題。太陽(yáng)能是取之不盡、用之不竭的干凈能源。除核能、地?zé)崮芎统毕苤猓厍蛏系乃心茉炊紒?lái)自太陽(yáng)，建造衛(wèi)星太陽(yáng)能電站是解決人類能源危機(jī)的重要途徑。要將相對(duì)地球靜止的同步軌道上的電能輸送的地面，無(wú)線輸電技術(shù)將發(fā)揮至關(guān)重要的作用。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，該技術(shù)具有潛在的廣泛應(yīng)用前景。但是，每一種無(wú)線傳輸方式，都有一系列問題需要解決，如電能傳輸效率問題，電力公司如何收費(fèi)和計(jì)費(fèi)，能量傳輸所產(chǎn)生的電磁波是否對(duì)人體健康帶來(lái)危害，等等。不管怎樣，一旦這項(xiàng)技術(shù)能夠普及，就會(huì)給人們的生活帶來(lái)巨大的便利。

參考文獻(xiàn):

［1］白明俠，黃昭.無(wú)線電力傳輸?shù)臍v史發(fā)展及應(yīng)用［J］.湘南學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，31，（5）：51-53.

篇2

關(guān)鍵詞：水工環(huán)；地質(zhì)勘察；GPS-RTK；技術(shù)應(yīng)用；

1.水工環(huán)地質(zhì)的概述

水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查和研究與人類的生存有著密切的關(guān)系，特別是在全球環(huán)境變化和被社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的推崇的大背景之下，各國(guó)都將其引入更廣闊的空間。伴隨著不斷變化和發(fā)展的全球經(jīng)濟(jì)、資源、環(huán)境，各國(guó)對(duì)地質(zhì)調(diào)查工作的方向和部署都進(jìn)行了調(diào)整，相對(duì)的，發(fā)生巨大變化的還有水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查研究的內(nèi)容。水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)的界限在傳統(tǒng)意義上被打破，現(xiàn)在發(fā)展的趨勢(shì)就是對(duì)水工環(huán)一體化的研究，它的服務(wù)領(lǐng)域越來(lái)越廣泛，信息量大、功能多樣的態(tài)勢(shì)不斷出現(xiàn)，環(huán)境地質(zhì)學(xué)日益突顯其重要性。

2.水工環(huán)地質(zhì)的應(yīng)用范圍

在改革開放以后，人類對(duì)于自身行為要促使其進(jìn)行反思，終于認(rèn)識(shí)到，只有協(xié)調(diào)人和自然的關(guān)系，共榮共存才能實(shí)現(xiàn)。水工環(huán)地質(zhì)工作新要求的提出，是要對(duì)可持續(xù)的發(fā)展的科學(xué)發(fā)展觀進(jìn)行全面協(xié)調(diào)。隨著不斷加快的全球城市化進(jìn)程，城市建設(shè)和規(guī)劃中的地質(zhì)調(diào)查評(píng)價(jià)工作也逐漸成為了一項(xiàng)重要的工作。當(dāng)前，逐漸形成水工環(huán)地質(zhì)研究的重要領(lǐng)域之一就是其中的城市環(huán)境污染防治和監(jiān)測(cè)、土地利用規(guī)劃、工程地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、垃圾填埋地質(zhì)調(diào)查等。

3.GPS RTK的基本原理

3.1 GPS的基本原理

從地面把無(wú)線電信號(hào)發(fā)射臺(tái)搬到衛(wèi)星上，針對(duì)一個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)進(jìn)行組成，對(duì)無(wú)線電測(cè)距交會(huì)原理進(jìn)行有效的應(yīng)用，就可以對(duì)衛(wèi)星的位置用3個(gè)以上的地面未知點(diǎn)進(jìn)行交會(huì)，相反的，對(duì)于地面未知點(diǎn)的位置，就可以利用3顆以上衛(wèi)星的已知空間位置進(jìn)行交會(huì)，這就是GPS衛(wèi)星定位的基本原理。實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量的基本工作方法是，安置1臺(tái)GPS接收機(jī)在基準(zhǔn)站，連續(xù)觀測(cè)所有課件的GPS衛(wèi)星，并且通過無(wú)線電傳輸設(shè)備把它的觀測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)用戶的觀測(cè)展進(jìn)行實(shí)時(shí)地發(fā)送。在觀測(cè)站上，GPS衛(wèi)星信號(hào)在被GPS接受機(jī)接收的同時(shí)，對(duì)接收基準(zhǔn)站的觀測(cè)數(shù)據(jù)和轉(zhuǎn)換參數(shù)通過無(wú)線電接收設(shè)備進(jìn)行傳輸，然后把GPS原理相對(duì)定位作為依據(jù)，對(duì)相對(duì)基準(zhǔn)站的基線向量進(jìn)行及時(shí)的解算，對(duì)基準(zhǔn)站的WGS―84坐標(biāo)進(jìn)行解算；再通過預(yù)設(shè)的WGS―84坐標(biāo)系和地方坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換參數(shù)，對(duì)用戶需要的三維坐標(biāo)及精度進(jìn)行實(shí)時(shí)地計(jì)算并且進(jìn)行顯示。

3.2 RTK的基本原理

實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)(RTK) 測(cè)量系統(tǒng)，是GPS 測(cè)量技術(shù)與數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的結(jié)合，是GPS 測(cè)量技術(shù)中的一個(gè)新突破。RTK測(cè)量技術(shù)是以載波相位觀測(cè)量為根據(jù)的實(shí)時(shí)差分GPS 測(cè)量技術(shù)，RTK測(cè)量系統(tǒng)一般由以下三部分組成：GPS 接收設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備、軟件系統(tǒng)。其基本思想是： 在基準(zhǔn)站上設(shè)置1 臺(tái)GPS 接收機(jī)，對(duì)所有可見GPS 衛(wèi)星進(jìn)行連續(xù)地觀測(cè)，并將其觀測(cè)數(shù)據(jù)通過無(wú)線電傳輸設(shè)備，實(shí)時(shí)地發(fā)送給用戶觀測(cè)站。在用戶站上，GPS 接收機(jī)在接收GPS衛(wèi)星信號(hào)的同時(shí)，通過無(wú)線電接收設(shè)備，接收基準(zhǔn)站傳輸?shù)挠^測(cè)數(shù)據(jù)，然后根據(jù)相對(duì)定位原理，實(shí)時(shí)地解算整周模糊度未知數(shù)并計(jì)算顯示用戶站的三維坐標(biāo)及其精度。通過實(shí)時(shí)計(jì)算的定位結(jié)果，便可監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)站與用戶站觀測(cè)成果的質(zhì)量和解算結(jié)果的收斂情況，實(shí)時(shí)地判定解算結(jié)果是否成功，從而減少冗余觀測(cè)量，縮短觀測(cè)時(shí)間，因此可以提高生產(chǎn)效率。

4應(yīng)用實(shí)例

GPS RTK技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展，已經(jīng)證明了具有多方面的用途。這些應(yīng)用包括在水文地質(zhì)方面可以用于淺部地下環(huán)境調(diào)查；在工程地質(zhì)勘察方面可用于調(diào)查地下埋藏物、隧道、巖溶等方面等。

區(qū)域水文地質(zhì)調(diào)查

某一特定地層雷達(dá)反射圖像特征的產(chǎn)生平均的總和就是我們所定義的雷達(dá)相圖，指的是雷達(dá)剖面資料上肉眼可見的反射波的組合形式的不同。雷達(dá)資料觀測(cè)中，對(duì)雷達(dá)響應(yīng)并產(chǎn)生特征效應(yīng)的就是地質(zhì)體的構(gòu)造和結(jié)構(gòu)特征造成的影響。雷達(dá)相圖元素就是這些特征效應(yīng)的名稱。從1990年以來(lái)，荷蘭TNO應(yīng)用地學(xué)研究所在荷蘭30多個(gè)適合于GPS調(diào)查試驗(yàn)的點(diǎn)上作了測(cè)量，用于評(píng)價(jià)GPS對(duì)不同水文地質(zhì)目標(biāo)成像和描述目標(biāo)特征的可能性。

5. GPS RTK技術(shù)在水工環(huán)地質(zhì)勘察中的優(yōu)點(diǎn)

5.1作業(yè)效率高，在普通的地形地勢(shì)下，高質(zhì)量的RTK設(shè)站對(duì)5km半徑的測(cè)區(qū)進(jìn)行測(cè)量只需要一次，和傳統(tǒng)測(cè)量相比，其所需的控制點(diǎn)數(shù)量和測(cè)量?jī)x器的“搬站”次數(shù)大大減少，操作只需要一個(gè)人，1.2s是每個(gè)放樣點(diǎn)僅需要停留的時(shí)間，在這個(gè)時(shí)間內(nèi)就可以完成作業(yè)。

5.2滿足定位精度，只要滿足所有對(duì)RTK的基本工作條件，就不存在偏差，在一定的作業(yè)半徑范圍內(nèi)（一般為5km），RTK的平面精度和高程精度都能達(dá)到厘米級(jí)，且不存在誤差積累。

5.3全天候作業(yè)，RTK技術(shù)不要求兩點(diǎn)間滿足光學(xué)通視，只需要對(duì) “電磁波通視和對(duì)空通視的要求”進(jìn)行滿足，所以和傳統(tǒng)測(cè)量相比，受阻因素比較少的RTK技術(shù)作業(yè)，作業(yè)幾乎是可以進(jìn)行全天候的。

5.4 RTK作業(yè)自動(dòng)化、集成化程度高，對(duì)于各種測(cè)繪外業(yè)RTK都可以勝任。高效手持操作手簿要在流動(dòng)站中盡心配備，多種測(cè)繪功能在內(nèi)置專業(yè)軟件中都可以自動(dòng)實(shí)現(xiàn)，對(duì)人為誤差也可以有所減少，對(duì)作業(yè)精度也有了保證。

6. 結(jié)束語(yǔ)

GPS RTK技術(shù)已為測(cè)量界普遍地接受，并得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，在水工環(huán)地質(zhì)中對(duì)GPS RTK技術(shù)的采用，已經(jīng)得到了很好驗(yàn)證，可以一步到位外業(yè)的測(cè)量，節(jié)省了很多不必要的中間環(huán)節(jié)，對(duì)外業(yè)工作量進(jìn)行最大限度地減少，從而縮短整個(gè)測(cè)量工期，提高工作效率。同時(shí)，簡(jiǎn)化外業(yè)工序和迅速完成也可以使所有的后續(xù)專業(yè)工序更快的完成。

參考文獻(xiàn)：

【1】付麗莉.淺析水工環(huán)地質(zhì)勘察中的技術(shù)應(yīng)用[J].華章2010，（11）.

篇3

目前，院校的理論教學(xué)大多涵蓋有相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)教學(xué)，隨著電子設(shè)備水平的不斷提高，學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)容日益豐富，學(xué)習(xí)者的任職教育標(biāo)準(zhǔn)逐步提高，教學(xué)實(shí)踐與實(shí)習(xí)設(shè)備的矛盾越來(lái)越突出。一方面，理論和原理知識(shí)繁雜抽象、難于理解掌握，另一方面，設(shè)備、裝備的掌握使用又建立在理論知識(shí)的理解基礎(chǔ)上，然而由于種種原因，實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)設(shè)備和實(shí)踐裝備短時(shí)期又難于配備齊全，無(wú)可避免地影響了教學(xué)計(jì)劃的全面實(shí)施。因此，探索缺少實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)設(shè)備情況下的教學(xué)措施和方法尤為重要。

2.指導(dǎo)原則

要合理開展實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)設(shè)備不足情況下的理論教學(xué)，既要把握實(shí)踐教學(xué)的宗旨，合理分配理論、實(shí)踐教學(xué)的課時(shí)比例。理論教學(xué)是主體，實(shí)踐教學(xué)是基礎(chǔ)理論的實(shí)際應(yīng)用，要明確二者的主次地位。又要保證教學(xué)質(zhì)量和良好的經(jīng)濟(jì)效益。教學(xué)手段和方法要得當(dāng)，確保教學(xué)任務(wù)的順利完成，又要能使有限的教學(xué)經(jīng)費(fèi)取得良好的效益。

針對(duì)院校理論教學(xué)演示環(huán)節(jié)的現(xiàn)狀，切實(shí)結(jié)合教學(xué)需求和學(xué)生學(xué)習(xí)狀況，正確處理好理論教學(xué)和演示環(huán)節(jié)的主次作用，全面合理開發(fā)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，要著重把握以下方面。

一是虛擬教學(xué)要貼近教學(xué)，針對(duì)教學(xué)實(shí)際需求。虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)理論學(xué)習(xí)的主要演示功能，滿足教學(xué)和實(shí)習(xí)的實(shí)踐需求。虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)該將相關(guān)演示功能展現(xiàn)出來(lái)，體現(xiàn)教學(xué)需求相關(guān)操作和知識(shí)。二是虛擬教學(xué)要設(shè)計(jì)合理，功能完善。虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)雖然通過軟件編程模擬實(shí)際的功能，但要充分考慮理論知識(shí)的代表性實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)和設(shè)備使用的具體條件，虛擬仿真模型的建立要貼近設(shè)備實(shí)際。三是虛擬教學(xué)要滿足任職需要，全面提升學(xué)生素質(zhì)。虛擬實(shí)驗(yàn)仿真系統(tǒng)開發(fā)不能僅限于實(shí)現(xiàn)單一功能，應(yīng)該結(jié)合實(shí)際開發(fā)相應(yīng)系統(tǒng)的訓(xùn)練程序，要滿足任職需要，促使學(xué)生得到全面的訓(xùn)練。再者，虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)要在教學(xué)實(shí)踐中進(jìn)一步充實(shí)完善。

電子設(shè)備更新速度較快，設(shè)計(jì)開發(fā)人員的技術(shù)水準(zhǔn)逐步提高，學(xué)生在使用過程中會(huì)提出一些問題和建議，虛擬仿真系統(tǒng)針對(duì)某一教學(xué)需求開發(fā)，必須在使用中不斷更新完善，需要留有一定的擴(kuò)展接口，為類似的教學(xué)訓(xùn)練提供通用平臺(tái)，既要增加新功能，新模塊，又要提高系統(tǒng)的通用性和推廣性。一個(gè)項(xiàng)目的成功研制，要為以后研制其他類型的虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)提供技術(shù)儲(chǔ)備，以便推廣至其他類型的教學(xué)需求，提高其通用價(jià)值。

3.無(wú)線電虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)計(jì)目的

通信設(shè)備教學(xué)是培養(yǎng)通信人才的重要教學(xué)內(nèi)容，是將原理知識(shí)與設(shè)備操作相結(jié)合的過程。通信設(shè)備水平在不斷提高，新裝備新技術(shù)的掌握，很大程度上取決于基礎(chǔ)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)。電工無(wú)線電原理是無(wú)線電設(shè)備課程的理論基礎(chǔ)，涉及到電子元件、微機(jī)原理、電路分析、通信原理等方面，理論性強(qiáng)，復(fù)雜抽象，學(xué)生掌握難度較大。因此，建設(shè)機(jī)載無(wú)線電虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)能夠解決教學(xué)實(shí)踐與理論知識(shí)的矛盾，方便學(xué)生的理論學(xué)習(xí)，而且能夠節(jié)省大量的訓(xùn)練經(jīng)費(fèi)，達(dá)到高效節(jié)省的目的。

3.2 設(shè)計(jì)方案

無(wú)線電虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，是研究為適應(yīng)無(wú)線電原理及設(shè)備教學(xué)而構(gòu)建的模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，必須圍繞相關(guān)原理講解及設(shè)備使用，滿足不同期班、不同層次的教學(xué)需求。首先要準(zhǔn)確定位，全面合理確定設(shè)計(jì)內(nèi)容。以無(wú)線電課程的教學(xué)內(nèi)容為主體，涵蓋相關(guān)原理、設(shè)備教學(xué)的全部?jī)?nèi)容，包括無(wú)線電元器件、電路分析、電子線路、通信相關(guān)理論等，仿真原理的主要工作過程，演示工作波形。其次要主次分明，原理和設(shè)備的比重合理分配。以基本原理為主線，圍繞無(wú)線電設(shè)備的使用，科學(xué)分配二者的比例。以原理知識(shí)作為基礎(chǔ)，無(wú)線電設(shè)備內(nèi)容作為核心和學(xué)習(xí)重點(diǎn)，貫徹設(shè)備的使用為目的的宗旨。再者要針對(duì)教學(xué)對(duì)象特點(diǎn)，適合本院校學(xué)生使用。結(jié)合本院校學(xué)員的知識(shí)層次和培訓(xùn)計(jì)劃，針對(duì)其特點(diǎn)，設(shè)定合適的難度、深度，既要演示相關(guān)的理論、設(shè)備工作波形圖，又要適合學(xué)生學(xué)習(xí)掌握。

無(wú)線電虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主要包括無(wú)線電虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)基本架構(gòu)、系統(tǒng)軟件兩部分的內(nèi)容。無(wú)線電虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)軟件是該系統(tǒng)的主要部分，利用面向?qū)ο蟆⑻摂M儀器等技術(shù)手段，完成無(wú)線電虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)，主要功能包括：基本無(wú)線電原理、電臺(tái)通信原理的虛擬演示等。

從無(wú)線電設(shè)備的教學(xué)目的出發(fā)，設(shè)計(jì)無(wú)線電虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，密切結(jié)合無(wú)線電設(shè)備相關(guān)的理論教學(xué)內(nèi)容，以虛擬儀器為基礎(chǔ)，采用實(shí)用的基于PC的數(shù)據(jù)采集（DAQ）技術(shù)，開發(fā)系統(tǒng)及虛擬檢測(cè)軟件，以微機(jī)和局域網(wǎng)為基礎(chǔ)構(gòu)成虛擬儀器實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。采用LabVIEW或CVI軟件為開發(fā)平臺(tái)，根據(jù)相關(guān)需求設(shè)計(jì)儀器的測(cè)試功能，代替常規(guī)的儀器，如函數(shù)發(fā)生器、示波器、萬(wàn)用表等，又能擴(kuò)展成數(shù)字萬(wàn)用表、溫度計(jì)、頻譜分析儀或邏輯分析儀等不同的儀器儀表。通過開發(fā)系統(tǒng)軟件來(lái)控制整個(gè)DAQ系統(tǒng)，完成采集原始數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、輸出結(jié)果等流程，實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)電路、器件、設(shè)備等的虛擬測(cè)試演示，以微機(jī)和局域網(wǎng)構(gòu)成硬件環(huán)境，建成虛擬儀器實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。

系統(tǒng)建成后將配置多部虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)終端，可以輔助無(wú)線電設(shè)備課的理論教學(xué)，教師可以通過多媒體演示實(shí)例并講解其原理，代替實(shí)際儀器下的原理演示，提高學(xué)生對(duì)抽象理論的理解和掌握，能夠充分滿足通信專業(yè)的無(wú)線電理論教學(xué)需求，增強(qiáng)生動(dòng)性、提高教學(xué)效果。

3.3 使用分析

篇4

關(guān)鍵詞：工程測(cè)量 GPS 技術(shù)研究

中圖分類號(hào)：TB22 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）05（b）-0034-02

GPS―RTK具有全天候、無(wú)需通視、定位精度高、測(cè)量時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)，全站儀具有快速、高效、準(zhǔn)確、輕便的特點(diǎn)。兩者在測(cè)量領(lǐng)域都具有廣泛的應(yīng)用前景。RTK與全站儀聯(lián)合數(shù)據(jù)采集，集合了兩種測(cè)量方法的優(yōu)點(diǎn)，減輕了測(cè)繪人員的工作強(qiáng)度，提高了效率和測(cè)繪精度，尤其在地形復(fù)雜的區(qū)域，聯(lián)合數(shù)據(jù)采集更顯示了不可替代的優(yōu)越性。

本文介紹了大連市某鎮(zhèn)土地整理項(xiàng)目中采用RTK與全站儀進(jìn)行工程測(cè)量的應(yīng)用情況。

1 RTK與全站儀數(shù)據(jù)采集基本原理

1.1 GPS-RTK工作原理

GPS―RTK技術(shù)即實(shí)時(shí)載波相位差分技術(shù)，是實(shí)時(shí)處理兩個(gè)測(cè)點(diǎn)載波相位觀測(cè)量的差分方法，它分為兩類：差分法和修正法。差分法是將基準(zhǔn)站采集的載波相位發(fā)送給用戶，進(jìn)行求差解算坐標(biāo)；修正法是將準(zhǔn)站載波相位修正值發(fā)送給用戶，改正用戶接收到的載波相位。基準(zhǔn)站實(shí)時(shí)地將測(cè)量的載波相位觀測(cè)值、偽距觀測(cè)值、基準(zhǔn)站坐標(biāo)等用無(wú)線電傳送給運(yùn)動(dòng)中的流動(dòng)站，流動(dòng)站通過無(wú)線電接收基準(zhǔn)站發(fā)射的信息，將載波相位觀測(cè)值實(shí)時(shí)進(jìn)行差分處理，得到基準(zhǔn)站和流動(dòng)站坐標(biāo)差X、Y、H。坐標(biāo)差加上基準(zhǔn)站坐標(biāo)得到每個(gè)點(diǎn)的WGS-84坐標(biāo)，通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)轉(zhuǎn)換得出流動(dòng)站每個(gè)點(diǎn)的平面坐標(biāo)X，Y和海拔高H。RTK工作原理見圖1所示。

基準(zhǔn)站和流動(dòng)站同時(shí)接收到5顆或5顆以上衛(wèi)星信號(hào)以及基準(zhǔn)站發(fā)出的差分信號(hào)；基準(zhǔn)站和流動(dòng)站要連續(xù)接收衛(wèi)星信號(hào)以及流動(dòng)站能接基準(zhǔn)站發(fā)出的差分信號(hào)。即移動(dòng)站遷站過程中不能關(guān)機(jī)、不能失鎖，否則RTK須重新初始化；基準(zhǔn)站要選在地勢(shì)較高，交通方便，周圍無(wú)高度角超過10°的障礙物，有利于衛(wèi)星信號(hào)的接收和數(shù)據(jù)鏈發(fā)射的位置；防止數(shù)據(jù)鏈丟失及多路經(jīng)效應(yīng)的影響，基準(zhǔn)站和流動(dòng)站必須設(shè)置在周圍無(wú)GPS信號(hào)反射物（大面積水域、大型建筑物），無(wú)高壓線，電視臺(tái)，無(wú)線電發(fā)射臺(tái)等干擾源；流動(dòng)站安置于周圍無(wú)高度角超過15°的障礙物，有利于衛(wèi)星信號(hào)和基準(zhǔn)站發(fā)射無(wú)線電信號(hào)的接收的位置。

1.2 全站儀基本原理

全站儀是全站型電子速測(cè)儀的簡(jiǎn)稱，又被稱為“電子全站儀”，它是一種兼有自動(dòng)測(cè)距、測(cè)角、計(jì)算和數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄及傳輸功能的自動(dòng)化、數(shù)字化的三維坐標(biāo)測(cè)量與定位系統(tǒng)。廣泛應(yīng)用于控制測(cè)量、地形測(cè)量地籍與房產(chǎn)測(cè)量、施工放樣、工業(yè)測(cè)量及近海定位等的電子測(cè)量?jī)x器。測(cè)量時(shí)用儀器照準(zhǔn)棱鏡，通過望遠(yuǎn)鏡成像，然后經(jīng)過儀器內(nèi)裝識(shí)別器，將信號(hào)進(jìn)行放大和數(shù)字化后，即可得到讀數(shù)值。

2 RTK與全站儀工程測(cè)量應(yīng)用實(shí)例

2.1 測(cè)區(qū)概況及作業(yè)目的

測(cè)區(qū)內(nèi)大多是旱地，農(nóng)業(yè)種植以糧食作物、大棚蔬菜和果樹為主；村莊周圍有大量村邊林和成片果園，幾個(gè)村莊由于是蔬菜種植專業(yè)村，村莊周圍及旱地里90%都是2米余高的溫室大棚，這些都給測(cè)量工作帶來(lái)諸多不便。本次作業(yè)目的是為該鎮(zhèn)土地整理項(xiàng)目的規(guī)劃設(shè)計(jì)提供前期的規(guī)劃圖件資料和土地利用現(xiàn)狀的數(shù)據(jù)資料。

2.2 資料及儀器準(zhǔn)備

2.3 野外測(cè)量

2.3.1 控制測(cè)量

首級(jí)控制網(wǎng)采用GPS靜態(tài)定位，布設(shè)整個(gè)測(cè)區(qū)，以便于控制網(wǎng)的加密及數(shù)字化測(cè)圖。由于測(cè)區(qū)范圍較大，我們?yōu)榱四軡M足測(cè)量精度及后期工程施工的需要，共在測(cè)區(qū)內(nèi)布設(shè)GPS點(diǎn)6個(gè)作為首級(jí)控制點(diǎn)。

在首級(jí)GPS控制網(wǎng)的基礎(chǔ)上，利用RTK進(jìn)行了圖根點(diǎn)的測(cè)繪，并用全站儀進(jìn)行了部分導(dǎo)線測(cè)量，以便進(jìn)行檢查和碎部點(diǎn)測(cè)量。在本次測(cè)量中，點(diǎn)位設(shè)置除了顧及方便測(cè)圖使用和便于RTK操作外，還需滿足RTK測(cè)量對(duì)外界觀測(cè)條件的特殊要求：基準(zhǔn)站的設(shè)置應(yīng)盡量避開高壓線、高大建筑物、高密的樹林、大面積水域、遠(yuǎn)離強(qiáng)電磁波發(fā)射源等。為了增大基準(zhǔn)站無(wú)線電發(fā)射的距離，要盡可能把基準(zhǔn)站放在地勢(shì)較高、開闊的地方；對(duì)RTK所測(cè)圖根點(diǎn)在全站儀使用時(shí)進(jìn)行檢查，以保證圖根點(diǎn)的精度。

2.3.2 碎部測(cè)量

該鎮(zhèn)土地整理項(xiàng)目測(cè)區(qū)內(nèi)有大量的果園，村莊邊有大量的村邊林及部分村莊有大量的溫室大棚等因素，造成通視條件較差。同時(shí)由于該項(xiàng)目時(shí)間緊、任務(wù)重，單純用常規(guī)全站儀測(cè)量方法來(lái)施測(cè)工作效率太低，完全采用RTK進(jìn)行碎部采集雖然效率高，但由于對(duì)工作環(huán)境有要求，部分地區(qū)存在信號(hào)盲區(qū)，因此在測(cè)量時(shí)，采用RTK與全站儀聯(lián)合測(cè)量，取長(zhǎng)補(bǔ)短，以確保能高質(zhì)量、高效率地按時(shí)完成該項(xiàng)目。

全站儀與RTK在同一區(qū)域聯(lián)合測(cè)量，根據(jù)實(shí)地情況分工進(jìn)行碎部點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集。利用RTK技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)行道路、河流、獨(dú)立地物及高程點(diǎn)等的測(cè)量；全站儀主要利用首級(jí)控制點(diǎn)以及RTK加密的圖根點(diǎn)測(cè)量影響RTK信號(hào)的有大量村邊林的村莊線、RTK信號(hào)盲區(qū)地物、地類界等。每天外業(yè)結(jié)束，將全站儀及RTK野外采集數(shù)據(jù)導(dǎo)出至筆記本電腦，統(tǒng)一轉(zhuǎn)換成*.dat數(shù)據(jù)格式，在南方cass7.0中展點(diǎn)，根據(jù)野外繪制草圖或編碼進(jìn)行數(shù)字化成圖，最后對(duì)地形圖進(jìn)行整飾和精度檢查。

2.4 精度分析

3 結(jié)語(yǔ)

RTK與全站儀聯(lián)合數(shù)據(jù)采集，避免了單純的全站儀測(cè)量容易受到地形、植被覆蓋等諸多因素的影響和RTK測(cè)量中衛(wèi)星接收和外界干擾的問題，互補(bǔ)優(yōu)缺，大大提高了作業(yè)效率。因此，將兩者有機(jī)結(jié)合，充分發(fā)揮各自優(yōu)點(diǎn)，對(duì)加快工程進(jìn)度，具有很大的實(shí)際意義。本文案例將為從事相關(guān)工作的工程和技術(shù)人員提供有益借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1] 徐紹銓，張華海，楊志強(qiáng)，等.GPS測(cè)量原理及應(yīng)用[M].武漢：武漢大學(xué)出版社，2003.

篇5

關(guān)鍵詞：測(cè)繪中的問題；原理；應(yīng)用

Abstract: in the rendering of topographic map, just a single application or GPS RTK tachometer often can't satisfy the requirements of the job, if the use of combination type will compensate for their faults, this paper is to GPS RTK surveying instrument topographic map surveying and mapping and the combined application of discussed.

Key words: surveying and mapping of the problem; Principle; application

中圖分類號(hào)： P217文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

地形的測(cè)量是利用測(cè)量?jī)x器對(duì)所要測(cè)量的地區(qū)的地物，地貌等按照一定比例縮放的，再依據(jù)圖示規(guī)范，繪制地形圖的。由于所測(cè)量的地區(qū)的不同，有的適合GPS刀K測(cè)量，有的適合用全站儀測(cè)量，如能將二者結(jié)合就能取長(zhǎng)補(bǔ)短。

一、GPS刀K與全站儀在地形圖測(cè)繪中存在的一些問題

一般野外數(shù)據(jù)的采集都不夠全面，準(zhǔn)確度低。在通過GPS刀K與全站儀在地形圖測(cè)繪中，無(wú)論是全站儀的現(xiàn)場(chǎng)采集還是GPS刀K的現(xiàn)場(chǎng)采集都會(huì)遇到數(shù)據(jù)采集的片面性，準(zhǔn)確度低的情況發(fā)生。因?yàn)橐巴獠杉话愣紩?huì)遇到建筑物，居民地，林場(chǎng)，牧地水域等地區(qū)，這些地點(diǎn)的取點(diǎn)不足或是封閉不好都是影響采集的因素之一；由于現(xiàn)在的數(shù)字化地形測(cè)繪軟件都是根據(jù)野外采集點(diǎn)采集的。在野外采集過程中，會(huì)避免不了人工的干預(yù)，刪除一些自動(dòng)組網(wǎng)中不能內(nèi)插的高線角邊。在人工的干擾下測(cè)繪的質(zhì)量就會(huì)降低，就會(huì)造成等高線的不合理勾繪，人工干擾下的低質(zhì)量問題；往往在數(shù)字地形測(cè)量過程中，由于人員對(duì)技術(shù)設(shè)計(jì)書及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范方面的文獻(xiàn)認(rèn)識(shí)理解的程度不夠，造成對(duì)各種地物的綜合取舍，表示定位方面處理的不夠規(guī)范。使得地質(zhì)取舍的不合理，定位不夠準(zhǔn)確，表達(dá)的不全面。

二、RTK與全站儀數(shù)據(jù)采集基本原理

1.GPS RTK的工作原理

GPS RTK技術(shù)就是實(shí)時(shí)載波相位差分技術(shù)，是實(shí)時(shí)處理兩個(gè)測(cè)點(diǎn)載波相位觀測(cè)量的差分方法，它分為差分法和修正法。差分法是將基準(zhǔn)站所采集的載波相位直接發(fā)送給用戶，進(jìn)行求差坐標(biāo)；修正法是將基準(zhǔn)站所測(cè)出來(lái)的載波相位的修正值發(fā)送給用戶，改正用戶接收到的載波相位。基準(zhǔn)站要實(shí)時(shí)地將測(cè)量到的載波相位觀測(cè)值，偽距觀測(cè)值，基準(zhǔn)站坐標(biāo)等通過無(wú)線電傳送方式傳送到流動(dòng)站，流動(dòng)站再通過無(wú)線電接收基準(zhǔn)站所發(fā)射的信息，將載入的相位觀測(cè)值隨時(shí)的進(jìn)行差分處理，得到基準(zhǔn)站與流動(dòng)站的坐標(biāo)差。基準(zhǔn)站的坐標(biāo)加上坐標(biāo)差就可以得到各個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)，再通過坐標(biāo)參數(shù)轉(zhuǎn)換得出流動(dòng)站各個(gè)點(diǎn)的平面坐標(biāo)與海拔高。

2．全站儀的基本原理

全站式電子速測(cè)儀的簡(jiǎn)稱就是全站儀，又可以稱為電子全站儀，它是即能夠自動(dòng)測(cè)角、測(cè)距、計(jì)算及數(shù)據(jù)的自動(dòng)記錄，同時(shí)還具備了三維坐標(biāo)測(cè)量的傳輸功能與定位系統(tǒng)。它是廣泛應(yīng)用于控制測(cè)量、地形測(cè)量、房產(chǎn)測(cè)量、施工放樣、工業(yè)測(cè)量及近海定位等的電子測(cè)量?jī)x器。在測(cè)量時(shí)是通過儀器照準(zhǔn)棱鏡，再用望遠(yuǎn)鏡成像，然后再經(jīng)過儀器內(nèi)的識(shí)別器，將信號(hào)進(jìn)行放大及數(shù)字化后，即可得到讀數(shù)值。

三、GPS刀K與全站儀在地形圖測(cè)繪中的應(yīng)用

自從GPS刀K和全站儀系統(tǒng)應(yīng)用到地形測(cè)量以來(lái)，地形圖的測(cè)繪取得了飛速的發(fā)展。全站儀它具備了精度高、速度快、勞動(dòng)強(qiáng)度低的優(yōu)點(diǎn)，但是在較弱的光線以及測(cè)點(diǎn)間無(wú)通視等情況下，其測(cè)量的精度會(huì)大大受到影響；而GPS刀K則不同了，它可以全球性、全天候用于測(cè)量，且不需要測(cè)點(diǎn)間的通視。但是在具有大功率無(wú)線電的發(fā)射源下或高壓線、高大建筑物以及樹下時(shí)，衛(wèi)星和無(wú)線電信號(hào)的接受就會(huì)變得很難，也就無(wú)法正常地進(jìn)行測(cè)量。如果用GPS刀K與全站儀聯(lián)合測(cè)圖，那么上述的種種弊端就可以克服了。

1、測(cè)區(qū)的概況

有些測(cè)區(qū)多為城縣，大多都包含居民地、農(nóng)田，而在農(nóng)田中還有高桿的農(nóng)作物以及樹木等，可見通視的條件是相當(dāng)差的。如果只是單一的使用全站儀進(jìn)行測(cè)量的話，工作效率會(huì)很低，因此就要采用GPSRTK和全站儀的聯(lián)合測(cè)圖，才可以確保高質(zhì)量、高效率的完成任務(wù)。

2．GPS刀K與全站儀聯(lián)合數(shù)據(jù)采集

在地形的測(cè)量中，為了避免測(cè)量誤差的累積，一般都遵循從整體到局部，先控制后碎部的原則，即先把測(cè)量控制網(wǎng)建立在測(cè)區(qū)內(nèi)，然后再根據(jù)控制網(wǎng)來(lái)進(jìn)行測(cè)量。

1）測(cè)區(qū)的控制測(cè)量

測(cè)區(qū)的平面坐標(biāo)應(yīng)采用對(duì)應(yīng)城市的坐標(biāo)系，在測(cè)區(qū)可利用GPS布設(shè)一級(jí)導(dǎo)線網(wǎng)。為了測(cè)圖方便，可根據(jù)三個(gè)已知點(diǎn)位均勻的進(jìn)行布設(shè)GPS控制點(diǎn)，再用四等水準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行高程聯(lián)測(cè)。一級(jí)GPS控制網(wǎng)是按照嚴(yán)格按照的規(guī)范要求所進(jìn)行布設(shè)和實(shí)測(cè)的，并且盡可能的做到每個(gè)點(diǎn)位都會(huì)兼顧兩個(gè)方向的通視，以便于全站儀的測(cè)量。

2）基準(zhǔn)站的設(shè)置

儀器在任意選定好的點(diǎn)位上架設(shè)后，用手簿啟動(dòng)基準(zhǔn)站接收機(jī)，再設(shè)置基準(zhǔn)站的各項(xiàng)配置參數(shù)，如基準(zhǔn)的未知點(diǎn)，手簿中所建立的坐標(biāo)系，無(wú)投影、無(wú)轉(zhuǎn)換等。然后輸入基準(zhǔn)站的天線高，經(jīng)過單點(diǎn)定位測(cè)量將基準(zhǔn)站的坐標(biāo)測(cè)量出來(lái)并存儲(chǔ)到所建立的任務(wù)當(dāng)中，最后進(jìn)行無(wú)線電臺(tái)的連接。當(dāng)無(wú)線電連接以后，就可將手簿從基站接收機(jī)上分開，基站的設(shè)置啟動(dòng)就此完成。

3）流動(dòng)站的設(shè)置

連接好流動(dòng)站的接收機(jī)、測(cè)桿、天線后，再用手簿開啟接收機(jī)，要先進(jìn)行測(cè)量類型、電臺(tái)的配置，能使其與基站的無(wú)線電連接。先輸人流動(dòng)站的天線高，再輸入觀測(cè)的時(shí)間、次數(shù)，設(shè)置機(jī)內(nèi)的精度，施測(cè)，獲得數(shù)據(jù)。

3．碎部的測(cè)量

1）圖根控制的測(cè)量

測(cè)區(qū)圖根控制可采用GPS RTK方法的布設(shè)，基準(zhǔn)站應(yīng)設(shè)在測(cè)區(qū)中心的控制點(diǎn)上，流動(dòng)站的邊長(zhǎng)均不可超過三千米。布設(shè)圖根點(diǎn)要求十四個(gè)，要密度合理、布設(shè)的均勻，方可完全滿足測(cè)圖的需要。

2）地形圖的測(cè)繪

利用RTK進(jìn)行地形圖的測(cè)量時(shí)，要在已知的GPS控制點(diǎn)上安置好基準(zhǔn)站，然后再根據(jù)其它的已知點(diǎn)來(lái)求定轉(zhuǎn)換參數(shù)，流動(dòng)站就可進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集。在采集的過程中，如遇到高大的樹木、高壓線、建筑物等時(shí)，GPS的信號(hào)將會(huì)受到干擾，影響測(cè)量的精度，此時(shí)，需要用到全站儀來(lái)進(jìn)行測(cè)量。

全站儀的操作：將全站儀置于圖根導(dǎo)線點(diǎn)上設(shè)站、定向、檢查，施測(cè)碎部點(diǎn)坐標(biāo)和高程點(diǎn)，利用全站儀內(nèi)部存儲(chǔ)器記錄觀測(cè)數(shù)據(jù)、野外繪制草圖、記錄觀測(cè)。

3）內(nèi)業(yè)成圖

利用RTK軟件把所測(cè)碎的部點(diǎn)和全站儀所記錄的數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)上，將數(shù)據(jù)的格式轉(zhuǎn)換成開思軟件數(shù)據(jù)的格式。并在開思軟件中繪圖，對(duì)應(yīng)草圖所繪制的數(shù)字化地形圖。

四、結(jié)束語(yǔ)

在地形圖的測(cè)繪中，會(huì)伴隨著各種復(fù)雜多變的地形，如果只用GPS刀K測(cè)量或全站儀測(cè)量是很難達(dá)到工作上的要求的，即使是完成了，繪制的地形圖也是片面的，準(zhǔn)確度低，不夠規(guī)范等。因此二者的結(jié)合也是勢(shì)在必行的，在今后的地形圖測(cè)繪中二者是必不可分的。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李秀江．測(cè)量學(xué)[M]．北京：中國(guó)林業(yè)出版社，2007(7)．

篇6

1.1硬件平臺(tái)

軟件無(wú)線電技術(shù)的硬件平臺(tái)組成較為復(fù)雜，它主要包括模擬前端、寬帶數(shù)模變換器、寬帶模數(shù)變換器、數(shù)字上下變頻器以及高速數(shù)字信號(hào)處理器這五個(gè)部分，其有著模塊化、開放性及可拓展性等優(yōu)勢(shì)。該平臺(tái)的數(shù)據(jù)源可以是文字、聲音和視頻等，通過對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行信息道編碼和信息源編碼，而且可以采用多路方式對(duì)其進(jìn)行訪問，然后對(duì)其進(jìn)行調(diào)制解調(diào)。值得注意的是，不同系統(tǒng)下的不同調(diào)制方式，應(yīng)盡可能采用能夠兼容的方式。

1.2軟件平臺(tái)

數(shù)字廣播電視系統(tǒng)中的軟件無(wú)線電技術(shù)采用的是分層軟件體系，其包括DSP指令、函數(shù)庫(kù)、信號(hào)流變換庫(kù)、小波與濾波的變換、調(diào)制算法庫(kù)、編碼算法庫(kù)、信道糾錯(cuò)編碼庫(kù)及各種無(wú)線電信令規(guī)程庫(kù)等。

1.3關(guān)鍵技術(shù)

現(xiàn)代的無(wú)線電已經(jīng)是將計(jì)算機(jī)、通信等技術(shù)融合為一體的新技術(shù)。首先，寬帶多頻段是其核心技術(shù)，軟件無(wú)線電技術(shù)的工作寬帶一般是1Mhz到3Ghz，如果其天線采用傳統(tǒng)方法，由于天線長(zhǎng)度的影響，會(huì)對(duì)信號(hào)的傳輸產(chǎn)生影響。其次，采用數(shù)模和模數(shù)技術(shù)，將兩者的轉(zhuǎn)換器靠近天線，并將其移到RF前端，對(duì)較高頻段的信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化，這個(gè)過程需要對(duì)工作寬帶和模數(shù)采樣頻率進(jìn)行較高的要求。另一方面，環(huán)境的復(fù)雜性對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換器的速率和寬帶都提出了較高的標(biāo)準(zhǔn)，要求其動(dòng)態(tài)范圍較大，在寬帶達(dá)到要求時(shí)，也應(yīng)注意ADC是否具有較高的采樣率。最后，DSP技術(shù)和高速數(shù)字處理技術(shù)也是軟件無(wú)線電的核心技術(shù)之一，數(shù)字信號(hào)在經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器處理后，DSP軟件將繼續(xù)對(duì)其進(jìn)行處理，因此說(shuō)軟件無(wú)線電技術(shù)的關(guān)鍵是數(shù)字處理能力。硬件技術(shù)和軟件技術(shù)是影響無(wú)線電技術(shù)的重要因素，目前軟件無(wú)線電技術(shù)在實(shí)際中的應(yīng)用由于受到硬件技術(shù)的限制，特別是在木塊分化方面，因此應(yīng)加強(qiáng)硬件技術(shù)的改進(jìn)，為軟件技術(shù)提供一個(gè)廣闊的發(fā)展平臺(tái)。

2數(shù)字廣播電視系統(tǒng)中軟件無(wú)線電技術(shù)的應(yīng)用

數(shù)字廣播電視的基本原理就是將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，實(shí)現(xiàn)其完美過渡。將A/D變換器靠近射頻天線以盡早獲取模擬信號(hào)，隨后將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)是軟件無(wú)線電技術(shù)的基本思路。無(wú)線電技術(shù)以數(shù)字廣播電視為載體，在產(chǎn)生數(shù)字信號(hào)后，利用數(shù)模轉(zhuǎn)換器將信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)。軟件無(wú)線電技術(shù)以較強(qiáng)的靈活性，通過升級(jí)去完成對(duì)一些關(guān)鍵技術(shù)的突破。

2.1DRM的發(fā)展

由于數(shù)字化媒體的快速發(fā)展及調(diào)頻廣播競(jìng)爭(zhēng)的加強(qiáng)，許多機(jī)構(gòu)已經(jīng)開始了調(diào)頻廣播數(shù)字化的技術(shù)實(shí)驗(yàn)。由于當(dāng)前數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)同時(shí)存在，可以借助無(wú)線電技術(shù)對(duì)模擬設(shè)備進(jìn)行研制。隨著無(wú)線電技術(shù)的發(fā)展，為了提升無(wú)線電廣播的質(zhì)量，可以將數(shù)字廣播與資源有效結(jié)合起來(lái)。

2.2DRM中無(wú)線電技術(shù)的應(yīng)用

由于廣播的寬帶較窄，信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍較大，在實(shí)際應(yīng)用中對(duì)其方案的選擇應(yīng)慎之又慎。可以對(duì)一個(gè)寬帶變頻模塊進(jìn)行增加，將其增加到A/D/A天線間，使信號(hào)由全頻變?yōu)橹蓄l帶，然后對(duì)中頻帶信號(hào)的預(yù)定功能進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。

2.3DRM發(fā)射機(jī)中軟件無(wú)線電技術(shù)的應(yīng)用

相比較接收機(jī)，發(fā)射機(jī)的研制顯得更為復(fù)雜，發(fā)射機(jī)一般包含三個(gè)獨(dú)立的子系統(tǒng)，其中的調(diào)制子系統(tǒng)和數(shù)字編碼負(fù)責(zé)對(duì)數(shù)字信號(hào)和相位的處理，而模擬處理子系統(tǒng)則更多的被應(yīng)用于調(diào)相符號(hào)或幅相符號(hào)的轉(zhuǎn)換上，功率放大以及信號(hào)的發(fā)射則依靠發(fā)射子系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

2.4數(shù)字電視接收系統(tǒng)

當(dāng)前廣泛采用的是中頻數(shù)字化結(jié)構(gòu)，其原理是通過多頻段的天線將數(shù)字信號(hào)傳送到RF部分，隨后經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器和數(shù)模轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換，再經(jīng)過數(shù)字上下變頻器，其將信號(hào)傳送給DSP進(jìn)行處理。在以軟件無(wú)線電技術(shù)為基礎(chǔ)的數(shù)字電視接受系統(tǒng)，首先要通過模擬變頻對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，使其與模數(shù)轉(zhuǎn)換器的信號(hào)相適應(yīng)，經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器的處理后，其輸出為基帶信號(hào)，然后數(shù)字變頻對(duì)寬帶內(nèi)的信號(hào)進(jìn)行正交變頻，使其成為與信號(hào)帶寬相適應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，這種信號(hào)要能夠被HDTV處理。在實(shí)際中，為了提高數(shù)據(jù)的處理速度，常常采用較多的處理器模塊。而在軟件無(wú)線電技術(shù)中，都是采用軟件對(duì)算法進(jìn)行處理，通過軟件的升級(jí)來(lái)增加新的功能，而HDTV接收機(jī)正是以軟件無(wú)線電原理為依據(jù)，在此基礎(chǔ)上，其不僅可以產(chǎn)生能夠適應(yīng)多種編碼速率的數(shù)字電視信號(hào)，而且其自身的系統(tǒng)升級(jí)能力也較強(qiáng)。HDTV實(shí)現(xiàn)新制式的播放方法對(duì)軟件無(wú)線電技術(shù)降低成本具有較大的幫助。

2.5軟件無(wú)線電技術(shù)中的實(shí)際應(yīng)用

在互聯(lián)網(wǎng)和3G時(shí)代，信道調(diào)制方式會(huì)極大影響數(shù)字廣播電視的發(fā)展，因此需要引進(jìn)新的無(wú)線通信技術(shù)。當(dāng)下用戶需要的是多層次配置，而軟件無(wú)線電技術(shù)中正是一種優(yōu)質(zhì)資源，依靠其實(shí)現(xiàn)各種業(yè)務(wù)的最佳配置，改變以往的追求統(tǒng)一性的調(diào)制方式，努力建立一個(gè)開放性的平臺(tái)，通過平臺(tái)上軟件的升級(jí)來(lái)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的各種特征。

3結(jié)束語(yǔ)

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關(guān)鍵詞：GPS定位技術(shù)；工程施工測(cè)量；基本原理；優(yōu)缺點(diǎn)；操作方法；誤差分析

1引言

GPS英文全名是“Global Position System”，意為“全球定位系統(tǒng)”，簡(jiǎn)稱GPS系統(tǒng)。該系統(tǒng)是以衛(wèi)星為基礎(chǔ)的無(wú)線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)。GPS空間部分使用了二十四顆衛(wèi)星組成的星座，衛(wèi)星高度約20200公里，分布在六條升交點(diǎn)互隔60度的軌道面上，每條軌道上均勻分布四顆衛(wèi)星，相鄰兩軌道上的衛(wèi)星相隔40度，使得地球任何地方至少同時(shí)可看到四顆衛(wèi)星。

GPS測(cè)量通過接收衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，從而求定測(cè)量點(diǎn)的空間位置，它具有全球性、全天侯、連續(xù)性、實(shí)時(shí)性導(dǎo)航定位和定時(shí)功能，能提供精密的三維坐標(biāo)、速度和時(shí)間，而且具有良好的抗干擾性和保密性。目前，在工程測(cè)量中，為了保證控制測(cè)量和施工放樣的精度，滿足工程質(zhì)量要求，GPS定位技術(shù)被廣泛應(yīng)用于工程施工測(cè)量中。

2工程測(cè)量中應(yīng)用GPS定位技術(shù)的基本原理

GPS 定位系統(tǒng)主要由空間衛(wèi)星星座、地面監(jiān)控站及用戶設(shè)備三部分構(gòu)成。

⑴空間衛(wèi)星星座由24 顆衛(wèi)星均勻分布在6個(gè)軌道平面內(nèi)，GPS衛(wèi)星用L 波段的兩個(gè)無(wú)線電載波向使用者連續(xù)不斷地發(fā)送導(dǎo)航定位信號(hào)，信號(hào)中含有衛(wèi)星的位置坐標(biāo)信息，使衛(wèi)星成為一個(gè)動(dòng)態(tài)的已知點(diǎn)。在地球的任何地點(diǎn)、任何時(shí)刻，在高度角15°以上，平均可同時(shí)觀測(cè)到6 顆衛(wèi)星，最多可達(dá)到9 顆。

⑵地面監(jiān)控站主要由分布在全球的一個(gè)主控站、三個(gè)注入站和五個(gè)監(jiān)測(cè)站組成。主控站收集各監(jiān)測(cè)站的觀測(cè)數(shù)據(jù)，計(jì)算各衛(wèi)星的軌道參數(shù)、鐘差參數(shù)等，并將這些數(shù)據(jù)傳送到注入站，再由注入站將主控站發(fā)來(lái)的導(dǎo)航信息數(shù)據(jù)注人到相應(yīng)衛(wèi)星的存儲(chǔ)器中。

⑶用戶設(shè)備由GPS 接收機(jī)、數(shù)據(jù)處理軟件及終端設(shè)備（如計(jì)算機(jī)）等組成。GPS 接收機(jī)接受待測(cè)衛(wèi)星的信號(hào)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行一系列地處理，再通過相應(yīng)軟件計(jì)算待測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)。

GPS 系統(tǒng)采用了距離交會(huì)法，根據(jù)已知的衛(wèi)星瞬時(shí)坐標(biāo)（ 、 、 ），確定用戶天線所對(duì)應(yīng)觀測(cè)點(diǎn)的位置。設(shè)接收機(jī)天線的相位中心坐標(biāo)為（x、y、z），則GPS 衛(wèi)星和用戶接收天線之間的幾何距離ρ= ，式中有X、Y、Z 三個(gè)未知量，只要同時(shí)接收3 顆GPS 衛(wèi)星，就能解出測(cè)站點(diǎn)坐標(biāo)（X、Y、Z），在以上敘述中我們可以看到，用戶可以平均同時(shí)觀測(cè)到6顆衛(wèi)星，所以我們可以經(jīng)基線解算、網(wǎng)平差，求出GPS 接收機(jī)中心（測(cè)站點(diǎn)）的三維坐標(biāo)。

3GPS定位技術(shù)在工程施工測(cè)量中應(yīng)用的具體方法

3.1準(zhǔn)備工作

3.1.1對(duì)待測(cè)區(qū)進(jìn)行勘察，并收集相關(guān)資料

主要調(diào)查當(dāng)?shù)氐目刂泣c(diǎn)分布情況、交通情況、水文分布情況、植被情況、以及當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)俗民情等。相關(guān)資料包括待測(cè)區(qū)的地形圖，各類控制點(diǎn)成果以及與之有關(guān)的地質(zhì)、交通、氣象、通信等方面的資料。

3.1.2擬定觀測(cè)計(jì)劃

觀測(cè)計(jì)劃的主要內(nèi)容包括：

⑴設(shè)計(jì)精度。要求平均邊長(zhǎng)小于1 km，最弱邊相對(duì)誤差小于1/10 000，GPS 接收機(jī)標(biāo)稱精度的固定誤差a≤15 mm，比例誤差系數(shù) 。

⑵編制GPS 衛(wèi)星的可見性預(yù)報(bào)圖，選擇衛(wèi)星的幾何圖形強(qiáng)度。

⑶選擇最佳的觀測(cè)時(shí)段。根據(jù)衛(wèi)星可見預(yù)報(bào)和天氣預(yù)報(bào)選擇最佳觀測(cè)時(shí)段，衛(wèi)星的幾何分布越好，定位精度就越高

⑷觀測(cè)區(qū)域的設(shè)計(jì)與劃分。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和控制網(wǎng)，一般采用3 臺(tái)GPS 接收機(jī)進(jìn)行觀測(cè)，網(wǎng)形布設(shè)成邊連式。

⑸設(shè)計(jì)GPS 網(wǎng)與地面的聯(lián)測(cè)方案。尤其對(duì)信號(hào)接受不好的待測(cè)區(qū)，應(yīng)做好聯(lián)測(cè)方案的設(shè)計(jì)，以保證其精度。

⑹編排作業(yè)調(diào)度表，以保證測(cè)量任務(wù)按時(shí)完成。

3.1.3選擇接收機(jī)型號(hào)并檢驗(yàn)

一般小于20 公里點(diǎn)位情況良好，宜采用單頻接收機(jī)，反之，選用雙頻接收機(jī)。接收機(jī)性能的檢驗(yàn)主要有：一般檢驗(yàn)，主要檢查接收機(jī)各部件及其附件是否完好，使用手冊(cè)等相關(guān)資料是否齊全等；通電檢驗(yàn)，主要是檢驗(yàn)接收機(jī)通電后有關(guān)信號(hào)燈、按鍵、顯示系統(tǒng)和儀表的工作情況；實(shí)測(cè)檢驗(yàn)，主要檢驗(yàn)方法為標(biāo)準(zhǔn)基線檢驗(yàn)、已知坐標(biāo)邊長(zhǎng)檢驗(yàn)、零基線檢驗(yàn)、相位中心偏移量檢驗(yàn)。

3.2外業(yè)測(cè)量工作

3.2.1合理選點(diǎn)

GPS 觀測(cè)點(diǎn)的選取比較靈活，但也要遵循GPS 測(cè)量的一些原則。

⑴每點(diǎn)最好能與其中某一點(diǎn)通視。

⑵應(yīng)選擇在上空開闊、視場(chǎng)內(nèi)周圍障礙物的高度角小于15 °，以免信號(hào)被遮擋或吸收，影響觀測(cè)質(zhì)量。

⑶要遠(yuǎn)離大功率無(wú)線電發(fā)射源和高壓電線等，其距離應(yīng)大于200 m，以免電磁場(chǎng)對(duì)信號(hào)的干擾。

⑷避免大面積水域?qū)﹄姶挪ǚ瓷浜臀铡?/p>

⑸選擇交通方便的地方，以有利與其它觀測(cè)手段聯(lián)測(cè)。

3.2.2埋設(shè)標(biāo)志

GPS 網(wǎng)點(diǎn)應(yīng)埋設(shè)具有標(biāo)志的標(biāo)石，以精確標(biāo)志點(diǎn)位，點(diǎn)的埋設(shè)必須堅(jiān)固以利于長(zhǎng)久保存與利用，并做好記錄。

3.2.3外業(yè)觀測(cè)

外業(yè)觀測(cè)工作主要包括：安裝天線、觀測(cè)作業(yè)和觀測(cè)記錄等。天線利用三腳架安置，天線底板上的圓水準(zhǔn)器氣泡必須居中，天線的定向標(biāo)志應(yīng)指北，三次測(cè)量互差小于3mm 取平均值。觀測(cè)作業(yè)就是獲取所需要的定位信息和觀測(cè)數(shù)據(jù)。觀測(cè)記錄由GPS 接收機(jī)自動(dòng)進(jìn)行，觀測(cè)者應(yīng)做好記錄。在測(cè)量的過程中，應(yīng)嚴(yán)格限制高頻及對(duì)講機(jī)等無(wú)線電波的使用，避免環(huán)境對(duì)信號(hào)的干擾，從而提高GPS 本身的定位精度。

篇8

關(guān)鍵字：無(wú)線對(duì)講機(jī)、因素、通訊現(xiàn)狀、安全系統(tǒng)、報(bào)警

中圖分類號(hào)：C35文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

Abstract: This paper focuses on the relevant theoretical knowledge of radio technology and radio technology application status of the mine, the focus of the introduction of radios to expand the application of coal mine safety systems, large-scale equipment used for coal mine sites implement a radio alarm, warning applications.

Keywords: wireless intercom factors, communication situation, security systems, alarm

目錄

1 概述 1

2無(wú)線電對(duì)講機(jī)電路原理與框圖 2

3影響對(duì)講機(jī)通話距離和效果的因素有以下幾個(gè)方面： 4

4無(wú)線電公共對(duì)講機(jī)的工作頻率及運(yùn)行狀態(tài) 4

5認(rèn)知無(wú)線電在煤礦井下通信系統(tǒng)中的現(xiàn)狀 5

6無(wú)線電泄漏通訊技術(shù)的基本原理 5

7認(rèn)知無(wú)線電應(yīng)用于煤礦無(wú)線通信中 ,主要存在以下優(yōu)點(diǎn) : 6

8福城煤礦壓風(fēng)機(jī)房故障遠(yuǎn)程自動(dòng)化報(bào)警裝置 6

9降壓站遠(yuǎn)程自動(dòng)化接地報(bào)警裝置 7

10無(wú)線電技術(shù)在煤礦安全系統(tǒng)報(bào)警的設(shè)計(jì)拓展 9

1 概述

在手機(jī)非常普及的今天，無(wú)線電對(duì)講機(jī)無(wú)論在工作或者是生活中都不可避免的存在在人們的生活中，為什么人們還會(huì)選擇無(wú)線電對(duì)講機(jī)呢？與手機(jī)相比，無(wú)線電對(duì)講機(jī)不受網(wǎng)絡(luò)的限制，在網(wǎng)絡(luò)不能覆蓋的地方，無(wú)線電對(duì)講機(jī)可以讓你輕松的溝通；另外無(wú)線電對(duì)講機(jī)提供了一對(duì)一，一對(duì)多的通話方式，一按就說(shuō)，操作十分簡(jiǎn)單，令溝通更自由，尤其在緊急調(diào)度和集體協(xié)作工作的情況下，這些特點(diǎn)是非常重要的。與手機(jī)相比，無(wú)線電對(duì)講機(jī)通話成本低。能夠在團(tuán)體成員間的聯(lián)絡(luò)和指揮調(diào)度，來(lái)提高溝通效率和提高處理突發(fā)事件的快速反應(yīng)能力。

對(duì)于礦井來(lái)說(shuō)，無(wú)線電通訊對(duì)于保障礦井安全生產(chǎn)和搶險(xiǎn)救災(zāi) 具有十分重要的作用，無(wú)論在地面和井下，無(wú)線電通訊都發(fā)揮著其重要作用。地面是無(wú)線電對(duì)講機(jī)重點(diǎn)使用的地點(diǎn)，地面上使用無(wú)線電對(duì)于團(tuán)體成員間的聯(lián)絡(luò)和指揮調(diào)度，大大提高人們對(duì)突發(fā)事件的快速反應(yīng)能力和解決效率。礦井井下也是無(wú)線電對(duì)講機(jī)的重要應(yīng)用地點(diǎn)，但是由于礦井井下巷道截面、彎曲、傾斜都對(duì)礦井巷道中電磁波傳播特性即信道有較大的影響，因此礦井井下無(wú)線電技術(shù)主要用于絞車安全運(yùn)行過程，主要用于泄漏通訊的使用。現(xiàn)在無(wú)線電對(duì)講機(jī)用于地點(diǎn)十分廣泛，尤其在網(wǎng)絡(luò)無(wú)法覆蓋的地方，無(wú)線對(duì)講機(jī)成為了人們喜愛的通訊工具。

本文圍繞無(wú)線電技術(shù)相關(guān)的理論知識(shí)和無(wú)線電技術(shù)的在礦井的應(yīng)用現(xiàn)狀，重點(diǎn)引入無(wú)線電對(duì)講機(jī)對(duì)于煤礦安全系統(tǒng)的拓展應(yīng)用，對(duì)用于煤礦礦井大型設(shè)備場(chǎng)所實(shí)現(xiàn)無(wú)線電報(bào)警、預(yù)警應(yīng)用。

2無(wú)線電對(duì)講機(jī)電路原理與框圖

無(wú)線電對(duì)講機(jī)作為一種簡(jiǎn)單的通信工具，它不需要中轉(zhuǎn)站和地面交換機(jī)站支持，就可以進(jìn)行有效的移動(dòng)通信，無(wú)線電對(duì)講機(jī)技術(shù)是很多無(wú)線移動(dòng)通信技術(shù)的基礎(chǔ)，目前應(yīng)用比較廣泛的蜂窩式移動(dòng)電話技術(shù)，就是在無(wú)線雙工無(wú)線電對(duì)講機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新型現(xiàn)代通信技術(shù)。

無(wú)線電對(duì)講機(jī)的電路形式較多，從調(diào)制方式上可以分為調(diào)幅式和調(diào)頻式；從收發(fā)功能上可以分為單工式和雙工式。單工式無(wú)線電對(duì)講機(jī)在同一時(shí)間內(nèi)只能工作在一種狀態(tài)下，即接受或者發(fā)射狀態(tài)，而不能同時(shí)處于收發(fā)狀態(tài)。單工無(wú)線電對(duì)講機(jī)工作時(shí)，要不停地切換開關(guān)來(lái)控制收發(fā)狀態(tài)，所以使用起來(lái)不太方便。但是單工式無(wú)線電對(duì)講機(jī)則由于它造價(jià)低、、體積小、耗電低等優(yōu)點(diǎn)，而被大量應(yīng)用，而煤礦由于其特點(diǎn)，應(yīng)用比較廣泛的是單工式無(wú)線。

圖2-1就是單工式無(wú)線電對(duì)講機(jī)的原理框圖。

圖2-1 無(wú)線無(wú)線電對(duì)講機(jī)電路原理框圖

一部無(wú)線電對(duì)講機(jī)工作性能的優(yōu)劣，常用以上幾項(xiàng)電氣指標(biāo)參數(shù)來(lái)表示，其指標(biāo)內(nèi)容含義如下：

（1）、靈敏度

接收機(jī)在接收信號(hào)時(shí)是不是靈敏，主要是指它接收微弱的信號(hào)能力。如果接收機(jī)能在極微弱的信號(hào)下良好地工作，并能夠輸出一定得功率性能良好的解調(diào)信號(hào)，那么這部接收機(jī)就具有較高的靈敏度，靈敏度是衡量接收機(jī)接收微弱信號(hào)能力的重要指標(biāo)。

（2）、選擇性

接收機(jī)工作時(shí)，要在眾多的信號(hào)中把有用的信號(hào)選擇出來(lái)，這種選擇信號(hào)的能力稱為信號(hào)選擇性，一般用于接收電路隊(duì)調(diào)頻帶以外信號(hào)的衰減量計(jì)量，單位為dB。

（3）、限幅靈敏度

限幅靈敏度是指，當(dāng)接收機(jī)的中放的輸出信號(hào)出現(xiàn)限幅時(shí)，所需的最小輸入信號(hào)電壓值稱為限幅靈敏度，限幅靈敏度的高低和接收機(jī)的高放、中放電路的電壓增益有直接的關(guān)系，它和靈敏度指標(biāo)一樣，也是衡量接收機(jī)接收微弱信號(hào)能力的重要指標(biāo)。

（4）、頻率穩(wěn)定度

無(wú)線電對(duì)講機(jī)電路中發(fā)射及接收的頻率是否穩(wěn)定，直接關(guān)系到能否正常通信一般無(wú)線電對(duì)講機(jī)的頻率穩(wěn)定主要是由于晶體的品質(zhì)決定，同時(shí)也受工作電壓、環(huán)境溫度、環(huán)境濕度等因素的影響，頻率穩(wěn)定度的高低，一般用指數(shù)來(lái)表示，指數(shù)的絕對(duì)值越大，表示穩(wěn)定度越高。

（5）、調(diào)制頻偏

制頻頻或者稱頻偏調(diào)量，是指調(diào)制信號(hào)（音頻）對(duì)載波信號(hào)頻率（）調(diào)制后使載波的中心頻率產(chǎn)生的頻率偏移量。調(diào)制頻偏可以用相對(duì)量百分比來(lái)表示，也可以用絕對(duì)量正負(fù)值來(lái)表示。

（6）、靜態(tài)工作電流

無(wú)線電對(duì)講機(jī)的靜態(tài)工作電流，是指無(wú)線電對(duì)講機(jī)的接收電路，在無(wú)通話的待機(jī)狀態(tài)下所消耗的電流量。由于一般無(wú)線電對(duì)講機(jī)都采用電流供電，所以靜態(tài)電流越小，無(wú)線電對(duì)講機(jī)的待機(jī)時(shí)間久越長(zhǎng)。

靜態(tài)工作電流的高低，用電流值來(lái)表示，單位為mA。

（7）、高頻輸出功率

高頻輸出功率也稱為載波輸出功率，它是指發(fā)射機(jī)將高頻載波送往發(fā)射天線上的高頻發(fā)射功率，是無(wú)線電對(duì)講機(jī)的一個(gè)重要性能指標(biāo)，發(fā)射機(jī)輸出功率的大小，直接關(guān)系到無(wú)線電對(duì)講機(jī)通信距離的遠(yuǎn)近。

高頻輸出功率的大小，一般用功率（W）來(lái)表示，輸出功率的測(cè)量一般要用專業(yè)的高頻功率計(jì)來(lái)測(cè)量。

（8）、發(fā)射機(jī)工作效率

發(fā)射機(jī)工作效率是指發(fā)射電路將電路所消耗的電流直流功率，轉(zhuǎn)換為高頻發(fā)射功率的效率，或者稱電路實(shí)際消耗功率和發(fā)射有用功率之比。發(fā)射機(jī)工作效率的高低，一般用百分比來(lái)表示，即電源消耗功率比高頻輸出功率。它們的比值越小，表示能源轉(zhuǎn)換效率越高。

（9）、音頻輸出功率

音頻輸出功率是指，無(wú)線電對(duì)講機(jī)解調(diào)信號(hào)輸出的最大失真功率值。一般測(cè)量音頻輸出功率時(shí)，均以喇叭兩端所獲得的1kHz正弦波電壓為準(zhǔn)。當(dāng)所有測(cè)量的音頻信號(hào)波形沒有明顯的失真時(shí)，進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量的方法和一般交流功率測(cè)量的一樣。

3影響對(duì)講機(jī)通話距離和效果的因素有以下幾個(gè)方面：

（1）、系統(tǒng)參數(shù)：

I、發(fā)射機(jī)輸出功率越強(qiáng)，發(fā)射信號(hào)的覆蓋范圍越大，通信距離也越遠(yuǎn)。但發(fā)射功率也不能過大，發(fā)射功率過大，不僅耗電，影響功放元件壽命，而且干擾性強(qiáng)，影響他人的通話效果，還會(huì)產(chǎn)生輻射污染。

II、通信機(jī)的接收靈敏度越高，通信距離就越遠(yuǎn)。

III、天線的增益，在天線與機(jī)器匹配時(shí)，通常情況，天線高度增加，接收或發(fā)射能力增強(qiáng)。手持對(duì)講機(jī)所用天線一般為螺旋天線，其帶寬和增益比其他種類的天線要小，更容易受人體影響。

（2）、環(huán)境因素：

環(huán)境因素主要有路徑、樹木的密度、環(huán)境的電磁干擾、建筑物、天氣情況和地形差別等。這些因素和其他一些參數(shù)直接影響信號(hào)的場(chǎng)強(qiáng)和覆蓋范圍。

（3）、其它影響因素：

I、電池電量不足，當(dāng)電池電量不足時(shí)，通話質(zhì)量會(huì)變差。嚴(yán)重時(shí)，會(huì)有噪音出現(xiàn)，影響正常通話。

II、天線匹配，天線的頻段和機(jī)器頻段不一致，天線阻抗不匹配，都會(huì)嚴(yán)重影響通話距離。對(duì)于使用者來(lái)說(shuō)，在換用天線時(shí)要注意將天線擰緊，另外不能隨便使用非廠家提供的天線，也不能使用不符合機(jī)器頻點(diǎn)的天線。

III、音質(zhì)的好壞主要取決于預(yù)加重和去加重電路，目前還有較先進(jìn)的語(yǔ)音處理電路"語(yǔ)音壓擴(kuò)電路和低水平擴(kuò)張電路的應(yīng)用"，這對(duì)于保真語(yǔ)音有很好的效果。

IV、影響對(duì)講機(jī)通話距離和效果的因素還與季節(jié)有關(guān),夏季優(yōu)于冬季。

4無(wú)線電公共對(duì)講機(jī)的工作頻率及運(yùn)行狀態(tài)

公眾對(duì)講機(jī)是指：發(fā)射功率不大于0.5W，工作于指定頻率的無(wú)線對(duì)講機(jī)，其無(wú)線電發(fā)射頻率、功率等射頻技術(shù)指標(biāo)須符合下列要求：

（1）、工作頻率（.9000 ; 409.單位：MHz）: 409.7500、 409.7625、409.7750、 409.7875、 409.8000、 409.8125、 409.8250、 409.8375、 409.8500、 409.8625、 409.8750、 409.8875、 4099125、 409.9250、 409.9375、 409.9500、 409.9625、 409.9750、409.9875；

專業(yè)對(duì)講機(jī)的：V段136MHZ~~174MHZ；U段400MHZ~~470MHZ。

（2）、調(diào)制方式：F3E；

（3）、有效發(fā)射功率（EIRP）：< 0.5W；

（4）、發(fā)射頻率容限：

（5）、發(fā)射機(jī)雜散輻射：

（6）、接收機(jī)雜散輻射：

（7）、信道間隔：12.50kHz。

5認(rèn)知無(wú)線電在煤礦井下通信系統(tǒng)中的現(xiàn)狀

與地面通信系統(tǒng)不同 ,礦井井下地形復(fù)雜 ,電磁干擾嚴(yán)重 ,電磁波在礦井巷道中傳播衰耗嚴(yán)重、無(wú)線通訊距離短，這幾個(gè)特點(diǎn)制約礦井巷道無(wú)線通信的決定性因素，因此，如何解決這些問題是建立礦井無(wú)線通訊的關(guān)鍵。

現(xiàn)如今礦井無(wú)線通信的主要方式利用電纜的泄漏原理實(shí)現(xiàn)礦井的無(wú)線通訊，礦井泄漏通信系統(tǒng)采用超高頻進(jìn)行無(wú)線通信 ,具有信道較穩(wěn)定、電磁干擾較小等優(yōu)點(diǎn) ,但也存在成本高、活性差、干擾能力差等缺點(diǎn)。

此外，礦井無(wú)線電通信過程中還應(yīng)用了礦用超低頻透地通訊、中頻感應(yīng)通訊系統(tǒng)、小區(qū)域制礦井全雙工無(wú)線通訊系統(tǒng)等。

6無(wú)線電泄漏通訊技術(shù)的基本原理

利用漏泄電纜及雙向中繼放大器技術(shù) ,解決了無(wú)線電波在井下巷道非自由空間不能遠(yuǎn)距離傳輸?shù)碾y題。漏泄通信就是在巷道中敷設(shè)一條開放式的射頻同軸電纜 ,射頻電磁波信號(hào)沿著它一邊傳輸 ,一邊向周圍空間幅射 ,從而該電纜同時(shí)起著傳輸線和天線的作用 ,在電纜周圍形成一個(gè)連續(xù)無(wú)線電波漏泄場(chǎng) ,使巷道任何截面都有足夠的無(wú)線電波場(chǎng)強(qiáng)。實(shí)現(xiàn)漏泄電纜長(zhǎng)天線和流動(dòng)天線之間的雙向可逆藕合。使流動(dòng)臺(tái)和基地臺(tái)之間復(fù)雜的遠(yuǎn)距離電磁波傳播轉(zhuǎn)化為流動(dòng)臺(tái)與漏泄電纜之間簡(jiǎn)單的近距離傳播。無(wú)線電波沿電纜傳輸時(shí) ,必然帶來(lái)傳輸損耗 ,必須對(duì)其電波損耗進(jìn)行補(bǔ)償 ,這就需要增加中繼放大器 ,通過漏泄電纜加中繼放大器構(gòu)成礦井巷道中無(wú)線電波傳輸?shù)耐ǖ?,是無(wú)線電波傳播的媒介。這種傳輸媒介的特點(diǎn)是低衰耗、有補(bǔ)償、傳輸電平穩(wěn)定、頻帶寬 ,是一個(gè)最佳模式的傳輸通道 ,在傳輸通道的周圍形成一個(gè)均衡漏泄場(chǎng) ,取代了地面以空間為無(wú)線電波的傳輸媒介。利用漏泄原理建立無(wú)線電波傳輸通道 ,實(shí)現(xiàn)礦井巷道中的移動(dòng)通信稱之為漏泄通信 ,成為井下移動(dòng)通信新的科學(xué)分支。漏泄通信使用的頻段是目前通信技術(shù)最成熟的 V HF頻段 ,采FM調(diào)頻制式 ,優(yōu)良的性能指標(biāo) ,使漏泄通信有很強(qiáng)的生命力，是其他制式是無(wú)法比擬的。

7認(rèn)知無(wú)線電應(yīng)用于煤礦無(wú)線通信中 ,主要存在以下優(yōu)點(diǎn) :

(1)提高系統(tǒng)容量 ,功能全面

認(rèn)知無(wú)線電能夠根據(jù)井下的實(shí)際情況動(dòng)態(tài)分配頻譜 ,改變傳統(tǒng)的井下無(wú)線通信一經(jīng)安裝 ,工作頻率、作方式隨即確定的狀況 ,并且認(rèn)知無(wú)線電還可以根據(jù)同一礦井中的不同巷道、同工作面、同地形、同工作介質(zhì)的環(huán)境動(dòng)態(tài)選擇適當(dāng)?shù)臒o(wú)線電傳輸參數(shù)。認(rèn)知無(wú)線電理論上可將頻譜利用率提高10倍 ,以實(shí)現(xiàn)井下語(yǔ)音通信和實(shí)時(shí)圖象信息的傳輸和遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。

(2)提高系統(tǒng)抗干擾能力

抗干擾能力是衡量通信可靠性的重要指標(biāo)之一。井環(huán)境復(fù)雜 ,巷道形狀、度不一 ,電磁干擾的耦合和傳播與地面不同。因此 ,固定的、一的通信方式必然在一定地形、一定環(huán)境下存在嚴(yán)重的干擾 ,使通信質(zhì)量大大下降 ,甚至不能通信。認(rèn)知無(wú)線電通過感知環(huán)境電磁信息 ,經(jīng)過學(xué)習(xí)和分析 ,來(lái)決策采用何種適用于傳輸?shù)木幋a方式 ,并可自適應(yīng)調(diào)整發(fā)射功率、作頻率等參數(shù) ,以減小電磁干擾對(duì)通信的影響。

(3)增強(qiáng)互聯(lián)互通能力

目前各大煤礦配備了多種無(wú)線電通信設(shè)備 ,應(yīng)調(diào)整發(fā)射功率等功能 ,為實(shí)現(xiàn)不同通信設(shè)備的互聯(lián)互通提供了可能。

（4）靈活多變

無(wú)線電漏泄通信系統(tǒng)對(duì)于故障排查、事故處理方便 ,傳輸速率快 ,頻帶寬 ,誤碼低,初期資金投入適中 ,特別是使用方便靈活 ,非常適合于移動(dòng)設(shè)備或移動(dòng)作業(yè)崗位。隨著礦井自動(dòng)化水平的不斷提高 ,固定崗位、固定崗位人員不斷減少,取而代之的將是大量流動(dòng)性巡檢、護(hù)人員,因此移動(dòng)性通訊裝備是首選 ,也是必須配備的。無(wú)線電漏泄通信系統(tǒng)將在煤礦井下發(fā)揮巨大的、不可替代的

8福城煤礦壓風(fēng)機(jī)房故障遠(yuǎn)程自動(dòng)化報(bào)警裝置

福城煤礦使用的壓風(fēng)機(jī)為復(fù)盛實(shí)業(yè)（上海）有限公司空氣壓縮機(jī)和英格索蘭廠家生產(chǎn)的空氣壓縮機(jī)，為實(shí)施礦井自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)，現(xiàn)在壓風(fēng)機(jī)房為無(wú)人值守崗位，自2008年投產(chǎn)后英格索蘭壓風(fēng)機(jī)在每次故障停機(jī)條件下會(huì)出現(xiàn)噴油泄壓現(xiàn)象，造成事故和還有事故的擴(kuò)大化，造成井下風(fēng)動(dòng)工具不能正常使用，嚴(yán)重影響礦井生產(chǎn)水平和開拓進(jìn)度。

為解決上述為問題，福城煤礦除了在解決壓風(fēng)機(jī)故障噴油現(xiàn)狀的同時(shí)，也在壓風(fēng)機(jī)房故障預(yù)警上和故障排除上做了很大的想法，成功的提高了壓風(fēng)機(jī)房的自動(dòng)化能力，研制成功了壓風(fēng)機(jī)房遠(yuǎn)程自動(dòng)化報(bào)警裝置。使得壓風(fēng)機(jī)在發(fā)生故障時(shí)，人員能第一時(shí)間趕赴現(xiàn)場(chǎng)，控制事故局面，減少事故影響時(shí)間，滿足生產(chǎn)需要。

（1）、壓風(fēng)機(jī)房便攜式遠(yuǎn)程自動(dòng)化報(bào)警裝置原理

如下圖所示，將高壓柜故障信號(hào)線并聯(lián)出來(lái)，作為繼電器開關(guān)控制信號(hào)、無(wú)限對(duì)講機(jī)的開通信號(hào)和繼電器開關(guān)控制聲光報(bào)警信號(hào)。

高壓柜開關(guān)柜發(fā)生故障后，本身的電壓15v故障信號(hào)通過0.5m信號(hào)線并聯(lián)接入繼電器，通過信號(hào)線并聯(lián)接入無(wú)限對(duì)講機(jī)，繼電器得電后吸合，從而使得聲、光報(bào)警器報(bào)警；無(wú)限對(duì)講機(jī)得電，可以將現(xiàn)場(chǎng)聲光報(bào)警器聲音傳遞出去，從而使的機(jī)電工區(qū)值班人員及崗位工維修人員在第一時(shí)間內(nèi)得到故障信息，及時(shí)處理事故

（2）經(jīng)濟(jì)效益分析：

I、每次故障后，壓風(fēng)機(jī)會(huì)噴油25kg，造成壓風(fēng)機(jī)英格索蘭油資源的浪費(fèi)，實(shí)施這樣壓風(fēng)機(jī)房停機(jī)故障后施工人員及時(shí)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)對(duì)壓風(fēng)機(jī)停機(jī)，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)事故處理，減小故障時(shí)間延長(zhǎng)，縮短影響礦井供風(fēng)時(shí)間，縮短影響礦井生產(chǎn)時(shí)間。

II、根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)得出結(jié)果，平均每次故障停機(jī)事故及時(shí)處理，能夠節(jié)省20kg的油，據(jù)三個(gè)月完全統(tǒng)計(jì)，平均一個(gè)月壓風(fēng)機(jī)故障停機(jī)次數(shù)為3次，也就是平均每年停機(jī)次數(shù)為36次，也就是每年能夠節(jié)省36次×20kg/.次=720kg，平均一桶油為150kg，一桶油為34000元，一年能夠節(jié)省：34000×720÷150=163200元。

III、每一次更換壓風(fēng)機(jī)液壓油，需要很大人力、物力，所以每更換一次會(huì)造成很大物力、人力、和資源的浪費(fèi)。

9降壓站遠(yuǎn)程自動(dòng)化接地報(bào)警裝置

福城煤礦降壓站目前建有35KV箱變一臺(tái)，兩回路并列運(yùn)行方式供電，35KV主結(jié)線采用全橋結(jié)線。根據(jù)礦井總負(fù)荷、高壓電機(jī)容量等因素，選用兩臺(tái)SZ11―12500/ 35/10KV 12500KVA低損耗環(huán)保、節(jié)能型變壓器作為礦井主變壓器，采用戶外布置。正常情況下兩臺(tái)變壓器一臺(tái)工作，一臺(tái)備用。由于惡劣天氣等因素，導(dǎo)致35KV降壓站高壓接地報(bào)警，一旦出現(xiàn)故障發(fā)生后、處理不及時(shí)，將造成更嚴(yán)重后果。

根據(jù)降壓站現(xiàn)狀，當(dāng)出現(xiàn)高壓接地故障時(shí)，通過互感器檢測(cè)到接地電流，連接對(duì)講機(jī)報(bào)警信號(hào)，對(duì)講機(jī)發(fā)出警報(bào)，放置在維修工宿舍的另一臺(tái)對(duì)講機(jī)和機(jī)電工區(qū)值班室接收到報(bào)警信號(hào)隨之報(bào)警，維修工能在第一時(shí)間得知降壓站出現(xiàn)接地故障，立即組織人員處理，降低事故擴(kuò)大的風(fēng)險(xiǎn)。

（1）、利用對(duì)講機(jī)無(wú)線傳輸功能，在信號(hào)覆蓋范圍內(nèi)可以任意移動(dòng)，將對(duì)講機(jī)放置在維修工宿舍，24小時(shí)隨時(shí)可通知維修工；

（2）、自制電流互感器，將接地電流信號(hào)放大，可使對(duì)講機(jī)報(bào)警線路閉合

10無(wú)線電技術(shù)在煤礦安全系統(tǒng)報(bào)警的設(shè)計(jì)拓展

進(jìn)入21世紀(jì)，煤礦業(yè)正進(jìn)入一個(gè)信息化、自動(dòng)化、智能化的科技發(fā)展領(lǐng)域，數(shù)字礦山成為礦山自動(dòng)化控制的發(fā)展趨勢(shì)。根據(jù)壓風(fēng)機(jī)房故障遠(yuǎn)程自動(dòng)化報(bào)警和降壓站遠(yuǎn)程自動(dòng)化接地報(bào)警裝置的基礎(chǔ)的上，探索礦井無(wú)線電自動(dòng)化控制系統(tǒng)的建設(shè)之路。

實(shí)施建議：在主井、副井、壓風(fēng)、提風(fēng)、降壓站、動(dòng)篩、鍋爐、甚至井下泵房等等大型設(shè)備高壓柜安裝故障遠(yuǎn)程自動(dòng)化報(bào)警裝置，并建設(shè)自動(dòng)化報(bào)警平臺(tái)，比如自動(dòng)化報(bào)警平臺(tái)建設(shè)在調(diào)度臺(tái)機(jī)電部及崗位工宿舍，對(duì)設(shè)備設(shè)施進(jìn)行監(jiān)控，在事故出現(xiàn)的一瞬間，維修工能在第一時(shí)間得知事故出現(xiàn)地點(diǎn)，馬上組織人員進(jìn)行處理，降低事故的擴(kuò)大，通過電流互感器，將故障電流信號(hào)放大，可使對(duì)講機(jī)致使報(bào)警線路閉合，甚至可以復(fù)位故障信號(hào)，。

目前認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)發(fā)展正在起步，信號(hào)處理、人工智能、軟件無(wú)線電、動(dòng)態(tài)頻率選擇、自適應(yīng)功率控制技術(shù)等正在迅猛發(fā)展，他們都為無(wú)線電技術(shù)的研究提供了很大的條件，相信無(wú)線電的技術(shù)在煤礦認(rèn)知領(lǐng)域空間很大，早日實(shí)現(xiàn)無(wú)線電在煤礦的自動(dòng)化。

參考文獻(xiàn)

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【5】《煤炭工程》《煤炭應(yīng)急預(yù)案技術(shù)的研究及應(yīng)用現(xiàn)狀》. 國(guó)家煤炭安全監(jiān)察局主管、煤炭科學(xué)研究總院主辦

【6】《礦山固定設(shè)備測(cè)試技術(shù)》.煤炭工業(yè)出版社

篇9

關(guān)鍵詞：電子設(shè)備 電磁兼容性 干擾源 有效抑制

1引言

隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，現(xiàn)代的電子設(shè)備已廣泛地應(yīng)用于人類生活的各個(gè)領(lǐng)域。當(dāng)前，電子設(shè)備已處速發(fā)展的時(shí)期，并且這個(gè)發(fā)展過程仍以日益增長(zhǎng)的速度持續(xù)著。電子設(shè)備的廣泛應(yīng)用和發(fā)展，必然導(dǎo)致它們?cè)谄渲車臻g產(chǎn)生的電磁場(chǎng)電平的不斷增加。也就是說(shuō)，電子設(shè)備不可避免地在電磁環(huán)境（EME）中工作。因此，必須解決電子設(shè)備在電磁環(huán)境中的適應(yīng)能力。電磁兼容性（EMC）是一門關(guān)于抗電磁干擾（EMI）影響的科學(xué)。目前，就世界范圍來(lái)說(shuō)，電磁兼容性問題已經(jīng)形成一門新的學(xué)科。電磁兼容的中心課題是研究控制和消除電磁干擾，使電子設(shè)備或系統(tǒng)與其它設(shè)備聯(lián)系在一起工作時(shí)，不引起設(shè)備或系統(tǒng)的任何部分的工作性能的惡化或降低。一個(gè)設(shè)計(jì)理想的電子設(shè)備或系統(tǒng)應(yīng)該既不輻射任何不希望的能量，又應(yīng)該不受任何不希望有的能量的影響。

2電磁干擾源的分類

各種形式的電磁干擾是影響電子設(shè)備電磁兼容性的主要因素，因此，它是電磁兼容性設(shè)計(jì)中需要研究的重要內(nèi)容。

2－1 內(nèi)部干擾

內(nèi)部干擾是指電子設(shè)備內(nèi)部各元部件之間的相互干擾，包括以下幾種。

（1）工作電源通過線路的分布電容和絕緣電阻產(chǎn)生漏電造成的干擾；(與工作頻率有關(guān))

（2）信號(hào)通過地線、電源和傳輸導(dǎo)線的阻抗互相耦合，或?qū)Ь€之間的互感造成的干擾；

（3）設(shè)備或系統(tǒng)內(nèi)部某些元件發(fā)熱，影響元件本身或其它元件的穩(wěn)定性造成的干擾；

（4）大功率和高電壓部件產(chǎn)生的磁場(chǎng)、電場(chǎng)通過耦合影響其它部件造成的干擾。

2－2　外部干擾

外部干擾是指電子設(shè)備或系統(tǒng)以外的因素對(duì)線路、設(shè)備或系統(tǒng)的干擾，包括以下幾種。

（1）外部的高電壓、電源通過絕緣漏電而干擾電子線路、設(shè)備或系統(tǒng)；

（2）外部大功率的設(shè)備在空間產(chǎn)生很強(qiáng)的磁場(chǎng)，通過互感耦合干擾電子線路、設(shè)備或系統(tǒng)；

（3）空間電磁波對(duì)電子線路或系統(tǒng)產(chǎn)生的干擾；

（4）工作環(huán)境溫度不穩(wěn)定，引起電子線路、設(shè)備或系統(tǒng)內(nèi)部元器件參數(shù)改變?cè)斐傻母蓴_；

（5）由工業(yè)電網(wǎng)供電的設(shè)備和由電網(wǎng)電壓通過電源變壓器所產(chǎn)生的干擾。

3干擾的傳遞途徑

當(dāng)干擾源的頻率較高、干擾信號(hào)的波長(zhǎng)又比擾的對(duì)象結(jié)構(gòu)尺寸小，或者干擾源與擾者之間的距離r>>λ／2π時(shí)，則干擾信號(hào)可以認(rèn)為是輻射場(chǎng)，它以平面電磁波形式向外副射電磁場(chǎng)能量進(jìn)入擾對(duì)象的通路。

（2）干擾信號(hào)以漏電和耦合形式，通過絕緣支承物等（包括空氣）為媒介，經(jīng)公共阻抗的耦合進(jìn)入擾的線路、設(shè)備或系統(tǒng)。

如果干擾源的頻率較低，干擾信號(hào)的波長(zhǎng)λ比擾對(duì)象的結(jié)構(gòu)尺寸長(zhǎng)，或者干擾源與干擾對(duì)象之間的距離r

（3）干擾信號(hào)可以通過直接傳導(dǎo)方式引入線路、設(shè)備或系統(tǒng)。

4電磁兼容性設(shè)計(jì)的基本原理

4－1　接地

接地是電子設(shè)備的一個(gè)很重要問題。接地目的有三個(gè)：

（1）接地使整個(gè)電路系統(tǒng)中的所有單元電路都有一個(gè)公共的參考零電位，保證電路系統(tǒng)能穩(wěn)定地干作。

（2）防止外界電磁場(chǎng)的干擾。機(jī)殼接地可以使得由于靜電感應(yīng)而積累在機(jī)殼上的大量電荷通過大地泄放，否則這些電荷形成的高壓可能引起設(shè)備內(nèi)部的火花放電而造成干擾。另外，對(duì)于電路的屏蔽體，若選擇合適的接地，也可獲得良好的屏蔽效果。

（3）保證安全工作。當(dāng)發(fā)生直接雷電的電磁感應(yīng)時(shí)，可避免電子設(shè)備的毀壞；當(dāng)工頻交流電源的輸入電壓因絕緣不良或其它原因直接與機(jī)殼相通時(shí)，可避免操作人員的觸電事故發(fā)生。此外，很多醫(yī)療設(shè)備都與病人的人體直接相連，當(dāng)機(jī)殼帶有110V或220V電壓時(shí)，將發(fā)生致命危險(xiǎn)。

因此，接地是抑制噪聲防止干擾的主要方法。接地可以理解為一個(gè)等電位點(diǎn)或等電位面，是電路或系統(tǒng)的基準(zhǔn)電位，但不一定為大地電位。為了防止雷擊可能造成的損壞和工作人員的人身安全，電子設(shè)備的機(jī)殼和機(jī)房的金屬構(gòu)件等，必須與大地相連接，而且接地電阻一般要很小，不能超過規(guī)定值。

電路的接地方式基本上有三類，即單點(diǎn)接地、多點(diǎn)接地和混合接地。單點(diǎn)接地是指在一個(gè)線路中，只有一個(gè)物理點(diǎn)被定義為接地參考點(diǎn)。其它各個(gè)需要接地的點(diǎn)都直接接到這一點(diǎn)上。多點(diǎn)接地是指某一個(gè)系統(tǒng)中各個(gè)接地點(diǎn)都直接接到距它最近的接地平面上，以使接地引線的長(zhǎng)度最短。接地平面，可以是設(shè)備的底板，也可以是貫通整個(gè)系統(tǒng)的地導(dǎo)線，在比較大的系統(tǒng)中，還可以是設(shè)備的結(jié)構(gòu)框架等等。混合接地是將那些只需高頻接地點(diǎn)，利用旁路電容和接地平面連接起來(lái)。但應(yīng)盡量防止出現(xiàn)旁路電容和引線電感構(gòu)成的諧振現(xiàn)象。

4－2　屏面

屏蔽就是對(duì)兩個(gè)空間區(qū)域之間進(jìn)行金屬的隔離，以控制電場(chǎng)、磁場(chǎng)和電磁波由一個(gè)區(qū)域?qū)α硪粋€(gè)區(qū)域的感應(yīng)和輻射。具體講，就是用屏蔽體將元部件、電路、組合件、電纜或整個(gè)系統(tǒng)的干擾源包圍起來(lái)，防止干擾電磁場(chǎng)向外擴(kuò)散；用屏蔽體將接收電路、設(shè)備或系統(tǒng)包圍起來(lái)，防止它們受到外界電磁場(chǎng)的影響。

因?yàn)槠帘误w對(duì)來(lái)自導(dǎo)線、電纜、元部件、電路或系統(tǒng)等外部的干擾電磁波和內(nèi)部電磁波均起著吸收能量（渦流損耗）、反射能量（電磁波在屏蔽體上的界面反射）和抵消能量（電磁感應(yīng)在屏蔽層上產(chǎn)生反向電磁場(chǎng)，可抵消部分干擾電磁波）的作用，所以屏蔽體具有減弱干擾的功能。

屏蔽體材料選擇的原則是：

（1）當(dāng)干擾電磁場(chǎng)的頻率較高時(shí)，利用低電阻率（高電導(dǎo)率）的金屬材料中產(chǎn)生的渦流（P=I2R，電阻率越低（電導(dǎo)率越高），消耗的功率越大），形成對(duì)外來(lái)電磁波的抵消作用，從而達(dá)到屏蔽的效果。

（2）當(dāng)干擾電磁波的頻率較低時(shí)，要采用高導(dǎo)磁率的材料，從而使磁力線限制在屏蔽體內(nèi)部，防止擴(kuò)散到屏蔽的空間去。

（3）在某些場(chǎng)合下，如果要求對(duì)高頻和低頻電磁場(chǎng)都具有良好的屏蔽效果時(shí)，往往采用不同的金屬材料組成多層屏蔽體。

4－3　其它抑制干擾方法

（1）濾波

濾波是抑制和防止干擾的一項(xiàng)重要措施。濾波器可以顯著地減小傳導(dǎo)干擾的電平，因?yàn)楦蓴_頻譜成份不等于有用信號(hào)的頻率，濾波器對(duì)于這些與有用信號(hào)頻率不同的成份有良好的抑制能力，從而起到其它干擾抑制難以起到的作用。所以，采用濾波網(wǎng)絡(luò)無(wú)論是抑制干擾源和消除干擾耦合，或是增強(qiáng)接收設(shè)備的抗干擾能力，都是有力措施。用阻容和感容去耦網(wǎng)絡(luò)能把電路與電源隔離開，消除電路之間的耦合，并避免干擾信號(hào)進(jìn)入電路。對(duì)高頻電路可采用兩個(gè)電容器和一個(gè)電感器（高頻扼流圈）組成的CLCMπ型濾波器。濾波器的種類很多，選擇適當(dāng)?shù)臑V波器能消除不希望的耦合。

（2）正確選用無(wú)源元件

實(shí)用的無(wú)源元件并不是“理想”的，其特性與理想的特性是有差異的。實(shí)用的元件本身可能就是一個(gè)干擾源，因此正確選用無(wú)源元件非常重要。有時(shí)也可以利用元件具有的特性進(jìn)行抑制和防止干擾。

（3）電路技術(shù)

有時(shí)候采用屏蔽后仍不能滿足抑制和防止干擾的要求，可以結(jié)合屏蔽，采取平衡措施等電路技術(shù)。平衡電路是指雙線電路中的兩根導(dǎo)線與連接到這兩根導(dǎo)線的所有電路，對(duì)地或?qū)ζ渌鼘?dǎo)線都具有相同的阻抗。其目的在于使兩根導(dǎo)線所檢拾到的干擾信號(hào)相等。這時(shí)的干擾噪聲是一個(gè)共態(tài)信號(hào)，可在負(fù)載上自行消失。另外，還可采用其它一些電路技術(shù)，例如接點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，整形電路，積分電路和選通電路等等。總之，采用電路技術(shù)也是抑制和防止干擾的重要措施。

5　電磁兼容性問題的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)

干擾特別委員會(huì)（CISPR），主要研究無(wú)線電系統(tǒng)中干擾噪聲的測(cè)量。1976年，CISPR開始制訂電磁干擾的EMI標(biāo)準(zhǔn)。1900年10月在幾經(jīng)修訂基礎(chǔ)上公布再版標(biāo)準(zhǔn)，隨后該委員會(huì)還與國(guó)際無(wú)線通信資詢委員會(huì)一起審議，為電子產(chǎn)品電磁兼容性的檢測(cè)制訂數(shù)據(jù)要求及具體方法。制訂了以信息技術(shù)裝置噪聲為對(duì)象的“工業(yè)、科學(xué)及醫(yī)療用無(wú)線電儀器的干擾特性允許值及其測(cè)量方法”（標(biāo)準(zhǔn)11號(hào)）；“車輛、機(jī)動(dòng)船和火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置無(wú)線電干擾特性的測(cè)量方法及允許值”（標(biāo)準(zhǔn)12號(hào)）；“無(wú)線電和電視接收機(jī)的無(wú)線電干擾特性的測(cè)量方法及允許值”（標(biāo)準(zhǔn)13號(hào)）等。直至1992年中期，國(guó)際EMI標(biāo)準(zhǔn)才最終完善起來(lái)。CISPR推薦的容限已為世界上許多國(guó)家所采納，并作為其國(guó)家條例的基礎(chǔ)。

無(wú)線電發(fā)射機(jī)功率電平是影響周圍無(wú)線電電子設(shè)備，產(chǎn)生干擾電平的一個(gè)重要因素。因此無(wú)線電發(fā)射機(jī)功率電平應(yīng)該受到限制。例如，根據(jù)無(wú)線電通信咨詢委員會(huì)357-1號(hào)建議，在衛(wèi)星通信系統(tǒng)和地面微波中繼通信線路共同使用的（5800～8100MHz）頻段上，當(dāng)給到天線上的功率不超過13dBW時(shí)，應(yīng)該限制微波中繼通信線路的發(fā)射機(jī)有效輻射功率（即發(fā)射機(jī)功率和天線增益的乘積）數(shù)值為55dBW。建議同時(shí)限制衛(wèi)星通信的地面站的功率及通信衛(wèi)星輻射功率通量密度。許多其它的無(wú)線電業(yè)務(wù)，例如業(yè)余無(wú)線電愛好者的，移動(dòng)通信系統(tǒng)等的發(fā)射機(jī)功率的最大值也應(yīng)該受到限制。

頻率規(guī)劃在全國(guó)和全世界范圍內(nèi)已被廣泛采用，是提高射頻資源利用率的一種途徑，也是保證無(wú)線電電子設(shè)備電磁兼容性的重要措施之一。因此應(yīng)嚴(yán)格按照國(guó)際協(xié)議（無(wú)線電頻率分配表）和全國(guó)文件，實(shí)行國(guó)家、地區(qū)的頻帶劃分和業(yè)務(wù)之間的頻帶分配。根據(jù)頻率—空間分配的原理進(jìn)行無(wú)線頻道分配。頻率規(guī)劃必須保證每個(gè)無(wú)線電電子設(shè)備干擾電平最小，或消除干擾，由國(guó)家無(wú)線電管理委員會(huì)負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)。

近年來(lái)，我國(guó)許多部門都在開展電磁兼容性的試驗(yàn)研究和有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定工作，制定了一系列標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。例如，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB3907-83為工業(yè)無(wú)線電干擾基本測(cè)量方法；GB4824.1-84為工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療射頻設(shè)備無(wú)線電干擾允許值；GB6279-86為車輛、機(jī)動(dòng)船和火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置無(wú)線電特性測(cè)量方法及允許值等。國(guó)家無(wú)線電管理委員會(huì)對(duì)工、科、醫(yī)等電子設(shè)備的使用頻率、帶寬和最大輻射場(chǎng)強(qiáng)都作出了具體規(guī)定。這對(duì)保證電子設(shè)備的正常工作和人民的正常生活以及促進(jìn)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)更迅速發(fā)展，都起了重要的作用。

6　一些典型電磁兼容性問題的解決

由于電子技術(shù)在各行各業(yè)中的廣泛應(yīng)用，在人類活動(dòng)的空間無(wú)處不充斥著電磁波，因此，電子設(shè)備不解決電磁波干擾問題，就不能兼容工作。在實(shí)際應(yīng)用中，人們?cè)谘芯靠垢蓴_技術(shù)方面也積累了大量的經(jīng)驗(yàn)，不斷地研究出許多實(shí)用的方法來(lái)消除電磁干擾。

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)汽車工作時(shí)，電磁干擾相當(dāng)突出，嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞電子元器件。因此，汽車電子設(shè)備的電磁環(huán)境最為惡劣，汽車電子設(shè)備的電磁兼容性問題也特別受到人們的重視。汽車點(diǎn)火所產(chǎn)生的高頻輻射最為突出。日本和美國(guó)等先進(jìn)國(guó)家的環(huán)保部門為防止汽車電氣噪聲對(duì)環(huán)境的污染，規(guī)定只能使用帶阻尼（如碳芯）的屏蔽線作為點(diǎn)火線，實(shí)踐表明這是很有效的措施。

為了解決微電技術(shù)，尤其是計(jì)算機(jī)在汽車上的應(yīng)用和推廣，根據(jù)需要和實(shí)際要求，可以設(shè)計(jì)出效果良好的濾波電路，置于前級(jí)可使大多數(shù)因傳導(dǎo)而進(jìn)入系統(tǒng)的干擾噪聲消除在電路系統(tǒng)的入口處；可以設(shè)置隔離電路，如變壓器隔離和光電隔離等解決通過電源線、信號(hào)線和地線進(jìn)入電路的傳導(dǎo)干擾，同時(shí)阻止因公共阻抗、長(zhǎng)線傳輸而引起的干擾；也可以設(shè)置能量吸收回路，從而減少電路、器件吸收的噪聲能量；或通過選擇元器件和合理安排電路系統(tǒng)，使干擾的影響減小。

微機(jī)設(shè)備的軟件抗干擾主要是穩(wěn)定內(nèi)存數(shù)據(jù)和保證程序指針。微機(jī)是一個(gè)可編程控制裝置，軟件可以支持和加強(qiáng)硬件的抗干擾能力。如果微機(jī)系統(tǒng)中隨機(jī)內(nèi)存RAM主要用于測(cè)量和控制時(shí)數(shù)據(jù)的暫時(shí)存放，內(nèi)存空間較小，對(duì)存放的數(shù)據(jù)而言，若將采集到的幾組數(shù)據(jù)求平均值作為采樣結(jié)果，可避免在采集時(shí)因干擾而破壞了數(shù)據(jù)的真實(shí)性；如果存放在隨機(jī)內(nèi)存中的數(shù)據(jù)因干擾而丟失或者數(shù)據(jù)發(fā)生變化，可以在隨機(jī)內(nèi)存區(qū)設(shè)置檢驗(yàn)標(biāo)志；為了減少干擾對(duì)隨機(jī)內(nèi)存區(qū)的破壞，可在隨機(jī)存儲(chǔ)器芯片的寫信號(hào)線上加觸發(fā)裝置，只有在CPU寫數(shù)據(jù)時(shí)才發(fā)。軟件抗干擾的措施也很多，如數(shù)字濾波程序、抗窄脈沖的延時(shí)程序、邏輯狀態(tài)的真?zhèn)闻袆e等。有時(shí)候，必須采用軟件和硬件相結(jié)合的辦法才能抑制干擾，常用的辦法是設(shè)置一個(gè)定時(shí)器，從而保護(hù)程序正常運(yùn)行。

近年來(lái)，電子儀器向著“輕、薄、短、小”和多功能、高性能及成本低方向發(fā)展。塑料機(jī)箱、塑料部件或面板廣泛地應(yīng)用于電子儀器上，于是外界電磁波很容易穿透外殼或面板，對(duì)儀器的正常工作產(chǎn)生有害的干擾，而儀器所產(chǎn)生的電磁波，也非常容易輻射到周圍空間，影響其它電子儀器的正常工作。為了使這種電子儀器能滿足電磁兼容性要求，人們?cè)趯?shí)踐中，研究出塑料金屬化處理的工藝方法，如濺射鍍鋅、真空鍍（AL）、電鍍或化學(xué)鍍銅、粘貼金屬箔（Cu或AL）和涂覆導(dǎo)電涂料等。經(jīng)過金屬化處理之后，使完全絕緣的塑料表面或塑料本身（導(dǎo)電塑料）具有金屬那樣反射（如手機(jī)）。吸收、傳導(dǎo)和衰減電磁波的特性，從而起到屏蔽電磁波干擾的作用。實(shí)際應(yīng)用中，采用導(dǎo)電涂料作屏蔽涂層，性能優(yōu)良而且價(jià)格適宜。在需要屏蔽的地方，做成一個(gè)封閉的導(dǎo)電殼體并接地，把內(nèi)外兩種不同的電磁波隔離開。實(shí)踐表明，若屏蔽材料能達(dá)到（30～40）dB以上衰減量的屏蔽效果時(shí)，就是實(shí)用、可行的。

由于電子技術(shù)應(yīng)用廣泛，而且各種干擾設(shè)備的輻射很復(fù)雜，要完全消除電磁干擾是不可能的。但是，根據(jù)電磁兼容性原理，可以采取許多技術(shù)措施減小電磁干擾，使電磁干擾控制到一定范圍內(nèi)，從而保證系統(tǒng)或設(shè)備的兼容性，例如，通信系統(tǒng)最初設(shè)計(jì)時(shí)，就應(yīng)該嚴(yán)格進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)電波測(cè)試，有針對(duì)性地選擇頻率及極化方式，避開雷達(dá)、移動(dòng)通信等雜波干擾；高壓線選擇路徑時(shí)，應(yīng)盡量繞開無(wú)線電臺(tái)（站）或充分利用接收地段的地形、地物屏蔽；接收設(shè)備與工業(yè)干擾源設(shè)備適當(dāng)配置，使接收設(shè)備與各種工業(yè)干擾源離開一定距離；在微波通信電路設(shè)計(jì)中，為了減少干擾，可采用天線高低站方式調(diào)整微波電路反射點(diǎn)，并利用山頭阻擋反射波，使之不能對(duì)直射波形成干擾。另外，微波鐵塔是獨(dú)立的高大建筑物，應(yīng)采用完善的接地、屏蔽等避雷措施。

篇10

論文摘要：數(shù)字測(cè)圖是在測(cè)量工作中利用電子計(jì)算機(jī)技術(shù)將野外數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與內(nèi)業(yè)機(jī)助制圖系統(tǒng)相結(jié)合，其目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)信息采集處理的數(shù)字化、自動(dòng)化、信息化。數(shù)字測(cè)圖可以縮短作業(yè)時(shí)間，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高成果精度。數(shù)字測(cè)圖系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)輸出3部分組成，數(shù)字測(cè)圖作業(yè)模式中測(cè)記式數(shù)字測(cè)圖應(yīng)用最為廣泛。大比例尺數(shù)字測(cè)圖正以其測(cè)圖精度高，成圖速度快等優(yōu)勢(shì)逐步的取代傳統(tǒng)的，以平板儀為主的模擬測(cè)圖。與傳統(tǒng)的模擬測(cè)圖相比，數(shù)字測(cè)圖的質(zhì)量控制關(guān)鍵點(diǎn)更多、內(nèi)容與方法更為復(fù)雜。GPS 新技術(shù)的出現(xiàn)，可以高精度并快速地測(cè)定各級(jí)控制點(diǎn)的坐標(biāo)，在地形測(cè)量中已得到廣泛地應(yīng)用。本文介紹了GPS(RTK) 配合全站儀的作業(yè)流程， 簡(jiǎn)要闡明了其在地形測(cè)量中的應(yīng)用。在利用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)成圖的過程中， 解決一些常見的問題， 并給出解決的辦法及依據(jù)， 同時(shí)給出一些有益的結(jié)論， 以適應(yīng)實(shí)際使用的需要。

ABSTRACT：The digitized mapping technique is to combine the field data collection system with the computer assisted mapping system in surveys by computer technology.It aims to realize the information collected and processed digitally and automaticaity.The digitized mapping technique can cut short the working time，lighten the labor intensity and enhance the precision of the productions.The system consists of three parts，such as data input，data processing and data output.the survey-record digitized mapping technique is widely used in the digitized mapping working pattern.For its superiority over traditional plane-table mapping in accuracy and efficiency，the large scale digital mapping is becoming more and more popular.Compared with traditional analogue mapping，digital mapping has more quality control pivotai points，and its contents and methods are more complex.With the appearance of new technology GPS ，the coordinate of different levels controlling points may be surveyed in high precision and it has been applied widely in topographic survey.The operation process of GPS(RTK) electronic tachometer is introduced and its application in topographic survey is briefly illustrated. Solutions to some problems usually occur in the mapping process using actually measured data and some helpful conclusions are given for practical use.

Key words : RTK; electronic tachometer ; digital mapping ; CASS5.1;topographic survey;GPS

第1章 緒 論

1.1 前言

目前在我國(guó)，獲取數(shù)字地圖的主要方法有三種：原圖數(shù)字化，航測(cè)數(shù)字成圖，地面數(shù)字測(cè)圖[1]。但不管那種方法，其主要作業(yè)過程均為三個(gè)步驟：數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)處理及地形圖的數(shù)據(jù)輸出（打印圖紙、提供軟盤等）。這里我們主要講述一下地面數(shù)字化。

在沒有合乎要求的大比例尺地圖的地區(qū)或該地區(qū)測(cè)繪經(jīng)費(fèi)比充足，可直接采用地面數(shù)字測(cè)圖的方法，該方法也稱為內(nèi)外業(yè)一體化數(shù)字測(cè)圖，是我國(guó)目前個(gè)測(cè)繪單位用得最多的數(shù)字測(cè)圖方法。采用該方法所得到的數(shù)字地圖的特點(diǎn)是精度高，只要采取一定的措施，重要地物相對(duì)于鄰近的控制點(diǎn)的精度控制在5cm內(nèi)是可以做到的。但它所耗費(fèi)的人力、物力與財(cái)力也是比較大的。

隨著測(cè)繪科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的測(cè)圖方法正逐步被不斷涌現(xiàn)的新儀器、新設(shè)備、新技術(shù)、新方法所取代。GPS - RTK(以下簡(jiǎn)稱RTK) 與全站儀聯(lián)合進(jìn)行數(shù)字化測(cè)繪地形圖就是一種行之有效的新方法。

RTK與全站儀聯(lián)合測(cè)繪地形圖，可以優(yōu)劣互補(bǔ)。如果僅用全站儀進(jìn)行數(shù)字化測(cè)圖，就必須建立圖根控制網(wǎng)，這樣須投入大量的時(shí)間、人力、財(cái)力;如僅用RTK測(cè)圖，可以省去建立圖根控制這個(gè)中間環(huán)節(jié)，節(jié)省大量的時(shí)間、人力和財(cái)力，同時(shí)還可以全天侯地觀測(cè)。由于衛(wèi)星的截止高度角必須大于13°- 15°，它在遇到高大建筑物或在樹下時(shí)，就很難接收到衛(wèi)星和無(wú)線電信號(hào)，也就無(wú)法進(jìn)行測(cè)量。如果用RTK與全站儀聯(lián)合測(cè)圖，上述弊端就可以克服。即在進(jìn)行地形測(cè)量時(shí)，空曠地區(qū)的地形、地物用RTK測(cè)之;村莊、城市內(nèi)的建筑物、構(gòu)筑物用RTK實(shí)時(shí)給出圖根點(diǎn)的三維坐標(biāo)，然后用全站儀測(cè)之。這樣可以大大加快測(cè)量速度，提高工作效率。

隨著GPS 定位精度的提高、硬件性能的改善， GPS 得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。同時(shí)，全站儀也因其數(shù)據(jù)采集自動(dòng)化程度高、大大釋放勞動(dòng)力等優(yōu)勢(shì)，成為勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工和管理不可或缺的測(cè)量工具。但隨著工程質(zhì)量要求的不斷提高，測(cè)量用戶已不再局限于只使用GPS 或全站儀中的一種，在實(shí)際測(cè)量工作中，同樣一個(gè)工程中GPS 的測(cè)量成果常為全站儀所用，全站儀測(cè)量值又常作為檢校GPS 作業(yè)的依據(jù)。用GPS 完成控制比用常規(guī)儀器要快得多。它不要站間通視，也無(wú)需龐大的作業(yè)隊(duì)伍，精度高、作業(yè)快、費(fèi)用省、應(yīng)用靈活。一些先進(jìn)的接收機(jī)和天線技術(shù)把外業(yè)觀測(cè)時(shí)間壓縮到最短的同時(shí)，仍能獲得最優(yōu)的數(shù)據(jù)，在靈敏度、可靠性、抗干擾能力方面都有優(yōu)異的表現(xiàn)。靜態(tài)、快速靜態(tài)通過載波相位差分可以達(dá)到很高的精度(10-6D～10-8D) 。R T K 技術(shù)能實(shí)時(shí)提供觀測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)，并達(dá)到厘米級(jí)的精度。它的普及極大地拓展了GPS 的使用空間，使GPS 從只能做控制測(cè)量的局面中擺脫出來(lái)，而開始廣泛運(yùn)用于工程測(cè)量。現(xiàn)在商用R T K 接收機(jī)可實(shí)現(xiàn)20 Hz 高速獨(dú)立采樣與輸出，整周未知數(shù)初始化時(shí)間僅需8 S ， 并提供獨(dú)立檢核，內(nèi)置鋰電池可支持1 個(gè)工作日連續(xù)作業(yè)。全站儀是一種兼有電子測(cè)距、電子測(cè)角、計(jì)算和數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄及傳輸功能的自動(dòng)化、數(shù)字化的三維坐標(biāo)測(cè)量與定位系統(tǒng)。面對(duì)多層次的需求，各種精度等級(jí)、各種功能類型的儀器也紛紛面世。尤其是以無(wú)棱鏡測(cè)量、自動(dòng)目標(biāo)識(shí)別、自動(dòng)跟蹤等代表新技術(shù)潮流的功能將使工作得以更高效、精確地完成。如今，已被廣泛應(yīng)用于控制測(cè)量、地形測(cè)量、地籍與房產(chǎn)測(cè)量、施工放樣、工業(yè)測(cè)量及近海定位等方面。隨著電子全站儀、GPS(RTK)及電子計(jì)算機(jī)的普及，及它們?cè)跍y(cè)量?jī)x器中的比例逐漸增大，它們?cè)跀?shù)字地形圖、地籍圖的應(yīng)用也在日趨廣泛。地形圖的成圖方法正在逐步的由傳統(tǒng)的白紙法成圖像數(shù)字測(cè)圖方向發(fā)展。特別是我國(guó)的東部沿海發(fā)達(dá)地區(qū)，數(shù)字測(cè)圖幾乎占據(jù)了大部分的地形圖測(cè)繪市場(chǎng)。在地形測(cè)量中， 傳統(tǒng)的方法是經(jīng)緯儀配合小平板儀的方法， 在小平板儀上進(jìn)行展點(diǎn)， 再通過手搖數(shù)字化儀得到數(shù)字化圖， 由于受到人為操作誤差的影響， 誤差可達(dá)到0.12 mm 以上， 對(duì)大比例尺的地形圖的精度影響比較大。隨著GPS（RTK）系統(tǒng)的不斷改進(jìn)， 已經(jīng)達(dá)到了比較滿意的精度要求， 可以滿足常規(guī)測(cè)量的要求， 尤其對(duì)于開闊的地段(主要是田野、公路、河流、溝、渠、塘等) 直接采用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位(RTK) 測(cè)量模式進(jìn)行全數(shù)字野外數(shù)據(jù)采集。對(duì)于樹木較多或房屋密集的村莊等， 采用RTK 測(cè)定圖根點(diǎn)， 通過全站儀的采集碎部點(diǎn)。

基于此， 我們?cè)趯?shí)踐中嘗試?yán)肦TK 配合全站儀進(jìn)行野外數(shù)據(jù)采集， 然后在CASS5.1 環(huán)境下進(jìn)行數(shù)字化成圖， 結(jié)果顯示該方案是可行的。但是受到儀器數(shù)量的限制，有些學(xué)生對(duì)全站儀和GPS(RTK) 在數(shù)字成圖中使用的機(jī)會(huì)較少，甚至對(duì)此只是一般性的了解。所以通過本課題的完成，能夠使這些學(xué)生掌握好全站儀與GPS(RTK)集和數(shù)字成圖，為今后承擔(dān)測(cè)圖工程奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

1.2 本章小結(jié)

綜上所述，采用GPS(RTK)與全站儀聯(lián)合進(jìn)行數(shù)字化測(cè)圖，它不僅可以減少作業(yè)人員和作業(yè)工序，而且可以提高采集數(shù)據(jù)的速度和質(zhì)量，從而有效地提高了工作效率。因此，它是一種行之有效的測(cè)圖方法。

第2章 儀器及軟件

2.1 GPS(RTK)簡(jiǎn)介、系統(tǒng)組成及其基本原理[2]

2.1.1 GPS(RTK) 簡(jiǎn)介

RTK(Real Time Kinematic) 實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)，它是集計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字通訊技術(shù)、無(wú)線電技術(shù)和GPS 測(cè)量定位技術(shù)為一體的組合系統(tǒng);它是GPS 測(cè)量技術(shù)發(fā)展中的一個(gè)新突破。RTK 定位精度高，可以全天侯作業(yè)， 每個(gè)點(diǎn)的誤差均為不累積的隨機(jī)偶然誤差。

實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量的基本思路是: 在基準(zhǔn)站安設(shè)一臺(tái)GPS 接收機(jī)，對(duì)所有可見GPS 衛(wèi)星進(jìn)行連續(xù)的觀測(cè)，并將觀測(cè)數(shù)據(jù)通過無(wú)線電傳輸設(shè)備實(shí)時(shí)地發(fā)送給用戶觀測(cè)站(流動(dòng)站); 在流動(dòng)站上， GPS 接收機(jī)在接收衛(wèi)星信號(hào)的同時(shí)，通過無(wú)線電接收設(shè)備，接收基準(zhǔn)站傳輸?shù)挠^測(cè)數(shù)據(jù)，然后根據(jù)相對(duì)定位的原理實(shí)時(shí)地計(jì)算并顯示出流動(dòng)站的三維坐標(biāo)及精度。

2.1.2 GPS(RTK) 系統(tǒng)的組成

GPS(RTK) 系統(tǒng)由基準(zhǔn)站、若干個(gè)流動(dòng)站及無(wú)線電通訊系統(tǒng)三部分組成。基準(zhǔn)站包括GPS 接收機(jī)、GPS 天線、無(wú)線電通訊發(fā)射系統(tǒng)、供GPS 接收機(jī)和無(wú)線電臺(tái)使用的電源(汽車用12 伏蓄電瓶) 及基準(zhǔn)站控制器等部分。流動(dòng)站由以下幾個(gè)部分組成: GPS 接收機(jī)、GPS 天線、無(wú)線電通訊接聽系統(tǒng)、供GPS 接收機(jī)和無(wú)線電使用的電源及流動(dòng)站控制器等部分。用框圖表示參見圖2.1：

圖2.1 RTK-GPS 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.1.3 GPS(RTK) 的基本原理

GPS 系統(tǒng)包括三大部分:地面監(jiān)控部分、空間衛(wèi)星部分、用戶接收部分，各部分均有各自獨(dú)立的功能和作用，同時(shí)又相互配合形成一個(gè)有機(jī)整體系統(tǒng)。對(duì)于靜態(tài)GPS 測(cè)量系統(tǒng)， GPS 系統(tǒng)需要二臺(tái)或二臺(tái)以上接收機(jī)進(jìn)行同步觀測(cè)，記錄的數(shù)據(jù)用軟件進(jìn)行事后處理可得到兩測(cè)站間的精密WGS -84 坐標(biāo)系統(tǒng)的基線向量，經(jīng)過平差、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換等工作，才能求得未知的三維坐標(biāo)。現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法求得結(jié)果，不具備實(shí)時(shí)性。RTK 實(shí)時(shí)相對(duì)定位原理如圖2.2 所示：

圖2.2 RTK 實(shí)時(shí)相對(duì)定位原理