第一篇:CDMA2000无线传播模型校正探讨
CDMA无线传播模型校正研究
吴奕生
(中国电信股份有限公司汕头无线网络运营中心,广东省汕头市 515041)
摘要
传播模型是无线网络规划和优化的基础,每一个模型反映了特定地区的电波传播特性,由于各个地区,各个不同的城市,其地物地貌有着很大的不同,需要建立适合当地特点的模型来指导网络规划和优化工作,无线传播模型校正必须在通用传播模型的基础上根据合理的测试数据和物理数据,关注模型校正中可能出现的误差,合理设置参数,最终形成适合当地无线传播环境的传播模型。
关键词
CDMA 传播模型,校正,无线网络规划,校正方法
Abstract: Propagation model is the foundation of wireless network planning and optimization, each model reflects the propagation properties of radio waves in specific areas, because each region, different cities, the residential physiognomy are quite different, need to establish the model of local characteristics for guiding the wireless network planning and optimization.in general the propagation model must be based on the test data, and according to the reasonable physical data model and focus of possible error correction, reasonable parameters, and form the final propagation model which can match the environment of local wireless communication.Key words:CDMA propagation model, calibration,wireless network planning,calibration methods 0.概述
传播模型表征的是在某种特定环境或传播路径下,电波的传播损耗情况,其主要研究对象是传播路径上障碍物阴影效应带来的慢衰落影响。对于移动通信无线链路,在最大发射功率、保证信噪比的条件下最小的接收功率、各种损耗和增益,以及预留的功率余量确定以后,可以求出电波在空中传播的最大允许损耗,这个最大允许损耗决定了小区的覆盖半径。
无线传播模型很大程度上取决于相应的传播环境。由于无线信道的复杂性、多变性,实际无线环境的差异性,使得根据经验模型得出的场强预测与实际环境之间存在误差。在这种情况下,就需要基于实际的无线环境,针对不同的地形、地物、地貌进行详细分类,利用特定的测试设备和专用模型校正软件,来建立适合实际的无线传播模型。
1.传播模型校正的必要性
传播模型是移动通信网小区规划的基础,好的无线传播模型能很好的预测传播损耗的中值。传播环境对无线传播模型的建立起关键作用,确定某一特定地区的传播环境的主要因素
如下。
自然地形(高山、丘陵、平原、水域等); 人工建筑的数量、高度、分布和材料特性; 该地区的植被特征; 天气状况;
自然和人为的电磁噪声状况。
传播模型的准确与否关系到小区规划是否合理,运营商是否以比较经济合理的投资满足了用户的需求。针对不同的地理环境应有不同的传播模型的与之相适应,同时为了提高规划仿真软件仿真的准确性,有必要对规划仿真软件厂家提供的传播模型中所用的因子进行相应的调整即模型修正,以得到一个与当地无线传播环境相吻合的传播模型。
2.典型传播模型介绍
传播模型表示的是在某种特定环境或传播路径下电波的传播损耗情况,其主要研究对象是传播路径上障碍物阴影效应带来的慢衰落影响。
在传播模型研究方面目前主要有如下两个方向: 直接应用电磁理论计算的确定性模型:
确定性模型适合室内或微小区的模型预测,但由于其应用比较复杂,计算量很大,所以目前较少使用,比较有代表性如射线跟踪、几何绕射理论等方法。
基于大量测量数据的统计模型,又称为经验模型:
统计模型是应用较广泛的模型,常用的统计模型有Okumura-Hata、COST-231Hata、CCIR、LEE、COST231-WI等几种。
另外,不同的厂家在做模型校正或仿真时,采用了通用传播模型,通用模型是一种适合于带宽在150~2000MHz和超过长距离(1 Ploss= K1+K2Log(d)+ K3(Hms)+K4Log(Hms)+ K5Log(Heff)+ K6Log(Heff)Log(d)+ K7 Diffn + Clutter_Loss 式中: Ploss:路径损耗(dB); d:基站到移动台的距离,单位:公里; Hms:移动台距地面的高度,可以统一指定为一个常数,或者在每一种地物类型上分别定义其高度,单位:米; Heff:基站有效高度,单位:米; Diffn:地物绕射损耗; Clutter_Loss:为可校正的地物损耗修正因子,包括本地的地物损耗以及传播路径上其它地物引起的损耗,根据地物高度,隔离度等计算得出; K1为衰减常数 K2为距离衰减系数 K3和K4为移动台天线高度修正系数 K5和K6为基站天线高度修正系数 K7为绕射修正系数 3.传播模型校正原理与方法 根据慢衰落变化规律,信号在几十个波长的距离上经历慢的随机变化,其统计规律符合对数正态分布,当我们在40个波长的空间距离上取平均,可以得到包络均值,这个值通常叫做本地均值,其和特定地点上的评价值相对应,模型校正的原理就是利用测试数据获得特定长度上的本地均值,从而利用这些本地均值对传播模型进行校正,得到慢衰落变化的特性,并使得传播模型与测试数据之间的均方差和标准差的值达到最小,同时也由此来判断模型的预测结果和实际环境的拟合情况。移动通信网络规划的工程经验证明:在准平坦地形条件下,标准差不大于8 dB;丘陵地形条件下,标准差不大于11 dB,可认为该模型是可用的。 测试数据可以有CW测试数据和DT测试数据两种。 CW 测试(Continue Wave 连续波)是传统的方法,CW测试是通过连续波,采用全向天线发射信号,接收机在服务区内各个方向的道路上进行测试,以得到不同方向、距离的场强值。CW 测试的最大优点是测试频点可以根据周围的电磁环境进行选择,从而保证测试不受外界电磁波干扰,保证了测试结果的客观性。但是,CW 测试也存在测试站点选择困难、需要耗费大量的人力、物力等缺点。 DT测试(Driver Test 路测)是为了克服CW 测试中存在的一些困难,而采取的一种有效的替代方法,其测试原理与CW测试完全相同。不同之处是利用现有的CDMA基站的发射系统,利用DT测试数进行模型校正,是一种有效的测试方法。 本文介绍了DT测试数据进行模型校正。 4.传播模型校正 传播模型的校正主要包括基础数据收集、数据采集、数据处理模型校正等几个过程,具体如下。 4.1.模型校正前准备工作 4.1.1.数字地图 数字地图是进行传播模型校正的必备工具,是以数字形式记录和存储的地图,便于存储、传输和更新。数字地图可分为矢量和栅格地图。移动通信所用的数字地图包括地形高度、地面用途种类等对移动通信电波传播有影响的地理信息,是规划软件进行模型校正、覆盖预测、干扰分析、频率规划的重要基础。数字地图包含DEM(数字高程模型)数据、DOM(地面覆盖模型)数据、LDM(线状地物模型)数据及BDM(建筑物分布模型)等4种数据。地图的数据要尽可能新,要反映最近土地的使用情况。如果用来校模的数字地图太旧,又没有新的数字地图可用时,应该注意站点的选择,尽量选取实际地貌类型和数字地图相匹配的站点,这样才能保证校正的模型是有效的。不同区域也需要采用不同精度的地图,研究表明,地图精度与站间距有关,一般建议在城市采用20 m,郊区采用50 m,而边远地区可采用100 m精度等。 4.1.2.测试站点选择 测试站点的位置对模型的准确性有较大的影响,其选取可以参考以下原则: 测试站点条件必须能代表典型基站条件。这里的条件包括天线挂高、周围地物地貌类型等。 对每种典型无线传播环境,选取足够的测试站址数目。根据一般经验,在人口密集的大城市,测试站址应不少于5个;中等城市,约3个;对于中小城市一般1个测试站址就够了。 选定的站址应能覆盖足够多的地物类型,使得每一种地物类型通过模型校正后,都能得到一个相应的offset值(实现的前提是要求电子地图分类足够精确)。 第一费涅尔区在垂直方向必须无障碍物,天线覆盖扇区应在水平方向无障碍物。根据经验,作为站址的建筑物应该高于周围建筑物的平均高度,具备天线安装条件,周围地形应该能有效代表该地形类别的无线传播环境,周围无明显阻挡,天线高于最近障碍物5 m以上。 测试站点所在楼面不能太大。如果楼面比较大,天线需要增高,否则楼面(尤其是女儿墙)对测试信号传播影响较大。 站点的天线挂高应和适用该区域模型大致需要的天线挂高接近。站点应高于周围建筑物,但不能高出太多。 天线架设于楼顶或现有铁塔上面,天线的有效高度为4~30 m。如果架设于楼顶,天线应该尽量放置于墙壁边沿,避免楼体本身对发射信号的影响;如果架设于铁塔上,则要求天线高出铁塔最高点1 m以上,避免铁塔本身对发射信号影响。 利用多个站点的测试数据进行合并校模,消除位置因素的影响。要求各测试站 点周围的地形地貌应与需要校正的模型代表的环境地形地貌一致。 4.1.3.测试路线选择 测量前应预先规划好路线,测量路线直接关系到测量数据的准确性。设定测量路线必须考虑以下几个方面: 能够得到不同距离、不同方向的测量数据。 在某一距离上至少有四五个测量数据,以消除位置影响。 尽可能经过各种地物,测试数据分布尽量均匀。 尽量避免在高楼阴影区测量,避免在同样的路线反复测量。 对横纵向的街道应尽量采集同样数量的标本,测试接收机的天线需放置到车顶,以消除人体或者车体对信号接收的影响。 在测量区域内每种地物类型上应采集足够多的数据点,以便对每种地物类型的损耗偏移量进行校准。 对每一个模型的测试,应尽量考虑在同等条件下进行测试。具体是:同种车辆,天气相同,测试时间段相同。 充分考虑摒弃测试站点中个性的东西,而保留该类模型中共性的东西。 4.2.数据采集 为了达到可使测试数据与本地均值之差小于1 d B,考虑采样符合李氏定律:为了平滑掉快衰落,同时保留慢衰落,要求4 0个波长范围内采样3 6 到5 0 个点。 根据此定理路测是需满足车速上限: V m a x = 0.8 入/T sample,测试软件采样率一般为1 5 点/ s,则CDMA 8 0 0 M 测试中,波长为0.375 m,路测车速上限约为16 k m /h r,不同的软件采样率可能不同,需要针对所路测的软件的采样率来取定测试的车速。 测量时要求车速保持匀速,这一方面要求了测量设备的性能,也要求车速不能太快,也不能太慢。 4.3.数据处理 数据处理将测试中带入的不合理数据进行滤除,完成地理化平均和数据偏移的修正,然后转换成模型调校所需要的文件格式。测试数据必须处理后才能应用于模型校正软件。数据处理包括以下几个方面 4.3.1.数据过滤 摒弃不合理数据,具体如下: 高架桥、隧道等GPS不能准确定位的地方测得的数据; 经纬度出现漂移的数据; 距离基站过远或过近的数据、信号强度太强或太弱的数据,例如接收电平大于-40 dBm或接收电平小于-115 dBm的数据; 在不符合要求的路线上测得的数据; 4.3.2.数据离散 由于GPS的采样频率比数据的采样频率慢,这样在同一个经纬度点上就有多个数据,通过按采样时间顺序对数据进行内插,从而将同一点上的多个数据平铺到取样时间所走的路线上,即完成了数据的离散操作。 4.3.3.数据地理平均 数据地理平均的目的是“消除快衰落,保留慢衰落”的影响。方法是将测试路线分段,每段取6m,将该6m内的数据取均值,并将取得的均值作为该路段中心点的场强值。平均的长度通常称为本征长度,通常认为在1~15m内都是合理的,但通常都是取6m,取得的均值称为本地均值。 4.3.4.数据偏移修正 数据偏移修正的目的是修正数据的地理属性。通过在专用的修正软件内,手动搬移那些出现偏移的数据,使数据达到与地图的最佳匹配。 4.4.模型校正 在对传播模型进行校正时,理论上对于各个因子都是可以进行校正的,但是实际上校正只能对变量进行,而对于像天线有效高度这样的量,由于在测试过程中很难进行变化,加上地形变化并不明显,因此在测试过程中,天线有效高度的改变非常不明显,通过少量数据去修改默认值并不合适。因此校正的任务主要是修正K1、K2和Kc。首先设置各参数值K1~K7,通常可选择该频率上的缺省值进行设置,也可以是其他地方类似地形的校正参数。然后以该模型进行无线传播预测,并将预测值与路测值作比较,得到一个差值,再根据所得差值的统计结果反过来修改模型参数。经过不断的迭代处理,直到预测值与路测值的均方差及标准差达到最小,此时得到的模型的各参数值就是我们所需的校正值。 5.模型校正实例 根据以上模型校正的步骤,我们采用中兴通讯公司出产的ZXPOS CNP1软件对汕头市 区的城区的路测数据进行模型校正得到的汕头老市区模型参数值如下图: 图1汕头老市区校模结果 用校正后的模型进行仿真,输出Rx.TAB仿真图、与校正区域实际测试数据的Rx.TAB对比如下图所示: 图2校正模型RX仿真图 在ZXPOS CNP1中打开仿真Rx.TAB和测试数据Rx.TAB,在Legend中设置相同划分等级和颜色,下图中圆点为测试数据Rx,块状为Rx仿真图。对比结果如下: 图3实际测试数据RX图 图表 4仿真结果RX和测试数据RX对比图 从对比结果可以看出,两者在颜色和等级重合程度较高,说明校正的模型可以真实反映测试数据的传播特性,本次汕头老市区模型校正的模型可用。 6.影响模型校正准确度的因素 模型校正是一个迭代循环的过程,但最终是收敛的,最终可以有一个模型结果出来,但并不意味着校模工作的结束,还需要对所得模型的准确性进行分析,模型的准确性是指校正所得的模型和实际环境的拟合程度,通常这种拟合程度用RMS Error参数来评估,RMS Error<8dB时,则说明模型是符合实际环境的,也就是说模型的准确度较高,当RMS Error>8dB时,我们说模型与实际环境是不符合的,实际工作中,影响传播模型准确度的主要因素有: 基站信息的准确度:包括站点经纬度、天线类型、天线增益、天线挂高、方向角、下倾角、馈线及接头损耗、导频信道发射增益等。 数字地图的精度:地图制作厂商对地物的分类可能不正确,这种错误很难避免,也很难检测,测量中使用的GPS的空间精度一般为20~100m。因此,如果在两种地物类型边界进行测量的话,有可能出现错误的地物类型,而导致几个dB的剩余误差。 测试数据与电子地图的匹配度:由于GPS的定位精度偏差,也有可能是电子地图信息不够精确,导入电子地图的测试路线有时并不能很好的和实测道路相吻合,很多测试路线深入到高层建筑中去,当进行模型校正时,空旷地区的测试数据变成了经过高层建筑衍射后的测试数据,从而影响了模型校正的可信度,因此,模型校正前需要将测试信号和道路合并。首先要确定是整体偏移,还是部分偏移,整体偏移才这么做,局部的偏移就没办法了。如果有一个固定的偏置,需要我们在测试数据*.dat里(对DT测试数据来说,*.dat文件记录的是各个扇区所有采样点的经纬度和信号强度信息),把偏移量纠正过来。在地图上找一个拐弯的地方,看拐弯的点和 路测数据差了多少,然后在经纬度上加上这个偏移。合并的方法是在Excel表中进行整体的偏移。 发射机和接收机的精度和工作稳定度:测试软件是否正常可用,测试设备有没故障和相互连接的良好性,测试手机放置位置以及GPS的稳定度等。 是否采集到足够的数据,即采集的数据是否具有代表性。除此之外,还跟校正软件的算法准确性,地形地物的复杂度等因素有关。 7.结束语 传播模型校正在无线通信网络规划以及无线网络优化工作中是一项非常重要的工作,它是进行网络覆盖规划与优化的重要基础。做好一个经得起考验的模型是很复杂的,因为影响模型校正的因素有很多个,因此模型校正需要一个反复迭代循环的过程,而一个优秀的模型将对我们的规划与优化工作产生很大的指导性作用,因此,我们要尽量考虑排除一切影响模型校正精度的因素,把模型精度提到最高,校正和验证可能需要多次反复。这些都要在操作过程中,用心思考,认真体会。 参考文献 [1] 薛傲ZXPOS CNP1模型校正说明文档 中兴通信股份有限公司202_年9月 [2] 轩黎明 杨大成 基于导频信道进行传播模型校正的方法 无线电工程第34卷第5期 [3] 威廉c.Y.李.移动通信设计原理.北京:科学技术文献出版社 [4] 陈禹平等 导频测量法——CDMA网络中传播模型校正的有效方法 邮电设计技术 第4期202_年4月 [5] Jhong Sam Lee.Leonard E.Miller.CDMA系统工程手册.北京:人民邮电出版社 速 写 临 摹 课 教 学 设 计 课 题 :授课年级:幼师授课教师:曹1 10级4班 阳 《人物速写临摹》 人物速写临摹课教学设计 课时:2课时 类型:造型·表现 一、教学目标 1、知识目标:学习用线表现的方法,用简洁且富有变化的线条表现出人物的动态特征和精神状态。(了解) 2、能力目标:通过速写教学,培养学生的观察力、形象记忆力、想象力和创造力,提高学生的绘画能力。(练习) 二、学情分析 通过上一节素描临摹课的讲解与联系,学生已经掌握了用速写的方法表现人物基本的动态、结构、能够运用透视、比例等基本知识表现对象,具有一定的速写基础,但作品缺乏艺术感染力,不会使用速写语言,不能运用丰富变化的线条表现对象。 二、教学重点与难点 1、重点:训练人的观察对象的能力和以迅速、简单且富有变化的线条画出对象的主要特征的能力。 2、难点:养成教育:贵在坚持,三天打鱼两天晒网,很难收获。 三、教学教具准备 1、教具:人物速写范图、速写纸、铅笔、橡皮 2、学具:速写纸、铅笔、橡皮 四、教学过程 (一)、重新强调速写临摹课的意义及其主要误区? 1、临摹只是一种学习的手段,重要的是把临摹学到的知识还用到写生中击,融入到自己的技法与表现中去。这样,自己才有可能在学习别人技能、技 法的基础上,有所进步与提高。 2、理论与实践相结台 学画者还容易出现的一个问题,就是只愿意多画、多练习,忽视理论知识的学习和认识修养的提高。这里需要强调的是,学画者除了需要做大量的实践练习外,理论知识的学习也是非常重要的。一个画者只有多看书、多学习与绘画相关的知识,多用脑去思考和研究,提高自己多方面的修养与能力.才有可能画好画。组织教学:检查学生出勤情况及学具准备情况。 (二)、作业讲评 通过作业讲评,指出学生速写作业表现的有点,给予充分的鼓励,同时指出学生不足,特别是学生习作中普遍出现的问题集中讲解 能够准确表达描绘对象的形体机构,能够正确运用透视,比例表现形体,但作品生动性不足,书写语言运用不充分。——引入本课课题 人物速写临摹 —线的运用(板书) (三)、讲授新课 1、请一位同学坐到前面,为大家做模特。 2、让学生观察事先准备好的范画。 提问:在准确表达人物速写基本比例,结构,形体的基础上如何是画面更加精彩? 如何用线表达形体结构?如何用线表现空间? 3、结合范画与模特讲解速写中如何用线。 人物动态的艺术表现 3.1、概括与取舍 对有利于表现形体结构,或有利于处理各种艺术关系部分,清晰的自然要取,不太清晰的也要通过取提炼出来,对表现形体结构不利,又无助于艺术处理的部分,无论清晰与否,则要毫不犹豫地舍弃。3.2、对比夸张 对比是绘画艺术最基本的表现语言,它在人物动态速写中的运用有以下几个方面。 (1)疏密对比: 疏密对比是指画面中人物的线、面组合排列的关系。它的运用首先与取舍密切相关,取则密,舍则疏,密则繁,疏则简。疏密来自取舍,对比则是取舍的依据。根据人物动态与服饰特征而定,在大的疏密关系制约之下,再注意到具体的疏密变化,古人所谓:“疏可走马,密不透风”,“疏中有密,密中有疏”即是此意。(2)虚实对比: 虚实既与疏密有关,也与轻重有关。疏密是线,面排列、并置之远近,虚实则是线、面之有无。古人曰:“大抵实处之妙,皆因虚处而生”,线面的组织安排,要看到空白处,亦即疏处,空白大小不一,疏密自然有变化。轻重则是虚实的另一个对比概念,主要是指密处——亦即实处的具体变化。轻则虚,重则实,以轻托重,以虚衬实。可以表现形体结构的空间感。(3)长短对比: 长短对比主要是指以线完成或基本以线完成的人物动态速写而言。线的长短与疏密有关之处,短线则密,长线则疏,但这种规律只限于轮廓线,形体内部的疏密,关键在于线的排列远近。整体效果短线过多,画面效果易于破碎;长线过多,画面效果则容易简单化。长短对比是指对应关系而言。长多则用短的调整,反之短多就用长的补充,才有线条的变化.(4)曲直对比: 一张画里面曲线多了容易感觉到软弱,直线多了则感觉呆板。直中有曲,曲中有 直,线的运用自然就会有一种轻松感。曲直对比变化的同时也可以构成人物形体边缘上的起伏变化。起伏变化是曲直变化的衍生状态,形体外缘的凹凸、高低不同,可以使线条更具美感和表现力,也使人物动态更生动。 (四)、学生临摹,教师巡视输导 现在请你们把书翻到第54页,看到下面那幅速写了吗,现在请同学来临摹者张作品,记得一定要按照我刚刚讲的那些东西(比例、透视等)来画。 (五)、展示并讲解 1、挑选部分学生作业展示 2、学生互评作业 3、教师点评,并小结 ①、对作业中线条简练、概括的表扬,鼓励学生在课外、课间休息的时候多画画人物速写,提高自己的绘画水平。 ②、今天我们重点了解了如何用线的问题,你们画的也都也进步。但是,我要说的是要想画的更好,同学们就必须坚持勤奋练习。 (六)、布置作业 课下时间再临摹两张速写。 1.适用范围: 本方法仅适用于磅秤的校准。2.环境条件: 是工作场所的室内温度,维持在(20±2)0C,并记录在《检测器具内校记录表》中。3.标准方法: 3.1 外观检查:待校准的磅秤表面应无锈蚀,碰伤或其它缺陷。3.2 查看待校准磅秤数值是否归零,若不归零,则调整归零。 3.3 选取一件固定的合格产品或工件,先用外校合格的磅秤测量所选取合格产品或工件,并在《检测器具内校记录表》中记录此时磅秤的测量示值,再用待校的磅秤测量所选取合格产品或工件,并在《检测器具内校记录表》中记录此时磅秤的测量示值。3.4 重复3.3项工作至少2次,并记录的读数。4.合格与否判定: 4.1 磅秤的合格标准为:平均误差值≤允差值。5.磅秤的校准周期为:6个月。 6.经校准合格后的磅秤,贴‘合格’标签,标签内容至少包含磅秤的编号、校准日期、检验员签名或盖章;需修理和不合格的,贴‘不合格’标签,标签内容至少包含磅秤的编号、校准日期、检验员签名或盖章;需报废的,贴‘报废’标签,标签内容至少包含磅秤的编号、校准日期、检验员签名或盖章。 照《中华人民共和国计量法》和水文行业规范标准,光学水准仪属国家依法管理的计量器具,检定周期一般为一年。对使用中的仪器必需每年到县级以上人民政府计量行政部门或委托部门送检,检定合格后才能使用。按国家计量检定规程光学水准仪检定的项目很多,要用许多专用的检定仪器或器具才能进行检定。各单位受条件限制无法作全面的检定,但是对某些在使用中的仪器影响测量精度的项目,《国家计量检定规程》(JJG425-86)允许采用室外校正的方法进行。一.光学水准仪的轴系关系 光学水准仪是借助水平视线作为基准,进行高差测量的光学仪器。它的结构比较简单大家都熟悉。为什么要了解它的轴系关系呢?因为它对校正工作很有帮助。光学水准仪的轴主要有:符合管状水准泡水准轴、园水准泡轴、望远镜视准轴、还有就是竖轴。通过符合管状水准泡中心和水准管弧线零刻度并垂直于铅垂线的切线叫符合管状水准泡水准轴,它始终是水平的;通过园水准器气泡中心和园水准器球面中心的水平切线的法线叫园水准轴;通过望远镜目镜、调焦镜、物镜的光学中心和十字丝中心的连线叫望远镜视准轴;通过水准仪照准部旋转轴的几何中心的连线叫竖轴。它们的轴系关系是:符合管状水准泡水准轴平行于望远镜视准轴,它们在水平面上投影的不平行度称为交叉误差,在铅垂面上投影的不平行度称为i角误差;园水准泡轴平行于竖轴,其误差也就是园水准器准确性;十字丝横丝垂直于竖轴,其误差称为望远镜分划板横线与竖轴的垂直度。仪器检查校正的目的,就是要确保这些轴系关系,并在一定的误差范围内。了解这些轴系关系后,就可以根据仪器的结构和各零部件所处的位置很方便的进行校正工作了。 二.光学水准仪室外检查校正方法 1、外观检查 a、仪器外表漆层应均匀无脱皮,电镀细密无伤痕,零件接合应齐整,密封性能应良好。 b、正常条件观测时,望远镜视场中亮度均匀,像质良好,分划板注记清晰。 c、光学零件表面应清洁,均无油迹、霉斑和有损成像质量的显着气泡、灰尘、擦痕等缺陷;胶合件不应脱胶;镀膜层不应损伤。d、管状水准泡上的分划线应清晰、均匀,且与水准泡管轴相垂直;符合水准器的符合分界线应均匀细直,气泡成像应清晰,两端影像应正交,并对称于符合分界线。 e、仪器的转动机构及微动机构应运转灵活、平稳、舒适,无明显跳动、阻滞及回程现象。观察点状目标时,旋转微倾或微动手轮,其移动轨迹应为直线。 f、制动机构及校正螺钉均应有效地发生作用,不应有松动现象;各校正和改正机构应留有调整余量。 g、自动安平水准仪的阻尼机构应能正常地工作。 h、水准泡安装应牢固,微倾手轮运转时,气泡移动应均匀灵敏,不应有目视可见的跳动或阻滞现象。 i、望远镜目镜调节时,视场内的十字线交点不应有明显地晃动现象。j、仪器与三脚架的联结应牢固,在照准部转动时,基座不应有晃动现象。 2、国家计量检定规程允许室外检查校正的项目(指使用中的仪器)a、园水准泡轴平行于竖轴。 b、符合管状水准泡水准轴垂直于竖轴。c、望远镜分划板横丝垂直于竖轴。 d、望远镜视准轴与符合管状水准泡水准轴在铅垂面上投影的不平行度即i角误差。 3、国家计量检定规程规定的室外检查校正的条件 a、观测时间:根据地区、季节等具体条件决定,一般情况下,上午由日出后0.5h开始,太阳中天前2.5h结束;下午由太阳中天后2.5h开始,日落前0.5h结束。 b、环境条件:气温无突变;空气无颤动或有微小而断续的颤动;风力不大于4级(20km/h);无降水;能见度大于1000m。 4、符合管状水泡水准轴垂直于竖轴和园水准泡轴平行于竖轴的检查校正 将仪器架好于三脚架上,初步整平。先使任意两个基座螺旋的连线平行于照准部望远镜,径向调整这两个基座螺旋使符合水泡居中;然后顺时针旋转照准部90度,使望远镜垂直于这两个基座螺旋的连线,调整第三个基座螺旋使符合水泡居中;再顺时针旋转90度,使望远镜平行于这两个基座螺旋的连线,这时看符合水泡是否居中,若不居中,用这两个基座螺旋径向调整符合水泡居中偏差量的一半,再用照准部的倾斜螺旋调整符合水泡居中。重复上述方法几次,使照准部在各个方向上符合水泡都严格居中为止。这样符合管状水泡水准轴就垂直于坚轴了。根据精度传递原理,这时调整固定园水准器架上的三个螺丝,使园水淮器水泡在园分划圈之内并且居中。这样园水准轴也就平行于竖轴了。DS3水准仪符合管状水准器角值:20″/2mm,园水准器角值:8′/2mm。所以符合管状水准器比园水准器精度高。上述方法也称为仪器精确调平。国家计量检定规程规定在仪器精确调平后,符合管状水准器水泡在任何方向上都不能偏移1/4角值(1/4格),园水准器水泡都应在园分划圈之内。 5、望远镜分划板横丝垂直于竖轴的检查校正 精确调平仪器,在距仪器20~50m处与仪器等高的地方选取一个明显而较细的目标点,将十字丝中心压在目标点上,转动水平方向微动螺旋,使目标点慢慢移动到横丝的一端,看是否还压在横丝上;如果是,说明横丝垂直于竖轴,否则就要进行校正。用钟表起子旋松靠望远镜目镜一端的三个制头螺丝的任意两个,旋转松动部分,调整目标点到偏离横丝一端偏移量的一半。重复上述方法几次,使目标点在横丝作水平方向移动时一直都压在横丝上为止,然后旋紧这两个制头螺丝。这样望远镜分划板横丝就垂直于竖轴了。国家计量检定规程规定:望远镜分划板横丝与竖轴的垂直度误差,DS1水准仪≦1′,DS3水准仪≦3′。 6、望远镜视准轴平行于符合管状水准泡水准轴的检查校正(交叉误差和i角误差)交叉误差对高差测量精度影响不大,每年送检时已作了检定,国家计量检定规程规定:对在使用中的仪器可以不作交叉误差的检校,但是i角误差在每次使用前必需进行检校。因为i角误差对高差测量精度影响很大。 i角误差的检校:选取较平坦的地形竖立相距50~100m的A、B两根水准尺(有条件的地方最好选取100m),用钢尺或皮尺在A、B两点水平连线上量取中点,将仪器架平于中点并精确调平。用中丝分别读取A、B两水准尺读数a和b得两点高差h=a-b或h=b-a,再将仪器移置于A、B连线的延长线上距A(或B)3~5m处,架平仪器并精确调平,设A尺为近尺,B尺为远尺,用中丝分别读取A、B两尺读数a′和b′得高差h′=a′-b′或h′=b′-a′。如果h=h′则i角误差为零,h≠h′则有i角误差。根据经验公式: i=│h-h'│ρ″÷D D=A、B两点间的水平距离 ρ=206265″ 国家计量检定规程规定:i角误差DS1水准仪≦10″,DS3水准仪≦12″。虽然水文行业标准可以放宽1.5倍,但是水文水准测量有时设及国家三等水准测量,所以最好是用国家计量标准。如果i角误差超标则需要校正:算出远尺正确读数M=a′±h h的正负号选取要使下式成立M-a′=h或a′-M=h 转动倾斜螺旋,用中丝切远尺读数M,这时符合水准器气泡不再居中,用拨针调整符合水准器可调整部分一端的上下两个螺丝,使符合水准器水泡居中。调整这两个螺丝时要先松后紧。对于自动安平水准仪,用拨针调整望远镜靠目镜一端固定十字丝分划板的上下两个螺丝,同样先松后紧,使十字丝中丝切在远尺读数M上即可。重复上述方法直到h=h′或i角在误差范围内。 1、首先打开“图像处理”,再打开“图像分析”。 2、点击“打开影像”(打开转换成MAPGIS格式的文件)。 3、点击“镶嵌融合”,再点击“打开参照文件”,再点击“参照线文件”(生成的图片的标准图框)。 4、点击“镶嵌融合”,再点击“删所有控制点”,在点击“添加控制点”。 5、把图片的控制点和图框的控制点一一对应添加。(先选图片上的点,选好点“空格”,再选图框上的点,选好点“空格”。这样一个控制点就添加完成。) 6、所有控制点添加完后,点击“校正预览”。 7、校正完图片就可以使用。第二篇:CDM速写教案
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