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化学需氧量(COD)是反映水体水质、判断水体受有机物污染程度的重要指标之一。目前COD检测一般采用国标敞开式加热回流滴定法。该法分析时间长，消耗大量硫酸和硫酸银，有较明显的局限性。美国哈希(HACH)公司在上世纪末推出微回流管封闭消解比色的方法，可操作性极强,能够降低工作强度、节约试剂用量、减少环境污染，但存在分析成本高、分析时间与标准法相比无优势（都为120 min）等缺陷，使人们将兴趣转移到开发廉价的COD消解液配方上面来。
为此,针对COD密封消解法研究一种快速、可靠的替代配方，替代进口并综合标准法和快速密闭催化消解法的优点，达到分析操作简单化快速密闭消解，试剂用量微量化和分析仪器化是本课题研究的主要目标。
为提高本项目的研究分析效率，将自制CODCr消解液中的各个因素进行计算机数据库辅助分析，避免了大量的人工计算和数据分析，也为本项目在今后化验工作中实施提供了方便。
1实验部分
1.1技术路线以及工艺流程
1.1.1通过文献资料和理论推算，确定自配消解液各组分的基本组成；
1.1.2消解条件的正交试验，应用正交试验法确定各影响因素的最佳条件；
1.1.3考察本法的准确度、精密度中国学术期刊网。
1.1.4以microsoft公司的VB6.0作数据库应用程序开发，后台数据库为SQL Server2000。将CODCr消解液中的各个因素作为数据项进行分析。
1.2试验步骤
选取重铬酸钾浓度、浓硫酸浓度、反应温度、消解时间和冷却时间5个因素安排正交试验，确定COD消解液中各试剂的最佳配比。根据HACH 比色计内置程序选定两个量程（0～150mg/l；150～1500mg/l）进行试验。步骤为：
1.2.1重铬酸钾浓度的影响（重铬酸钾单因素试验）：考察重铬酸钾浓度对COD值准确度和精密度的影响。
1.2.2浓硫酸浓度的影响（浓硫酸单因素试验）：考察硫酸浓度对COD测量值的影响。
1.2.3复合因素因素试验：根据前阶段成果，初步确定各因素优等水平值，以此为基准选取几组相近水平值进行合理搭配，用L16(45)正交表进行复合因素试验，探求测量值与国标法测量值误差最小的组合。
1.2.4方差分析
运用方差分析对正交试验数据分析，求出各因素对测量结果的显著性影响，确定消解液中各试剂的最优配比，为下一轮正交试验提供水平参考。
1.2.5准确度与精密度试验
使用不同浓度的COD标准溶液进行重复测定并绘制标准曲线，检验本研究成果的准确度与精密度。
2 结果及讨论
2.1数据结果
表1 重铬酸钾浓度单因素试验结果分析（150～1500mg/l）表2 重铬酸钾浓度单因素试验结果分析（0～150mg/l）
CK2Cr2O7（mol/L）
样品平均值
准确度
精密度
CK2Cr2O7（mol/L）
样品平均值
准确度
精密度
相对偏差
相对标准偏差
相对偏差
相对标准偏差
0.60
1171
7.9%
2.33%
0.025
109
4.2%
3.44%
0.65
1100
4.8%
1.85%
0.050
105
2.2%
2.83%
0.70
1065
3.2%
1.74%
0.075
102
1.0%
1.92%
0.75
1062
3.0%
0.81%
0.100
100
0.1%
1.17%
0.80
1011
0.4%
1.21%
0.125
99
0.4%
2.18%
0.85
1035
1.7%
1.16%
0.150
98
1.0%
1.72%
0.90
925
3.9%
1.56%
0.175
96
2.2%
1.87%
0.95
874
6.7%
1.60%
0.200
93
3.7%
地铁工程施工测量的施测环境和条件复杂，要求的施测精度又相当高，必须精心施测和进行成果整理，工程测量成果必须符合相关规范的要求。论文参考网。
地铁工程测量的测量特点
（1）车站包括主体结构、出入口和风道。采用明挖及盖挖顺作法施工方法，施工工艺复杂，工序转换快，地下施测条件差，测量工作量大。
（2）地面导线控制网和高程控制网由地面传递到地下，必须保证精度，且要布设形成检测条件并经常复测控制点。
（3）对于车站主体结构，净宽尺寸在建筑限界之外，还应考虑如下的加宽量：50mm综合施工误差＋H/150钻孔灌注桩施工误差及水平位移。论文参考网。
（4）区间暗挖先通过竖井，再通过横通道分别进入左、右线隧道，并且曲线半径较小，造成了后视距离短、转角多，给正洞内导线延伸带来一定难度。
平面控制测量
根据地铁工程特点，利用建设管理方提供的测量控制点，在场区内按精密导线网布设。
精密导线技术精度要求：导线全长3～5km，平均边长为350m，测角中误差≤±2.5″，最弱点的点位中误差≤±15mm，相邻点的相对点位中误差≤±8mm，方位角闭合差≤±5（n为导线的角度个数）,导线全长相对闭合差≤1/35000；导线点位可充分利用城市已埋设的永久标志，或按城市导线标志埋设。位于车站地区的导线点必须选在基坑开挖影响范围之外，稳定可靠，而且应能与附近的GPS点通视。
车站平面控制测量
利用测设好的平面控制网，以车站的两个轴线方向为基线方向，直接把轴线控制点测设于车站基坑边，经检查复核无误后，设立护桩，利用轴线控制点通过全站仪把车站轴线直接投测到基坑内，并对车站结构进一步进行施工放线。若受场地影响，为保证测量精度，也可按以下分步方法进行测设。
区间暗挖隧道平面控制测量
施工竖井平面尺寸较小，井深多在20米左右，拟采用竖井联系三角形测量,即通过竖井悬挂两根钢丝，由近井点测定与钢丝的距离和角度，从而算得钢丝的坐标以及它们的方位角，然后在井下认为钢丝的坐标和方位角已知，通过测量和计算便可得出地下导线的坐标和方位角，这样就把地上和地下联系起来了。
施工放样测量
施工中的测量控制采用极坐标法进行施测。为了加强放样点的检核条件，可用另外两个已知导线点作起算数据，用同样方法来检测放样点正确与否，或利用全站仪的坐标实测功能，用另两个已知导线点来实测放样点的坐标，放样点理论坐标与检测后的实测坐标X、Y值相差均在±3mm以内，可用这些放样点指导隧道施工。也可用放线两个点，用尺子量测两点的距离进行复核，距离相差在±2mm以内，可用这些点指导隧道施工。
暗挖区间隧道施工放样主要是控制线路设计中线、里程、高程和同步线。隧道开挖时，在隧道中线上安置激光指向仪，调节后的激光代表线路中线或隧道中线的切线或弦线的方向及线路纵断面的坡度。每个洞的上部开挖可用激光指向仪控制标高，下部开挖采用放起拱线标高来控制。施工期间要经常检测激光指向仪的中线和坡度，采用往返或变动两次仪器高法进行水准测量。在隧道初支过程中，架设钢格栅时要严格的控制中线、垂直度和同步线，其中格栅中线和同步线的测量允许误差为±20mm，格栅垂直度允许误差为3°。
高程控制测量
（1）车站高程控制测量
对于车站施工时的高程测量控制，利用复核或增设的水准基点，按精密水准测量要求把高程引测到基坑内，并在基坑内设置水准基点，且不能少于两个，通过基坑内和地面上的水准基点对车站施工进行高程测量控制。
（2）区间隧道高程控制测量
区间隧道高程测量控制，通过竖井采用长钢卷尺导入法把高程传递至井下，向地下传递高程的次数，与坐标传递同步进行。论文参考网。先作趋近水准测量，再作竖井高程传递。
地下控制网平差和中线调整
隧道贯通后，地下导线则由支导线经与另一端基线边联测变成了附合导线，支线水准也变成了附合水准，当闭合差不超过限差规定时，进行平差计算。
按导线点平差后的坐标值调整线路中线点，改点后再进行中线点的检测，直线夹角不符值≤±6″，曲线上折角互差≤±7″，高程亦要使用平差后的成果。
隧道贯通后导线平差的新成果将作为净空测量、调整中线、测设铺轨基标及进行变形监测的起始数据。
参考文献：《城市测量规范》CJJ8
《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》GB50308
《工程测量规范》GB50026
《工程测量》 邵自修 冶金工业出版社 1997
《工程测量》 扬松林 中国铁道出版社 2002
中图分类号： P216 文献标识码： A
1前言
在以往的水准测量工作中，只能使用光学精密水准仪，而且操作过于繁多，外业工作量大，数据需要人工记录，受人为因数干扰较大。并且内业计算量多，平差计算复杂。近几年，随着电子、信息、电子计算机和空间科学的飞快发展，数字水准仪以其自动化程度高、功能全、使用方便、高精密度以及良好的可靠性逐步替代精密光学水准仪在国家高等级水准测量和高精度的工程测量中被广泛使用。
随着科技的发展，GPS(全球定位系统)和全站仪技术的也发展迅速，GPS和全站仪已经逐步进入水准测量的领域中，在低等级水准导线测量和碎步测量中占有一席之位，但是在国家一、二等水准测量和高精度的工程测量中，GPS和全站仪却不能够替代精密光学水准仪，因为GPS和全站仪水准测量的精密度完全达不到规范和技术的要求，远底于光学精密水准仪。但是数字水准仪器的精度要远高于光学精密水准仪器，数字水准仪的出现，完全打破了数字测量仪器不能进入高精度水准测量的界限。
2 实验数据的采集和传输
2.1实验数据的采集
为了验证数字水准仪器能够进行二等水准测量 ，在测量的前期工作中，围绕学校进行踏勘，选择合适的点位作为水准点，布设水准导线（如图2.1）。假设出起始水准点的高程坐标作为已知坐标，使用拓扑康DL―102型电子水准仪进国家二等水准测量，按闭合水准导线的路径完成数据采集。在使用拓扑康电子水准仪之前应进行一些功能设置，进行二等水准测量时选择采用N次水准测量，指的是多次进行中丝读数。然后取多次读书平均值，在进行实测时N设置为2 次，并将仪器的读数选择精确型，既最小读数为0.1mm，在输入测站限差为0.6 mm，就可以开始数据采集的工作。
图2.1 水准导线布设图
2.2实验数据的传输
当外业数据采集完毕后，要将数据整理传输到计算机内，要把电子水准仪内存中的数据传到计算机中进行设置通讯参数设置，波特率一般设置为9600，奇偶性一般设置为无检验，回车换行设置为On。
3 实验数据的分析和成果
3.1实验数据的整理
为了验证使用数字水准仪进行水准测量能够达到国家二等水准测量规范的要求，其测量结果整理如下：
表 3.1 水准测量往测成果表
表 3.2 水准测量返测成果表
表 3.3 测站边长成果表
3.2实验数据分析
在水准测量中，检验水准导线是否合格，要符合其检验标准（如表3.4）。
表3.4 二等水准测量精度标准
视距长度(m) 前后视距差(m) 往返测高差之差(mm) 路线闭合差（m）
注：R为检测测段长度，km；
L为路线长度，km。
在二等水准测量中，视距长度和前后视距差有严格的限定。为检验视距和前后视距差是否符合测量精度，将其列出（如表3.5）。
表3.5 水准测量前后视距差
注：表中的前后视距为平均值
由表3.5得知，前后视距差的最大值为0.9765m，小于精度标准1m，说明前后视距差符合二等水准测量的精度要求；视距的最大值为44.720m，小于精度标准50m，也符合要求。
在二等水准测量中，往返测高差之差限差的检查也很重要，为了检测往返测高差之差是否符合精度要求，将高差之差计算结果和限差列出表格作比较（如表3.6）。
表3.6 往返测高差之差检核表
注：表中高差取两点间的绝对值
由表3.6可以看出，往返测高差之差小于限定误差，说明其精度符合要求。
当上述水准测量的精度检验完毕后，应检测水准测量的闭合差，利用公式（3.1）和公式（3.2）来计算（其中L为路线长度）。
（3.1）
(3.2 )
由公式3.1计算得出闭合差=2.575mm，容许闭合差=4.337mm，
4 结束语
数字水准仪在进行高等级导线测量的方法和步骤同光学精密水准仪是一致的，但是其外业数据采集和内业数据整理的工作效率和数据的准确性要远远高于光学精密水准仪。用其进行高等级的水准测量，消除或削弱了许多误差，提高了测量工作的效率，而且较光学水准仪测量时的工作人员少，节省了人力资源。
参考文献
[1] 周祖渊.电子数字式水准仪的性能及测量原理[N].重庆交通学院学报,2005-2(B1)：1-2.
[2] 柴文川.电子水准仪测量系统及其应用[EB/OL].200.200.0.254/kns50/.
[3] 陈海民.水准测量的平差计算方法[N]. 邵阳学院学报.2003-2-1(B2)：4-5.
三坐标测量机（CoordinateMeasuring Machining，简称CMM）是20世纪60年展起来的一种新型高效的精密测量仪器。它的出现，一方面是由于自动机床、数控机床高效率加工以及越来越多复杂形状零件加工需要有快速可靠的测量设备与之配套；另一方面是由于电子技术、计算机技术、数字控制技术以及精密加工技术的发展为三坐标测量机的产生提供了技术基础。目前，CMM在生产测试中得到了广泛应用，它几乎可以对生产中的所有三维复杂零件尺寸、形状和相互位置进行高准确度测量，成为现代工业检测和质量控制不可缺少的万能测量设备。
CMM在检测批量产品或单件产品时，通过编程可以提高测量速度，降低劳动强度。然而，在编程中坐标系的建立是后续测量的基础，建立了错误的坐标系将致测量错误的尺寸，因此建立一个正确的参考方向即坐标系是非常的关键和重要的，它直接影响测量速度和数据精度。1 测量系统的组成
本文所用的数据化采集系统为CHXY-30-17-15CTJ型三坐标测量仪及相关软件，系统结构包括三坐标测量机、电气控制硬件系统、计算机以及测量软件等，有X、Y、Z三个运动方向。电气控制装置包括主控制单元、电机驱动电路、数据传送接口、电源和电源保护电路等。它与测量机和计算机连接，接收测量机的位置检测信号后传送给计算机。系统采用ZCR-CAD和Industry3DCam软件，完成各种三维空间曲面的数据测量和造型设计工作。
2 坐标系的建立
ZCR-CAD 提供有三种建坐标系方法，我们可以按照设计和加工基准来建立严格准确的工件坐标系，在工件坐标系下直接测量，与工件在测量台上的位置、方位完全无关。
2．1 3-2-1法
3-2-1法是最基本的建坐标方式，以平面元素为主要基准，适用于箱体类机加零件; 按照此方法确定一个坐标系，需要若干基准元素。典型的情况是：1、需要两个方向矢量作为工件坐标系的两个轴，第三个轴按右手法则自动算出。2、需要1-3个坐标点，确定工件坐标系的原点（3个分量）。在建坐标系的对话框上（图1），相应地用第一轴、第二轴、原点(X，Y，Z) 对应于各个基准元素的选择操作。
典型的建坐标系的过程分如下两个阶段：
中图分类号：G642 文献标识码：A
1 创新型人才培养的重要意义
曾在全国科学技术大会上指出：“把增强自主创新能力作为国家战略，贯穿到现代化建设各个方面，激发全民族创新精神，培养高水平创新人才，形成有利于自主创新的体制机制，大力推进理论创新、制度创新、科技创新，不断巩固和发展中国特色社会主义伟大事业。”国内各高校也都将创新型人才培养作为己任，不断推进教学改革，采取一系列的措施改进创新型人才培养体系，提高创新型人才培养质量。很多高校借鉴了一些国外高校的做法，在教学活动设计上进行改革，逐渐从侧重书本知识和理论教育，实验教学较少，在实验过程中学生的参与和师生间、学生间的互动不多的模式向强调对学生独立思考、自主设计及实践能力的培养，特别是和测控技术相关的一些课程，更是如此。
2 创新型人才培养模式
创新型人才培养不局限在培养学生的理论基础，更重要的是培养学生的工程实践能力，因此高度强化实践环节，引导学生认真完成实践环节，培养创新精神和工程素质。实践教学环节分成三个层次：课内实验、独立实践、开放性实践。
我们建立的创新型人才培养模式贯穿人才培养的全过程，通过采取开展暑期夏令营，建立课外兴趣小组，在本科生中开展测控技术与仪器学科前沿讲座，开设创新性设计课程，开设网上科技论坛搭建师生交流平台等措施，从大一开始就进行创新型人才培养与训练，建立了大二打基础，大三做实战，大四带大三参加科技竞赛获奖的基本模式，将毕业设计与竞赛无缝衔接，本科生在省部级以上科技竞赛的获奖比例达全部学生人数的50%以上。最重要和最有效的一个方法是启动了大学生创新性实验计划，通过一定的资助鼓励同学参加教师的科研活动，系统地对学生进行综合素质教育、专业意识教育和创新思维教育，使得学生在创新思维、研究方法、创业能力等各个方面均取得优异成绩。
3 创新性实验计划的实施
在创新型人才培养模式中，大学生创新性实验计划占有重要位置，发挥重要的引领作用。通过国家级、校级、院级大学生创新性实验计划的申报与实施，调动全体教师和同学的积极性，以适当的资助和提供学分的方式，激励学生参加教师的科研活动，进行独立的创新性设计，从而能快速有效地培养其创新能力。
下面以创新性实验计划“三维精密运动平台运动误差检测与补偿”为例，介绍其在测控技术与仪器专业的人才培养中的作用和具体实施。三维精密运动平台在精密机床、微操作机器人、精密仪器仪表等领域有着广泛的应用，而由于运动机构的制造和装配的不完善，不可避免地会使运动平台的实际位移偏离它的名义值，这一误差常称为运动误差，比如直线度运动误差、角度运动误差、垂直度误差等，势必会对机床、机器人等执行机构的运动精度带来影响，如果执行机构是测量系统的一部分（如跟踪式测量），则必然会对测量结果的不确定带来影响。本项目以精密加工、精密装配的应用为背景，作为指导教师科研课题的一个子课题，通过对激光干涉测量技术、工业机器人运动学模型的学习与应用，将测控技术与仪器的专业课，包括传感器技术、信号处理技术、误差理论、测控电路、运动控制技术、精密机械设计、C语言程序设计、自动控制理论等的集光学、机械、电子、计算机各方面知识于一体，进行全面的综合运用。精密运动平台的控制原理结构如图1所示，把给定位移的值分成名义值和需补偿的量，把名义值传输到宏动平台的控制上，通过运动控制卡转为脉冲信号，步进电机驱动器把脉冲信号转化成角位移，控制步进电机驱动宏动平台；将需补偿的量传输到微动平台控制上，通过压电陶瓷控制器驱动微动平台，宏动平台与微动平台配合运动，实现了高精度的运动控制。
由于创新性计划的启动是在大二下学期开始，很多专业课程还没有学到，为此就选拔一部分学有余力，对科研充满浓厚兴趣的同学进行培养，组织申报，采取导师负责制，从项目申报、方案制定到具体实施，都有导师严格把关，并接受学院督导组的定期检查。项目组成员在申报初期对课题的准备就比较充分，理解有一定深度。针对三维精密运动平台的各运动误差分量，直线度运动误差、角度运动误差、垂直度误差，提出了相应的检测手段和补偿措施。在实施过程中，借助先进的实验条件，采用激光干涉仪进行误差测量，搭建合理的光路系统，减少杂散光的影响，以及环境因素波动对激光波长的影响，测量精度可达0.01微米，精度高；通过测量得到的三维平台的运动误差，建立运动机构的位置与误差关系的数学模型，在实际运动的控制过程中，将三维微动平台与宏动平台有机结合起来，进行在线误差修正与补偿；在误差补偿前后，对三维运动平台的运动精度进行标定和比对，验证误差补偿效果，完成项目的预期研究成果。在这个过程中，学生得到了全面的锻炼，掌握了测控技术与仪器领域的先进技术和进行科学研究工作的一般方法，提高了专业知识的应用能力，培育了一定的创新能力，具备了科技资料检索、科技论文撰写的技巧，并发表多篇科技论文，完成高水平的创新性实验研究报告。
4 结语
创新性实验计划在人才培养中占有十分重要的位置，起到引领作用。通过设立大学生创新实验计划，并有效地组织实施，对于提高学生进行创新性探索的积极性和主动性，培养一定的科学研究能力和创新能力，产生高水平的本科生的科学研究成果都具有重要的意义。我校近三年的学生考研率逐年递增，就业能力显著提升，科技竞赛获奖能力与水平不断增强，都证明了我们的创新型人才培养模式的教学效果十分好。
参考文献
[1] 何岭松，王峻峰.用 PC 机上的资源建立测试技术课程实验教学环境室[J].实验技术与管理，2005.22（1）：107—110.
[2] 林玉池，毕玉玲，马凤鸣等.测控技术与仪器实践能力训练教程[M].北京：机械工业出版社，2009.
引言
在光通信纤维阵列用玻璃基板上刻高精度V型槽（通用型槽间距即纤芯距为127±0.5um和250±0.5um）的关键技术被日韩等少数国家垄断，国内使用的光纤阵列用V型槽基板均需要依靠进口，价格昂贵，严重制约了我国光纤到户（FTTH）工程的进程。而光通信纤维阵列用V型槽基板是光纤到户工程中必不可少的光器件，主要用于对光纤精确定位生产各种衔接光纤干线与家用光纤之间的信号传输的光器件。
日本在光通信纤维阵列用V型槽基板的加工设备开发上起步较早，也具有较为成熟的技术方案。目前，日本等国家生产光通信纤维阵列用V型基板全部采用高精度的专用切割机，而此类设备日本等发达国家对我国实施禁运，国内部分企业与机构也曾尝试对此方面进行研究，皆因为技术难度较高，而最终以失败告终，因此在国内尚属于空白。
在先进的生产制造过程中，非接触的在线检测发挥着越来越重要的作用。在线检测的对象在被测过程中是不断变化着的，因此对检测传感器不仅要求其精度高、稳定可靠、有良好的动态性能、能对快速信号实时响应监控，而且一般要非接触式测量，并便于安装。
本文提出一种新型的光纤偏振光干涉仪，它将偏振光干涉技术和光纤传感技术相结合，能对玻璃基板V型槽的纤芯距进行高精度的在线检测的非接触测量。
1、实验原理设计
即
该线偏振光 的偏振方向与x轴夹角为 。
（1）
被测物位移变化一个波长则合成光的偏振方向转动了角。因此，通过检测出偏振方向角，即可得到位移。所以，可将干涉仪的位移测量精度，由一般检测干涉条纹的位相细分转变为检测偏振光的偏振方向角的角度细分；而检测角度细分要比检测位相细分精度高，从而可得到较高的测量精度。
由式(1) 可得位移的变化量。如，当角度检测精度时，则可测得位移精度；而当 时，则 ，因此光纤偏振光干涉仪可以具有很高的灵敏度和精度。
2、 测量实例及结果
转贴于
本项目结合光学精密测量技术实现通用切割机主轴的精确定位，通过设计稳定的工作平台，选用硬度合适的刀具，选择最佳的切削参数，完成V形槽的亚微米超精密机械加工，尽可能减少由于机械方面引起的切割误差。
实际切割原理如图2所示，在实际中，算机通过控制偏振角度 的值来控制刀移动的位置来实行对玻璃基板上对V槽纤芯距的切割。实际切割的产品如图3所示。该图是8通道纤芯距为250um的V型槽的放大图。
如图4是计算机显示屏显示的控制情况。从图可以看出，该系统可以很好地监控实际加工情况。
3、 结论
本项目开发出具有独立知识产权的基于迈克尔逊干涉仪实时测量监控系统。该系统已经用于玻璃基板V型槽加工的实时检测中，有效地保证的光通信用玻璃基板V型槽的精度要求，并在国内率先批量生产出高良率的光纤通信用玻璃基板V型槽，有利于推动我国光纤到户工程。
参考文献
测控技术与仪器专业主干学科：光学工程、仪器科学与技术。
测控技术与仪器专业主要实践性环节：包括军训、金工、电工、电子实习，认识实习，生产实习，社会实践，课程设计，毕业设计(论文)等。
测控技术与仪器专业培养要求 毕业生应获得以下几方面的知识和能力：
1. 具有较扎实的自然科学基础，较好的人文、艺术和社会科学基础及正确运用本国语言、文字的表达能力;
2. 较系统地掌握本专业领域宽广的技术理论基础知识，主要包括机械学、电工电子学、光学、传感器技术、测量与控制、市场经济及企业管理等基础知识;
3. 掌握光、机、电、计算机相结合的当代测控技术和实验研究能力，具有现代测控系统与仪器的设计、开发能力;
4. 具有较强的外语应用能力;
5. 具有较强的自学能力、创新意识和较高的综合素质。
测控技术与仪器专业就业方向 本专业学生毕业后可在国民经济各部门从事测量与控制领域内有关技术、仪器与系统的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理等方面的工作。
从事行业：
毕业后主要在仪器、电子技术、新能源等行业工作，大致如下：
1、仪器仪表/工业自动化;
2、电子技术/半导体/集成电路;
3、新能源;
4、计算机软件;
5、机械/设备/重工;
6、石油/化工/矿产/地质;
7、其他行业;
8、环保。
从事岗位：
毕业后主要从事仪表工程、硬件工程、电气工程等工作，大致如下：
1、仪表工程师;
2、硬件工程师;
3、销售工程师;
4、电气工程师;
5、嵌入式软件工程师;
6、区域销售经理;
Mazak公司的JoeKraemer工学博士曾提出“高性能加工中心”的新概念。他着重强调了加工中心切削速度与加工零件精度的同时提高，它比高速切削机床更合理、更全面地反映了现代制造技术目前的发展方向。
高性能加工中心与高速加工中心的区别在于它除有一个能高速旋转的主轴外，还设计了高精度的直线运动导轨、大功率主轴电机、精密主轴轴承、滚珠丝杠、高效伺服驱动电机和先进的CNC系统等。因而使加工中心在高效率下加工出高精度的零件，大大提高市场竞争力。
1.直线运动导轨
机床的各轴向运动的速度和精度，对实现高速切削至关重要。JoeKraemer博士在为高性能加工中心下定义时指出，在机床主轴转速与刀具系统不变和保证满足加工零件精度的前提下，如果各轴向运动不能达到f＝7.62-11.43m/min的进给速度，就不能称之为高性能加工中心。但是要达到如此高的进给速度，则采用普通机床的方形导轨是远远不能实现的，必须选用直线运动导轨。试验证明，直线运动导轨的摩擦系数仅为普通方形导轨的1/20。由于直线运动导轨的滚柱与导轨间的接触面积远远小于方形导轨，因此使功率消耗也降低为方形导轨的1/20，且能保持长时间的很少磨损，大大提高导轨的使用寿命。精密的直线运动导轨具有一个淬火硬度为HRC58-62的经精密导轨磨床磨削的V型直线形导轨，直线形导轨的结构简单，因此，容易加工、装配、测量，以及能选择合适的滚柱直径等。
直线运动导轨具有高的刚度，与相互运动体之间无间隙存在，因而很少产生振动，能加工出低表面粗糙度的零件表面，延长刀具的使用寿命。THK独自研制开发的LM滚动直线导轨副，由于改进了钢球接触部的形状，采用近似钢球直径的曲率半径的R沟槽形状，使得钢球接触面的容许负荷增加了十几倍，而且能长时间保持高精度状态，运行2000Km后，磨损量仅为0.5Mm。正是由于其高刚性，并能实现高速进给，广泛应用于高速加工机床。
2.精密滚珠丝杠和直线电机
加工中心的滚珠丝杠精度，以及直径和螺距的大小直接影响加工中心的性能，尤其是在采用直线运动导轨的高性能加工中心都选择高精度和大直径大螺距的单头滚珠丝杠。
竞争促进技术发展的典型例子莫过于THK美国公司的驱动速度可达200m/min的高速滚珠丝杠。一般认为滚珠丝杠传动达到90m/min就不容易了，再快只能用直线电机驱动了。THK公司采用多种技术措施来提高滚珠丝杠的驱动速度：用特殊工程塑料做滚珠隔离架，既隔开滚珠，避免珠子间的摩擦，又起作用；为消除热影响，丝杠为中空通冷却液；为消除高速振动，中空丝杠内填阻尼材料，以提高阻尼特性。这是目前见到的驱动速度最快的滚珠丝杠。
大功率直线伺服电机，直接驱动工作台作直线运动，并与由碳素纤维增强塑料制成的轻型结构工作台和直线滚动导轨副匹配，实现高进给速度和高精度加工。
3.主轴轴承
从长远的观点上看，对磁力、气动和静压轴承的市场需求量将会大大增加。但是，目前在高速机床中，最常用的还是组合式的向心推力滚珠轴承。在标准的机床主轴转速条件下，在主轴前端经常安装三排组合式的向心推力滚珠轴承，在主轴后端安装两排滚珠轴承。因为在主轴前端安装三排组合式的向心止推滚珠轴承能极好地提高主轴刚度增加主轴的承载能力，这一点对于重载切削至关重要。
合理地选择轴承材料同轴承种类同样重要。虽然由轴承钢制成的轴承目前仍被广泛使用，但实践证明，高速切削使用陶瓷轴承将表现出许多优点。尽管轴承钢制成的轴承价格便宜，但其重量远比同样规格的陶瓷轴承重得多，由于重量重，高速切削中发热量大，必须配置复杂的冷却系统。同时随着主轴转速的提高，使作用在轴承上的向心力增大，使轴承温度升高，引起主轴尺寸增大，影响加工零件的尺寸精度，使机床主轴所需功率增加。陶瓷轴承由于重量轻，将较好地解决这一技术难题。为了提高机床主轴刚度和切削能力，在陶瓷轴承上还可施加很大的预加载荷。由于陶瓷轴承有以上特点，因而使其使用寿命增长。
4.冷却、及密封技术
高速机床容易产生较高温度，如果不进行冷却，将会引起热变形。如为保证机床主轴的高精度，就必须稳定地控制主轴和轴承的温度。目前，机床根据主轴结构不同，选择外冷方式、内冷方式或内外共同冷却方式对主轴、轴承进行冷却。为达到高速，技术也得到发展，美国SETCO公司采用Kluber-speed BF72-22合成脂对精密主轴组，可达到极高的速度，其速度系数可达到dn值2000000以上。
精密主轴常常由于污物的进入，造成主轴的失效，原因是应为密封不好。美国SETCO公司开发了新型专利“SETCO AisShield”空气隔离密封，集成了摩擦密封和迷宫式密封的优点。压缩空气切向送入固定前轴承座的循环槽，与主轴一起构成一个封闭的迷宫，空气在槽内环绕主轴流动，该密封方式可使轴承寿命提高3倍。
5.数控系统
微电子技术的飞速发展，为数控系统向小型化和高集成化发展提供条件，系统的运算速度和操作界面也有了很大的改进，数控系统向高速、高精度和易操作的方向发展。
主要有以下特点：
（1）纳米插补：为了减少插补的轮廓误差，FANUC开发了纳米级的插补功能，使数控系统在进行插补运算时采用1nm的精度进行运算，并以1nm的当量控制伺服电机的运行，系统的插补精度在1/1000000mm精度下运行，大幅度降低了系统的误差。
（2）加速度控制（JERK）：机床在加速度变化时，会造成机床振动，影响加工精度。采用了加加速度控制功能后，会自动对进给速度处理，使本来为单位脉冲函数的加加速度变成一定时间内加加速度变化的函数，减少机床的振动。
（3）编程导入功能（manual guide I）：该功能改变了传统的使用G代码的形式，而采用图形对话编程的形式，提供大量的辅助编程、计算的对话画面，使系统更容易操作。
综上所述，对高性能加工中心，不仅需设计出高转速的主轴，还需有高性能CNC系统、高精度直线导轨、精密滚珠丝杠、轴承、选择合适的冷却方式、机床/刀具接口等。上述技术目前已用于许多高性能机床的生产实际，并取得了很好的经济与社会效益。
参考文献：
［1］张江华.TK7640数控铣镗床的运动误差分析及其补偿（硕士论文），2007.
［2］畅越星.数控落地铣镗床主轴箱动力学分析与结构设计研究（硕士论文），2007.
［3］李军华.数控机床主传动齿轮综合啮合刚度研究（硕士论文），2007.
［4］张利平主编.液压气动技术速查手册.北京：化学工业出版社，2006.
我国应该抓住这一机遇，大力推进卫星导航与定位学科的发展，为培养大量高精尖专业人才，争夺卫星导航与定位国际市场奠定良好基础。本文旨在调研国内外卫星导航与定位技术学科的发展现状，对国内外最具代表性的高校和研究机构进行对比分析，为我国该学科的发展提出了若干建议。
一、引言
卫星导航与定位技术是利用各种用户终端接收由卫星导航定位系统播发的、并沿着视线方向传送的信号，对目标进行导航、定位和授时。将卫星导航与定位技术与传统的导航定位技术相比较可知，卫星导航与定位技术具有高时空分辨率、全天候、连续地提供导航、定位和定时的特点。
经过几十年的发展，卫星导航与定位技术取得了巨大的进步，已经成为当今世界高技术群中对现代社会最具影响力的技术之一，并且已然渗透到国民经济的各个领域，应用于海上舰船、陆地车辆、航空与航天飞行器的导航，以及大地测量、石油勘探、精细农业、精密时间传递、地球与大气科学研究以及移动通信等多领域。未来卫星导航与定位技术将进入以保障地球系统环境安全、发展战略性新兴空间信息产业、探索地球系统的新阶段。
卫星导航与定位技术是事关国民经济社会发展、国家科技进步、国家安全等方面的综合技术领域，是国家科技实力与竞争力的重要标志之一[1]。世界主要军事大国以及经济体都竞相发展独立自主的全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)，包括：美国的GPS(Global Positioning System)、俄罗斯的GLONASS(Global Navigation Satellite System)，欧盟的GALILEO(Galileo Navigation Satellite System)以及中国的北斗卫星导航系统BDS(BeiDou Navigation Satellite System)。
当前，卫星导航与定位技术正在从单一的GPS时代转变为多星座并存兼容的GNSS新时代，卫星导航体系全球化和增强多模化;从以卫星导航为应用主体转变为PNT(定位、导航、授时)移动通信和Internet等信息载体融合的新阶段。BDS的逐步建成为我国卫星导航与定位技术的进一步发展提供了良好契机[2]。我国应该抓住这一机遇，大力推进卫星导航与定位学科的进一步发展，为培养大量高精尖专业技术人才，争夺卫星导航与定位的国际市场奠定良好基础。本文旨在调研国内外卫星导航与定位技术学科的发展现状，对国内外最具代表性的高校和研究机构进行了对比分析，为我国卫星导航与定位技术学科的发展提出若干建议。
二、卫星导航与定位技术学科发展
目前，国内研究卫星导航与定位技术的高校和机构主要包括：武汉大学、同济大学、中南大学、河海大学、山东科技大学、长安大学、上海天文台、中国测绘科学研究院和中国科学院测量与地球物理研究所等[3，4]。本文以武汉大学作为国内卫星导航与定位学科的研究代表。武汉大学卫星导航定位技术研究中心始建于1998年，以建设世界一流学科为目标，经过十余年的努力，在卫星导航及相关领域开展了广泛深入的研究，为我国自主卫星导航系统的新技术、新方法和新应用的发展做出了巨大贡献。
目前已建成亚洲唯一的国际IGS分析中心、国际IGS数据中心，全球连续监测评估系统(IGMAS)数据中心以及武汉大学北斗试验跟踪网。发表高水平SCI论文数量也与日俱增，包括《Journal of Geophysical Research》、《Journal of Geodesy》和《GPS Solution》等。每年培养卫星导航与定位的硕士研究生、博士研究生达到两百余人。为了实现世界一流学科建设的目标，需要以世界领先学科为标杆，通过与世界领先学科的对比与分析，找出本学科发展的优势和不足，明确发展定位。为此，我们深入调研了澳大利亚新南威尔士大学和美国麻省理工学院的测绘学科的发展动态，从人才培养、队伍建设、科学研究、国际交流、社会服务几个方面进行了全方位的对比分析。
(一)澳大利亚新南威尔士大学
澳大利亚新南威尔士大学(UNSW)测量与空间信息工程系成立于1960年，隶属于土木与环境工程学院，该学院在2012-2014年QS世界大学学科排名中位列前20。测量与空间信息工程系是世界一流的大地测量与卫星导航研究团队，是澳大利亚排名第一的地球观测研究机构。测量与空间信息工程系以GNSS卫星导航定位为主要研究方向，在卫星导航接收机设计和信号处理算法、组合导航、室内导航、遥感技术及应用等领域具有雄厚的实力。主要的研究方向包括：多GNSS系统导航定位、卫星接收机设计和信号处理算法、多传感器融合算法及应用、室内定位、大地测量参考框架、遥感技术与应用以及激光雷达测量等。该系现有1名教授，3名副教授和4名高级讲师，其中Rizos教授在2011年当选为国际大地测量学会(IAG)主席。
为大地测量研究以及应用领域培养了大量优秀的人才，现有在读博士研究生33名。该系自1960年成立之日起，便与美国、德国、英国等著名大学、研究机构和产业部门建立了长期的、广泛的国际合作关系。2010年以来，共450余篇，其中SCI论文近200篇。培养了许多优秀的博士和硕士毕业生，获得了许多学生奖，同时毕业生受到用人单位的一致好评。导航定位领域的毕业生中，许多已经成为澳大利亚最多产、最有创新能力和最有影响力的研究人员。
(二)美国麻省理工学院(MIT)
美国麻省理工学院(MIT)大地测量与地球动力学系隶属于地球、大气和行星科学学院，该学院在地质、地球物理等领域有百余年的悠久历史。该系主要研究方向包括：卫星精密定位定轨理论、方法和软件、地壳形变监测、激光测高、地球内部构造等。现有研究和教学人员10人，为大地测量领域培养了大批优秀人才，很多已经成为了本学术领域的领军人物。大地测量与地球动力学系是世界著名GNSS高精度数据处理软件GAMIT的主要研发机构，过去二十余年GAMIT软件在卫星精密定轨定位、地壳形变监测、地球环境变化等领域得到了广泛的应用，并取得了大量的成果。上世纪90年代，以该系为依托建立了IGS分析中心(MIT)，为IGS提供精密的GNSS产品，其产品质量长期位列各分析中心前茅，为推动GNSS技术在精密导航定位领域的应用做出了突出贡献。美国麻省理工学院的在GNSS数据分析方面研究处于世界领先水平。
与上述两个研究机构相对比可知，武汉大学在卫星导航定位研究方向方面，相对全面;在研究的深度方面，与澳大利亚新南威尔士大学水平相当，与美国麻省理工学院相比还有一些距离;从办学规模来看，武汉大学优势明显。因此，应该在需要巩固现有成绩的基础上，进一步提升国际影响力，建成具有世界一流水平的卫星导航定位技术的研发与创新平台。需要提高的方面包括如下四点：增加高端数量与质量，尤其是SCI检索论文;加强国际间的交流和合作，争取举办有影响力的大型国际会议;扩宽人才培养和就业渠道，为国际大地测量界输出更多高层次的优秀人才;增加国际学术机构和国际学术期刊的任职，掌握国际话语权。
三、结语
中图分类号：O353文献标识码： A
引言
近几年全站仪在工程施工测量中的广泛应用，以及随着生产力和科学技术的发展，国民经济各部门和各学科对工程测量提出了新的要求。索佳NET05全站仪属于精密仪器中的代表，是一种集激光、计算机、微子通讯、精密机械加工等高精尖技术于一体的先进量仪器，自动化程度高、功能多、精度好。 高程测量方法主要有几何水准测量、三角高程测量、物理测量、GPS高程测量方法。三角高程测量方法是一种间接测量方法，通过观测的距离和角度，根据三角函数原理计算出两点之间的高差[1]。
本论文主要是利用索佳NET05全站仪，采用三角高程测量方法把矿区工业广场楼顶的水准原点，采用符合水准路线推算出地面点的高程。利用地面点的高程进行矿区周围采空区的地表岩层移动，通过分析得出地表变化规律明显，符合规程要求。
1 三角高程测量
1.1 三角高程测量原理
常见的三角高程测量方法有单向观测法、中间法和对向观测法[1,2]。下面具体来看一下三角高程测量原理。（如图1）
图1三角高程测量原理
（1）测定地面A、B两点间高差h，首先在A点安置仪器，在B点竖立标尺，量取仪器望远镜旋转轴中心I至地面点A的仪器高i，用望远镜十字丝的横丝照准B点标尺上的一点M，M至B点的垂直高度称为目标高v，测出倾斜视线与水平线间所夹的竖直角a，测出A、B两点间的水平距离为D，由图可得两点间的高差h为：
（1）
若A点的高程已知为，则B点高程为：
（2）
（2）若在A点安置全站仪，在B点安置棱镜，并分别量取仪器高和棱镜高，测得两点间斜距S与竖直角以计算两点间的高差，称光电测距三角高程测量，A、B两点间的高差可按下式计算：
（3）1.2 精度分析
（1）地球曲率对高差的影响
水准测量中地球曲率的影响可以在观测中使用前后视距相等来抵消。三角高程测量在一般情况下也可以将仪器设在两点等距离处进行观测，或在两点上分别安置仪器进行对向观测并计算各自所测得的高差取其平均值 [3,4]。高差计算公式如下：
（4）
式中：表示两点之间的高差
表示垂直角
表示大气遮光系数
表示地球曲率半径
（2）距离归算
实测距离与参考椭球面上边长s的关[5.6]
（5）
因式中项的数值很小，故未顾及与s之间的差异。
（3）精度分析
（6）
查阅相关文献可以得出，在不同的时间段进行单向高差观测，，，经过分析可以看出单向观测三角高程测量误差在短距离内，只与竖直角和距离有关系[7]。
2.工程案例分析
2.1水准路线布设及数据采集
本工程主要是在山东省枣庄某矿工业广场内部进行地表岩移观测，根据实际地形要求布设附合水准路线，A点在办公楼三楼的东侧楼顶，F点在工业广场配电室的楼顶，其他点在工业广成内部，具体如下图所示。在观测时记录下当时的温度和气压，观测时采用三角高程单向测法，用索佳NET05全站仪进行观测。（见图2附合水准路线布设图，表1为外业观测数据）
图2 附合水准路线布设
表1索佳NET05全站仪三角高程附合路线观测数据
2.2 计算过程
利用前面的三角高程测量理论，对索佳NET05全站仪所观测的数据将进行数据处理，得到各点的高程（见表2）
表2 索佳NET05全站仪计算各点的高程
此段附合水准路线高差闭合差为-0.0138m。三等水准测量允许的高差闭合差为：，该次水准测量的=19.6mm，而实测高差闭合差为-13.8mm，显然此次索佳NET05全站仪三角高程测量达到了三等水准测量要求。
3 岩移观测
监测线的起点高程根据以上计算得出，根据煤矿测量规程布设走向线自南向北，具体沉降变化趋势（见图3、4）
图3 走向线1沉降变化趋势图
图4 走向线1沉降累计柱形图
由于监测线1布设监测点的方向是自南向北的，走向线的沉降变化量在前半部分是逐渐增大的，在7号点达到最大值，之后是逐渐减小的。从下沉速度分析，可以看出最大期沉降速度出现在11期，从第十四期开始沉降速度出现了减小的趋势，说明下沉量比前几期小了，通过分析后面几期可以得出地表变化趋于稳定，具体的变化趋势符合采空区变化规律。
4.结论
（1）索佳NET05全站仪数据自动记录，可以消除了读数误差，角度观测值可以精确到0.5″；观测距离可以增加到了500m，节约了施工时间。
（2）本论文通过利用索佳NET05全站仪进行三角高程测量以及水准仪进行三等水准测量，对观测结果进行分析可以得出，索佳NET05仪器进行的三角高程测量可以满足三等水准测量的要求。
（3）通过工业广场周围的地表岩移观测分析，可以得出工业广场周围的采空区沉降规律明显，地表变化趋于稳定，符合采空区变化规律。
参考文献
[1] 程代忠,辛国,马耀昌.全站仪代替水准仪研究[J].人民长江.2006.11,37(11),13-15
[2] 许秀凤.全站仪对向观测法三角高程测量精度分析[J].江苏测绘.2001.03,24(1),26-28
[3] 靳海亮,赵常胜等.全站仪三角高程替代四等水准测量精度分析[J].辽宁工程技术大学校报.2005.10,23(5),606-608
[4] 张前勇,钱胜.全站仪水准法三角高程测量探讨[J].湖北民族学院学报.2007.03,25(1),42-45
一、概述
全球定位系统GPS(GlobalPositioningSystem)是美国陆海空三军联合研制的卫星导航系统，具有全球性、全天侯、连续性、实时性导航定位和定时功能，能为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间。GPS应用到测量行业，设计了静态、快速静态以及RTK等作业模式。
其中RTK模式的工作原理，就是在已知高等级点上安置接收机为参考站，对卫星进行连续观测，并将其观测数据和测站信息，通过无线电传输设备，实时地发送给流动站，流动站GPS根据相对定位的原理，实时解算出流动站的三维坐标。
传统的导线测量，不仅要求相邻点之间通视，而且精度分布不均匀，在较大的区域布设时，精度往往都不高。而采用常规的GPS静态测量、快速静态方法虽然精度高，但效率低，而且不能实时提供定位坐标和精度。利用RTK技术，则不受天气、地形、通视等条件的限制，操作简便，并节省了人力，不仅能够达到导线测量的精度要求，而且误差分布均匀，没有误差累积问题，提高了作业效率。对图根点的检测是精度检核的重要技术手段，在RTK图根控制测量需进行检核。
二、RTK图根控制的检测
1.项目概况
兴业县葵阳镇整村推进土地整治项目是广西区重点项目，地势平缓开阔，南北都是丘陵，中间是水田和三个村庄，交通便利。位于东经109°45′～49′，北纬22°41′～44′之间。测区总面积6.8平方公里，成图比例尺为1：1000，已做好12个E级GPS控制点的测量工作，准备检测E级GPS点后开始对已埋设图根点的标石、钢钉或木桩作控制测量。
2.测量技术要求
RTK测量卫星状态的高度截止角在15°以上的卫星个数≥5个，PDOP值≤6。
RTK平面控制点测量主要技术要求如下表：
等级
相邻间点平均边长/m
点位中误差/cm
边长相对中误差
与基准站的距离/km
观测次数
起算点等级
一级
500
≤±5
≤1/20000
≤5
≥4
四等以上
二级
300
≤±5
≤1/10000
≤5
≥3
一级以上
三级
200
≤±5
≤1/6000
