測量儀器常用演算法

A. 水準儀高程如何計算

水準儀高程的計算有兩種方法：

已知高程+高差=待測高程 (高差法) ；高差=前視度數-後視覺讀數。

已知高程+已知高程點讀數=H；H - 待測點讀數=待測高程 (等高法)。

水準儀是在17～18世紀發明瞭望遠鏡和水準器後出現的。20世紀初，在制出內調焦望遠鏡和符合水準器的基礎上生產出微傾水準儀。20世紀50年代初出現了自動安平水準儀；60年代研製出激光水準儀；90年代出現電子水準儀或數字水準儀。

(1)測量儀器常用演算法擴展閱讀：

微傾水準儀

藉助微傾螺旋獲得水平視線。其管水準器分劃值小、靈敏度高。望遠鏡與管水準器聯結成一體。憑借微傾螺旋使管水準器在豎直面內微作俯仰，符合水準器居中，視線水平。

自動安平

藉助自動安平補償器獲得水平視線。當望遠鏡視線有微量傾斜時，補償器在重力作用下對望遠鏡作相對移動，從而迅速獲得視線水平時的標尺讀數。這種儀器較微傾水準儀工效高、精度穩定。

激光水準儀

利用激光束代替人工讀數。將激光器發出的激光束導入望遠鏡筒內使其沿視准軸方向射出水平激光束。在水準標尺上配備能自動跟蹤的光電接收靶，即可進行水準測量

數字水準儀

這是20世紀90年代發展的水準儀，集光機電、計算機和圖像處理等高新技術為一體，是現代科技最新發展的結晶。

數字水準儀是由光學機械部分和電子設備組成,其誤差除由以上兩項單獨所產生的而外,還包括二者組合產生的誤差。其中光學機械部分產生的誤差已被大家所熟知。主要包括a、圓水準器誤差;b、調焦透鏡運行誤差;c、豎軸傾斜引起的視准軸誤差;d、自動補償器的補償誤差。以下主要討論電子設備和二者組合所產生的誤差 。

水準儀的使用包括：水準儀的安置、粗平、瞄準、精平、讀數五個步驟。

1. 安置 安置是將儀器安裝在可以伸縮的三腳架上並置於兩觀測點之間。 首先打開三腳架並使高度適中，用目估法使架頭大致水平並檢查腳架是否牢固，然後打開儀器箱，用連接螺旋將水準儀器連接在三腳架上。

2. 粗平 粗平是使儀器的視線粗略水平，利用腳螺旋置圓水準氣泡居於圓指標圈之中。具體方法：用儀器練習。在整平過程中，氣泡移動的方向與大拇指運動的方向一致。

3. 瞄準 瞄準是用望遠鏡准確地瞄準目標。 首先是把望遠鏡對向遠處明亮的背景，轉動目鏡調焦螺旋，使十字絲最清晰。再松開固定螺旋，旋轉望遠鏡，使照門和準星的連接對准水準尺，擰緊固定螺旋。最後轉動物鏡對光螺旋，使水準尺的清晰地落在十字絲平面上，再轉動微動螺旋，使水準尺的像靠於十字豎絲的一側。

4. 精平 精平是使望遠鏡的視線精確水平。微傾水準儀，在水準管上部裝有一組棱鏡，可將水準管氣泡兩端，折射到鏡管旁的符合水準觀察窗內，若氣泡居中時，氣泡兩端的像將符合成一拋物線型，說明視線水平。若氣泡兩端的像不相符合，說明視線不水平。這時可用右手轉動 微傾螺旋使氣泡兩端的像完全符合，儀器便可提供一條水平視線，以滿足水準測量基本原理的要求。注意：氣泡左半部分的移動方向，總與右手大拇指的方向不一致。

5. 讀數 用十字絲，截讀水準尺上的讀數。水準儀多是倒像望遠鏡，讀數時應由上而下進行。先估讀毫米級讀數，後報出全部讀數。注意，水準儀使用步驟一定要按上面順序進行，不能顛倒，特別是讀數前的符合水泡調整， 一定要在讀數前進行。

數字水準儀是由光學機械部分和電子設備組成,其誤差除由以上兩項單獨所產生的而外,還包括二者組合產生的誤差。其中光學機械部分產生的誤差已被大家所熟知。主要包括a、圓水準器誤差;b、調焦透鏡運行誤差;c、豎軸傾斜引起的視准軸誤差;d、自動補償器的補償誤差。以下主要討論電子設備和二者組合所產生的誤差 。

數字水準儀與條碼標尺組成的測量系統是處在時刻變化的外界條件下工作的。外界條件的變化將引起儀器各部件產生誤差。這種影響常常表現為各部件及其組合的綜合影響,外界因素影響產生的誤差主要有:

(1)視准軸(i角)變化的影響；

(2)大氣垂直折光的影響;

(3)儀器和標尺垂直位移的影響;

(4)地面震動的影響;

(5)地面電磁場的影響等。

測量高程通常採用的方法有：水準測量、三角高程測量和氣壓高程測量。[1]偶爾也採用的流體靜力水準測量方法，主要用於越過海峽傳遞高程。例如歐洲水準網中，包括英法之間，以及丹麥和瑞典之間的流體靜力水準聯測路線。

①水準測量是測定兩點間高差的主要方法，也是最精密的方法，主要用於建立國家或地區的高程式控制制網。

②三角高程測量是確定兩點間高差的簡便方法，不受地形條件限制，傳遞高程迅速，但精度低於水準測量。主要用於傳算大地點高程。

③氣壓高程測量是根據大氣壓力隨高度變化的規律，用氣壓計測定兩點的氣壓差，推算高程的方法。

精度低於水準測量、三角高程測量，主要用於丘陵地和山區的勘測工作。

水準測量又名「幾何水準測量」，是用水準儀和水準尺測定地面上兩點間高差的方法。在地面兩點間安置水準儀，觀測豎立在兩點上的水準標尺，按尺上讀數推算兩點間的高差。

通常由水準原點或任一已知高程點出發，沿選定的水準路線逐站測定各點的高程。由於不同高程的水準面不平行，沿不同路線測得的兩點間高差將有差異，所以在整理國家水準測量成果時，須按所採用的正常高系統加以必要的改正，以求得正確的高程。

B. 測量儀器高如何計算，

測量儀器高，也就是我們通常叫的儀高嗎？像水準儀就沒有必要知道他的儀高，因為水準儀是一站傳到另一站，他站點的儀高是沒有必要知道的。

其他像經緯儀和全站儀，儀高就是用捲尺從你站點量到經緯儀或全站儀的視鏡中心（你在儀器的傍邊有一小點）。

應該說儀高沒有具體的演算法，儀高也就是儀器架立的高度，測量人員的高矮不一樣，儀高就不一樣，地勢不一樣，儀高也不一樣，每一站的儀器擺放不一樣，儀高也不一樣。

C. 平面度的計算方法

有以下五種：

1、打表測量法：打表測量法是將被測零件和測微計放在標准平板上，以標准平板作為測量基準面，用測微計沿實際表面逐點或沿幾條直線方向進行測量。打表測量法按評定基準面分為三點法和對角線法：

三點法是用被測實際表面上相距最遠的三點所決定的理想平面作為評定基準面，實測時先將被測實際表面上相距最遠的三點調整到與標准平板等高；

對角線法實測時先將實際表面上的四個角點按對角線調整到兩兩等高。然後用測微計進行測量，測微計在整個實際表面上測得的最大變動量即為該實際表面的平面度誤差。

2、液平面法：液平面法是用液平面作為測量基準面，液平面由 「連通罐」內的液面構成，然後用感測器進行測量。此法主要用於測量大平面的平面度誤差。

3、光束平面法：光束平面法是採用准值望遠鏡和瞄準靶鏡進行測量，選擇實際表面上相距最遠的三個點形成的光束平面作為平面度誤差的測量基準面。

4、激光平面度測量儀：激光平面度測量儀用於測量大型平面的平面度誤差。

5、利用數據採集儀連接百分表測量平面度誤差的方法。

測量儀器：偏擺儀、百分表、數據採集儀。

測量原理：數據採集儀可從百分表中實時讀取數據，並進行平面度誤差的計算與分析，平面度誤差計算工式已嵌入我們的數據採集儀軟體中，完全不需要人工去計算繁瑣的數據，可以大大提高測量的准確率。

D. 「RTK」是一種測量方法還是測量儀器

RTK是一種測量方法。

RTK（Real - time kinematic）是指實時動態載波相位差分技術。這是一種新的常用的GPS測量方法，以前的靜態、快速靜態、動態測量都需要事後進行解算才能獲得厘米級的精度；

而RTK是能夠在野外實時得到厘米級定位精度的測量方法，它採用了載波相位動態實時差分方法，是GPS應用的重大里程碑，它的出現為工程放樣、地形測圖，各種控制測量帶來了新曙光，極大地提高了外業作業效率。

RTK測量技術原理

RTK。在基準站上安置1台接收機為參考站，對衛星進行連續觀測，並將其觀測數據和測站信息，通過無線電傳輸設備，實時地發送給流動站，流動站GPS接收機在接收GPS衛星信號的同時，通過無線接收設備，接收基準站傳輸的數據，然後根據相對定位的原理。

實時解算出流動站的三維坐標及其精度（即基準站和流動站坐標差△X、△Y、△H，加上基準坐標得到的每個點的WGS－84坐標，通過坐標轉換參數得出流動站每個點的平面坐標X、Y和海拔高H）。分電台模式和網路通訊模式。

以上內容參考：網路-RTK測量

E. 功率分析儀進行諧波測試是採用FFT演算法還是其他演算法

拿PA6000功率分析儀來說，諧波測試實質是採用FFT演算法，影響測量精度的關鍵是FFT運算 的窗函數選擇、DA采樣數據的周期數、與被測信號的同步性，PA6000的諧波測試提供了基於硬體鎖相環 同步採用的諧波測量方式，可以保證諧波測試更加准確。

F. 水準儀測量計算方法

水準儀高程的計算公式如下：1、計算公式：兩點高差=後視－前視。2、已知高程+高差=待測高程 (高差法) ； 高差=前視度數-後視覺讀數。3、已知高程+已知高程點讀數=H； H - 待測點讀數=待測高程 (等高法)。
水準儀（英文：level）是建立水平視線測定地面兩點間高差的儀器。原理為根據水準測量原理測量地面點間高差。主要部件有望遠鏡、管水準器（或補償器）、垂直軸、基座、腳螺旋。按結構分為微傾水準儀、自動安平水準儀、激光水準儀和數字水準儀（又稱電子水準儀）。按精度分為精密水準儀和普通水準儀。

G. 現在測量電參數採用什麼演算法

根據信號類型的不同 ,演算法分為正弦模型演算法和非正弦模型演算法 ,並分析了各種演算法的特點及適用范圍 ,進而提出了採用復序列 FFT特性以提高計算效率及其在計算機上實現的實數形式公式。根據信號類型的不同 ,演算法分為正弦模型演算法和非正弦模型演算法 ,並分析了各種演算法的特點及適用范圍 ,進而提出了採用復序列 FFT特性以提高計算效率及其在計算機上實現的實數形式公式。根據信號類型的不同 ,演算法分為正弦模型演算法和非正弦模型演算法 ,並分析了各種演算法的特點及適用范圍 ,進而提出了採用復序列 FFT特性以提高計算效率及其在計算機上實現的實數形式公式。根據信號類型的不同 ,演算法分為正弦模型演算法和非正弦模型演算法 ,並分析了各種演算法的特點及適用范圍 ,進而提出了採用復序列 FFT特性以提高計算效率及其在計算機上實現的實數形式公式。根據信號類型的不同 ,演算法分為正弦模型演算法和非正弦模型演算法 ,並分析了各種演算法的特點及適用范圍 ,進而提出了採用復序列 FFT特性以提高計算效率及其在計算機上實現的實數形式公式。根據信號類型的不同 ,演算法分為正弦模型演算法和非正弦模型演算法 ,並分析了各種演算法的特點及適用范圍 ,進而提出了採用復序列 FFT特性以提高計算效率及其在計算機上實現的實數形式公式。根據信號類型的不同 ,演算法分為正弦模型演算法和非正弦模型演算法 ,並分析了各種演算法的特點及適用范圍 ,進而提出了採用復序列 FFT特性以提高計算效率及其在計算機上實現的實數形式公式。

H. 聲速的測量的常用方法有哪些實驗設計的思想是什麼,有什麼區別

加一把發出聲音的槍可以把，大不了自己叫好了，同時作個手勢
傳統方法
方法1：一個聲音產生後，並不會立刻傳到你的耳朵，通常要經過一段時間。除非你自己有這種經驗，否則這是很難理解的。例如：如果你參加一個運動會，坐在離鳴槍的人有一段距離的地方，你會先看到槍冒煙，後聽到槍聲。這是因為光行進的速度非常快(約1秒鍾300000公里)，而聲音的速度就慢得多(約1秒種340米)。所以你會立刻看到槍冒煙，但聲音要過一會兒之後才會聽到。�
於是早期測量聲音的速度是利用槍來做實驗。幫忙的人要拿著槍在一個量好的距離外，另一個人就拿著馬表站在原點。在看到信號之後，幫忙的人就對空鳴槍。在原點的人一看到槍的火花和煙時，就把馬表按下來；而當他聽到槍聲時，就再按一次馬表讓馬錶停下來。看到火花和聽到槍聲之間的時間，就是聲音行經這一段量好距離所需的時間。就能算出聲音的速度。根據這一原理你不妨在今後的校運動會的時候試驗一下（利用百米賽跑就可以了）.
為了測量聲音的速度你需要一個馬表和一個皮尺。量一個500公尺的距離，要盡可能量得准確一點。你和你的同學分別站在兩端；你的同學兩手各拿一塊大石頭（或者鑼、鼓、或者乾脆拍手--拍手的聲音太低如果對方聽不到就不好辦了），你則拿一個馬表。當你大叫「開始」時，你的同學要把石頭舉到頭頂，盡量大聲敲擊。�當你一看到石頭撞在一起，就按下馬表。等到你聽到石頭撞擊的音，就再按一下馬表讓馬錶停下來。時間方面要記錄到十分之一秒。如果能多做幾次實驗，算出時間的平均值是最好的。�你只要用計算機把你和你同學的距離除以時間，就可以算出聲音的速度了。

**聲速的測量**

二十世紀以來，聲學測量技術發展很快。目前聲學儀器有較大發展，並具有高保真度，很寬的頻率范圍和動態范圍，小的非線性畸變和良好的瞬態響應等。

過去，測量聲波和振動的儀表都是模擬式電子儀表，測量的速度和准確度受到一定的限制。六十年代初。出現了數字式儀表，直接採用數字顯示，提高了測量時讀數的准確度。由於計算技術和高質量、低功耗的大規模集成電路的發展，人們已能用由微處理機控制的自動測量代替逐點測量，使許多需要事後計算的聲學測量和分析工作可以用微計算機實時運算。

以微處理機為中心的測量儀器，不但實現了小型化、多功能，而且由於採用了快速博里葉換演算法，從而實現了實時分析。同時也出現了一些新的聲學測量和分析方法，例如實時頻譜分析，聲強測量，聲源鑒別，瞬態信號分析，相關分析等。

今後聲學測量的任務是採用新的測量技術，提出新的測量方法，使用自動化數字式儀器，以提高測量的准確度和速度。

回顧歷史，可以看到，在發展經典聲學的過程中，許多研究工作是直接用人耳來聽聲音的。直到本世紀，發展了無線電電子學，才使聲波的測量採用了電聲換能器和電子測量儀器。 高性能的測量傳聲器、頻譜分析儀和聲級記錄器實現了聲信號的聲壓級測量，頻譜分析和聲信號特性的自動記錄；從而可以測量各種不同頻率、不同強度和波形的聲波，擴展了聲學的研究范圍，促進了近代聲學的發展。可以期望，計算技術和大規模集成電路的發展，微計算機和微處理機在聲學工作中的應用，必將促使近代聲學進一步發展。

傳統方法
方法1：一個聲音產生後，並不會立刻傳到你的耳朵，通常要經過一段時間。除非你自己有這種經驗，否則這是很難理解的。例如：如果你參加一個運動會，坐在離鳴槍的人有一段距離的地方，你會先看到槍冒煙，後聽到槍聲。這是因為光行進的速度非常快(約1秒鍾300000公里)，而聲音的速度就慢得多(約1秒種340米)。所以你會立刻看到槍冒煙，但聲音要過一會兒之後才會聽到。�
於是早期測量聲音的速度是利用槍來做實驗。幫忙的人要拿著槍在一個量好的距離外，另一個人就拿著馬表站在原點。在看到信號之後，幫忙的人就對空鳴槍。在原點的人一看到槍的火花和煙時，就把馬表按下來；而當他聽到槍聲時，就再按一次馬表讓馬錶停下來。看到火花和聽到槍聲之間的時間，就是聲音行經這一段量好距離所需的時間。就能算出聲音的速度。根據這一原理你不妨在今後的校運動會的時候試驗一下（利用百米賽跑就可以了）.
為了測量聲音的速度你需要一個馬表和一個皮尺。量一個500公尺的距離，要盡可能量得准確一點。你和你的同學分別站在兩端；你的同學兩手各拿一塊大石頭（或者鑼、鼓、或者乾脆拍手--拍手的聲音太低如果對方聽不到就不好辦了），你則拿一個馬表。當你大叫「開始」時，你的同學要把石頭舉到頭頂，盡量大聲敲擊。�當你一看到石頭撞在一起，就按下馬表。等到你聽到石頭撞擊的音，就再按一下馬表讓馬錶停下來。時間方面要記錄到十分之一秒。如果能多做幾次實驗，算出時間的平均值是最好的。�你只要用計算機把你和你同學的距離除以時間，就可以算出聲音的速度了。

方法二.
測量聲音的速度還有一種利用迴音來測量的的方法：（
所謂回聲，就是聲音在傳播的過程中碰到高大的障礙物被反射了回來，不是在電視里（當然是誇張）有時看到一個人面對大山大喊一聲，可以聽到三個、四個甚至五個回聲嗎？
哪么我們就可以根據這樣的原理，站在離高牆較遠的地方(事先測出你到高牆的距離）大聲地喊一下，在你喊的同時按下秒錶，當你聽到自己的回聲再按一下秒錶，這樣一來，你的喊聲從你那兒到高牆打了一個來回，你只要把上面說的你跟高牆的距離除以測得的時間的一半，這聲音的速度也就出來了（這里要注意的是因為人能分辨出自己的回聲的時間間隔要超過0.1秒，聲音有傳播速度是340米每秒，所以你與牆的距離，至少不得少於17米才行,而且中間還不能有障礙物）。

利用回聲測聲音速度比較高級和精確的做法是：
利用超聲波遇到物體發生反射，超聲波發生器通過電纜線連與超聲接受器連為一體，接受器能將接收到的超聲波信號進行處理並在電腦屏慕上顯示其波形，超聲波發生器每隔固定時間發射一短促的超聲波信號，而接收到的由於障礙物反射回的超聲波信號經儀器處理後也可在電腦屏上顯示出來（兩個波的形狀一大一小便於區分），每個反射波與相應的發射波之間的滯後的時間可經電腦的處理輸出，即能直接從電腦上讀出一個超聲波發射後遇到障礙物返回來的時間間隔，只要你事先測出超聲波發生器到障礙物之間的距離S，並將S除以往返時間的一半就是聲音在空氣里的傳播速度了。（超聲波在空氣中的傳播速度跟一般人能聽得到的聲波速度是相等的）。

測量聲速最簡單、最有效的方法之一是利用聲速v 、振動頻率f和波長λ之間的基本關系，即實驗時用結構相同的一對（發射器和接收器）超聲壓電陶瓷換能器，來作聲壓與電壓之間的轉換。利用示波器觀察超聲波的振幅和相位，用振幅法和相位法測定波長，由示波器直接讀出頻率f。

(一)諧振頻率
超聲壓電陶瓷換能器是實驗的關鍵部件，每對超聲壓電陶瓷換能器都有其固有的諧振頻率，當換能器系統的工作頻率處於諧振狀態時，發射器發出的超聲波功率最大，是最佳工作狀態。

(二)振幅法
由發射器發出的聲波近似於平面波。經接收器反射後，波將在壓電陶瓷換能器的兩端面間來回反射並且疊加。當兩個換能器之間的距離等於半波長的整數倍時發生共振，產生共振駐波現象，波幅達到極大。由縱波的性質可以證明，振動位移處於波節時，則聲壓是處於波腹。接收器端面近似為一波節，接收到的聲壓最大，經接收器轉換成的電信號也最強。聲壓變化和接收器位置的關系可從實驗中測出，當接收器端面移動到某個共振位置時，示波器上會出現最強的電信號，如果繼續移動接收器，將再次出現最強的電信號，兩次共振位置之間的距離即為1/2λ 。

(三)相位法
波是振動狀態的傳播，也可以說是相位的傳播。沿傳播方向上的任何兩點，其振動狀態相同，或者說其相位差為2π的整數倍時兩點間的距離應等於波長λ的整數倍，利用這個公式可測量波長。由於發射器發出的是近似於平面波的超聲波，當接收器端面垂直於波的傳播方向時，其端面上各點都具有相同的相位。沿傳播方向移動接收器時，總可以找到一個位置使得接收到的信號與發射的信號同相。移過的這段距離必然等於超聲波的波長λ 。為了判斷相位差並且測定波長，可以利用雙蹤示波器直接比較發射的信號和接收的信號，同時沿傳播方向移動接收器尋找同相點。也可以利用利薩如圖形尋找同相時橢圓退化為斜直線的點。

I. 測量中，高程計算公式是什麼

高程的計算有兩種方法：

1 .已知高程+高差=待測高程 (高差法) 高差=前視度數-後視覺讀數

2. 已知高程+已知高程點讀數=H H - 待測點讀數=待測高程 (等高法)

(9)測量儀器常用演算法擴展閱讀：

高程測量（height determination） 確定地面點高程的測量工作。一點的高程一般是指這點沿鉛垂線方向到大地水準面的距離，又稱海拔或絕對高程。

測量高程通常採用的方法有：水準測量、三角高程測量和氣壓高程測量。偶爾也採用的流體靜力水準測量方法，主要用於越過海峽傳遞高程。例如歐洲水準網中，包括英法之間，以及丹麥和瑞典之間的流體靜力水準聯測路線。

①水準測量是測定兩點間高差的主要方法，也是最精密的方法，主要用於建立國家或地區的高程式控制制網。

②三角高程測量是確定兩點間高差的簡便方法，不受地形條件限制，傳遞高程迅速，但精度低於水準測量。主要用於傳算大地點高程。

③氣壓高程測量是根據大氣壓力隨高度變化的規律，用氣壓計測定兩點的氣壓差，推算高程的方法。