测量仪器常用算法

A. 水准仪高程如何计算

水准仪高程的计算有两种方法：

已知高程+高差=待测高程 (高差法) ；高差=前视度数-后视觉读数。

已知高程+已知高程点读数=H；H - 待测点读数=待测高程 (等高法)。

水准仪是在17～18世纪发明了望远镜和水准器后出现的。20世纪初，在制出内调焦望远镜和符合水准器的基础上生产出微倾水准仪。20世纪50年代初出现了自动安平水准仪；60年代研制出激光水准仪；90年代出现电子水准仪或数字水准仪。

(1)测量仪器常用算法扩展阅读：

微倾水准仪

借助微倾螺旋获得水平视线。其管水准器分划值小、灵敏度高。望远镜与管水准器联结成一体。凭借微倾螺旋使管水准器在竖直面内微作俯仰，符合水准器居中，视线水平。

自动安平

借助自动安平补偿器获得水平视线。当望远镜视线有微量倾斜时，补偿器在重力作用下对望远镜作相对移动，从而迅速获得视线水平时的标尺读数。这种仪器较微倾水准仪工效高、精度稳定。

激光水准仪

利用激光束代替人工读数。将激光器发出的激光束导入望远镜筒内使其沿视准轴方向射出水平激光束。在水准标尺上配备能自动跟踪的光电接收靶，即可进行水准测量

数字水准仪

这是20世纪90年代发展的水准仪，集光机电、计算机和图像处理等高新技术为一体，是现代科技最新发展的结晶。

数字水准仪是由光学机械部分和电子设备组成,其误差除由以上两项单独所产生的而外,还包括二者组合产生的误差。其中光学机械部分产生的误差已被大家所熟知。主要包括a、圆水准器误差;b、调焦透镜运行误差;c、竖轴倾斜引起的视准轴误差;d、自动补偿器的补偿误差。以下主要讨论电子设备和二者组合所产生的误差 。

水准仪的使用包括：水准仪的安置、粗平、瞄准、精平、读数五个步骤。

1. 安置 安置是将仪器安装在可以伸缩的三脚架上并置于两观测点之间。 首先打开三脚架并使高度适中，用目估法使架头大致水平并检查脚架是否牢固，然后打开仪器箱，用连接螺旋将水准仪器连接在三脚架上。

2. 粗平 粗平是使仪器的视线粗略水平，利用脚螺旋置圆水准气泡居于圆指标圈之中。具体方法：用仪器练习。在整平过程中，气泡移动的方向与大拇指运动的方向一致。

3. 瞄准 瞄准是用望远镜准确地瞄准目标。 首先是把望远镜对向远处明亮的背景，转动目镜调焦螺旋，使十字丝最清晰。再松开固定螺旋，旋转望远镜，使照门和准星的连接对准水准尺，拧紧固定螺旋。最后转动物镜对光螺旋，使水准尺的清晰地落在十字丝平面上，再转动微动螺旋，使水准尺的像靠于十字竖丝的一侧。

4. 精平 精平是使望远镜的视线精确水平。微倾水准仪，在水准管上部装有一组棱镜，可将水准管气泡两端，折射到镜管旁的符合水准观察窗内，若气泡居中时，气泡两端的像将符合成一抛物线型，说明视线水平。若气泡两端的像不相符合，说明视线不水平。这时可用右手转动 微倾螺旋使气泡两端的像完全符合，仪器便可提供一条水平视线，以满足水准测量基本原理的要求。注意：气泡左半部分的移动方向，总与右手大拇指的方向不一致。

5. 读数 用十字丝，截读水准尺上的读数。水准仪多是倒像望远镜，读数时应由上而下进行。先估读毫米级读数，后报出全部读数。注意，水准仪使用步骤一定要按上面顺序进行，不能颠倒，特别是读数前的符合水泡调整， 一定要在读数前进行。

数字水准仪是由光学机械部分和电子设备组成,其误差除由以上两项单独所产生的而外,还包括二者组合产生的误差。其中光学机械部分产生的误差已被大家所熟知。主要包括a、圆水准器误差;b、调焦透镜运行误差;c、竖轴倾斜引起的视准轴误差;d、自动补偿器的补偿误差。以下主要讨论电子设备和二者组合所产生的误差 。

数字水准仪与条码标尺组成的测量系统是处在时刻变化的外界条件下工作的。外界条件的变化将引起仪器各部件产生误差。这种影响常常表现为各部件及其组合的综合影响,外界因素影响产生的误差主要有:

(1)视准轴(i角)变化的影响；

(2)大气垂直折光的影响;

(3)仪器和标尺垂直位移的影响;

(4)地面震动的影响;

(5)地面电磁场的影响等。

测量高程通常采用的方法有：水准测量、三角高程测量和气压高程测量。[1]偶尔也采用的流体静力水准测量方法，主要用于越过海峡传递高程。例如欧洲水准网中，包括英法之间，以及丹麦和瑞典之间的流体静力水准联测路线。

①水准测量是测定两点间高差的主要方法，也是最精密的方法，主要用于建立国家或地区的高程控制网。

②三角高程测量是确定两点间高差的简便方法，不受地形条件限制，传递高程迅速，但精度低于水准测量。主要用于传算大地点高程。

③气压高程测量是根据大气压力随高度变化的规律，用气压计测定两点的气压差，推算高程的方法。

精度低于水准测量、三角高程测量，主要用于丘陵地和山区的勘测工作。

水准测量又名“几何水准测量”，是用水准仪和水准尺测定地面上两点间高差的方法。在地面两点间安置水准仪，观测竖立在两点上的水准标尺，按尺上读数推算两点间的高差。

通常由水准原点或任一已知高程点出发，沿选定的水准路线逐站测定各点的高程。由于不同高程的水准面不平行，沿不同路线测得的两点间高差将有差异，所以在整理国家水准测量成果时，须按所采用的正常高系统加以必要的改正，以求得正确的高程。

B. 测量仪器高如何计算，

测量仪器高，也就是我们通常叫的仪高吗？像水准仪就没有必要知道他的仪高，因为水准仪是一站传到另一站，他站点的仪高是没有必要知道的。

其他像经纬仪和全站仪，仪高就是用卷尺从你站点量到经纬仪或全站仪的视镜中心（你在仪器的傍边有一小点）。

应该说仪高没有具体的算法，仪高也就是仪器架立的高度，测量人员的高矮不一样，仪高就不一样，地势不一样，仪高也不一样，每一站的仪器摆放不一样，仪高也不一样。

C. 平面度的计算方法

有以下五种：

1、打表测量法：打表测量法是将被测零件和测微计放在标准平板上，以标准平板作为测量基准面，用测微计沿实际表面逐点或沿几条直线方向进行测量。打表测量法按评定基准面分为三点法和对角线法：

三点法是用被测实际表面上相距最远的三点所决定的理想平面作为评定基准面，实测时先将被测实际表面上相距最远的三点调整到与标准平板等高；

对角线法实测时先将实际表面上的四个角点按对角线调整到两两等高。然后用测微计进行测量，测微计在整个实际表面上测得的最大变动量即为该实际表面的平面度误差。

2、液平面法：液平面法是用液平面作为测量基准面，液平面由 “连通罐”内的液面构成，然后用传感器进行测量。此法主要用于测量大平面的平面度误差。

3、光束平面法：光束平面法是采用准值望远镜和瞄准靶镜进行测量，选择实际表面上相距最远的三个点形成的光束平面作为平面度误差的测量基准面。

4、激光平面度测量仪：激光平面度测量仪用于测量大型平面的平面度误差。

5、利用数据采集仪连接百分表测量平面度误差的方法。

测量仪器：偏摆仪、百分表、数据采集仪。

测量原理：数据采集仪可从百分表中实时读取数据，并进行平面度误差的计算与分析，平面度误差计算工式已嵌入我们的数据采集仪软件中，完全不需要人工去计算繁琐的数据，可以大大提高测量的准确率。

D. “RTK”是一种测量方法还是测量仪器

RTK是一种测量方法。

RTK（Real - time kinematic）是指实时动态载波相位差分技术。这是一种新的常用的GPS测量方法，以前的静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度；

而RTK是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法，它采用了载波相位动态实时差分方法，是GPS应用的重大里程碑，它的出现为工程放样、地形测图，各种控制测量带来了新曙光，极大地提高了外业作业效率。

RTK测量技术原理

RTK。在基准站上安置1台接收机为参考站，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接收机在接收GPS卫星信号的同时，通过无线接收设备，接收基准站传输的数据，然后根据相对定位的原理。

实时解算出流动站的三维坐标及其精度（即基准站和流动站坐标差△X、△Y、△H，加上基准坐标得到的每个点的WGS－84坐标，通过坐标转换参数得出流动站每个点的平面坐标X、Y和海拔高H）。分电台模式和网络通讯模式。

以上内容参考：网络-RTK测量

E. 功率分析仪进行谐波测试是采用FFT算法还是其他算法

拿PA6000功率分析仪来说，谐波测试实质是采用FFT算法，影响测量精度的关键是FFT运算 的窗函数选择、DA采样数据的周期数、与被测信号的同步性，PA6000的谐波测试提供了基于硬件锁相环 同步采用的谐波测量方式，可以保证谐波测试更加准确。

F. 水准仪测量计算方法

水准仪高程的计算公式如下：1、计算公式：两点高差=后视－前视。2、已知高程+高差=待测高程 (高差法) ； 高差=前视度数-后视觉读数。3、已知高程+已知高程点读数=H； H - 待测点读数=待测高程 (等高法)。
水准仪（英文：level）是建立水平视线测定地面两点间高差的仪器。原理为根据水准测量原理测量地面点间高差。主要部件有望远镜、管水准器（或补偿器）、垂直轴、基座、脚螺旋。按结构分为微倾水准仪、自动安平水准仪、激光水准仪和数字水准仪（又称电子水准仪）。按精度分为精密水准仪和普通水准仪。

G. 现在测量电参数采用什么算法

根据信号类型的不同 ,算法分为正弦模型算法和非正弦模型算法 ,并分析了各种算法的特点及适用范围 ,进而提出了采用复序列 FFT特性以提高计算效率及其在计算机上实现的实数形式公式。根据信号类型的不同 ,算法分为正弦模型算法和非正弦模型算法 ,并分析了各种算法的特点及适用范围 ,进而提出了采用复序列 FFT特性以提高计算效率及其在计算机上实现的实数形式公式。根据信号类型的不同 ,算法分为正弦模型算法和非正弦模型算法 ,并分析了各种算法的特点及适用范围 ,进而提出了采用复序列 FFT特性以提高计算效率及其在计算机上实现的实数形式公式。根据信号类型的不同 ,算法分为正弦模型算法和非正弦模型算法 ,并分析了各种算法的特点及适用范围 ,进而提出了采用复序列 FFT特性以提高计算效率及其在计算机上实现的实数形式公式。根据信号类型的不同 ,算法分为正弦模型算法和非正弦模型算法 ,并分析了各种算法的特点及适用范围 ,进而提出了采用复序列 FFT特性以提高计算效率及其在计算机上实现的实数形式公式。根据信号类型的不同 ,算法分为正弦模型算法和非正弦模型算法 ,并分析了各种算法的特点及适用范围 ,进而提出了采用复序列 FFT特性以提高计算效率及其在计算机上实现的实数形式公式。根据信号类型的不同 ,算法分为正弦模型算法和非正弦模型算法 ,并分析了各种算法的特点及适用范围 ,进而提出了采用复序列 FFT特性以提高计算效率及其在计算机上实现的实数形式公式。

H. 声速的测量的常用方法有哪些实验设计的思想是什么,有什么区别

加一把发出声音的枪可以把，大不了自己叫好了，同时作个手势
传统方法
方法1：一个声音产生后，并不会立刻传到你的耳朵，通常要经过一段时间。除非你自己有这种经验，否则这是很难理解的。例如：如果你参加一个运动会，坐在离鸣枪的人有一段距离的地方，你会先看到枪冒烟，后听到枪声。这是因为光行进的速度非常快(约1秒钟300000公里)，而声音的速度就慢得多(约1秒种340米)。所以你会立刻看到枪冒烟，但声音要过一会儿之后才会听到。�
于是早期测量声音的速度是利用枪来做实验。帮忙的人要拿着枪在一个量好的距离外，另一个人就拿着马表站在原点。在看到信号之后，帮忙的人就对空鸣枪。在原点的人一看到枪的火花和烟时，就把马表按下来；而当他听到枪声时，就再按一次马表让马表停下来。看到火花和听到枪声之间的时间，就是声音行经这一段量好距离所需的时间。就能算出声音的速度。根据这一原理你不妨在今后的校运动会的时候试验一下（利用百米赛跑就可以了）.
为了测量声音的速度你需要一个马表和一个皮尺。量一个500公尺的距离，要尽可能量得准确一点。你和你的同学分别站在两端；你的同学两手各拿一块大石头（或者锣、鼓、或者干脆拍手--拍手的声音太低如果对方听不到就不好办了），你则拿一个马表。当你大叫“开始”时，你的同学要把石头举到头顶，尽量大声敲击。�当你一看到石头撞在一起，就按下马表。等到你听到石头撞击的音，就再按一下马表让马表停下来。时间方面要记录到十分之一秒。如果能多做几次实验，算出时间的平均值是最好的。�你只要用计算机把你和你同学的距离除以时间，就可以算出声音的速度了。

**声速的测量**

二十世纪以来，声学测量技术发展很快。目前声学仪器有较大发展，并具有高保真度，很宽的频率范围和动态范围，小的非线性畸变和良好的瞬态响应等。

过去，测量声波和振动的仪表都是模拟式电子仪表，测量的速度和准确度受到一定的限制。六十年代初。出现了数字式仪表，直接采用数字显示，提高了测量时读数的准确度。由于计算技术和高质量、低功耗的大规模集成电路的发展，人们已能用由微处理机控制的自动测量代替逐点测量，使许多需要事后计算的声学测量和分析工作可以用微计算机实时运算。

以微处理机为中心的测量仪器，不但实现了小型化、多功能，而且由于采用了快速博里叶换算法，从而实现了实时分析。同时也出现了一些新的声学测量和分析方法，例如实时频谱分析，声强测量，声源鉴别，瞬态信号分析，相关分析等。

今后声学测量的任务是采用新的测量技术，提出新的测量方法，使用自动化数字式仪器，以提高测量的准确度和速度。

回顾历史，可以看到，在发展经典声学的过程中，许多研究工作是直接用人耳来听声音的。直到本世纪，发展了无线电电子学，才使声波的测量采用了电声换能器和电子测量仪器。 高性能的测量传声器、频谱分析仪和声级记录器实现了声信号的声压级测量，频谱分析和声信号特性的自动记录；从而可以测量各种不同频率、不同强度和波形的声波，扩展了声学的研究范围，促进了近代声学的发展。可以期望，计算技术和大规模集成电路的发展，微计算机和微处理机在声学工作中的应用，必将促使近代声学进一步发展。

传统方法
方法1：一个声音产生后，并不会立刻传到你的耳朵，通常要经过一段时间。除非你自己有这种经验，否则这是很难理解的。例如：如果你参加一个运动会，坐在离鸣枪的人有一段距离的地方，你会先看到枪冒烟，后听到枪声。这是因为光行进的速度非常快(约1秒钟300000公里)，而声音的速度就慢得多(约1秒种340米)。所以你会立刻看到枪冒烟，但声音要过一会儿之后才会听到。�
于是早期测量声音的速度是利用枪来做实验。帮忙的人要拿着枪在一个量好的距离外，另一个人就拿着马表站在原点。在看到信号之后，帮忙的人就对空鸣枪。在原点的人一看到枪的火花和烟时，就把马表按下来；而当他听到枪声时，就再按一次马表让马表停下来。看到火花和听到枪声之间的时间，就是声音行经这一段量好距离所需的时间。就能算出声音的速度。根据这一原理你不妨在今后的校运动会的时候试验一下（利用百米赛跑就可以了）.
为了测量声音的速度你需要一个马表和一个皮尺。量一个500公尺的距离，要尽可能量得准确一点。你和你的同学分别站在两端；你的同学两手各拿一块大石头（或者锣、鼓、或者干脆拍手--拍手的声音太低如果对方听不到就不好办了），你则拿一个马表。当你大叫“开始”时，你的同学要把石头举到头顶，尽量大声敲击。�当你一看到石头撞在一起，就按下马表。等到你听到石头撞击的音，就再按一下马表让马表停下来。时间方面要记录到十分之一秒。如果能多做几次实验，算出时间的平均值是最好的。�你只要用计算机把你和你同学的距离除以时间，就可以算出声音的速度了。

方法二.
测量声音的速度还有一种利用回音来测量的的方法：（
所谓回声，就是声音在传播的过程中碰到高大的障碍物被反射了回来，不是在电视里（当然是夸张）有时看到一个人面对大山大喊一声，可以听到三个、四个甚至五个回声吗？
哪么我们就可以根据这样的原理，站在离高墙较远的地方(事先测出你到高墙的距离）大声地喊一下，在你喊的同时按下秒表，当你听到自己的回声再按一下秒表，这样一来，你的喊声从你那儿到高墙打了一个来回，你只要把上面说的你跟高墙的距离除以测得的时间的一半，这声音的速度也就出来了（这里要注意的是因为人能分辨出自己的回声的时间间隔要超过0.1秒，声音有传播速度是340米每秒，所以你与墙的距离，至少不得少于17米才行,而且中间还不能有障碍物）。

利用回声测声音速度比较高级和精确的做法是：
利用超声波遇到物体发生反射，超声波发生器通过电缆线连与超声接受器连为一体，接受器能将接收到的超声波信号进行处理并在电脑屏慕上显示其波形，超声波发生器每隔固定时间发射一短促的超声波信号，而接收到的由于障碍物反射回的超声波信号经仪器处理后也可在电脑屏上显示出来（两个波的形状一大一小便于区分），每个反射波与相应的发射波之间的滞后的时间可经电脑的处理输出，即能直接从电脑上读出一个超声波发射后遇到障碍物返回来的时间间隔，只要你事先测出超声波发生器到障碍物之间的距离S，并将S除以往返时间的一半就是声音在空气里的传播速度了。（超声波在空气中的传播速度跟一般人能听得到的声波速度是相等的）。

测量声速最简单、最有效的方法之一是利用声速v 、振动频率f和波长λ之间的基本关系，即实验时用结构相同的一对（发射器和接收器）超声压电陶瓷换能器，来作声压与电压之间的转换。利用示波器观察超声波的振幅和相位，用振幅法和相位法测定波长，由示波器直接读出频率f。

(一)谐振频率
超声压电陶瓷换能器是实验的关键部件，每对超声压电陶瓷换能器都有其固有的谐振频率，当换能器系统的工作频率处于谐振状态时，发射器发出的超声波功率最大，是最佳工作状态。

(二)振幅法
由发射器发出的声波近似于平面波。经接收器反射后，波将在压电陶瓷换能器的两端面间来回反射并且叠加。当两个换能器之间的距离等于半波长的整数倍时发生共振，产生共振驻波现象，波幅达到极大。由纵波的性质可以证明，振动位移处于波节时，则声压是处于波腹。接收器端面近似为一波节，接收到的声压最大，经接收器转换成的电信号也最强。声压变化和接收器位置的关系可从实验中测出，当接收器端面移动到某个共振位置时，示波器上会出现最强的电信号，如果继续移动接收器，将再次出现最强的电信号，两次共振位置之间的距离即为1/2λ 。

(三)相位法
波是振动状态的传播，也可以说是相位的传播。沿传播方向上的任何两点，其振动状态相同，或者说其相位差为2π的整数倍时两点间的距离应等于波长λ的整数倍，利用这个公式可测量波长。由于发射器发出的是近似于平面波的超声波，当接收器端面垂直于波的传播方向时，其端面上各点都具有相同的相位。沿传播方向移动接收器时，总可以找到一个位置使得接收到的信号与发射的信号同相。移过的这段距离必然等于超声波的波长λ 。为了判断相位差并且测定波长，可以利用双踪示波器直接比较发射的信号和接收的信号，同时沿传播方向移动接收器寻找同相点。也可以利用利萨如图形寻找同相时椭圆退化为斜直线的点。

I. 测量中，高程计算公式是什么

高程的计算有两种方法：

1 .已知高程+高差=待测高程 (高差法) 高差=前视度数-后视觉读数

2. 已知高程+已知高程点读数=H H - 待测点读数=待测高程 (等高法)

(9)测量仪器常用算法扩展阅读：

高程测量（height determination） 确定地面点高程的测量工作。一点的高程一般是指这点沿铅垂线方向到大地水准面的距离，又称海拔或绝对高程。

测量高程通常采用的方法有：水准测量、三角高程测量和气压高程测量。偶尔也采用的流体静力水准测量方法，主要用于越过海峡传递高程。例如欧洲水准网中，包括英法之间，以及丹麦和瑞典之间的流体静力水准联测路线。

①水准测量是测定两点间高差的主要方法，也是最精密的方法，主要用于建立国家或地区的高程控制网。

②三角高程测量是确定两点间高差的简便方法，不受地形条件限制，传递高程迅速，但精度低于水准测量。主要用于传算大地点高程。

③气压高程测量是根据大气压力随高度变化的规律，用气压计测定两点的气压差，推算高程的方法。