TRIME-PICO-IPH TDR剖面土壤水分测量系统
一、用途：
可测量土壤或其他介质深达3米的剖面含水量，标定后可以同时测量土壤剖面的含盐量。
该产品由TRIME-IPH升级而来，采用无线通讯数据传输，全面替代现有TRIME-IPH。
二、原理：
TRIME基于TDR（Time domain Reflectometry with Intelligent MicroElements）时域反射技术。用以直接测量土壤或其他介质的介电常数，介电常数又与土壤水分含量的多少有密切关系，土壤含水量即可通过模拟电压输出被读数系统计算并显示出来。
测量时，金属波导体被用来传输TDR信号，TRIME工作时产生一个1GHz的高频电磁波，电磁波沿着波导体传输，并在探头周围产生一个电磁场。信号传输到波导体的末端后又反射回发射源。传输时间在10ps-2ns间。IMKO发明了这种专利测量技术，使得仪器可以检测到小至3ps的时间信号。建立了时间采样的方法。从而使得土壤水分的测量变得更为准确和方便。
三、组成：
主要组成：
剖面土壤水分传感器（TRIME-PICO-IPH）：圆柱式探头，PVC材料外壳
测量管：由TECANAT特殊塑料制成，有0.6米、1米、1.5米、2米、2.5米、3米五种不同深度及相关附件组成。可选国产或国外进口。
数据管理器：采用掌上电脑，功能强大，读取数据及存储数据等，用户自选国外和国内品牌
采集软件：PICO-TALK操作软件，用以采集数据，系统设置等，安装在掌上电脑上，有英文和中文两种版本
蓝牙通讯模块：实现无线通讯，同时负责给探头供电。
专用安装工具：埋设探管的专用工具套件，含土钻、支架、防震钢锤等等，为保证准确将测量管安装到位，最大程度上减小安装过程中产生的扰动，建议用户务必选择该专用安装工具。
剖面土壤水分传感器（TRIME-PICO-IPH）
数据管理器野外防水型多功能数据管理器蓝牙通讯模块
专用安装工具HD2读数表和PICO64传感器
可选配件：
表层土壤水分传感器（TRIME-PICO64/32）：用于测量土壤表层含水量
预打孔定位器：TRIME-PICO64/32探头定位、预打孔工具
探针：TRIME-PICO64/32的探针，以做备用
标定套件：用于仪器的基础校正，如更换探针，缆线长度有改变等
表层水分传感器（TRIME-PICO64/32）专用土钻：用于测量深层土壤含水量时的打孔
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https://www.doczj.com/doc/1c18884200.html, Em ail: s ales @ao https://www.doczj.com/doc/1c18884200.html,
表层水分传感器（TRIME-PICO64/32）
TRIME-PICO64预打孔定位器 TRIME-PICO32预打孔定位器
延长套杆（0.5m ，1m 等 2种规格）
标定套件
表层水分传感器（TRIME-PICO64/32）专用土钻四、基本技术指标：
五、产地：
德国
土壤水分的测定 测定土壤水分是为了了解土壤水分状况，以作为土壤水分管理，如确定灌溉定额的依据。在分析工作中，由于分析结果一般是以烘干土为基础表示的，也需要测定湿土或风干土的水分含量，以便进行分析结果的换算。 一、测定方法 土壤水分的测定方法很多，实验室一般采用酒精烘烤法、酒精烧失法和烘干法。野外则可采用简易的排水称重法(定容称量法)。 (一)酒精烘烤法 1、原理:土壤加入酒精，在l05℃—110℃下烘烤时可以加速水分蒸发，大大缩短烘烤时间，又不致于因有机质的烧失而造成误差。 2、操作步骤 ①取已烘干的铝盒称重为W1(克)。 ②加土壤约5克平铺于盒底，称重为W2(克)。 ③用皮头吸管滴加酒精，便土样充分湿润，放入烘箱中，在105℃—110℃条件下烘烤30分钟，取出冷却称重为W3(克)。 3、结果计算 W2-W3 土壤水分含量（%）＝—————×100 W3-W1 土壤分析一般以烘干土计重，但分析时又以湿土或风干土称重，故需进行换算，计算公式为：应称取的湿土或风干土样重＝所需烘干土样重×(1+水分％) (二)酒精烧失速测法 1、原理：酒精可与水分互溶，并在燃烧时使水分蒸发。土壤烧后损失的重量即为土壤含水量。 2、操作步骤： ①取铝盒称重为W l(克)。 ②取湿土约10克(尽量避免混入根系和石砾等杂物)与铝盒一起称重为W2(克)。 ③加酒精于铝盒中，至土面全部浸没即可，稍加振摇，使土样与酒精混合，点燃酒精，待燃烧将尽，用小玻棒来回拨动土样，助其燃烧(但过早拨动土样会造成土样毛孔闭塞，降
低水分蒸发速度)，熄火后再加酒精3毫升燃烧，如此进行2—3次，直至土样烧干为止。 ④冷却后称重为W3(克)。 3、结果计算同前 (三)烘干法 1、原理：将土样置于105℃±2℃的烘箱中烘至恒重，即可使其所含水分（包括吸湿水）全部蒸发殆尽以此求算土壤水分含量。在此温度下，有机质一般不致大量分解损失影响测定结果。 2、操作步骤 ①取干燥铝盒称重为W1(克)。 ②加土样约5克于铝盒中称重为W2(克)。 ③将铝盒放入烘箱，在105℃一110℃下烘烤6小时，一般可达恒重，取出放人干燥器内，冷却20分钟可称重。必要时，如前法再烘1小时，取出冷却后称重，两次称重之差不得超过0.05克，取最低一次计算。 注：质地较轻的土壤，烘烤时间可以缩短，即5—6小时。 3、结果计算同前 二、思考题 1、列出实验数据，计算土壤水分含量。 2、在烘干土样时，为什么温度不能超过110℃？含有机质多的土样为什么不能采用酒精烧失法？
土壤水分综述 摘要 关键词：土壤水分影响因素 1程积民、万惠娥[1]等人通过采用工程与生物措施相结合的方法，对黄土丘陵半干早区柠条灌木林的建设与土壤水分过耗及调控恢复的定位进行试验研究。试验选择出最佳灌草立体配置模式：水平阶整地为柠条-披碱草、柠条-草木樨、柠条-芨芨草类型；水平沟整地为柠条-芨芨草、柠条-草木樨类型；鱼鳞坑整地为柠条-草木樨、柠条-芨芨草、柠条-本氏针茅类型。这种配置模式可以调节和补充土壤水分的不足，促进灌草的生长，控制水土流失，改善生态环境。 2杨建昌、刘立军等人通过大田试验和盆栽试验研究了土壤水分对旱育秧水稻产量形成的影响，旱育秧移栽后有明显的分蘖和生长优势，尤其在节水灌溉或低土壤水分条件下，旱育秧有效穗数多、干物质累积量高、抽穗后的光合势大，较水育秧显著增产。但在土壤水分充足或常规灌溉条件下，旱育秧分蘖成穗率低、有效穗数少，较水育秧增产幅度小。表明旱育秧配合本田期节水灌溉，其增产潜力较大。 3王进鑫、黄宝龙等人采用旱棚人工控水，对侧柏、刺槐不同水量全生长期均衡供水条件下，2-3年生幼树的生长需水规律、蒸腾耗水与土壤水分的关系进行了研究，结果表明，刺槐蒸腾耗水量随土壤供水能力的增大而增加，其中以生长前期和生长盛期耗水为主。侧柏蒸腾耗水量以生长盛期最大，约占年蒸腾量的46.27%，生长后期次之，生长前期较小，并求出了两树种蒸腾耗水的土壤水分应力订正函数及
在非充分供水条件下实际蒸腾耗水的时间-水分函数。 4张爱良、黄桂英等人采用盆栽法，研究了四种不同土壤水分含量条件下小麦旗叶生理特性的变化规律。结果表明，土壤水分含量与小麦经济产量间呈极显著正相关( r = 0.9936 )，提高土壤水分含量能使灌浆中后期小麦旗叶叶绿素含量、可溶性糖含量和硝酸还原酶活性均得到提高。在土壤水分胁迫条件下，旗叶SOD 活性显著降低，质膜透性明显加大，致使植株衰老加速。 5王克勤、王立选用田间7年生和盆栽2年生金矮生苹果，在自然环境条件下进行不同水平土壤水分人为控制。结果表明，林木蒸腾作用与光照强度和土壤水分状况之间存在着密切的联系。林木在苗期时，当土壤水分不足时，应采取措施避免强光照射，以减轻过度蒸腾失水造成的生理伤害，提高成活率和促进苗木生长。 6潘占兵、李生宝等人通过对宁夏盐池干旱退化草场植被恢复与风蚀沙化防治技术示范区内不同种植密度的柠条林土壤水分进行了定位观测，从土壤水分日变化、季节性变化、水分垂直分布等方面进行了分析。结果表明：土壤含水量主要受大气降雨及植物生长节律的影响, 变化较大。 7吴玉光，王美菊等人通过用植物纤维薄膜代替塑料薄膜覆盖农田，研究了植物纤维膜对保持土壤含水量的作用。结果表明，利用植物纤维膜覆盖地面，可以起到保持土壤水分、减少水分蒸发的作用，它可以抑制土壤水分蒸发量的80%- 90%，但从保持土壤水分方面来说，还不能达到覆盖塑料薄膜的水平；从调节土壤空气条件方面看，可以使多余的水分蒸发，提高土壤的通气程度，又比塑料膜具有一定
高精度综合磁性测量系统技术参数 主要用于测量样品及器件的磁学性能、磁电性能等，如磁滞回线、磁化曲线、矫顽力、饱和磁化强度、剩磁强度、磁电阻、磁共振频率等,具体功能要求： 1.磁体系统 a)★最大磁场强度：>2.5T （室温环境，3.5 mm磁极间距）；>2.0T （室温环境，加装粉末测试样品杆时）；>1.5T（高低温选件连用时） b)★磁场误差：<0.005 Gs RMS （±100Gs范围内）；程控磁场精度：1mOe。 c)★磁体为水冷电磁铁，极帽直径不小于5cm。 d)系统配备高斯计直流测量精度：±0.05%。 2.★高低温系统 最低测试温度 ≤100 K,最高测试温度≥ 800 K；有惰性气氛或真空系统保护样品，相关配套外设包含在本系统中；包含液氮杜瓦：>25L容量。 3.★测试功能 可进行磁滞回线的测量；可进行初始磁化曲线的测量；可进行直流剩磁曲线及交流剩磁曲线的测量；可进行360度连续变角度的测量；可进行热退磁曲线的测量；可进行任意变量的自定义程序化控制模式的测量；可进行点对点测量和磁场连续测量。 4.测试性能 a)★测试灵敏度：单次测量<1×10-6emu b)测试重复性：十次测量偏差≤2% c)测试稳定性：测试误差≤ 0.05%RMS @ 24小时连续测量 d)测试速度：时间常数（TC）0.1s，0.3s，1.0s，3.0s或10.0s。 e)★可适用测试的样品形态：固体、液体、粉末、薄膜、块体、胶囊等 5.样品杆旋转模块 a)★角度可在±360度或0-730度范围内变化，角度变化精度：≤1° b)●具备程控及手动双重模式 6.样品杆及标样组件 a)★配套有高纯度石英样品杆：配备多个直径、垂直、水平样品杆；配备高温样品杆；配备固体、液体、粉末、薄膜、块体、胶囊等各类样品测试所需的样品杆；配套有高稳定性标样组件：2个标准的镍样；1个高斯计及其校准用标准磁体。
激光跟踪测距三维坐标视觉测量系统建模讲解标准化工作室编码[XX968T-XX89628-XJ668-XT689N]
激光跟踪测距三维坐标视觉测量系统建模 3 黄风山 1,233, 钱惠芬 1 (1. 河北科技大学机械电子工程学院 , 河北石家庄 050054; 2. 天津大学精密测试技术与仪器国家重点实验室 , 天津 300072 摘要 :提出了一种激光跟踪测距视觉坐标测量系统 , 测量时摄像机测量光笔上各光反射点的方向 , , 由测得 ( , 激光测距仪测得的距离参数的引入 , 依据冗余技术给出了被测 :在 Z 、 Y 和 X 轴方向 0. 、 0. 和 0. 011mm 。 关键词 :; ; n 点透视问题 (P n P ; 冗余技术 Mod el for a Laser Distance T racking 3D C oordinates V ision M easu ring System HUAN G Feng 2shan 1,233, QIAN Hui 2fen 1 (1. Mechanical and Electronic Engineering C ollege , Hebei University of S cience and T echnology , Shijiazhuang 050054,China ; 2. State K ey Laboratory of Precision Measuring T echnology and Instrument , Tianjin University , Tianjin 300072,China Abstract :Alaser distance tracking 3D coordinates vision measuring system is proposed. It mainly consists of a CCD camera , a laser rangefinder ,a computer and a light pen. When measuring ,the CCD camera registers the direction of every light 2re 2 flecting point m ounted on the light pen. According to these measured directions ,the laser rangefinder can track and capture each light 2reflecting point ,and record the distance between one of the four light 2reflecting points and the laser rangefinder. Using the measured directions and distance ,the system can calculate the 3D coordinates of the point touched by the pen 2 on the perspective 2n 2point problem (P n P principle ,the system ′ s mathematic model is of the distance parameter ,this m odel can be solved linearly ,and its solution is
土壤水份和植物组织含水量的测定 实验的目的与要求： 通过对植物和土壤水分的测定来学习和使用烘干法水分测定仪，掌握实验和实习的技巧，了解一定的实习的规则！ 通过对实习数据的比较，以及结合自身的知识来分析土壤和植物组织含水量的关系，了解水分对植物生长的影响，了解土壤中水分对植物生长的影响。 结合生态学的知识来分析土壤和植物含水量受整个生态系统的影响。 实验的主要内容： 记录实验地的周围环境的各种生态环境因素，如温度，风向，湿度。 测量土壤和植物组织含水量值，在不同的环境下测量对比，同一环境下不同物种的值。 记录实验测量的数据值，分析得出结论。 实习的主要工具： 1.烘干法水分测定仪（LSH-100A型）： 最大秤量：100g 实际标尺分度值：1mg 准确度级别：2级 水分测量允许误差：±0.2%（样品≥2克） 水分含量测定可读性：0.01% 测量水分范围：0~100% 加热源：卤素灯（环型400W） 温控精度：±1℃ 加热温度设定：室温～160℃（以1℃调整） 时间设定：0～180min（以1min调整） 测量方法：手动、自动 操作温度范围：10～30℃ 电源及功耗：AC220V±22V 50Hz 420W 秤盘尺寸：￠100mm 外壳尺寸：360mm×250mm×270mm 净重：7kg 实验用剪刀、小袋子 实验原理： 首先对同一环境下的不同生长情况的高山榕进行水分的测定，记录数据并比较，然后对不同环境下的不同株池杉进行水分的测定，在数据中得出结论。用烘干法测定仪进行含水量的测定，使用小塑料袋来装实验品以防止植物叶子和土壤水分的蒸发。 实验的步骤： 首先进行样本的采样，在学校的马路边分别进行不同生长情况高山榕叶子的取样，然后再树下进行土壤的取样。在昭阳湖旁不同地方生长情况相同的池杉的叶子和土壤的进行取样。将取来的样品装入袋中，并做好标签。 预热烘干法测定仪后，将取来的样品放入烘干仪中保持5-8分钟，待屏幕中的数值稳定后进行数据的记录。 对数据进行整理分析和讨论，得出结论。 实验的结果：
2015年2月 吉林师范大学学报（自然科学版）?．1第1期Journal of Jilin Normal University （Natural Science Edition ）Feb．2015 收稿日期：2014-10-10基金项目：国家自然科学基金项目（61305082）；吉林师范大学第十二批大学科研基金项目（12234， 12235）第一作者简介：王立忠（1970-），男，吉林省四平市人，现为吉林师范大学信息技术学院副教授，硕士，硕士生导师．研究方向：电子技术． 盆栽植物土壤水分监测及自动浇灌系统设计 王立忠，蒋宁，程礼邦，段佳敏 （吉林师范大学信息技术学院，吉林四平136000） 摘要：基于单片机设计了一种能够根据土壤湿度进行自动控制，并带显示功能的盆栽植物浇灌系统．单片机根据土壤湿度传感器采集的信号对湿度进行自动控制．根据植物的需要设定湿度的下限和上限，在湿度高于上限值时不进行浇灌．若湿度低于下限值，通过传感器发出缺水信号，根据不同的情况来驱动水泵进行适当的浇 水．浇水装置采用滴灌方法， 有助于土壤对于水分的吸收和浇灌的均匀．通过定时器定时自动检测土壤湿度，确保及时为植物提供充足的水分，从而为盆栽植物的生长提供一个良好的环境． 关键词：盆栽植物；自动灌溉；单片机；湿度传感器 中图分类号：TP342文献标识码：A 文章编号：1674- 3873-（2015）01-0095-040引言 目前，盆栽植物作为一种绿色、天然、健康的植物，就成了人们追求高品质生活的首选，但随着社会的高速发展和生活节奏的加快，人们的生活越来越忙碌，因加班、出差、早起及各种各样繁杂的事情经常会将“照顾”盆栽植物的事忘在脑后．该款装置将花土水分监测和浇灌实现自动化，提高了植物的科学浇灌的 同时也减轻了人们的 “负担”．克服了传统的人工给盆栽植物浇水带来的局限性［1-2］．装置不同于普通浇灌装置，根据不同植物对水分要求和灌溉时间的要求进行设定，可以在长时间“无人”情况下自动检测花土湿度，并根据花卉对湿度要求进行自动滴灌．盆栽植物土壤水分监测及自动浇灌系统基于单片机控制，再配合土壤湿度检测电路探测盆栽植物所在的土壤环境，由于传统的人工浇水具有不定时性和不均匀性，所以我们采用滴灌技术．本系统采用独立的节能电源设计，避免停电的问题．具有节水、节电、省时、环保等特点． 1系统方案设计 整个系统由土壤湿度传感器模块、单片机采集控制及信号输出电路模块（单片机、数据处理及显示模块）、水泵及供水模块、电源管理模块5个主要部分组成．系统构造框图如图1所示 ． 图1系统框架图 系统的工作原理：土壤湿度检测模块来完成对盆栽植物土壤湿度的采集，单片机采集控制模块将从湿度传感器模块得到的土壤湿度数据与设定的土壤湿度数据进行比较，当达到设定的开启条件时发出水泵开启信号进行实时滴灌，湿度达到设定值时停止滴灌．滴灌设备根据单片机分析数据后，实现滴灌或者停
“盆栽植物土壤水分监测及自动浇灌系统” 可行性报告 “盆栽植物土壤水分监测及自动浇灌系统”项目组
盆栽植物越来越受到城市居民的喜爱，由于现在城市的生活节奏紧张，人们经常由于工作忙碌而忽略了养殖的盆栽植物，经常忘记给盆栽植物浇水而使植物枯死，或者由于一次浇水过多而使一些喜干的植物涝死，盆栽植物土壤水分监测及自动浇灌系统使土壤湿度控制在有利于植物生长的湿度范围内，有效避免了因过涝或过干而给植物造成的影响，确保植物能够正常生长、开花、结果。 引言 目前，盆栽植物越来越受到城市居民的喜爱，为了克服传统的人工给盆栽植物浇水带来的局限性，盆栽植物土壤水分监测及自动浇灌系统基于单片机控制，再配合土壤湿度检测电路设备探测盆栽植物所在的土壤环境，电磁阀门和可以根据不同植物进行滴灌灌溉方式的灌头，既克服了传统的人工浇水的不定时性和不准确性，又避免了以往水分控制系统的不准确性而造成的过涝等，因此采用土壤湿度监测模块，单片机控制模块，电磁阀门灌水模块、灌溉及供水系统所构成的盆栽植物土壤水分测控系统及灌溉装置以降低设备投入，同时也不用自己去专门维护、检修，是比较理想的选择。 一、系统方案设计 整个系统有土壤湿度检测模块、单片机采集控制及信号输出电路模块、电磁阀滴灌模块、水泵及供水系统四个主要部分组成 整个系统的工作原理为:土壤湿度检测模块来完成对盆栽植物土壤湿度的采集；单片机采集控制系统将采集到的土壤湿度数据与设定的土壤湿度数据进行比较，进行实时灌水，达到设定值时停止灌水；电磁阀及滴灌设备用来实现
根据单片机经过分析数据后，实现灌水或者停止灌水；进而使土壤湿度处在适宜植物生长需求的最佳状态。 二、系统硬件电路设计 由A/D转换电路、STC89C52单片机和相应的振荡、复位电路、继电器控制电路组成单片机采集控制及信号输出模块是整个测控系统的核心。通过采集土壤湿度检测模块传递的实时土壤湿度信号，与设定的土壤湿度数据进行对比，然后输出信号使继电器控制电路控制电磁阀门的开关，从而进行对盆栽植物的实时灌水。 （一）土壤湿度检测模块 由于土壤中含有矿物质离子，这些矿物质离子都溶解在土壤中的水中。如果将两个电极插入土壤中，电极之间就可以通过这些离子导电。通过测量两电极之间的电阻值来表征土壤湿度的大小。由于两级间的电阻与电压成正比，所以通过计算两级的电压来表征土壤湿度。在测量电压之前，需将传感器得到的模拟电压信号经过A/D转换成数字信号以便单片机处理。 我们选择用交流电源给土壤湿度传感器供电，因为如果使用直流电源，两电极间会发生极化现象，会影响电压的测量。交流电源取自所用单片机的模拟输出端口，从该端口出来有正弦波分量和直流分量，经过电容隔直后给传感器供正弦交流电压。我们知道单片机的工作电压只有5v左右，所以由单片机提供给传感器的交流电压是很微弱的，为了方便精确测量，我们对传感器得到的模拟电压通过精密半波整流电路进行整流，再经过滤波电路滤波，之后通过A/D转换送给单片机处理。 （二）单片机采集控制及信号输出电路模块
自动土壤水分观测数据传输格式及传输方案
自动土壤水分观测数据传输格式及传输方案 中国气象局综合观测司预报网络司 2009.8
目录 1上传文件命名规则 (1) 1.1单站文件命名规则 (1) 1.2多站文件命名规则 (1) 1.3上传文件名说明 (2) 2 上传时间规定 (7) 2.1数据上传原则 (7) 2.2数据上传时间规定 (8) 3 上传数据格式 (9) 3.1 自动土壤水分观测站上传数据格式 (9) 3.2 省级打包上传格式 (14) 3.3 作物名称编码表 (15)
自动土壤水分观测数据传输格式及传输方案 为规范自动土壤水分观测和资料传输业务，确保自动土壤水分观测资料及时、高效地收集、共享和应用，制定本数据传输格式及传输方案。 1上传文件命名规则 自动土壤水分观测站上传文件是指自动土壤水分观测站上传至省级气象通信部门或国家气象信息中心的数据文件。 自动土壤水分观测站上传文件包括单站文件命名和多站文件命名两种规则。 1.1单站文件命名规则 单站自动土壤水分观测站上传文件命名方式为： Z_ AGME_I_IIiii_yyyymmddhhMMss_O_ASM-F TM[-CCx].txt 1.2多站文件命名规则 多站自动土壤水分观测站上传文件命名方式为（通过省级或国家级打包的文件）：
Z_ AGME_C_CCCC_yyyymmddhhMMss_O_AS M-FTM.txt 1.3上传文件名说明 （1）文件名称各段说明 Z：固定代码，表示文件为国内交换的资料。 AGME：固定代码，表示农业气象资料。 I：固定代码，指示其后字段代码为测站区站号。 IIiii：测站区站号。区站号使用规则见1.3（2） C：固定代码，指示其后字段编码为编报台字母代号。 CCCC：编报台字母代号，详见1.3.3编报台站代码表。 yyyymmddhhMMss：文件生成时间“年月日时分秒”（UTC，国际时）。其中，yyyy为年，4位；mm为月，2位；dd为日，2位；hh为小时，2位；MM分钟，2位；ss为秒，2位。在年月日时分秒中，若位数不足时，高位补“0”。例如：
光电跟踪测量系统多传感器融合跟踪设计与实现 【摘要】本文从多传感器结构设计、融合跟踪算法两方面，进行了光电跟踪测量系统多传感器融合跟踪的设计与实现方法研究。设计了一套集可见光测量、红外测量和激光测量为一体的光电跟踪测量系统，实现了适应不同环境背景下的单站定位测量功能。 【关键词】光电跟踪测量系统；传感器；融合跟踪 The Design and Realization of multiple sensors Fusion Tracking for the photoelectrical theodolite （Troops 91351，Qiao Tie-ying，Yang Hai-qing） Abstract：Though design the multiple sensor frame and fusion tracking arithmetic，This paper designed and realization of multiple sensors fusion tracking for the photoelectrical theodolite.A photoelectrical theodolite is designed which is be maked up of the visible light measurement，the infrared measurement and the laser measurement，the single station location measurement function is realized for the different environmental contexts. Key words：photoelectrical theodolite；sensor；Fusion Tracking 1.引言 目前，光电测量技术得到了极大的发展，其中可见光测量技术、红外测量技术和激光测距技术日益成熟，多种型号多种功能的光电跟踪测量系统在不同的军用民用领域得到了广泛应用。如果在一套光电测量系统中，做到取长补短，综合可见光、红外光等多种测量技术融合跟踪，并形成单站定位能力，将大大提高光电跟踪测量系统的功能，在各种应用领域发挥更大作用。 2.多传感器结构设计 2.1 传感器的特点与功能 为实现近、远程目标的捕获跟踪和单站定位能力，选择测量电视系统、变焦距捕获电视系统、中波红外测量系统、长波红外测量系统和激光测距系统，集成安装在同一套光电跟踪测量系统上。 测量电视焦距较长，主要完成对目标的高精度测量，兼顾对目标的捕获和跟踪；变焦距捕获电视焦距变化范围大，可实现对近距离目标的捕获、跟踪，采用广播级的3CCD彩色相机，图像具有良好的质量；中波红外系统主要实现低能见度时对目标的捕获、跟踪和测量；长波红外系统可在夜间实现对目标的捕获、跟踪和测量，同时也可分辨目标的轮廓；激光测距系统实现对目标距离的测定，实现光电跟踪测量系统单站定位的功能。 2.2 总体布局与结构 光电跟踪测量系统中的经纬仪配备的传感器较多，总体布局与设计的原则是最大限度的集中于主视轴周围，以减少各传感器间轴系误差对总测角精度的影响。图中测量电视系统位于中心主视轴，捕获电视和激光测距系统在测量电视上方，中波红外系统和长波红外系统位于测量电视下方。结构如图所示。 2.3 垂直轴系结构设计 2.3.1 功能和组成 由于垂直轴系形成跟踪架的方位轴线，实现方位角测量、跟踪驱动、角速度反馈功能，所以，垂直轴系精度将直接影响水平轴系和跟踪架精度，对经纬仪总
第!"卷， 第#期中国农业资源与区划$%&’!"，(%’#，))*+,*-!..*年.+月/%0123&%4567238917:0&;013&<=>%01:=>32?<=97%23&@&322729/02=，!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!..*?技术方法? 土壤水分遥感监测方法进展 邓辉，周清波 （中国农科院资源区划所，北京A ...B A ）摘要该文全面地回顾了目前国内外遥感监测土壤水分的方法和研究进展，比较和评价了热惯量法、微 波法、热红外法、距平植被指数法、植被缺水指数法、植被供水指数法等方法的优缺点和应用范围，并对 土壤水分遥感监测方法的发展趋势进行了分析和展望。关键词旱情监测土壤水分热惯量法微波法植被缺水指数方法回顾收稿日期：!..#,.#,#.邓辉为硕士生周清波为研究员 一、引言 干旱（农业干旱）是指：作物生长过程中因供水不足，阻碍作物的正常生长而发生的水量供应不平衡现象，即农田土壤含水量降低到影响农作物的正常生长发育。干旱是我国农业的一大威胁，在各种自然灾 害中造成的损失列为首位。据统计，我国农业自然灾害的近+.C 是干旱造成的，每年有近"D .万6E !耕地受旱减产，占播种面积的"’B +C ，按减产#.C !".C 的轻灾计算，每年直接经济损失达*亿!D 亿元。探讨一套客观、动态、实时的土壤水分监测方法，对于各级政府和领导及时了解旱情程度和分布，采取有效的防、抗措施，科学的指导农业生产，具有重要意义。 传统的旱情监测方法，主要是根据有限的旱情测量站点测定土壤水分含量来监测土壤水分。经典的土壤水分测量方法主要有称重法、中子水分探测法、快速烘干法、电阻法、F G <法（时域反射）等，因采样速度慢而且花费大量人力物力，范围有限。传统方法难以满足实时、大范围监测的需要。随着遥感技术的迅速发展，多时相、多光谱、高光谱遥感数据反映了大面积的地表信息，这些信息从定位、定量方面反映了土壤水分状况。 二、监测土壤水分的方法和进展 （一）热惯量法 水分有较大的热容量和热传导率使较湿的土壤具有较大的热惯量，而这一热惯量可由光学遥感监测地表温度的变化得到。热惯量法也是国内研究较多的一种方法。 国外：H 3;>%2等人［A ，!］（A -D A ，A -D *）最早应用了热模型；A -D B 年热容量制图卫星（I 5JJ ）发射 成功，随后具有较高分辨率的F K 研究生课程论文封面 课程名称土壤水动力学 教师姓名 研究生姓名 研究生学号 研究生专业 所在院系 类别: 日期: 2012 年1月7 日 评语 对课程论文的评语: 平时成绩：课程论文成绩： 总成绩：评阅人签名： 注：1、无评阅人签名成绩无效； 2、必须用钢笔或圆珠笔批阅，用铅笔阅卷无效； 3、如有平时成绩，必须在上面评分表中标出，并计算入总成绩。 水分特征曲线测定实验报告 1 实验的目的要求 理解水分特征曲线的含义，掌握水分特征曲线的测定方法，以及比较不同土壤水分特征曲线的特点。 2 实验的原理 土壤水的基质势（或土壤吸力）与土壤含水量之间的关系曲线称为土壤水分特征曲线或土壤持水曲线（soil water retention function ）。土壤水分特征曲线表示土壤水的能量和数量之间的关系，是研究土壤水分的保持和运动所用到的反映土壤水分基本特性的曲线。各种土壤的水分特征曲线均需由实验测定。 水分特征曲线仪主要由陶土头、集气管、压力传导管、水银测压计（由玻璃管和水银槽组成）、观测板以及样品容器组成，其结构如图1所示。 图1 水分特征曲线仪结构图 1.样品容器； 2.陶土头； 3.集气管； 4.压力传导管； 5.水银测压计； 6.观测板； 7.水银槽 陶土头是仪器的传感部件，由具有均匀微细孔隙的陶土材料制成，当仪器内充满水使陶土头被水饱和时，陶土头管壁就形成张力相当大的一层水膜，陶土头与土壤充分接触后，土壤水与其内部的水体通过陶土头建立了水力联系，在一定的压差范围内，水分和溶质可以通过陶土头管壁，而气体则不能通过，即所谓透水不透气。因此，如果陶土头内外之间存在压力差，水分就会发生运动，直至内外压力达到平衡为止。这时，通过水银压力表测定的负压值就是陶土头所在位置土壤水的基质势。 陶土头所在位置的压力水头（基质势或负压）的计算公式为： w m w m m h h h h h h --=-+-=6.12)(6.13 式中h 为压力水头，h m 为压力表中水银柱高度（以水银槽水银液面为基准面），h m 是水银槽液面到陶土头中心位置的垂直距离。 《光电测量技术》课程读书报告 光电经纬仪跟踪测量的基本定位技术 院（系）名称：电气工程及自动化学院 专业名称：自动化测试与控制系 学生学号： 学生姓名： 指导教师： 哈尔滨工业大学 2016年11月 光电经纬仪跟踪测量的基本定位技术 目录 第1章绪论............................................................................................ 错误！未定义书签。 1.1课题背景及研究意义 (1) 1.2国内外光电经纬仪技术的研究现状 (1) 1.3光电经纬仪测速方法和应用现状 (3) 1.4报告主要研究内容及结构安排 (4) 1.5本章小结 (5) 第2章跟踪测量理论基础.................................................................... 错误！未定义书签。 2.1常用坐标系及坐标转换 (6) 2.1.1地心坐标系 (6) 2.1.2跑道坐标系 (7) 2.1.3测量坐标系 (7) 2.1.4辅助坐标系 (8) 2.2直角坐标系之间的转换 (8) 2.3目标空间定位方法 (9) 2.3.1单站定位 (9) 2.3.2双站交会定位 (10) 2.3.3纯测距信息定位 (11) 2.4本章小结 (11) 第3章光电跟踪测量............................................................................ 错误！未定义书签。 3.1激光测距仪 (12) 3.2单站双站综合测量 (13) 3.3本章小结 (14) 参考文献.................................................................................................. 错误！未定义书签。 土壤水分的测定实验 一、实验目的 1、了解土壤的实际含水情况，以便适时灌排，保证植物生长对水分的需求。 2、风干土样水分的测定，是各项分析结果计算的基础。土壤水分含量的多少，直接影响土壤的固、液、气三相比例，以及土壤的适耕性和植物的生长发育。 二、实验原理 土壤水分大致分为化学结合水、吸湿水和自由水三类。自由水是可供植物自由利用的有效水和多余水，可以通过土壤在空气中自然风干的方法从土壤中释放出来；吸湿水是土壤颗粒表面被分子张力所吸附的单分子水层，只有在105-110℃下才能摆脱土壤颗粒表面分子力的吸附，以气态的形式释放出来，由于土粒对水汽分子的这种吸附力高达成千上万个大气压，所以这层水分子是定向排列，而且排列紧密，水分不能自由移动，也没有溶解能力，属于无效水；而化学结合水因为参与了粘土矿物晶格的组成，所以是以OH-的形式存在的，要在600--700℃时才能脱离土粒的作用而释放出来。 土壤含水量的测定方法很多，如烘干法、酒精燃烧法和中子测量法等，其中烘干法是目前国际上土壤水分测定的标准方法，虽然需要采集土样，并且干燥时间较长但是因为它比较准确，且便于大批测定，故为常用的方法。 将土壤样品放在105℃±2℃的烘箱中烘至恒重，求出土壤失水重量占烘干重量的百分数。在此温度下，包括吸湿水（土粒表面从空气中吸取活动力强的水汽分子而成的一种水分）在内的所有水分烘掉，而一般土壤有机质不致分解。 三、实验器材 铝盒、烘箱、干燥器、天平、小铲子、小刀。 四、实验步骤 1、在室内将铝盒编号并称重，重量记为W0 。 2、用已知重量的铝盒在天平上称取欲测土样15—20克，称量铝盒与新鲜土壤样 多深度土壤水分（墒情）自动监测仪 1 市场现状 土壤成分非常复杂，一致性很差；传感器长期埋在潮湿的土壤里，会出现种种问题，这使得土壤水分自动监测难度非常大，测不准、测不稳一直困扰整个行业。 目前市场上存在三代土壤水分传感器： 第一代，插针式探头分体式设备，主要缺点是工作点随时间漂移需要定期率定，一致性差，功耗大，现场安装调试复杂。 第二代，管式传感器分体式设备，主要问题是，多个高频监测电路集成到一根管子里相互干扰，一致性和稳定性较差，功耗大无法实现一体化集成。 第三代，高度集成一体化管式设备，克服前两代设备缺点，具备高精度、高稳定性，低功耗高度集成，安装调试简单等特点。 2 产品概述 针对目前我国市场上现有传感器“测不准、测不稳”等问题，我们在技术上进行了创新研发了“高度集成一体化多深度土壤水分自动监测仪”，完全实现了模拟感知电路、A/D 换、无线发送电路及太阳能供电等模块的一体化设计，系统可以对土壤四个深度的水分、温度等参数同时测量的传感器。 在我国土壤水分传感器中首次采用了“高频双调谐回路检测法”可以很灵敏地捕获土壤水分的微小变化，“多深度时分多路复用检测”技术、“去冗余电路消除非线性失真”技术，消除了多个分立检测电路相互干扰、一致性差等缺点，真正克服了传统技术的传感器精度差、测量不稳定及可靠性不好等缺陷，使之在精准度、稳定性及可靠性方面都优于其它方法。 3 产品功能特点 3.1高灵敏度、高精度、高稳定性 首次提出了“高频双调谐回路”检测法，保证了土壤从干到饱和的变化过程中土壤水分的微小变化，检测电路都可以很灵敏地捕获到，并且可以精准地感知测量。 首次提出了多个深度“时分复用检测”技术，消除了多个分立检测电路相互干扰、一致性差等缺点，大大提高了精度和稳定性。 模、数一体化设计时“去除了冗余电路”，减少了信号衰耗及非线性失真而引起的测量误差，大大提高了精准度和稳定性，也免去每隔一段时间重新率定。 3.2 现场安装调试简单 现场安装只需要钻孔、灌泥浆、插入设备、打开电源，数据即可正常上报。 现场不需要挖坑、不需要布线接线、不需要进行设备调试，省时省力、减少不必要环节，保证施工质量。 普通工人经过简单培训，半小时内即可完成现场安装工作，在较大区域较大规模安装时，可大大节省现场安装调试时间，保证施工工期。 .\ 自动土壤水分观测规范 （试行） 中国气象局综合观测司 前言 自动土壤水分观测规范分八个章节，包括：自动土壤水分观测的基本任务、观测方法、技术要求以及观测记录的处理方法，观测仪器的工作原理、安装、操作、维护与田间标定方法等内容。 本规范既对自动土壤水分观测仪器生产厂家的设备生产、安装、维护、标校等提出具体要求，又规范台站对仪器的使用方法、明确仪器在标校过程中进行人工对比观测取土的要求，目的是为了使安装在作物地段和固定地段的自动土壤水分观测仪能够顺利投入业务化运行，为农业气象干旱监测服务，发挥项目建设效益。 本规范适用于利用频域反射法（FDR：Frequancy Domain Reflection）原理来测定土壤体积含水量的自动土壤水分观测仪。 本规范由中国气象局综合观测司组织、中国气象局气象探测中心编写，国家气象中心、河南省气象局、湖北省气象局等单位参与了编写工作。 目录 前言 ................................................................... I 第1章总则 .. (1) 第2章观测的一般要求 (1) 2.1 观测场地 (1) 2.1.1观测地段 (1) 2.1.2选址 (1) 2.1.3场地建设 (2) 2.1.4仪器布设 (2) 2.1.5地段描述与记载 (2) 2.1.6土壤水文、物理特性的测定 (3) 2.2 时制、日界和对时 (3) 2.3 计算项目 (3) 2.4 仪器性能要求 (3) 2.4.1总体要求 (3) 2.4.2传感器性能要求 (3) 第3章观测仪器 (4) 3.1系统结构及工作原理 (4) 3.1.1系统结构 (4) 3.1.2工作原理 (4) 3.2硬件 (4) 3.2.1传感器 (4) 3.2.2数据采集器 (5) 3.2.3系统电源 (5) 3.2.4通信接口与通讯模块 (6) 3.2.5微机 (6) 3.3软件 (6) 3.3.1采集软件 (6) 3.3.2业务软件 (6) 3.4主要功能 (6) 3.4.1初始化功能 (6) 3.4.2数据采集功能 (6) 3.4.3数据处理功能 (6) 3.4.4数据存储功能 (7) 3.4.5数据传输功能 (7) 3.4.6系统管理功能 (7) BKT-100型材料磁性综合测量系统 一、仪器简介 在科研、国防和生产实践中，经常需要对各种材料磁性进行研究和检测，特别是急需有适应性强、灵敏度高、准确可靠、使用方便的磁测仪器。随着科学的发展，对仪器又提出了测量自动化智能化的要求，振动样品法恰好满足上述要求，它是以感应法为基础并配用近代电子技术发展起来的一种新型磁测仪器。它的工作原理是将样品放置在稳定的磁场中并使样品相对于探测线圈作小幅度周期振动，则可得到与被测样品磁矩成正比的信号，再将这信号用适当的电子技术放大、检波转换成易于测量的电压信号，即可构成振动样品磁性测量仪（VSM）。由于这种仪器具有灵敏度高、准确可靠、结构简单、使用方便而且特别适合测量粉末样品等特点，它已广泛的应用于物质的磁性研究中，作为磁测量的最基本手段在科研实验室中普遍采用。 磁致伸缩薄膜材料在微机电系统(MEMS)等领域有着广泛的应用，由于磁致伸缩薄膜材料一般要做在特定的基片上面，要对磁致伸缩系数λ进行直接测量就显得十分困难。对于固定一端的带基片的磁致伸缩薄膜材料的悬臂梁，当磁致伸缩薄膜层在外磁场作用下发生形变时悬臂梁就会产生一定的微挠度，本仪器通过测量悬臂梁的微挠度，进而计算出材料的磁致伸缩系数λ。微挠度通过激光光杠杆放大法进行测量，具有操作简便、设备要求低的优点，再配以光电传感器，能方便地实现测量的计算机自动化。基于磁致伸缩和材料力学理论，通过测量悬臂梁的微挠度，计算出材料的λ。块体磁致伸缩薄膜材料则通过样品顶端的伸缩推动一联动的反射镜使激光束偏移。利用VSM系统的可变磁场和数据采集仪表，应用光杠杆放大和高精度光位置传感器（PSD）技术我们将块体和薄膜材料磁致伸缩系数测量集成到一套测量系统中，充分利用了仪器设备的硬件资源，扩展了仪器的应用范围。 本仪器还集成了四探针薄膜材料磁电阻测量单元和材料（薄膜或块体）霍尔效应测量单元。因篇幅关系在此略去其测量原理叙述。 BKT-100型材料磁性综合测量系统专门为高校和科研院所设计,可以方便快速确定样品的多项磁学特性，是一套设计结构紧凑、功能强、自动化程度高、性价 概述 1.1 激光跟踪测量系统（Laser Tracker System）是工业测量系统中一种高精度的大尺寸测量仪器。它集合了激光干涉测距技术、光电探测技术、精密机械技术、计算机及控制技术、现代数值计算理论等各种先进技术，对空间运动目标进行跟踪并实时测量目标的空间三维坐标。它具有高精度、高效率、实时跟踪测量、安装快捷、操作简便等特点，适合于大尺寸工件配装测量。SMART310 是Leica 公司在1990年生产的第一台激光跟踪仪，1993年Leica公司又推出了SMART310 的第二代产品，其后，Leica 公司还推出了LT/LTD 系列的激光跟踪仪，以满足不同的工业生产需要。LTD 系列的激光跟踪仪采用了Leica 公司专利的绝对测距仪，测量速度快，精度高，配套的软件则在Leica统一的工业测量系统平台Axyz 下进行开发，包括经纬仪测量模块、全站仪测量模块、激光跟踪仪测量模[8] 。块 和数字摄影测量模块等 激光跟踪系统在我国的应用始于1996 年，上飞、沈飞集团在我国第一次引进了SMART310 激光跟踪系统；2005年上海盾构公司引进了Leica 公司的一套LTD600跟踪测量系统，应用于三维管模的检测。 [52] 激光跟踪测量系统的基本原理 1.2 近年来，激光跟踪测量系统的应用领域在不断扩大，很多公司都相继推出了各自品牌的激光跟踪仪，但所有的激光跟踪测量系统基本都是由激光跟踪头（跟踪仪）、控制器、用户计算机、反射器（靶镜）及测量附件等组成的。在本文中，实验采用的是LTD600激光跟踪测量系统（图2.1 ），因此具体讨论的基本原理是基于LTD600 型的激光跟踪测量系统。 图 2.1 LTD600 激光跟踪测量系统系统的组成1.2.1 激光跟踪仪的实质是一台能激光干涉测距和自动跟踪测角测距的全站仪，区别之处在于它没有望远镜，跟踪头的激光束、旋转镜和旋转轴构成了激光跟踪仪的三个轴，三轴相交的中心是测量坐标系的原点。它的结构原理如图2.2 所示系统的硬件主要组成部分包括：传感器头、控制器、电动机和传感器电缆、带LAN 电缆的应用计算机以及反射器。 （1）传感器头：读取角度和距离测量值。激光跟踪器头围绕着两根正交轴旋转。每根轴具有一个编码器用于角度测量和一只直接供电的DC 电动机来进行遥控移动。传感器头的油缸包含了一个测量距离差的单频激光干涉测距仪（IFM ），还有一个绝对距离测量装置（ADM ）。激光束通过安装在倾斜轴和旋转轴交叉处的一面镜子直指反射器。激光束也用作为仪器的平行瞄正轴。挨着激光干涉仪的光电探测器（PSD）接收部分反射光束，使跟踪器跟随反射器。 图 2.2 激光跟踪仪结构原理图 （2）控制器: 包含电源、编码器和干涉仪用计数器、电动机放大器、跟踪处理器和网卡（图2.3 ）。跟踪处理器将跟踪器内的信号转化成角度和距离观测值，通过局域网卡将数据传送到应用计算机上，同理从计算机中发出的指令也可以通过跟踪处理器进行转换再传送给跟踪器，完成测量操作。土壤水特征曲线
光电经纬仪跟踪测量的基本定位技术分解
土壤含水量测量实验报告
多深度土壤水分自动监测仪 - 北京清流
自动土壤水分观测规范标准
BKT-100型材料磁性综合测量系统
激光跟踪仪讲解
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