软测量技术的发展与现状
1、绪论
在过程控制中，若要使机组处于最佳运行工况、实现卡边控制，提高机组的经济效益，就必须要对机组的重要过程变量进行严格控制。然而对许多工业过程来说，一些重要的输出变量目前还很难通过传感器得到，即使可以测出也不一定具有代表性，不能总体的反映出设备的运行工况。为了解决这类变量的测量问题，出现了不少方法，目前应用较广泛的是软测量方法。
软测量技术就是为了解决上述问题应运而生的。其基本思想是根据比较容易测量的工业过程辅助变量，即二次变量，来估计无法直接测量的工业过程主要输出变量。它采用统计回归、软计算等各种方法建立过程变量预报模型，并通过一些可以测量的过程变量和其他一些参数，用软件方法来测量（估计）难以用传统硬仪表在线测量的参数和变量。从而为过程控制、质量控制、过程管理与决策等提供支持，从而为进一步实现质量控制和过程优化奠定基础。
软测量技术已是现代流程工业和过程控制领域关键技术之一，它的成功应用将极大地推动在线质量控制和各种先进控制策略的实施，使生产过程控制得更加理想。
2、软测量技术概论
软测量的概念首先产生于工业过程的实际需要，从实践过程中抽象出理论，形成了软测量技术，然后又反过来指导生产过程的实践。软测量技术的发展就是一个理论与实践相结合的典型例子。软测量是目前过程控制行业中令人瞩目的领域，无论工业过程的控制、优化还是监测都离不开对过程主导变量的检测，它是各种控制方法成功应用的基础。工业对象的基本输入输出关系如图2.1所示，向量U表示过程的控制输入，向量D表示过程的扰动变量，向量Y表示过程的主要输出变量，向量X’表示过程的其他输出变量。
软测量的基本思想则是根据某种最优准则，选择一组容易测量又与过程主要变量有密切。
图 2.1 工业对象输入输出关系
关系的过程辅助变量（辅助变量），通过构造某种数学模型（汪永生，2000），通过软件计算实现对不易测量的过程主要输出变量的在线估计。软测量技术的对象输入输出关系如原理图2.2中所示：
图 2.2 软测量的工作原理
把D、U、X’中的在线可测变量统一称为过程可测变量，用向量X表示。软测量的任务就是从X中选择适当数目的变量构成辅助变量向量θ，构造出下面的过程模型F，从而能够在线地得到Y的估计值Y? :
θ? X ? Y? = F(θ)
一般情况下，过程的主要输出变量可以通过实验室分析化验或其他手段离线进行监测，
用 Y*表示，这些值可以用来建立软测量模型或对软测量模型进行在线校正，从而满足对过程缓慢变化的自适应。图1-3表示出了软测量的工作原理。
影响软测量性能的因素有多种，主要有以下几个：1、辅助变量的选择，包括变量类型的选择、变量数目的选择和测量点位置的选择；2、过程数据的处理，包括数据变换、数据调和与显著误差侦破等；3、软测量模型的建立与在线校正方法；4、生产过程本身的特性。软测量技术的特点决定了它不是一项完全的理论工作，其成败取决于实际应用的结果。
由此可见软测量技术主要由辅助变量的选择、数据采集和处理、软测量模型及在线校正四个部分组成，理论根源是基于软仪表的推断控制。推断控制的基本思想是采集过程中比较容易测量的辅助变量，通过构造推断估计器来估计并克服扰动和测量噪声对主导变量的影响。
2.1机理分析与辅助变量的选择
首先明确软测量的任务，确定主导变量。在此基础上深入了解和熟悉软测量对象及有关装置的工艺流程，通过机理分析可以初步确定影响主导变量的相关变量辅助变量。辅助变量的选择包括变量类型、变量数目和检测点位置的选择。这三个方面互相关联、互相影响，由过程特性所决定的。在实际应用中，还受经济条件、维护的难易程度等外部因素制约。
针对特定的生产过程和选定的主导变量，如何确定其对应的辅助变量。辅助变量的选择在软仪表的建立过程中起着重要的作用，它包括变量的类型、数目及测量点位置三个方面，这三个方面是互相关联的，在实际应用中，还受到经济性、工艺、维护等额外因素的影响。辅助变量的选取范围是过程的实时可测变量集。目前，软仪表中广泛采用与主导变量动态特性相近、关系紧密的可测参数作为辅
助变量，如精馏塔和反应器过程中的温度、温差，生物发酵过程中的尾气中CO2浓度等。
辅助变量的最佳数目显然与过程的自由度、测量噪声以及模型的不确定性有关。辅助变量的数目与位置常常是同时确定的，用于选择变量数目的准则往往也适用于测点位置的选择。选择辅助变量的方法可以分为两种：一种是直接根据历史数据纪录进行选择，这种方法是对过程变量之间进行相关性分析，选择对主导变量影响最大的一些变量作为辅助变量，使用这种方法时辅助变量只能从可测变量集中选择；另一种是根据过程的机理模型生成一些仿真数据，对这些数据进行相关性分析，从中选择与过程主导变量密切相关的变量作为辅助变量，这种方法可以在过程设计时用以指导测量点的最优设计。
进行辅助变量选择的方法有主元分析法、奇异值分解法、Karhunen-Loeve 方法、相关分析等。
2.2数据采集和处理
对用于建模和估计的辅助变量原始测量数据，进行原始数据的标准化、归一化、过失误差侦破及数据校正。过程数据预处理包括误差处理、数据变换和动态滤波等。由于工业过程中的原始测量数据往往有着不同的工程单位、不同的量程等，变量之间在数值上可能相差几个数量级。直接使用这些数据进行计算可能会由于计算机的字长有限而丢失数据，或者引起算法的病态。利用合适的方法对数据进行预处理，能够减少系统的非线性，改善算法的精度和稳定性。
一个十分值得注意的问题是样本数据与过程数据之间在时间上的匹配。尤其是在人工分析情况下，从过程数据即时反应的产量、质量状态到取样位置需要一定的流动时间，取样后到产品质量参数返回现场又要耗费很长的时间，因此在利用分析值和过程数据进行软仪表的校正时，应特别注意保持两者在时间上的对应关系。
2.3软测量模型的建立
针对特定的条件和指定的生产过程，如何确定用于估计过程主导变量的过程模型，即建立主导变量和辅助变量之间的映射关系。软测量模型的建立是软测量技术的核心问题。按照所采用的数学模型来划分，目前建立软测量模型的方法主要有以下这几种：
2.3.1机理建模
从机理出发，也就是从过程内在的物理和化学规律出发，通过物料平衡与能量平衡和动量平衡建立数学模型。对于简单过程可以采用解析法，而对于复杂过程，特别是需要考虑输入变量大范围变化的场合，采用仿真方法。典型化工过程的仿真程序已编制成各种现成软件包。
机理模型优点是可以充分利用已知的过程知识，从事物的本质上认识外部特征；有较大的适用范围，操作条件变化可以类推。但它亦有弱点，对于某些复杂的过程难于建模，必须通过输入/输出数据验证。
2.3.2经验建模
通过实测或依据积累操作数据，用数学回归方法、神经网络方法等得到经验模型来进行测试，理论上有很多实验设计方法，如常用的正交设计等。有一种办法是吸取调优操作经验，即逐步向更好的操作点移动，这样可一举两得，既扩大了测试范围，又改进了工艺操作。测试中另一个问题是稳态是否真正建立，否则会带来较大误差。还有数据采样与产品质量分析必须同步进行。最后是模型检验，检验分为自身检验与交叉检验。我们建议和提倡交叉检验。经验建模的优点与弱点与机理建模正好相反，特别是现场测试，实施中有一定难处。
2.3.3机理建模与经验建模相结合
把机理建模与经验建模结合起来，可兼容两者之长，补各自之短。机理与经验相结合建模是一个较实用的方法，目前被广泛采用。
2.4软测量模型的在线校正
在软仪表的使用过程中，随着生产条件改变、对象特性的变化，生产过程的工作点会发生一定程度的漂移，因此需要对软仪表进行校正以适应新的工况。通常对软仪表的模型的修正需要大量的样本数据和耗费较长的时间，在线进行有实时性方面的困难，必须考虑模型的在线校正，才能适应新工况。软测量模型的在线校正可表示为模型结构和模型参数的优化过程，具体方法有自适应法、增量法和多时标法。
对模型结构的修正往往需要大量的样本数据和较长的计算时间，难以在线进行。为解决模型结构修正耗时长和在线校正的矛盾，提出了短期学习和长期学习的校正方法。短期学习由于算法简单、学习速度快而便于实时应用。长期学习是当软测量仪表在线运行一段时间积累了足够的新样本模式后，重新建立软测量模型。
2.5 软测量技术的通用化和开放化
如果软测量仪表只是针对特定的生产过程、特定的生产条件研究和开发的，则该软测量仪表投入到其他不同工业环境时的二次投资就会十分巨大，推广应用就比较困难。
一套通用的软测量系统，应当具有良好的开放性和实用性，能够经过少量的二次开发实现系统组态，应用到不同的工业场合上。通过组态，设定模块数目、输入输出变量数目、名称等，完成通用软件包与具体生产过程的结合，从而能够把软测量真正应用到具体生产过程中去。
开放化是指根据不同对象的不同特性，软测量系统应能方便地调用不同的算法进行估算和测量。并且软件实现时，应为加入新的算法保留有适当的接口，为进一步的后续开发提供基础，也为不同算法之间的比较分析提供平台。
3、软测量建模的方法
软测量的核心问题是其模型的建立，也即建立待估计变量与其它直接测量变量间的关联模型。软测量建模的方法多种多样，且各种方法互有交叉，且有相互融合的趋势，因此很难有妥当而全面的分类方法。目前，软测量建模方法一般可分为:机理建模、回归分析、状态估计、模式识别、人工神经网络、模糊数学、
基于支持向量机(SVM)和核函数的方法、过程层析成像、相关分析和现代非线性系统信息处理技术等。这些方法都不同程度地应用于软测量实践中，均具有各自的优缺点及适用范围，有些方法在软测量实践中己有许多成功的应用，后面几种建模方法限于技术发展水平，目前在过程控制中还应用较少。
3.1 基于工艺机理分析的软测量建模
基于工艺机理分析的软测量建模主要是运用化学反应动力学、物料平衡、能量平衡等原埋，通过对过程对象的机理分析，找出不可测主导变量与可测辅助变量之间的关系(建立机理模型)，从而实现对某一参数的软测量。对于工艺机理较为清楚的工艺过程，该方法能构造出性能良好的软仪表。但是对于机理研究不充分、尚不完全清楚的复杂工业过程，难以建立合适帆机理模型。此时该方法就需要与其它参数估计方法相结合才能构造软仪表。这种软测量建模方法是工程中常用的方法，其特点是简单、工程背景清晰，便于实际"应用，但应用效果依赖于对工艺机理的了解程度，因为这种软测量方法是建立在对工艺过程机理深刻认识的基础上，建模的难度较大。
3.2 基于回归分析的软测量建模
经典的回归分析是一种建模的基本方法，应用范围相当广泛。以最小二乘法原理为基础的一元和多元线性回归技术目前已相当成熟，常用于线性模型的拟合。对于辅助变量较少的情况，一般采用多元线性回归中的逐步回归技术以获得较好的软测量模型。对于辅助变量较多的情况，通常要借助机理分析，首先获得模型各变量组合的大致框架，然后再采用逐步回归方法获得软测量模型。为简化模型，也可采用主元回归分析法PCR(Principalcomponentregression)和部分最小二乘回归法PLSR(principalcomponentregression)等方法。基于回归分析的软测量建模方法简单实用，但需要足够有效的样本数据，对测量误差较为敏感且模型物理量概念不明了。
3.3 基于状态估计的软测量建模
如果系统主导变量作为系统的状态变量是完全可观的，那么软测量建模问题就转化为典型的状态观测和状态估计问题。基于状态估计的软仪表由于可以反映主导变量和辅助变量之间的动态关系，因此，有利于处理各变量间动态特性的差异和系统滞后等情况。这种软测量建模方法的缺点在于对复杂的工业过程，常常难以建立系统的状态空间模型，这在一定程度上限制了该方法的应用。同时在许多工业生产过程中，常常会出现持续缓慢变化的不可测的扰动，在这种情况下采用这种建模方法可能会带来显著的误差。
3.4 基于模式识别的软测量建模
这种软测量建模方法是采用模式识别的方法对工业过程的操作数据进行处理，从中提取系统的特征，构成以模式描述分类为基础的模式识别模型，如空间超盒等。基于模式识别方法建立的软测量模型与传统的数学模型不同，它是一种以系统的输入/输出数据为基础，通过对系统特征提取而构成的模式描述模型。该方法的优势在于它适用于缺乏系统先验知识的场合，可利用日常操作数据来实
现软测量建模。在实际应用中，这种软测量建模方法常常和人工神经网络以及模糊技术等技术结合在一起使用。
3.5 基于人工神经网络的软测量建模
基于人工神经网络ANN(annifiCialneuralnetwork)的软测量建模方法是近年来研究较多、发展很快和应用范围很广泛的一种软测量建模方法。由于人工神经网络具有自学习、联想记忆、自适应和非线性逼近等功能，基于人工神经网络的软测量模型可以在不具备对象的先验知识的条件下，根据对象的输入/输出数据直接建模(将辅助变量作为人工神经网络的输入，而主导变量作为神经网络的输出，通过神经网络的学习来解决不可测变量的软测量问题)，模型的在线校正能力强，并能适用于高度非线性和严重不确定性系统。
因此，它为解决复杂系统过程参数的软测量问题提供了一条有效途径。采用人工神经网络进行软测量建模有两种形式:一种是利用人工神经网络直接建模，用神经网络来代替常规的数学模型描述辅助变量和主导变量间的关系，完成由可测信息空间到主导变量的映射;另一种是与常规模型相结合，用神经网络来估计常规模型的模型参数，进而实现软测量。
3.6 基于回归支持向量机的方法
建立在统计学习理论基础上的支持向量机SVM(suppoVectormachine)已成
为当前机器学习领域的一个研究热点。支持向量机采用结构风险最小化准则，在有限样本情况下，得到现有信息下的最优解而不仅仅是样本数趋于无穷大时的最优值，解决了一般学习方法难以解决的问题，如神经网络的局部最小问题、过学习以及结构和类型的选择过分依赖于经验等固有的缺陷等问题，从而提高了模型的泛化能力。另外支持向量机把机器学习问题归结为一个二次规划问题，因而得到的最优解不仅是全局最优解，而且具有唯一性。SVM的方法最早是针对模式识别问题提出的，Vapnik通过引入ε不敏感损失函数，将其推广应用到非线性回归估计中，得到了用于回归估计的标准SVM方法，本文称之为回归支持向量机SVR(supportVectorregressor)。由于软测量建模与一般数据回归问题之间存在着共性，支持向量机方法应用于回归估计问题取得不错的效果应用，促使人们把眼光投向工程应用领域，提出不少建立基于回归支持向量机的软测量建模方法。
3.7 基于模糊数学的软测量建模
模糊数学模仿人脑逻辑思维特点，是处理复杂系统的一种有效手段，在过程软测量建模中也得到了大量应用。基于模糊数学软测量模型是一种知识性模型。该法特别适合应用于复杂工业过程中被测对象呈现亦此亦彼的不确定性、难以用常规数学定量描述的场合。实际应用中常将模糊技术和其它人工智能技术相结合，例如模糊数学和人工神经网络相结合构成模糊神经网络，将模糊数学和模式识别相结合构成模糊模式识别，这样可互相取长补短以提高软仪表的效能。
3.8 基于过程层析成像的软测量建模
基于过程层析成像PT(Processtomography)的软测量建模方法与其它软测
量建模方法不同，它是一种以医学层析成像CT(computerizedtomography)技术
为基础的在线获取过程参数二维或三维的实时分布信息的先进检测技术，即一般软测量技术所获取的大多是:关于某一变量的宏观信息，而采用该技术可获取关于该变量微观的时空分布信息。由于受技术发展水平的制约，该种软测量建模方法目前离工业实用化还有一定距离，在过程控制中的直接应用还不多。
3.9 基于相关分析的软测量建模
基于相关分析的软测量建模方法是以随机过程中的相关分析理论为基础，利用两个或多个可测随机信号间的相关特性来实现某一参数的软测量建模方法。该方法采用的具体实现方法大多是互相关分析方法，即利用各辅助变量(随机信号)间的互相关函数特性来进行软测量建模。日前这种方法主要应用于难测流体(即采用常规测量仪表难以进行有效测量的流体)流速或流量的在线测量和故障诊断(例如流体输送管道泄漏的检测和症位)等。
3.10 基于现代非线性信息处理技术的软测量建模
基于现代非线性信息处理技术的软测量建模方法是利用易测过程信息(辅助变量，它通常是一种随机信号)，采用先进的信息处理技术，通过对所获信息的分析处埋提取信号特征量，从而实现某一参数的在线检测或过程的状态识别。这种软测量建模技术的基本思想与基于相关分忻的软测量建模技术一致，都是通过信号处理来解决软测量建模问题，所不同的是具体信息处理方法不同。该软测量建模方法的信息处理方法大多是各种先进的非线性信息处理技术，例如小波分析、混沌和分形技术等，因此能适用于常规的信号处理手段难以适应的复杂工业系统。相对而言，基于现代非线性信息处理技术的软测量建模方法的发展较晚，研究也还比较分散。该技术目前一般主要应用于系统的故障诊断、状态检测和过失误差侦破等，并常常和人工神经网络或模糊数学等人工智能技术相结合。
4、软测量建模方法进一步研究的展望
软测量建模方法虽然经过多年的发展有了很多成果，但仍有许多问题有待于迸一步研究。软测量建模方法进一步研究的方向有以下几种。
4.1 将新兴的技术用于软测量建模
日前虽然出现了众多软测量建模方法，但仍不能满足实际需要。将一些新兴的技术用于软测量建模，建立基于新兴技术的软测量模型仍是目前研究的热点。如:将神经网络、微粒群优化算法、遗传算法等新兴技术用于软测量建模，建立性能更好的软测量模型。
4.2 将不同的方法相互融合建立混合模型或多模型
由于实际系统的复杂多变，往往来说，一种方法建立的模型难以满足要求。如果结合实际系统的机理分析和实际情况，将不同的方法相互融合，建立混合模型，这一建模方法是值得研究的方向。
4.3 动态软测量模型研究
经过十几年的发展，软测量技术无论是在理论研究还是在实际应用中均取得了较大成功，然而至今为止的大部分研究都是针对静态软测量模型。为了进一步提高软测量模型精度和鲁棒性，动态软测量模型是今后任务研究方向之一。
5、软测量技术的应用前景
软测量技术可以广泛应用到过程工业中，可能的应用领域包括炼油、石化、聚合、造纸、采矿、食品、医药、精细化工、半导体、纺织、化纤和微电子行业等。在推断控制结构中，软测量技术可作为推断控制器的一部分，构成对主要输出变量的估计器，然后再根据估计器输出得到控制器。在反馈控制中，软测量可单独作为一个估计器而存在于过程系统中，软测量系统接收来自生产过程其他测量装置的输出信号作为输入，通过软测量模型的计算得到相应变量的输出，可以直接作为控制系统的输入信号。软测量技术的具体应用可以体现在以下几个方面：
5.1 实时估计
当工业过程中某些过程变量没有在线实时测量手段时，需要利用软测量手段进行在线估计以进行操作指导和实时控制，软测量的依据是实验室分析的数据，一般具有比较长的周期（如2～8个小时）。软测量技术的这类应用为虚拟在线软仪表。
5.2 质量预估
有些生产过程或检测仪表有比较大的滞后，尤其是对于过程产品的质量等参数。利用带有大滞后的检测结果进行控制往往不会取得较好的效果。利用软测量技术可以进行预估，有效消除滞后，获得比较及时的过程变量估计值。
5.3故障冗余
过程变量具备实时监测仪表，但是由于比较昂贵或其它原因，没有冗余的仪表。因此当仪表发生故障不能正常工作时，需要采用软测量的手段进行估计。
5.4 智能校正
某些过程变量仅依靠单一的传感器无法进行准确的检测，如锅炉的液位问题等，需要在仪表检测的基础上利用其它的一些参数进行修正，这类问题类似于数据融合中的多传感器检测问题，这其实也是一种软测量技术的应用情况。
5.5 多路复用
当一个装置需要很多同种类型的仪表时，可以只配备少量几块仪表，用这些仪表在不同的场合轮换使用。轮到仪表检测的变量在检测的同时建立软测量模型，没有轮到仪表检测的变量用软仪表进行估计。
6、结语
尽管软测量方法的研究多种多样，但目前成熟的商业化软件包大多还是采用基于最小二乘法的方法，主要因为最小二乘算法结构简单、易于维护、物理意义明确、鲁棒性较好。但由于过程控制中的研究对象在一般情况下都是大时变的非线性对象，这时单纯采用线性回归方法往往不能满足要求。目前有很多基于人工智能方法的软测量研究和应用的报道用于解决复杂的非线性系统的建模问题，但许多方法尚停留在理论研究和计算机仿真的阶段，有些软仪表拟合精确度高但预测性不好，有些则抗干扰性较差，计算量大，在线更新和学习能力不够，这些不
足使得很多方法与实际应用还有一段距离。需要我们进一步发展相关理论来充实软测量技术。
现代电子测量的认识 时光如流水一般划过指甲，不留一丝痕迹。很快这学期就过去了。通过这学期的学习对现代电子测量有了更深刻的认识！ 第三次科技革命以来至今，科学技术的发展日新月异，以信息技术为代表的新技术促进了电子行业的飞速增长，也极大地推动了测试测量仪器和设备的快速发展。科学技术的不断发展对电子测量技术提出越来越高的要求，同样地电子测量技术是推动科学技术进步的重大力量。而电子测量技术凭借其诸多优势成为现代测量技术的主角，在信息获取与工业控制方面发挥着不可替代的作用。近年来的发展是基于大规模集成电路发展的重要时期，它同时也带来了电子测量仪器技术的革命。由于大规模集成电路的大量应用，使得现代电子测量仪器体积更小、功能更全面、可靠性更高、功耗更低。新工艺、新材料、新的制造技术催生了新的一代电子元器件，同时也促使电子测量技术和电子测量仪器产生了新概念和新发展趋势。 人类社会从远古时代发展到物质文明和精神文明都高度发达的今天，没有测量技术的作用是不可想象的。电子测量除具体运用电子科学的原理、方法和设备对各种电量、电信号及电路元器件的特性和参数进行测量外，还可以通过各种敏感器件和传感装置对非电量进行测量，这种测量方法往往更加方便、快捷、准确，有时是用其他测量方法不可替代的。因此，电子测量不仅用于电学这专业，也广泛用于物理学，化学，机械学，材料学，生物学，医学等科学领域。近几十年来计算机技术和微电子技术的迅猛发展为电子测量和测量仪器增添了巨大活力。电子计算机尤其是尤其是微型计算机与电子测量仪器相结合，构成了一代崭新的仪器和测试系统，即人们通常所说的“智能仪器”和“自动测试系统”，它们能够对若干电参数进行自动测量，自动量程选择，数据记录和处理，数据传输，误差修正，自检自校，故障诊断及在线测试等，不仅改变了若干传统测量的概念，更对整个电子技术和其他科学技术产生了巨大的推动作用。现在，电子测量技术已成为电子科学领域重要且发展迅速的分支学科。 一．电子测量的特点 频率范围宽。除测量直流电量外，还可以测量交流电量，其频率范围低至10-4Hz，高至THz。电子测量设备能够工作在这样宽的频率范围，这就使它的应用范围大大扩展。如果利用各种传感器，则几乎可以测量全部的电磁频谱物理量。当然对于不同频段的测量需采用不同的测量方法与测量仪器。 量程很广。量程是仪器测量范围上限值与下限值之差。由于所测量的大小相差极大，因而要求测量仪器的量程也必须极宽。同一台电子仪器，往往要求最高量程与最低量程要相差几个甚至几十个数量级，量程范围广正是电子测量的突出优点。 测量准确度高。电子仪器的准确度通常可比其它测量仪器高很多，例如，长度测量的准确度最高为10-8，而用电子测量方法对频率和时间进行测量，由于原子频标和原子秒作为基准，可以使测量准确度达到10-15的量级，这是目前人类在测量准确度方面达到的最高指标。 二．测量速度快。电子测量由于是通过电子的运动和电磁波的传播来进行工作的，因此具有通过其它测量方法通常无法类比的高速度。在有些测量中，希望在相同条件下对同一量进行多次测量，再用求平均值的方法以减小误差。 易于实现遥测和长期不间断的测量。电子测量同电子计算机相结合，使测量仪器智能化，并在自动化系统中占据重要的地位。可以把电子仪器或与它连接的传感器放到人类不便长期停留或无法到达的区域去进行遥测，而且可在被测对象正常工作的情况下进行测量。对于测量结果，电子测量的显示方法也比较清晰、直观。
摄影测量学的发展状况Last revision on 21 December 2020
摄影测量学的发展状况 胡鹏 中国石油大学（华东）青岛校区，266555 摘要本文主要介绍了摄影测量学的概念及发展状况。随着信息时代的发展，3S技术的逐渐成熟，数字地球的逐步发展，以及先进的仪器设备制造产业的发展，摄影测量的应用领域也越来越宽.定位技术，空三，DOM制作，影像匹配，自动变换匹配是摄影测量学的核心，围绕着这些方法技术，摄影测量学的发展更加完善。 关键词摄影；测量；数字地球；定位技术；空三；DOM制作；影像匹配；自动变换匹配 The State of The Photographic Surveying Hu Peng China University of Petroleum（Qingdao Campus）26555 Abstract This passage is mainly about the concept and development of Photographic Surveying。With the development of information era，the maturity of 3S Technology, the development of the Digital Earth, and the development of the instrument equipment manufacturing industry, the application fields of the Photographic Surveying has become wider and wider. Positioning technology, aerial triangulation, DOM producing, image matching, automation matching are the core of the Photographic Surveying, around with these methods and technology, the development of Photographic Surveying will become more and more complete. Key words :Photography, Surveying, Digital Earth, Positioning technology, aerial triangulation, DOM producing, image matching, automation matching. 0 引言 随着计算机技术以及数字图像处理、模式识别、计算机视觉和人工智能等相关技术的不断发展,摄影测量与计算机学科相互渗透交叉,摄影测量在经历模拟摄影测量、解析摄影测量两个发展阶段后,现已进入数字摄影测量阶段,这对整个摄影测量的教学、科研、生产都产生了极其深远的影响。从测绘学科而言,传统的摄影测量已发展为新兴的信息产业;从摄影测量学科而言,经典的摄影测量已发展为摄影测量与计算机视觉。数字摄影测量所使用的设备最终将是计算机加上相应的标准外设,它的产品形式是全数字化的数字产品。随着传感器技术和自动化技术的发展,当代数字摄影测量不仅依然是遥感空间信息获取的重要分支学科,而且其研究及应用范围变得非常广泛。 现代测绘技术, 已向集成化、实时化、动态化、数字化、自动化、智能化方向发展。经典的大地测量平面定位手段逐步被全球卫星定位系统技术所取代;传统的地图测制手段正向数字化测图技术过渡;传统的模拟测绘产品逐步向数字化地理信息产品转变;传统的测绘“老三仪”,即经纬仪、水准仪、平板仪开始向以为代表的现代测绘技术手段转化, 传统的测绘产业逐步向现代地理信息产业或现代测绘产业转变。尤其3S集成, 满足实时、准时要求的空间信息处理技术的应用, 将大大加快空间信息获取、处理与更新的速度, 为国民经济建设和社会发展以及管理决策提供更广泛、更有效的服务
工程测量技术发展现状与展望 摘要 随着科学技术的不断发展，传统的测量技术走向数字化，工程测量的服务领域也不断拓宽，与其他学科的互相渗透和交叉不断加强，新技术、新理论的引进和应用不断深入，可以很直观的看出未来的测量学科应该是数据采集和处理向一体化、实时化、数字化方向发展；仪器也向精密化、自动化、信息化、智能化方向发展。本文分析了工程测量技术的发展和应用状况，并对其发展趋势进行了展望。 关键词：测量技术发展现状展望 Engineering Surveying Technology Development Status and Prospects Abstract With the continuous development of science and technology,the traditional measurement techniques to digital,engineering survey services have continued to widen,with other disciplines and cross constantly strengthen mutual penetration of new technologies,the introduction and application of new theoretical deepening can be very intuitive see the future of the measurement should be subject to the integration of data acquisition and processing,real-time,digital direction;instrument also told precision,automation,information technology,intelligent direction.This paper analyzes the status of project development and application of measurement techniques, and the prospects for its development trend. Keywords:measurement technology development status outlook
电子测量技术的发展及 应用 公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-
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电子测量技术的发展及应用 摘要：近年来，以信息技术为代表的新技术促进了电子行业的飞速增长，也极大的促进了测量仪器和设备的快速发展。中国电子测量仪器经过40多年的发展，为我国国民经济、科学教育、特别是国防军事的发展做出了巨大贡献。随着世界高科技发展的潮流，中国电子测量仪器也步入了高科技发展的道路，特别是经过“九五”期间的发展，我国电子测量仪器在若干重大科技领域取得了突破性进展，为我国电子测量仪器走向世界水平奠定了良好的基础。 英国科学家A ? H ? 库克（cook ）说：“测量是技术生命的神经系统。我们通过测量认识周围的，通过测量把这些知识变成，然后用数学方法把它整理成合乎逻辑的系统；通过测量，可使这种系统性知识借助于工程技术用来改造物质；世界精密的测量是精确的知识和经济的设计所必需，方便的测量是敏捷的通讯和有效的组织所必需。”这一段话深刻地揭示出了测量对于我们人类社会的重要性。人类社会从发展到物质文明和梢神文明都高度发达的今天，没有测量技术的作用是不可想象的。一、测量的意义 所谓测量就是借助于专用的技术工具通过实验和（或）计算，对被测对象收集信息的过程。在自然界中，对于任何被研究的对象，若要定量地进行评价，必须通过测量来实现。在电子技术领域中，中肯的分析只能来自正确的测量。通过测量，我们对大自然认识才由感性世界跨入了理性世界，才逐步对大自然有了理性的分析，通过分析和归纳，我们才能
得到规律性的知识来改造世界，科学技术才能得以高速发展。开创的早期自然科学的工作方法可归纳为“观察、实验、理论”，可见，人们是通过观测试验的结果和已经掌握的规律，进行概括、推理，再对所研究的事物取得定量的概念和发现它的规律性，然后上升到理论。因此，测量技术的水平在相当程度上影响着科学技术的发展速度和深度，科学技术上有一些突破是以测试技术的突破为基础的。 这种例子在科学发展史上是不胜枚举的。 在没有显微镜时，人眼只能看清大小为—毫米的东西，这大大限制了人类对自然界中的认识，在这种情况下，绝对不会有等技术的产生。16 世纪出现了，它的分辨率可达2000埃，相应的放大率约为1500倍，大大扩展了人的眼力。在显微镜的帮助下，人类发现了构成生物基础的细胞（大小约为10-100微米），使人类对生物界的认识有了一个极大的飞跃，这一发现对推动生物学各方面的研究作出了重要贡献，被誉为19世纪三大发现之一。20 世纪30 年代出现了，它的分辨本42领高达2一3 埃，又比提高了约三个数量级。由此可见电子技术引入测量领域的巨大的推动作用。在下，可以洞察小小细胞内的超微机构，连细胞膜也可清晰地辨出是由三个薄层组成的，并发现了致病的病毒、形成了的又一次飞跃。现代科学技术、生产和国防的重要特点之一，就是要进行大量的观测和统计。现代工业大生产，用到测量上的工时和费用约占整个生产所用的20％一30％。提高测量水平，降低测量成本，减少测量误差，提高测量效率，对国民经济各个领域都是至关重要的。
浅谈测量技术的发展历史和现状 摘要：测量技术的发展也同其他技术一样，由原始的、落后的方式，经漫长的人类社会发展历程，一步步的发展起来。生产力的发展促进了测量科学的发展，同时测量技术的应用又为生产力的发展创造了条件，最终服务于科学研究、国防建设和国民经济建设。 关键词：测量技术；发展历史；现状；高新技术 1 引言 科学的产生和发展是由生产力决定的。测量科学也不例外，它是人类长期以来在生产、生活方面与自然斗争的结晶。测量技术的发展也经历了一个长期的、艰难的历程，且至今仍处在不断发展之中。本文主要对这一历程进行了总结概述。 2 测量技术的发展历史 2.1 地图测绘方面 目前见于记载最早的古地图是西周初年的洛邑城址附近的地形图。战国时管仲著有《管子》一书，书中第十卷专门论述了地图的重要用途和内容。但遗憾的是，秦代以前的古地图都已失传。长沙马王堆三号墓出土的公元前168年陪葬的古长沙国驻军图和地形图是现在能见到的最早的古地图。图上有军事要素、道路、河流、山脉和居民地等。西晋时裴秀编制了《方丈图》和《禹贡地域图》，并创立了《制图六体》的地图编制理论。此后，历代都编制过各种地图，如明代郑和下西洋绘制的《郑和航海图》；清代康熙年间绘制的《皇舆全览图》；1934年，上海申报馆出版的《中华民国新地图》等。在我国历史上，能绘制出如此水平的地图，与测量技术的发展是密切相关的。 我国古代测量长度的工具有记里鼓车、步车、测绳和丈杆等。测量高程的工具仪器有水平(相当于现在的水准仪)和矩。测量方向的仪器有指南针和望筒。测量技术的发展离不开数理知识的支撑。公元前问世的《九章算术》和《周髀算经》都记载有利用相似三角原理进行测量的知识。之后，三国时期刘徽所著的《海岛算经》，介绍了利用丈杆进行两次、三次甚至多次测量的方法求解河宽、山高的实例，极大地推动了我国测量技术的发展。 2.2 研究地球大小和形状方面 早在公元前就已经有人提出通过丈量子午线上的弧长来推断地球大小和形状的方法。唐代在僧一行的主持下，实际测量了北极的高度及从河南白马，经扶沟、浚仪到上菜的距离，算得子午线上一度的弧长为132.3km，为正确认识地球做出了巨大贡献。17世纪末，惠更斯和牛顿从力学的观点出发，提出了地球是两极略扁的“地扁说”，从此与地缘说展开了一场大论战。直到1739年经过弧长
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/4a11016921.html, 工程测量发展现状与趋势分析 作者：邓绍云 来源：《科技视界》2015年第08期 【摘要】本文针对就目前我国工程建设投入和规模及速度不断加大的现实，指出了工程 测量对于国民经济建设较为关键的工程建设行业非常重要和关键，也因我国经济建设的发展，基础工程的深入，工程测量得到了空前的发展。笔者总结了我国当今工程测量的主要发展成果和现状，分析了工程测量发展过程中所存在的一些主要问题，并对我国工程测量的发展趋势进行了展望。 【关键词】工程测量；应用；发展；趋势 0 引言 基础建设是国民经济建设的基础也是关键，是民生之本，固民之根。党的十七大之后，党和国家政府将民生列为当政之首，当政者关键工作之一。随着我国经济的腾飞、社会的发展、国力的强盛，中央和各地政府逐步加大基础建设的步伐，全国建设形势一片大好。 基础建设的规模和步伐加大，从而也促使了工程测量的发展。工程测量作为一门工学基础专业和学科，与工程建设密不可分，联系非常密切，是工程建设的基础和关键。工程测量是由测量学、大地测量学、摄影测量学等学科派生并发展起来的一门专门学科，在国民经济的建设和发展中起着重要的技术服务作用。 工程测量的重要性与实用性以及科学技术的发展及制造业的发展，让工程测量在短暂的几十年中得到空前的发展。 1 发展现状 近半个世纪里，工程测量的发展取得显著成果，它依托测绘学、大地测量和航空摄影测量及地图学与地理信息系统等相关学科的理论和技术，在大量工程建设的实践中，逐渐形成有自己完整的理论体系和工程实践应用指导相关规程。其主要发展成果现分析如下： 1.1 基础理论方面 工程测量的两大任务就是测定和测设，测定就是将地球地面上的点位置通过测量的手段确定下来并通过一定的手段（测量坐标）表达出来，以让人们明确该点在地球表面的准确位置，这个工作就是我们常说的测绘。而测设则是将表达在设计图纸上的建筑物的每个点（主要是关键点）通过测量的手段（这个手段跟测绘没有多大区别）准确表达出来，并用一定的工具在地球表面加以标示显现，以使设计图纸上的建筑物得以通过施工的建设工程而成为现实，这个工作一般俗称为放样。在工程测定过程中为了能较为准确地测定地面每个关键点的位置，需要进
软测量技术及其应用 【摘要】随着我国经济的发展和科学水平的不断提高，工业也紧跟着发展了起来。对于工业的发展来说，软测量技术的作用是不可忽视的。所以，本文将从多个方面对软测量技术及其应用进行详细的分析和探讨。 一、前言 对于工业工程来说，一般都能采用两种方法进行测量，一种是传统的检测技术，另外一种的运用新型的间接测量。随着应用程度的普及以及计算技术的发展，人们发明出了一种新的测量技术，也就是软测量技术。 二、软测量技术基本原理 软测量技术在工业过程中主要应用于实时估计、故障冗余、智能校正和多路复用等方面。它依据对可测易测过程变量（称为辅助变量，如压力、温度等）与难以直接测量的待测过程变量（称为主导变量，如产品分布、物料成分）之间的数学关系的认识，采用各种计算方法，用软件实现待测变量的测量或估计。目前，利用计算机系统，由过程实测变量计算出不可测变量，是解决现在问题的主要途径。其发展已有几十年的历史，在实际生产中也有了一些应用。这里，可用图一简略地描述其结构。其中，U、v分别为被研究过程的可测控制输入和可测干扰输入；x、y为可测参数变量（即辅助变量）和被控过程的输出变量。 三、测量建模的基本方法
软测量建模所使用的数学方法包括从简单的线性代数方程直到复杂的人工神经元网络，最终所采用的方法与使用的软测量模型是机理模型还是回归模型有关。对于石油化工生产过程这类复杂的工艺过程，要得到某一装置的机理模型同时满足较高的精度要求常常是非常困难的，但对于一个局部变量来说，得到满足软测量精度要求的计算模型仍是可能的。这时我们就可根据过程机理选择合适的数学实现方法。 无论是机理模型还是回归模型，在确定了其数学形式之后，下一步就要进行模型参数的估计。即使用可测输入变量和待计算输出变量的历史数据离线估计软测量模型中的未知参数。其中输入变量的历史数据可以从DCS的历史数据库中容易地得到，而输出变量的历史数据可以是离线的经验估计值，也可以取自在线分析仪或实验室信息管理系统的历史数据，也可以是实验室化验人员的手工输入。 四、软测量模块构造时应注意的问题 1.模型类型的选择 在决定采用机理模型还是回归模型时，应注意这两者的不同优势和缺点。回归模型不要求对过程内在机理有较深入的认识，只要有足够多的过程历史数据，总是可以得到一个满足要求的计算函数，这一优势由于现在电子表格和统计工具软件的强大功能而显得更加突出，可以很容易地从DCS或实时数据库中导人大量的历史数据并迅速得到回归结果。 2.历史数据的稳态判别
电子测量技术的现状及 发展趋势 Document number：PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998
电子测量论文 题目：电子测量技术现状及发展趋势姓名： 班级： 学号：
摘要:本文综合论述了电子测量技术的现状和总体发展趋势,分析了电子测量仪器的研究开发，阐述了我国电子测量技术与国际先进技术水平的差距，进而提出了发展电子测量仪器技术的对策。特别是由于测试技术的突破带来的电子测量仪器的革命性变化.同时,针对业界自动测试系统的发展历史和现状提出了作者的一些看法,并介绍了业界的最新进展和最新标准.近年来，以信息技术为代表的新技术促进了电子行业的飞速增长，也极大地推动了测试测量仪器和设备的快速发展。鉴于中国在全球制造链和设计链的重要地位，使得这里成为全球各大测量仪器厂商的大战场，同时，也带动了中国本土测试测量技术研发与测试技术应用的迅速发展。 关键词: LXI ATE 自动测试系统智能化虚拟技术总线接口技术VXI
目录 摘要................................................................................................I 前言 (1) 第一章测试技术现状及其存在的问题 (2) 第二章电子测量技术的发展方向 (2) （一）总线接口技 术 (2) （二）软件平台技 术 (3) （三）专家系统技 术 (3) （四）虚拟测试技 术 (3) 第三章展望未来 (4) 参考文献 (5)
前言 中国电子测量技术经过40多年的发展，为我国国民经济、科学教育、特别是国防军事的发展做出了巨大贡献。随着世界高科技发展的潮流，中国电子测量仪器也步入了高科技发展的道路，特别是经过“九五”期间的发展，我国电子测量技术在若干重大科技领域取得了突破性进展，为我国电子测量仪器走向世界水平奠定了良好的基础。进入21世纪以来,科学技术的发展已难以用日新月异来描述。新工艺、新材料、新的制造技术催生了新的一代电子元器件,同时也促使电子测量技术和电子测量仪器产生了新概念和新发展趋势。本文拟从现代电子测量技术发展的三个明显特点入手,进而介绍下一代自动测试系统的概念和基本技术,引入合成仪器的概念，面向21世纪的我国电子测量技术的发展趋势和方向是：测量数据采集和处理的自动化、实时化、数字化；测量数据管理的科学化、标准化、规格化；测量数据传播与应用的网络化、多样化、社会化。GPS技术、RS技术、GIS技术、数字化测绘技术以及先进地面测量仪器等将广泛应用于工程测量中，并发挥其主导作用。
一、摄影测量的发展历史： 摄影测量学发展至今，经历了模拟摄影测量、解析摄影测量和数字摄影测量三个发展阶段 摄影测量学三个发展阶段的特点： 我国摄影测量的发展历史 中国的摄影测量历史最早可追溯到1902年，当年的北洋大学曾用进口的摄影经纬仪做过建筑摄影测量试验。 中国的航空摄影测量始于1931年，浙江省水利局航测队与德国测量公司合作进行首次航空摄影，摄取了钱塘江支流浦阳江一段河道的航片，随后，国民党政府成立航测队。主要测制了中国局部地区1:1万和1:2.5万军事要塞图，以及湘黔、成渝一带l:5万地形图。 1949年中华人民共和国成立以后，航空摄影得到飞速发展。国家测绘局、林业、农业、地质、铁道、石油、水利等部门都积极开展了航空摄影。1980年前，中国利用航空摄影测量主要制作1:25000-1:100000各种比例尺地形图，采用的是分工法和全能法测图。 1980年后，利用解析和数字摄影测量方法，全国范围主要制作1:50000地形图，各省市主要制作1:10000和1:5000地形图，城市则是制作1:1000和1:2000地形图，构成各类GIS的地形数据库。 21世纪初，数码摄影仪面世之后，城市大比例尺航测制作正射影像图得到了迅速发展，现在已经发展到制作三维城市电子地图。目前，中国已经构建了1:1000000、1:250000和1:50000全国空间数据库，包括的数据产品有DOM、DEM、DLG和DRG四类，还有地名数据库和土地利用数据库等，各省市已经或正在建立1:10000全省空间数据库。许多大中城市已建立了1:500-1：2000空间数据库。这些都成为构建“数字中国”、“数字省区”和“数字城市”的重要基础。 2006年国家测绘局启动了西部测图计划，使用了一批新设备、新技术、新航空航天遥感影像，将改写中国西部200多万平方公里无1：50000地形图的历史。
工程测量技术的发展现状与展望 简介:工程测量学科就是一门应用学科,它就是直接为国民经济建设与国防建设服务,紧密与生产实践相结合的学科,就是测绘学中最活跃的一个分支学科。工程测量有着悠久的历史,近20年来,随着测绘科技的飞速发展,工程测量的技术面貌发生了深刻的变化,并取得很大的成就。 关键字:工程测量,技术,发展,现状,展望 前言工程测量学科就是一门应用学科,它就是直接为国民经济建设与国防建设服务,紧密与生产实践相结合的学科,就是测绘学中最活跃的一个分支学科。工程测量有着悠久的历史,近20年来,随着测绘科技的飞速发展,工程测量的技术面貌发生了深刻的变化,并取得很大的成就。主要原因有:一就是科学技术的新成就,电子计算机技术、微电子技术、激光技术、空间技术等新技术的发展与应用,以及测绘科技本身的进步,为工程测量技术进步提供新的方法与手段;二就是改革开放以来,城市建设不断扩大,各种大型建筑物与构筑物的建设工程、特种精密建设工程等不断增多,对工程测量不断提出新的任务、新课题与新要求,使工程测量的服务领域不断拓宽,有力地推动与促进工程测量事业的进步与发展。随着传统测绘技术向数字化测绘技术转化,面向21世纪的我国工程测量技术的发展趋势与方向就是:测量数据采集与处理的自动化、实时化、数字化;测量数据管理的科学化、标准化、规格化;测量数据传播与应用的网络化、多样化、社会化。GPS技术、RS技术、GIS技术、数字化测绘技术以及先进地面测量仪器等将广泛应用于工程测量中,并发挥其主导作用。 工程测量就是具有悠久历史的既古老又年轻的应用科学与技术,它研究与服务范围贯穿在现代工程建设与国防建设的规划与运营的整个过程中。随着当代科学技术的进步,尤其就是微电子技术、激光技术、计算机技术、空间技术、网络与通信技术的飞速发展与应用,极大地推动了整个测绘科学技术的发展,从理论体系到应用范围都发生了巨大的变化与进步,亦为工程测量学科的理论与技术的发展提供了坚实的基础。 改革开放以来,大规模的经济建设与国防建设的发展,城市化建设进程的加快,各种高、大、重、深、特的工程建设不断增多,这些都向工程测量提出了新的
我国工程测量技术发展现状与成就 一、前言 工程测量学科是一门应用学科，它是直接为国民经济建设和国防建设服务，紧密与生产实践相结合的学科，是测绘学中最活跃的一个分支学科。工程测量有着悠久的历史，近20年来，随着测绘科技的飞速发展，工程测量的技术面貌发生了深刻的变化，并取得很大的成就。主要原因有：一是科学技术的新成就，电子计算机技术、微电子技术、激光技术、空间技术等新技术的发展与应用，以及测绘科技本身的进步，为工程测量技术进步提供新的方法和手段；二是改革开放以来，城市建设不断扩大，各种大型建筑物和构筑物的建设工程、特种精密建设工程等不断增多，对工程测量不断提出新的任务、新课题和新要求，使工程测量的服务领域不断拓宽，有力地推动和促进工程测量事业的进步与发展。随着传统测绘技术向数字化测绘技术转化，面向21世纪的我国工程测量技术的发展趋势和方向是：测量数据采集和处理的自动化、实时化、数字化；测量数据管理的科学化、标准化、规格化；测量数据传播与应用的网络化、多样化、社会化。GPS技术、RS技术、GIS技术、数字化测绘技术以及先进地面测量仪器等将广泛应用于工程测量中，并发挥其主导作用。 二、先进的地面测量仪器在工程测量中的应用 80年代以来出现许多先进的地面测量仪器，为工程测量提供了先进的技术工具和手段，如：光电测距仪、精密测距仪、电子经纬仪、全站仪、电子水准仪、数字水准仪、激光准直仪、激光扫平仪等，为工程测量向现代化、自动化、数字化方向发展创造了有利的条件，改变了传统的工程控制网布网、地形测量、道路测量和施工测量等的作业方法。三角网已被三边网、边角网、测距导线网所替代；光电测距三角高程测量代替三、四等水准测量；具有自动跟踪和连续显示功能的测距仪用于施工放样测量；无需棱镜的测距仪解决了难以攀登和无法到达的测量点的测距工作；电子速测仪为细部测量提供了理想的仪器；精密测距仪的应用代替了传统的基线丈量。 电子经纬仪和全站仪的应用，是地面测量技术进步的重要标志之一。电子经纬仪具有自动记录、自动改正仪器轴系统差、自动归化计算、角度测量自动扫描、消除度盘分划误差和偏心差等优点。全站仪测量可以利用电子手簿把野外测量数据自动记录下来，通过接口设备传输到计算机，利用“人机交互”方式进行测量数据的自动数据处理和图形编辑，还可以把由微机控制的跟踪设备加到全站仪上，能对一系列目标自动测量，即所谓“测地机器人”或“电子平板”野外直接图形编辑，为测图和工程放样向数字化发展开辟了道路。激光水准仪、全自动数字水准仪、记录式精密补偿水准仪等仪器的出现，实现了在几何水准测量中自动安平、自动读数和记录、自动检核测量数据等功能，使几何水准测量向自动化、数字化方向迈进。激光准直仪和激光扫描仪在高层建筑施工和大面积混凝土施工中是必不可少的仪器。国产JDA系列多功能自动激光准直仪，具有6种自动保持精度的基准，可用于高层和高耸建筑的轴线测控；滑模测偏、测扭、水平测控；构筑物与设备安装放线控测；各类工程测平，结构变形观测等。陀螺经纬仪是用于矿山、隧道等工程测量的另一类主要的地面测量仪器，新一代的陀螺经纬仪是由微机控制，仪器自动、连续地观测陀螺的摇动并能补偿外部的干扰，观测时间短、精度高，如Cromad陀螺经纬仪在7min左右的观测时间能获取3″的精度，比传统陀螺经纬仪精度提高近7倍，作业效率提高近10倍，标志着陀螺经纬仪向自动化方向迈进。 三、3维工业测量技术的兴起和应用
电子测量技术未来的发 展方向 集团文件发布号：（9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-
我国电子测量仪器的现状、机遇及测量技术五大发展趋势 前言：《电子测量》一书编写的目的是使我们掌握现代电子测量的基本原理和方法，熟悉新型电子测量仪器的应用技术，在科学实验中具有制定先进、合理测量和测试方案，正确的选用测量仪器，严格的处理数据，已获得最佳测试结果的能力，通过分析单元电路和整机电路 能够提高我们理论联系实际，分析问题和解决问题的能力。开始我还以为电子测量仅仅是几个仪器的原理简单分析，细细听课后发现还有好多的测量方法和不懂的数据处理方法，使我对测量技术又有了新的认识，因为我个人在感性方面不是那么细腻，所以在期末考试的论文上想浅谈我国电子测量仪器的现状、机遇及测量技术五大发展趋势。下面介绍我的浅析。 摘要：近年来，以信息技术为代表的新技术促进了电子行业的飞速增长，也极大地推动了测试测量仪器和设备的快速发展。鉴于中国在全球制造链和设计链的重要地位，使得这里成为全球各大仪器厂商逐鹿的大战场，同时，也带动了中国本土测试测量仪器研发与测试技术应用的迅速发展。 一．中国电子测量仪器设备的发展现状与机遇 近年来中国测量仪器的可靠性和稳定性问题得到了很多方面的重视，状况有了很大改观。测试仪器行业目前已经越过低谷阶段，重新回到了快速发展的轨道，尤其最近几年，中国本土仪器取得了长足的进步，特别是通用电子测量设备和汽车电子设备的研发方面，与国外先进产品的差距正在快速缩小，对国外电子仪器巨头的垄断造成了一定的冲击。随着模块化和虚拟技术的发展，为中国的测试测量仪器行业带来了新的契
数字摄影测量发展现状和趋势 【摘要】当代信息技术的发展，促使摄影测量不可避免的进入了“全数字摄影测量”阶段，本文介绍分析了数字摄影测量技术的发展状况和应用，并研究了数字摄影测量和遥感测量相结合的发展趋势。 【关键词】数字摄影测量发展和应用遥感测量发展趋势 1 数字摄影测量技术的发展状况 摄影测量的发展主要经过了三个阶段.即模拟摄影测量阶段、解析摄影测量阶段和数字摄影测量阶段。目前数字摄影测量已经开始在实际中大量应用，但全数字摄影测量作为更先进于数字摄影测量的一种技术，已经开始进行了大量的研究和初步应用。 数字摄影测量技术是以数字影像为基础，利用计算机和专业的摄影测量软件分析和量测来采集被测物体的三维空间信息，已经成为国际上比较流行的地球空间数据获取的重要技术手段。其数据采集测量仪器主要包括纠正仪、正射投影仪、立体坐标仪、转点仪等，另外还有各种类型的解析测量仪器。尤其是计算机技术的快速发展，不但可以替代进行测绘中的识别被测物体和识别测试点，而且已经完全可以替代人工来进行大量的计算，其计算结果的可靠性是人工计算多无法比拟的，从而为摄影测量实现了真正的自动化发展。 数字摄影测量的数据获取主要是通过数字摄像机，但是数字摄影测量工作站虽全面替代了传统的解析测图仪，但摄像结果仍然是以胶片为主的，另外对胶片的后期处理并没有出现新的突破，这种测绘方式只能称为数字摄影测量。目前，数字摄影测量技术已经将全数字测量技术作为研究的重点。数字摄影测量所获得的大量数据处理是通过数字摄影测量软件来完成的，不但可以节省人力，还具有速度快和精度高等特点。 2 数字摄影测量技术的应用 （1）首先获取数字摄影对象及其相关的数据参数，主要包括地面控制点坐标和相机参数。获得的参数一般是数字摄影参数，如果是航片，需要先转换成影像文件，进而导入影像文件参数软件。（2）将获得的模型初始化并设置各种相关的各种参数，所获得的的每个模型即为一个航空对象。（3）模型定向分析：①首先内定向，其目的是为了确定扫描坐标系和所获得相片坐标系之间的数量和参数关系以及数字影像可能存在的变形。数字影像的变形主要是在影像数字化的过程中产生的，主要的类型是仿射变形。②然后是相对定向，其目的是为了恢复构成立体相片的相对方位，从而建立被测量对象的几何模型。③最后是绝对定向，就是要将模型点在空间辅助坐标系的坐标变换为地面参考坐标系。（4）影像匹配预处理.影像匹配预处理主要用于自动影像匹配前的预处理，主要是针对某些匹配比较困难的地区所作的一些处理。例如：山脊、沟谷，被黑影遮盖地区、大片居
电子测量技术在现在科技方面的作 用与发展 电子测量技术在现在科技方面的作用与发展中国电子测量仪器经过40多年的发展，为我国国民经济、科学教育、特别是国防军事的发展做出了巨大贡献。随着世界高科技发展的潮流，中国电子测量仪器也步入了高科技发展的道路，特别是经过“九五”期间的发展，我国电子测量仪器在若干重大科技领域取得了突破性进展，为我国电子测量仪器走向世界水平奠定了良好的基础。一、成功研制出微波毫米波矢量网络分析仪我们已经成功地研制了被称为“世界电子测量仪器之王”的微波毫米波矢量网络分析仪。随着我国新体制电子信息系统和新式武器装备的发展，占领和利用有限的频谱资源已经成为高新技术发展和军事电子技术及装备发展的一个重要特点，其中
充分利用频谱资源中的电磁波幅度、频率、相位和极化信息是现代电子装备的核心特点。而现代电子装备的发展又急需能同时获得被测对象的幅度、相位和群时延特性的高性能矢量网络分析仪。特别是雷达相控阵列技术的普遍应用，对相位和群时延特性的测试要求越来越高，因此矢量网络分析仪便成为现代电子装备必备的、关键的测试设备，是其他测试设备无法取代的重要检测手段。另外微波毫米波有源器件CAD技术正在日益普及，而有源CAD的基础是提取有源器件的S参数，当前只有矢量网络分析仪有能力同时获得有源器件的S参数，使CAD的设计结果更接近于实际应用。除此之外，矢量网络分析仪已走出传统的线性网络的应用领域，而在非线性、大功率网络的测试和分析中发挥着重要作用。另外，以矢量网络分析仪为核心可以组成天线、RCS、大功率、T/R 组件等自动测试系统，因此它的应用领域将是非常广阔的。为了适应我
软测量技术及其应用发展 摘要:采用软测量技术，可利用工业标准计算机平台将不同仪表混合连接，使用集成化、标准化虚拟仪器仪表软件集成在一个系统中，应用系统工程的方法进行优化，使之以最优的性价比满足应用系统的性能要求。软测量技术的应用将会极大限度地降低工业过程检测和控制系统的成本，提高系统控制性能指标，为工业过程检测和控制系统的发展提供必要的技术条件。 关键词:软测量虚拟仪器数学模型检测与控制系统 1、引言 当今工业界对过程控制系统的要求越来越高，不仅希望控制指标能保持平稳或快速跟踪，而且常常希望控制指标能够以一定方式显示出来。然而对许多工业过程来说，一些重要的输出变量目前还很难通过传感器得到，如精馏塔的产品浓度。 软测量技术的理论根源是基于软仪表的推断控制。推断控制的基本思想是采集过程中比较容易测量的辅助变量，通过构造推断估计器来估计并克服扰动和测量噪声对主导变量的影响。软测量技术体现了估计器的特点。估计器的设计是根据某种最优准则，选择一种即与主导变量有密切联系又容易测量的辅助变量，通过构造某种数学关系，实现对主导变量的在线估计。软测量技术除了能“测量”主导变量，还可以对一些反映过程特性的工艺参数如精馏塔的塔板效率和反应器的催化剂活性等做出估计。所以它已成为自动监测和过程优化的有力工具。近年来，在软测量方面国内外有大量的研究，Thomas J.McAvoy更是将Soft Sensor列为几大研究之首，因为软测量方法涉及到自动控制的许多重要领域,如:过程建模、系统辨识、数据处理等等。总的说来，软测量方法的研究经历了从线性到非线性,从静态到动态，从无校正功能到有校正功能的发展过程。 2、控制方法概述 2. 1. 软测量技术的应用条件 软测量技术主要由4个相关要素组成：(1) 中间辅助变量的选择；(2) 数据处理；(3) 软测量模型的建立；(4) 软测量模型的在线校正。其中(3) 是软测量技术最重要的组成部分。 2.1.1. 中间辅助变量的选择
测试技术的发展现状以及未来的发展趋势 姓名：赵新 班级：机械5-1班 学号： 10号
测试技术的发展现状以及未来的发展趋势 概述 测试是测量与试验的简称。 测量内涵：对被检测对象的物理、化学、工程技术等方面的参量做数值测定工作。 试验内涵：是指在真实情况下或模拟情况下对被研究对象的特性、参数、功能、可靠性、维修性、适应性、保障性、反应能力等进行测量和度量的研究过程。 试验与测量技术是紧密相连，试验离不开测量。在各类试验中，通过测量取得定性定量数值，以确定试验结果。而测量是随着产品试验的阶段而划分的，不同阶段的试验内容或需求则有相对应的测量设备和系统，用以完成试验数值、状态、特性的获取、传输、分析、处理、显示、报警等功能。 产品测试是通过试验和测量过程，对被检测对象的物理、化学、工程技术等方面的参量、特性等做数值测定工作，是取得对试验对象的定性或定量信息的一种基本方法和途径。 测试的基本任务是获取信息。因此，测试技术是信息科学的源头和重要组成部分。 信息是客观事物的时间、空间特性，是无所不在，无时不存的。但是人们为了某些特定的目的，总是从浩如烟海的信息中把需要的部分取得来，以达到观测事物某一本值问题的目的。所需了解的那部分信息以各种技术手段表达出来，提供人们观测和分析，这种对信息的表达形式称之为“信号”，所以信号是某一特定信息的载体。 信息、信号、测试与测试系统之间的关系可以表述为：获取信息是测试的目的，信号是信息的载体，测试是通过测试系统、设备得到被测参数信息的技术手段。 同时，在军事装备及产品全寿命周期内要进行试验测试性设计与评价，并通过研制相应的试验检测设备、试验测试系统（含软、硬件）确保军事装备和产品达到规定动作的要求，以提高军事装备和产品的完好性、任务成功性，减少对维修人力和其它资源要求，降低寿命周期费用，并为管理提供必要的信息。 全寿命过程又称为全寿命周期，是指产品从论证开始到淘汰退役为止的全过程。产品全寿命过程的划分，各国有不同的划分。美国把全寿命过程划分为6个阶段：初步设计、批准、全面研制、生产、使用淘汰（退役）。我国将全寿命周期划分为5个阶段：论证、研制、生产、使用、退役。 这五个阶段都必须采用试验、测量技术，并用试验手段，通过测量设备和测量系统确保研制出高性能、高可靠的产品。因此，测试技术是具有全局性的关键技术。尤其在高新技术领域，测试技术具有极其重要地位。 美军武器装备在试验与评定管理中，对试验与评定的类型分为：研制试验与评定、使用试验与评定、多军种试验与评定、联合试验与评定、实弹试验、核防护和生存性试验等类。 但最主要的和最重要的是研制性试验与评定、使用试验与评定两种。试验与评定是系统研制期间揭示关键性参数问题的一系列技术，这些问题涉及技术问题（研制试验）；效能、实用性和生存性问题（使用试验）；对多个军种产生影响问题（多军种联合试验）；生存性和杀伤率（实弹试验）等。但核心是研制性试验与评定及使用性试验与评定，主要解决军工产品在研制过程中的技术问题和使用的效能、适应性和生存性问题。 研制试验与评定是为验证工程设计和研制过程是否完备而进行的试验与评定，通过研制试验与
电子测量论文 题目：电子测量技术现状及发展趋势姓名： 班级： 学号：
摘要:本文综合论述了电子测量技术的现状和总体发展趋势,分析了电子测量仪器的研究开发，阐述了我国电子测量技术与国际先进技术水平的差距，进而提出了发展电子测量仪器技术的对策。特别是由于测试技术的突破带来的电子测量仪器的革命性变化.同时,针对业界自动测试系统的发展历史和现状提出了作者的一些看法,并介绍了业界的最新进展和最新标准.近年来，以信息技术为代表的新技术促进了电子行业的飞速增长，也极大地推动了测试测量仪器和设备的快速发展。鉴于中国在全球制造链和设计链的重要地位，使得这里成为全球各大测量仪器厂商的大战场，同时，也带动了中国本土测试测量技术研发与测试技术应用的迅速发展。 关键词: LXI ATE 自动测试系统智能化虚拟技术总线接口技术VXI
摘要……………………………………………………………………………………I 前言 (1) 第一章测试技术现状及其存在的问题 (2) 第二章电子测量技术的发展方向 (2) （一）总线接口技术 (2) （二）软件平台技术 (3) （三）专家系统技术 (3) （四）虚拟测试技术 (3) 第三章展望未来 (4) 参考文献 (5)
中国电子测量技术经过40多年的发展，为我国国民经济、科学教育、特别是国防军事的发展做出了巨大贡献。随着世界高科技发展的潮流，中国电子测量仪器也步入了高科技发展的道路，特别是经过“九五”期间的发展，我国电子测量技术在若干重大科技领域取得了突破性进展，为我国电子测量仪器走向世界水平奠定了良好的基础。进入21世纪以来,科学技术的发展已难以用日新月异来描述。新工艺、新材料、新的制造技术催生了新的一代电子元器件,同时也促使电子测量技术和电子测量仪器产生了新概念和新发展趋势。本文拟从现代电子测量技术发展的三个明显特点入手,进而介绍下一代自动测试系统的概念和基本技术,引入合成仪器的概念，面向21世纪的我国电子测量技术的发展趋势和方向是：测量数据采集和处理的自动化、实时化、数字化；测量数据管理的科学化、标准化、规格化；测量数据传播与应用的网络化、多样化、社会化。GPS技术、RS 技术、GIS技术、数字化测绘技术以及先进地面测量仪器等将广泛应用于工程测量中，并发挥其主导作用。