第1章绪论
控制测量是科学研究、工程建设的基础性工作，其精度的高低直接决定着国家基准、工程项目的准确与否。控制测量工作在不同的阶段有着不同的工作内容与要求，应该根据国家控制网的等级、工程建设的进度，选择合适的方法。
1.1 控制测量学的基本概念
1.1.1 控制测量学的定义与分类
“从整体到局部，先控制后碎部”是测量工作的基本原则，其中，“控制”指的就是控制测量。控制测量是测绘工作中最为重要的环节之一，在测绘工作，乃至整个工程中都发挥着重要的作用。所谓控制测量，是指在一定区域内，按测量任务所要求的精度，测定一系列地面标志点(控制点)的水平位置或高程，建立平面控制网或高程控制网的测量工作。
在进行控制测量工作时，需要以数学、测量学、测量平差、大地测量学等学科为基础，共同为建立控制网、测定地面点位而服务，由此形成控制测量学。
控制测量学是研究精确测定和描绘地面控制点空间位置及其变化的学科。控制测量学是在大地测量学基本理论基础上，以工程建设和社会发展与安全保证的测量工作为主要服务对象而发展和形成的，为人类社会活动提供有用的空间信息。因此，从本质上说，它是地球工程信息学科，是地球科学和测绘学中的一个重要分支，是工程建设测量中的基础学科，也是应用学科。在测量工程专业人才培养中占有重要的地位。
控制测量按照工作用途分类可以分为大地控制测量和工程控制测量两类：在一个或几个国家及至全球范围内布设足够的大地控制点，将这些大地控制点以一定的关系连接构成大地控制网，按照统一的规程、规范所进行的控制测量，称为大地控制测量；为了某项工程的设计、施工、运营管理等需要，在较小区域内布设足够的控制点，将控制点以一定的关系连接构成工程控制网，按照国家或部门颁布的规程、规范所进行的控制测量，称为工程控制测量。
控制测量按照工作内容分类可以分为平面控制测量和高程控制测量两类：测定控制点平面位置(x,y)的工作称为平面控制测量；测定控制点高程(H)的工作称为高程控制测量。
1.1.2 控制测量学的任务与作用
从广义上来讲，控制测量学要为研究地球(或其他星体)的形状与大小提供基准与起算数据，而从狭义上来说，控制测量主要为工程建设而服务，根据工程施工的不同阶段，发挥着不同的作用。
控制测量学
一般的，一项工程从设计到竣工，可以分为勘察设计、工程施工和运营管理三个阶段，在不同阶段具有不同的特点，因此，在不同的阶段，工程控制测量有着不同的工作任务。
1. 勘察设计阶段
在工程的勘察设计阶段，设计人员需要获得施工区域及周边的大比例尺地形图，并以地形图为基础，进行工程所需要的地质勘察、区域规划和建筑物设计，并从地形图上获取设计所需要的各项数据。作为此阶段重要数据来源的大比例尺地形图，在测绘之前为了满足测图精度的要求，需要根据测区大小、地理位置、地物地貌的特点及地形图的比例尺建立相对应的图根控制网，以确保图中任意碎部点的点位精度都符合要求以及各图幅之间能够准确拼接。
2. 工程施工阶段
这一阶段的主要任务是将图纸上设计的建筑物、道路、设施、管线等放样到实地中去。放样，即测设，是根据控制点数据和设计数据反算得到的方向、距离、高差等放样元素，在实地标记出建筑物的平面位置和高程，放样包括平面位置放样和高程放样。由于工程建筑物形式多样，区域建筑物的设计位置和放样要求也不尽相同，例如，桥梁施工要确保桥轴线方向的精度高于其他方向、地下工程的纵向精度要高于横向精度、超高层建筑要使建筑物的主要轴线位置十分精确等，因此，为了保证施工放样的精度和整体性，需要建立满足施工要求，特别是关键部位施工要求的具有必要精度的施工控制网。
3. 运营管理阶段
在工程施工过程中，工程建设破坏了地面和地下土体的原有状态，地面荷载急剧增大，改变了地基的土力学性质，地基及其周围地层可能发生不均匀变化，进而引发建筑物的沉降、水平位移、倾斜等变形，如果变形值超过一定的限度或变形速率过快，就可能导致地基和建筑物失稳，影响工程的施工安全。当工程竣工后，在运营管理阶段，由于建筑物内部荷载变化以及环境变化等诸多因素的影响，地基及其周围地层也会发生一定的变化，加之建筑结构和材料的老化，工程建筑物也会发生一定的变形，如果变形超过一定的量值，将影响工程的运营安全。因此，对于大型工程，应该定期地进行变形监测。由于工程变形监测的项目较多，监测点分布于建筑物各个位置上，依靠一个或少数几个控制点难以完成全部监测工作，监测数据的准确性也难以保证，而且建筑物的变形量都十分微小。因此，需要建立能够满足各项变形监测工作要求的高精度变形监测控制网，并需要对控制网进行定期的复测，以确保变形监测结果的准确性。
控制测量学不仅仅是各类工程建设中不可替代的一个环节，在其他方面，控制测量学也发挥着重要的作用。首先，地形图是一切经济建设和城市规划发展所必需的基础性资料，为了测制地形图需要布设全国范围内或局域性的大地测量控制网，因此，必须建立合理的大地测量坐标系以及确定地球的形状、大小及重力场等参数。其次，控制测量学在防灾、减灾、救灾及环境监测、评价与保护中发挥着特殊的作用。近年来，地震、洪水、泥石流、海啸等自然灾害频繁发生，给人们的生命财产造成了巨大损失。各类自然灾害表面看来具有突发性和不确定性，但是，如果能够对自然灾害高发区或有隐患的区域进行长期不间断的监测，便
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可以对大多数的自然灾害进行预报或预警，大大减少灾害发生时人员伤亡和财产损失。无论何种监测手段与技术，都需要以高精度的控制网为基础，才能展开相应的监测工作。另一方面，在灾害发生后，灾情的评估、灾区的救援以及灾后的重建都需要以控制网为基础获取相应的数据。最后，控制测量在发展空间技术和国防建设中，在丰富和发展当代地球科学的有关研究中，以及在发展测绘工程事业中，都将发挥着越来越重要的作用。
1.2 控制网的布设方法
1.2.1 平面控制网的布设方法
平面控制网由于受到测区范围、精度要求、通视条件、植被状况等多种因素的影响，有多种布网方法可供选择，目前，平面控制网常用的布网方法主要有三角测量、导线测量、GNSS 测量等。
1. 三角测量
1) 网形
如图1-1所示，在地面上选埋一系列点A 、B
……尽量保持相邻点之间通视，将它们按基本图形即三角形的形式连接起来，构成三角网。图中实线
表示对向观测，虚线表示单向观测，单线代表未知边，双
线代表已知边。如果观测元素仅为水平角(或方向)，该网
称为测角网；如果观测元素仅为边长，该网称为测边网；
如果观测元素既有水平角(或方向)又有边长，该网称为边
角网。边角网的观测元素可为全部角度(或方向)和全部边
长、全部角度(或方向)和部分边长、全部边长和部分角度(或
方向)、部分角度(或方向)和部分边长。
2) 坐标计算原理
以图1-1为例，在ABI △中，已知A 点的平面坐标(,)A A x y 、点A 至点B 的边长AB S 、坐标方位角αAB ，先根
据角度观测值推算三角形各边的坐标方位角，然后根据正
弦定理计算AI 的边长：
sin sin AI AB B S S I
= (1-1) 最后，根据A 点坐标、AI 边的边长和坐标方位角求解I 点坐标：
cos sin αα=+??=+?I A AI AI I A AI AI x x S y y S (1-2)
3) 起算数据和推算元素
为了得到所有三角点的坐标，必须已知三角网中某一点的起算坐标(,)A A x y 、某一起算边
图1-1 三角网
控制测量学
长AB S 和某一边的坐标方位角AB ，它们统称为三角测量的起算数据或起算元素。在三角点上观测的水平角(或方向)是三角测量的观测元素。由起算元素和观测元素的平差值推算出的三角形边长、坐标方位角和三角点的坐标统称为三角测量的推算元素。
对于控制网的起算数据一般可通过以下方法获得。
(1) 起算坐标。若测区附近有高等级控制点，则可联测已有的控制点传递坐标；若测区附近没有可利用的控制网点，则可在一个三角点上用天文测量方法测定其经纬度，再换算成高斯平面直角坐标作为起算坐标。对于小测区或保密工程，可假定其中一个控制点的坐标，即采用任意坐标系。
(2) 起算边长。当测区内有高等级控制网点时，若其精度满足项目的要求，则可利用已有网的边长作为起算边长；若已有网的边长精度不能满足测量要求或无已知边长可利用，则可采用高精度电磁波测距仪按照精密测距的方法直接测量控制网中的一条边或几条边边长作为起算边长。
(3) 起算方位角。当测区附近有高等级控制网点时，可由已有网点传递坐标方位角。若无已有成果可利用，可用天文测量方法测定网中某一条边的天文方位角，再换算为坐标方位角，特殊情况下也可用陀螺经纬仪测定陀螺方位角，再换算为起算坐标方位角。
如果三角网中只有必要的一套起算元素(如一个点的坐标、一条边长、一个坐标方位角)，则该网称为独立网；如果三角形网中有多于必要的一套起算元素，则该网称为非独立网。当三角形网中有多套起算元素时，应对已知点的相容性作适当的检查。
4) 三边网和边角网
三边网的网形结构与三角网相同，只是观测量不是角度而是边长，三角形各内角是通过三角形余弦定理计算而得到的。而边角网是指在三角网只测角的基础上加测部分或全部边长。
三角网、三边网和边角网中，三角网早在17世纪即被采用。随后经过前人不断研究与改进，无论从理论上还是实践上都逐步形成一套较完善的控制测量方法，称为“三角测量”。由于这种方法主要使用经纬仪完成大量的野外观测工作，所以在电磁波测距仪问世之前，三角网以其图形简单、网的精度较高、有较多的检核条件、易于发现观测中的粗差、便于计算等优点成为布设各级控制网的主要形式。然而，三角网也存在着一定的缺点，例如在平原地区或隐蔽地区易受障碍物的影响，布网困难大，有时不得不建造较高的觇标，布网效率低，平差计算工作量较大等，这些缺点在一定程度上制约着三角网的发展和应用。
随着电磁波测距仪的不断完善和普及，边角网逐渐得到广泛的应用。由于完成一个测站上的边长观测通常要比方向观测容易，因而在仪器设备和测区通视条件都允许的情况下，也可布设完全的测边网。在精度要求较高的情况下，例如精密的变形监视测量，可布设部分测边、部分测角的控制网或者边、角全测的控制网。
2. 导线测量
如图1-2所示，将测区内相邻控制点连成直线而构成的折线称为导线，导线测量就是依次测定各导线边的边长和转折角值，再根据起算数据，推算各导线点的坐标。导线包括单一导线和具有一个或多个节点的导线网。导线网中的观测值是角度(或方向)和边长。若已知导线网的起算元素，即至少一个点的平面坐标(,)x y 、与该点相连的一条边的边长和方位角，
第1章 绪论
便可根据起算元素和观测元素进行平差计算，获得
各边的边长、坐标方位角和各点的平面坐标，并进
行导线网的测量精度评定。
导线网起算元素的获取方法与三角网相同。
同样的，如果导线网中只有必要的一套起算元素，
则该网为独立导线网；如果导线网中的起算元素多
于必要的一套，则该网为非独立导线网。当导线网中有多套起算元素时，应对已知点的相容性作适当的检查。
导线网与三角网相比，主要有以下优点：
(1) 导线网中各点上的方向数较少，除节点外，均只有两个观测方向，因此受通视要求的限制较小，易于选点和布网。
(2) 导线网较为灵活，选点时可根据具体情况随时改变，特别适合于障碍物较多的平坦地区或隐蔽地区。
(3) 导线网中的边长都是直接测定的，因此边长的精度较为均匀。
但是导线网也存在着一定的缺点，例如，其结构简单、检核条件较少，有时不易发现观测中的粗差，因此其可靠性和精度均比三角网低。由于导线网是采用单线方式推进的，因此其控制面积也不如三角网大。
3. GNSS 测量
GNSS 的全称是全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System)，它泛指所有的卫星导航系统。
采用GNSS 技术建立的平面控制网，称为GNSS 网。网形的设计主要取决于接收机的数量和作业方式。如果只有两台接收机进行同步观测，则一次只能测定一条基线向量。如果能有三台接收机进行同步观测，则一般可以布设成如图1-3所示的点连式控制网。如果能有四台或更多接收机进行同步观测，则一般可以布设成如图1-4所示的边连式控制网或者网连式控制网。
图1-3 点连式GNSS 网 图1-4 边连式GNSS 网 在进行GNSS 测量时，也可以在网的周围设立两个以上的基准点，在观测过程中，基准点上始终安放GNSS 接收机进行观测，最后取逐日观测结果的平均值，这样可以显著提高基线观测的精度，并以此作为固定边来处理全网的成果，将有利于提高全网的精度。
图1-2 导线网
控制测量学
GNSS测量具有精度高、速度快、全天候、操作简单等优点，而且GNSS网布网较为简单，灵活性较大，控制点间无须通视，对控制网的网形也没有过多的要求，目前已成为建立平面控制网最常用的方法。但是，GNSS测量也存在一定的弊端，如在树木茂密、城市街区、厂房内部等高空遮挡严重的地区，观测效果较差或者无法观测。而且GNSS观测精度受到高电压、强磁场、大面积水域等诸多因素的影响，并不能时时处处都发挥着高精度的优势，需要在实际工作中加以注意，尽量避开不利地区，同时可以加强相关理论的研究与改进。
1.2.2 高程控制网的布设方法
高程控制网按照精度由高到低可以分为一、二、三、四等四个等级，每个等级有其对应的应用范围。高程控制网主要有水准网、测距三角高程网、GNSS高程网三种形式。
1. 水准网
水准网是目前高程控制网中最常用的一种布设形式，包括单一水准路线和具有一个或多个节点的水准网，水准网具有精度高、图形设计灵活、易于选点等优点，可以用于各个等级的高程控制网。
水准网中的高程起算点通常采用已知的高等级高程控制点，如果是小测区且与已知高程控制点联测有困难时，视情况可采用假定高程。如果水准网中只有一个已知高程点，则该网为独立水准网；如果水准网中的已知高程点多于一个，则该网为非独立水准网。在实际工作中，为了确保成果的准确性，一般均要求采用非独立水准网，水准网中的已知高程点个数一般不少于2～3个。当水准网中有多个已知高程点时，应对已知高程点的准确性和稳定性作适当的检查。
2. 测距三角高程网
测距三角高程是指通过观测测站点至照准点的竖直角，再用电磁波测距仪测取此两点间的距离，根据平面三角公式计算此两点间的高差，进而推求待定点高程的方法。按照此方法布设的高程控制网称为测距三角高程网。
根据控制网的用途和精度要求，测距三角高程网主要用于高差较大、水域较多等水准测量实施难度大的测区。测距三角高程网可以单独布设，但通常在平面控制网的基础上布设，或在导线网的基础上布设成测距三维导线网。为了提高观测精度，测距三角高程网中的点间高差应采用对向观测，当垂直角和水平距离的直觇测量完成后，应即刻迁站进行反觇测量。当仅布设高程导线时，也可采用全站仪中点法测量高差。
随着精密电磁波测距仪的出现与发展，测距精度越来越高，测距三角高程测量的精度也逐步提高，使得测距三角高程网替代三、四等水准测量成为可能。当其替代四等水准时，测距三角高程导线应起算于不低于三等水准的高程点；当其替代三等水准时，测距三角高程导线应起算于不低于二等水准的高程点。而在上述两种情况下，测距边长都不应大于1km，高程导线的路线长度不应超过相应等级水准路线的长度限值。目前，随着技术的发展和仪器的进步，人们正在研究如何利用精密测距三角高程测量替代二等水准测量。
第1章绪论
3. GNSS高程网
GNSS高程网一般用于四等或等外的高程控制测量。GNSS高程网宜在平面控制网的基础上布设，与平面控制点共用一个测量标志。GNSS高程网应与三等及以上的水准点联测，对联测的水准点应进行可靠性检验，联测的GNSS高程点应覆盖整个测区。联测点数应大于高程拟合计算模型中未知参数个数的1.5倍，高差较大的测区应适当增加联测点数。GNSS高程测量应遵循GNSS测量的技术要求。
GNSS高程拟合应充分利用当地的重力大地水准面模型及资料，GNSS高程拟合模型应进行优化，拟合点不应超过拟合模型所覆盖的范围。对GNSS高程拟合点应进行检测，检测点数一般不少于全部高程点的10%且不少于3个点，高差检测可采用相应等级的水准测量或测距三角高程测量，高差较差不应大于30D，其中，D为检测路线的长度，单位为km。
1.3 控制测量学的发展概况
控制测量学作为测绘领域中的基础学科之一，与各门学科、各项技术的发展均密切相关，相关领域的任何一项进步与革新均会给控制测量学带来变革。控制测量学的发展主要体现在测绘新仪器、新技术的发展及数据计算与管理方法的发展等方面。
1.3.1 测量技术的发展
控制测量学离不开测量仪器，无论是图根控制网，还是施工控制网，或者是变形监测控制网，在控制网的布设过程中均需要有先进而精密的测量仪器作为观测工具，因此，从古至今，测量仪器的发展带动了控制测量技术的变革。
1. 精密测角仪器的发展
控制测量学中角度的测量离不开经纬仪，而且在过去距离测量主要依靠钢尺的情况下，难以获得高精度的测距结果，控制网主要是依靠经纬仪测量角度来完成布设。
经纬仪最初的发明与航海有着密切的关系。在15—16世纪，英国、法国等一些发达国家，因为航海和战争的原因，需要绘制各种地图、海图，以此为动机便发明了经纬仪。第一台经纬仪是由英国机械师西森(Sisson)约于1730年首先研制的。后经改进成型，正式用于英国大地测量中。直至1922年，玻璃度盘的经纬仪出现后，现代经纬仪才开始投入广泛应用。1921年，瑞士Wild公司研制了全球第一台光学经纬仪T2，为测绘仪器指明了新的发展方向。20世纪50年代，经纬仪出现了竖直度盘指标自动归零补偿器，用以替代竖直度盘指标水准管，大大提高了竖直角观测的精度，并减弱了人为原因对竖直角观测精度的影响。同一时期，光学对中器的出现大大提高了对中的精度，使对中精度由3mm提高至0.5～1mm。20世纪50年代末，随着电子技术的发展，出现了电子光栅度盘和电子编码度盘，电子经纬仪也应运而生，极大地提高了测角精度。由于经纬仪的不断发展，测角精度的不断提高，在整个 20世纪，控制网的布设一直以三角网为主。
控制测量学
2. 精密测距仪器的发展
距离测量是人类最古老的测量内容之一，建立高精度的水平控制网，需要精密测定控制网的边长。长期以来，距离测量都是以钢尺类仪器作为测量工具，工作效率低，精度不高。若需要进行精密测距，一般采用因瓦尺进行测量，虽然因瓦尺量距可以达到很高的精度，但是测距工作受到地形条件的限制较大，速度慢，效率低，工作量大。
1947年，瑞典AGA公司初步研制成功世界上第一台电磁波测距仪，命名为“大地测距仪”，它以白炽灯作为载波源，以10MHz高频调制波作为测距信号。基于该测距仪，该公司于1953年研制成功第一台远程光速测距仪NASM-1，并于1955年改进为NASM-2A型光速测距仪，它由测距装置和光学装置两大部件构成，测距时，两大部件组成一个重达94kg 的整机，还需要用几十公斤重的发电机供电，操作十分不便。NASM-2A型测距仪采用高频测相方案，由可变光路和电延迟期共同提供距离观测值。测量时，在测线一端架设仪器，在测线的另一端安置反射棱镜阵列即可直接测出该测线的距离。它的测程可达到30余公里。
1960年美国人梅曼研制成功了世界上第一台红宝石激光器，第二年就产生了世界上第一台激光测距仪；1969年，瑞士Wild公司采用砷化镓发光管发射的红外光代替普通光源，推出了世界上第一台红外测距仪DI10；1968年，德国OPTON公司和瑞典的AGA公司，在光电测距和电子测角的基础上，研制生产出世界上第一台全站仪，该全站仪由电子经纬仪、电磁波测距仪、数据记录仪、反射镜和电源等部分组成，是现代全站仪的雏形。随后，电子全站仪进入了飞速发展阶段，特别是20世纪90年代中后期和进入21世纪以来，全站仪的测角、测距精度逐步提高。目前，全站仪的测距精度可以达到±0.6mm+1ppm，测角精度可达0.5''
±。在精度不断提高的同时，全站仪也向一体化、自动化、综合化等方向发展，自动化测量、与GNSS相结合的超站仪也已投入实际应用。
测距仪和全站仪的产生与发展，进一步促进了测量向自动化、数字化方向发展，同时，由于测距工作变得越来越容易而且精度越来越高，使得测边网、边角网、导线网成为20世纪末期和21世纪初期控制网布设的主要方法。
3. 精密高程测量仪器的发展
高程测量是测量工作中的重要环节，高程测量中最主要的方法是水准测量，所以，水准仪的发展对高程测量的精度起着决定性的作用。
水准仪的雏形出现得较早，早在17世纪，望远镜和水准器发明之后便出现了最早的水准仪。19世纪末20世纪初，在制作出内调焦望远镜和符合水准器的基础上生产出了微倾式水准仪。从1908年开始，瑞士Wild公司和德国Zeiss公司生产了一系列带有平行玻璃板测微器的精密水准仪和配套的铟瓦水准标尺，大大提高了水准测量的精度。20世纪50年代初期，德国的OPTON公司和Zeiss公司相继推出了自动安平水准仪，降低了水准测量的劳动强度，极大地提高了测量的效率。
随着电子技术的发展，1990年，瑞士Wild公司推出了全球第一台数字水准仪NA2000，它集电子光学、图像处理、计算机技术于一身，具有测量速度快、精度高、使用方便、劳动强度低、实现内外业一体化等特点，可以实现水准测量的读数、记录与数据处理的自动化，有效提高了水准测量的速度和精度。从此之后，数字水准仪进入了飞速发展阶段，Trimble、
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Zeiss等公司也相继研发了数字水准仪。数字水准仪的诞生给水准测量带来了巨大的变革，使高精度、高速度、高效率完成水准测量工作成为可能。
另外，随着全站仪精度的不断提高，电磁波测距三角高程测量在高程测量中也日益发挥着重大的作用，经过严密的计算与改正，电磁波测距三角高程测量已经达到了三、四等水准测量的精度，在条件较好的区域甚至于能达到二等水准测量的精度要求。
4. 空间技术的发展对控制测量学的影响
20世纪70年代，美国国防部开始研制全球性的授时测距定位导航系统(GPS)，几乎同一时期，苏联也开始研制相似的全球卫星导航系统(GLONASS)。1995年，美国的GPS建成并投入使用，1996年，GLONASS满星座运行，但随着卫星寿命达到设计年限而后续卫星没有及时补充，GLONASS并没有大面积的实际应用。进入21世纪之后，欧盟决定开始建设伽利略全球卫星导航系统(Galileo)，以摆脱美国GPS的控制。随后，中国也加入到卫星定位系统的行列，开始建设北斗卫星导航定位系统(COMPASS)，目前在亚太地区，“北斗”已经具备导航、定位等功能，并预计于2020年覆盖全球。
GPS、GLONASS、Galileo、COMPASS四套卫星定位系统统称为全球导航卫星系统(GNSS)，GNSS的出现给控制测量学带来了巨大的变革，它以全天候、高精度、高效率、多功能、操作简便等特点迅速得到了广泛的应用，使传统的三角网、边角网受到了极大的冲击。目前，大部分的平面控制网均采用GNSS方法布设，工作效率大大提高，极大地降低了控制测量工作的劳动强度。
1.3.2 数据计算与管理方法的发展
控制网的优化设计是传统控制测量工作中的重要环节，优化设计的结果直接关系到最终控制网的精度与质量，控制网的优化设计计算量大、方法复杂，一直以来都是学者重点研究与改进的领域。
1968年，F.R.Helmert发表了《合理测量之研究》，E.Grafarend等人在这方面进行了较为深入的研究，尽管观测权的最佳分配和交会图形的最佳选择等问题得到研究，但由于科学技术和计算工具等条件的限制，优化设计并没有得到进一步的发展。20世纪70年代之后，由于电子计算机在测量中的广泛应用和最优化理论进入测量领域的研究，测量控制网优化设计才得到迅速的发展。其理论和方法也从一般工程控制网扩展到精密工程控制网、变形监测网等专用测量控制网，主要的研究范围包括控制网的基准设计、图形设计、权设计、原网改进设计等方面。控制网优化设计往往同观测数据的数学处理结合在一起进行。其方法是在统一的多功能的软件包上，既可进行控制网的优化设计，也可实现观测数据的相应处理。
除了控制网的优化设计之外，控制网的平差和数据可靠性的检验一直是测量界理论研究的另一大方面。1794年，高斯(C.F.Gauss)创立了经典最小二乘理论，马尔科夫(A.A.Markov)于1912年提出了高斯-马尔科夫模型，确立了最小二乘经典平差的基本方法。建立在高斯-马尔科夫模型基础上的经典平差与数据处理理论，将测量误差视为服从正态分布规律的偶然误差。
控制测量学
根据这一规律，不仅可以对观测数据进行平差处理，还可以利用假设检验的基本思想对观测值中所存在的粗差进行探测。这一思路可以追溯至1968年，荷兰的巴尔达(W.Baarda)发表论文《用于大地网的检验过程》，提出了用于粗差检验的数据探测法，奠定了粗差检验理论研究的基础。随后各国学者针对粗差探测都进行了深入的研究，先后提出了“丹麦法”、“拟准检定法”、“小波变换法”等方法，我国的李德仁院士于1982年提出了“选权迭代法”，其能够更加准确地对粗差进行探测，被国际测量界称为“李德仁法”。
随着计算机的出现与发展，测量数据处理的方法也在不断地改进。传统的测量数据处理方法要考虑人工计算的可行性，往往无法采用过于复杂的算法，而引入电子计算机辅助计算后，算法的复杂性可以忽略，更多要考虑的是算法的准确性。计算机辅助计算将测量工作者从繁重的数据计算中解放出来，既降低了劳动强度，又提高了计算的精度，同时几乎完全避免了人工计算出错的可能。计算完成后，所有的数据均可方便地存入数据库中，便于数据的管理与应用。
1.3.3 我国控制测量技术的发展
新中国成立后，我国的测量工作迅速起步，并快速发展。1956年，国家测绘总局成立，随即颁布了大地测量法式和相应的规范细则，以此为依据在全国范围内进行国家控制网的布设与复测。我国的控制网主要分为平面控制网、高程控制网、重力基本网和GPS控制网。各个控制网均经过了不断地布设与完善，控制点数量逐渐增多，精度逐渐提高。
国家平面控制网是确定地貌地物平面位置的坐标体系，按控制等级和施测精度分为一、二、三、四等网。目前提供使用的国家平面控制网含三角点、导线点共154 348个，构成1954年北京坐标系、1980年西安坐标系、2000年国家大地坐标系三套系统。
国家高程控制网是确定地貌地物海拔高程的坐标系统，按控制等级和施测精度分为一、二、三、四等网。目前提供使用的1985年国家高程系统共有水准点成果114 041个，水准路线长度为416 619.1公里。
国家重力基本网是确定我国重力加速度数值的坐标体系。重力成果在研究地球形状、精确处理大地测量观测数据、发展空间技术、地球物理、地质勘探、地震、天文、计量和高能物理等方面有着广泛的应用。目前提供使用的2000年国家重力基本网包括21个重力基准点和126个重力基本点。
“2000年国家GPS控制网”由国家测绘局布设的高精度GPS A、B级网，总参测绘局布设的GPS一、二级网，中国地震局、总参测绘局、中国科学院、国家测绘局共建的中国地壳运动观测网组成。该控制网整合了上述三个大型的、有重要影响力的GPS观测网的成果，共2609个点。通过联合处理将其归于一个坐标参考框架，形成了紧密的联系体系，可满足现代测量技术对地心坐标的需求，同时为建立我国新一代的地心坐标系统打下了坚实的基础。
随着电磁波技术、电子测角技术、计算机技术等技术的飞速发展，传统的常规测量工作正在向自动化、智能化、一体化、数字化、网络化、可视化等方向发展，同时，空间技术、卫星定位技术的发展给控制测量工作带来了新的发展空间，远程测量、非接触式测量、全天候测量等新的测量方式正在改变着控制测量的工作方式。科技的进步、技术的改进、工作的
第1章绪论
需求将会推动着控制测量工作的进一步发展，测量的精度也将越来越高，功能将越来越强，速度将越来越快，成果的适用性将越来越广。
习题
1. 名词解释：控制测量、控制测量学。
2. 控制测量有哪些分类方式？按照不同的分类方式各分为哪几类？
3. 控制测量在工程建设三个阶段的具体任务是什么？
4. 布设平面控制网的基本方法有哪些？请简述各种方法的优缺点。
5. 目前主流的平面控制测量的方法是什么？
6. 布设高程控制网的基本方法有哪些？请简述各种方法的优缺点。
7. 请简述控制测量技术的发展概况。
第2课操作系统的基本概念及发展 一、教学目标 1．知识与技能 （1）认识计算机操作系统在计算机中的地位和作用 （2）了解计算机操作系统的发展 （3）掌握Windows操作系统的发展及特点 （4）讨论分析操作系统在计算机中的重要性和主要功能 2．过程与方法 （1）以任务为驱动，让学生们学习所涉及到的知识，了解操作系统的重要性及发展历程。（2）在问题情境下，学会思考和解决问题，会根据自己的需要设计计算机软件的配置方案。3．情感、态度价值观 （1）培养学生的自我探究能力和思考能力 （2）培养学生之间的协作合作关系，增强学生合作精神。 （3）培养科学、严谨的学习态度。培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力 二、教学重点 认识计算机操作系统的作用和Windows操作系统的发展及特点。 三、教学难点 Windows操作系统的特点。 四、教学策略 本节是第三章操作系统中的第二课，对于初一的学生来说内容比较枯燥和严谨，也缺乏兴趣。建议以任务驱动法让学生自己去上网或查阅教材来学习，老师做总结，加深学生印象。 ①通过任务驱动法，让学生自己去上网查找，通过直观的文字或图片信息，加深他们对操作系统的概念理解以及操作系统的发展历程。 案例：通过以下几个问题引出今天的内容，让学生们思考并通过上网查找答案来完成这节课的内容。 1.小明的计算机因为中了病毒系统文件被删除，不能正常启动了，我们怎么帮助他呢？2．新买的计算机能直接用吗？ 3．操作系统是属于硬件系统还是软件系统？ 4．苹果牌的笔记本电脑大家试着操作一下看用得惯吗？ 5．比尔?盖茨的生平简介。 6．目前有哪些主流的操作系统？ ②分组协作法、自主探究法 老师布置任务，小组间同学互相商量并总结。 1．尝试着让学生使用DOS，总结和WINDOWS操作系统有什么不同？ 2．让学生总结Windows操作系统的发展历程 3．计算机除了DOS和Windows操作系统外还有那些操作系统呢？ 五、教学资源 网络、极域电子教室系统、课件 六、教学内容或活动
1、2 统计学得几个基本概念 1、2、1 总体与总体单位 1、总体 (1)总体得概念:总体就是指客观存在得、具有某种共同性质得许多个别事物组成得整体; 在统计研究过程当中,统计研究得目得与任务居于支配与主导得地位,有什么样得研究目得就应该有什么样得统计总体与之相适应。例如:要研究我们学院教师得工资情况,那么全体教师就就是研究得总体,其中得每一位教师就就是总体单位;如果要了解某班50个学生得学习情况,则总体就就是该班得50名学生,每一名学生就是总体单位。根据我们研究目得得不同,我们要选取得研究对象也就就是研究总体相应地要发生变化。 (2)总体得分类: 总体根据总体单位就是否可以计量分为有限总体与无限总体: ★有限总体:指所包含得单位数就是有限得总体。 如一个企业得全体职工、一个国家得全部人口等都就是有限总体; ★无限总体:指所包含得单位数目就是无限得,或准确度量它得单位数就是不经济或没有必要得,这样得总体称为无限总体。 如企业生产中连续生产得大量产品,江河湖海中生长得鱼得尾数等等。 划分有限总体与无限总体对于统计工作得意义就在于可以帮助我们设计统计调查方法。很显然,对于有限总体,可以进行全面调查,也可以进行非全面调查,但对于无限总体不能进行全面调查,只能抽取一部分单位进行非全面调查,据以推断总体。 (3)总体得特征: ★大量性:就是指构成总体得单位数要足够得多,总体应由大量得单位所构成。大量性就是对统计总体得基本要求。 个别单位得现象或表现有很大得偶然性,而大量单位得现象综合
则相对稳定。因此,现象得规律性只能在大量个别单位得汇总综合中才能表现出来。只有数量足够得多,才能准确地反应我们要研究得总体得特征,达到我们得研究目得。 ★同质性:指总体中各单位至少在某一个方面性质相同,使它们可以结合起来构成总体。同质性就是构成统计总体得前提条件。 ★变异性:即构成总体得各个单位除了至少在某一方面具有共同性质外,在其她方面具有一定得差异。差异性就是统计研究得主要内容。 如以一个班级得所有学生作为一个总体,则“专业”就是该总体得同质性,而“性别”、“籍贯”等则就是个体之间得变异性;以我院全体教师为一个总体,则“工作单位”就是其同质性,而“学历”、“月工资”等则就是它得变异性。 需要特别说明得三个问题: ★变异就是客观存在得,没有变异得事物就是不存在得; ★变异对于统计非常重要,没有变异就没有统计。这就是因为,如果总体单位之间不存在变异,我们只需要了解一个总体单位得资料就可以推断总体情况了; ★变异性与同质性之间相互联系、相互补充,就是辩证统一得关系。用同质性否定变异性或用变异性否定同质性都就是错误得。 2、总体单位 就是构成总体得每一个个体。 【思维动起来】 对2015年10月份某市小学生得近视情况进行调查: 统计总体就是什么?总体单位就是什么? 总体得同质性就是什么？变异性就是什么？ 3、总体与总体单位得关系 在统计研究中,确定统计总体与总体单位就是十分重要得,它决定于统计研究目得与认识对象得性质。在一次特定范围、目得得统计研究中,统计总体与总体单位就是不容混淆得,二者得含义就是确切得,
北京工业大学２００7—2００8学年第二学期 测量技术基础试卷(开卷) 班级学号姓名成绩 一、填空题（２5分，每空1分) 1．时间常数τ是一阶传感器动态特性参数，时间常数τ越小，响应越快，响应曲线越接近于输入阶跃曲线。 2．满足测试装置不失真测试的频域条件是幅频特性为一常数和相频特性与频率成线性关系。３．电荷放大器常用做压电传感器的后续放大电路，该放大器的输出电压与传感器产生的电荷量成正比，与电缆引线所形成的分布电容无关。 4．信号当时间尺度在压缩时，则其频带变宽其幅值变小。 5.当测量较小应变值时,应选用电阻应变效应工作的应变片，而测量大应变值时，应选用压阻效应工作的应变片，后者应变片阻值的相对变化主要由材料电阻率的相对变化来决定。6．电感式和电容式传感器常采用差动方式，不仅可提高灵敏度,且能改善或消除非线性。7．电涡流传感器是利用金属材料的电涡流效应工作,可分为低频透射式和高频反射式两种，其中前者常用于材料厚度的测量。
8.在调制解调技术中，将控制高频振荡的低频信号称为 调制波 ,载送低频信号的高频振荡信号称为 载波 ,将经过调制过程所得的高频振荡波称为 已调制波 。 9．已知()t t x ωsin 12=,()t δ为单位脉冲函数,则积分()?∞ +∞-?? ? ?? -?dt t t x ωδ2π= 12 。 １０.已知霍尔式转速传感器的测速齿轮的齿数为20,若测得感应电动势的频率为3０0Hz ，则被测轴的转速为 900ｒ/min 。 1１. RC 低通滤波器中的ＲＣ值越大,则其上限截止频率越 小 。 1２． 频率混叠是由于 采样频率过低 引起的，泄漏则是由于 信号截断 所引起的。 二、选择题(１5分,每题1.5分) 1．离散、周期的时域信号频谱的特点是( C ）的。 A 非周期、离散? B 非周期、连续 C 、周期、离散 D 周期、连续 2．按传感器能量源分类，以下传感器不属于能量控制型的是( C )。 Ａ 电阻传感器? B 电感传感器 C 光电传感器 D 电容传感器 3．变磁通感应式传感器在测量轴的转速时，其齿盘应采用（ Ｂ )材料制成。 A 金属 Ｂ 导磁 C 塑料 Ｄ 导电 4.测试装置能检测输入信号的最小变化能力,称为（ D )。 A 精度 B 灵敏度 C 精密度 Ｄ 分辨力 ５.数字信号的特征是( B ）。 A 时间上离散，幅值上连续 B 时间、幅值上都离散 C 时间上连续,幅值上量化 ? D 时间、幅值上都连续
第二章操作系统的基本原理 一、本章需要熟练掌握的内容 1、计算机四大系统资源的管理机制：处理器、存储器、外围设备和文件四大资源的管理。 注重对基本概念的理解： 2、进程 （1）、进程是指一个可并发执行的程序（或程序段）在给定的工作空间和数据集合上的一次执行过程。它是操作系统进行资源分配和调度的一个独立或基本单位。 （2）、进程是动态的，它由操作系统创建并独立地执行，在执行过程中可能因某个条件不足而被暂时“阻塞”，当条件满足时又被“唤醒”并继续执行，直到任务完成而“撤销”。因此，进程有生命期，并在不同的状态之间动态地转换。 （3）、进程的并发特征是指一个进程能和其它进程并行执行，但各进程在逻辑上又相对独立，同时各进程的执行速度是不可预知的、异步的。因此，系统必须为进程提供同步机构，以确保进程能协调操作和共享资源。 （4）、一个进程至少要对应一个或多个程序。不同的进程可以调用同一个程序，但该程序必须在不同的数据集合上执行。 （5）、程序和进程的关系在于：程序是指令的有序集合，是静态的。程序的执行过程才是进程。 3、线程：在现代操作系统中，为了进一步提高进程的并发性，引入了线程（Thread）的概念。简单地说，一个进程可以包含多个线程，此时线程成为处理器调度的基本单位。 4、页式存储： 页式存储基本原理是预先把内存物理空间分成大小相等的存储“块”，比如每块为1k字节，并编上号码，同时把要运行程序的逻辑地址空间分成与“块”大小相同的“页”，也编上号码。
当把程序调入内存时，恰好把程序的某一“页”装入内存某一“块”，而且可以见缝插针地将若干连续的页装入分散的不连续的块中。由于页和块大小相等，所以除了最后一页可能小于块之外，其余都很合适，这样每一个内存碎片的大小不会超过一“块”的大小。 页式虚拟存储就是把内存和外存作为一个整体连续起来划分成块。在一个进程运行前，不必将其所有页装入内存，而只需先装入当前要运行的若干页。 在运行过程中。一旦发现所需要的程序页不在内存时，便请求系统分配存储块，然后将所需页从外存调入，并在页表中登录新调入的页号与对应的块号。这一调度过程在操作系统控制下自动实现的，用户无须干预。 5、虚拟存储： 当所运行进程需要较大的内存空间，而内存空间又有限时，存储管理提供虚拟存储的功能，将内存和大容量外存有机地结合起来，建立虚拟内存（VM：Virtual Memory），从而大大地扩展程序可运行空间。 虚拟存储的概念可从两个角度来理解。从逻辑存储空间角度看，程序的大小不定，经过编译连接后的目标程序地址多是从零地址开始的一维连续或二维段页式地址。这是一种虚拟地址或逻辑地址，它们都不是程序运行时的真正物理地址。我们把程序逻辑地址的全体所对应的存储器称为虚拟存储器，简称虚存。虚存地址空间大小有可能会超过实际物理内存空间。 从程序设计者角度看，虚拟存储器就是把内存和外存作为一个整体连续起来划分，当内存空间不足时，参与当前运行的部分程序可以暂存在外存中，一旦需要及时调入内存，而已经在内存中的部分程序目前可能不再使用，可以保存到外存。这样程序设计者不必忧虑内存是否够用，因为有巨大容量的外存可供使用。虚拟存储管理的工作就是及时恰当地调入调出当前程序，为进程提供“透明”的存储空间。 6、段式存储管理： 段式存储把其地址空间在逻辑上划分成若干个段（segment），如代码段、数据段、共享段等，这时用户程序的逻辑地址空间可以看成二维空间，其中一维是段号，另一维是段内从0开始的地址。利用连续可变分区或可重定位分区管理方式，为每一个段分配一个连续分区，而各段之间可以不连续。“段”成为程序的逻辑单位，它是由程序设计人员规定的，其长度随程序的不同而不同。
1.2 统计学的几个基本概念 1.2.1 总体和总体单位 1.总体 （1）总体的概念：总体是指客观存在的、具有某种共同性质的许多个别事物组成的整体； 在统计研究过程当中，统计研究的目的和任务居于支配和主导的地位，有什么样的研究目的就应该有什么样的统计总体与之相适应。例如：要研究我们学院教师的工资情况，那么全体教师就是研究的总体，其中的每一位教师就是总体单位；如果要了解某班50个学生的学习情况，则总体就是该班的50名学生，每一名学生是总体单位。根据我们研究目的的不同，我们要选取的研究对象也就是研究总体相应地要发生变化。 （2）总体的分类： 总体根据总体单位是否可以计量分为有限总体和无限总体： ★有限总体：指所包含的单位数是有限的总体。 如一个企业的全体职工、一个国家的全部人口等都是有限总体； ★无限总体：指所包含的单位数目是无限的，或准确度量它的单位数是不经济或没有必要的，这样的总体称为无限总体。 如企业生产中连续生产的大量产品，江河湖海中生长的鱼的尾数等等。 划分有限总体和无限总体对于统计工作的意义就在于可以帮助我们设计统计调查方法。很显然，对于有限总体，可以进行全面调查，也可以进行非全面调查，但对于无限总体不能进行全面调查，只能抽取一部分单位进行非全面调查，据以推断总体。 （3）总体的特征： ★大量性：是指构成总体的单位数要足够的多，总体应由大量的单位所构成。大量性是对统计总体的基本要求。 个别单位的现象或表现有很大的偶然性，而大量单位的现象综合则相对稳定。因此，现象的规律性只能在大量个别单位的汇总综合中
才能表现出来。只有数量足够的多，才能准确地反应我们要研究的总体的特征，达到我们的研究目的。 ★同质性：指总体中各单位至少在某一个方面性质相同，使它们可以结合起来构成总体。同质性是构成统计总体的前提条件。 ★变异性：即构成总体的各个单位除了至少在某一方面具有共同性质外，在其他方面具有一定的差异。差异性是统计研究的主要内容。 如以一个班级的所有学生作为一个总体，则“专业”是该总体的同质性，而“性别”、“籍贯”等则是个体之间的变异性；以我院全体教师为一个总体，则“工作单位”是其同质性，而“学历”、“月工资”等则是它的变异性。 需要特别说明的三个问题： ★变异是客观存在的，没有变异的事物是不存在的； ★变异对于统计非常重要，没有变异就没有统计。这是因为，如果总体单位之间不存在变异，我们只需要了解一个总体单位的资料就可以推断总体情况了； ★变异性和同质性之间相互联系、相互补充，是辩证统一的关系。用同质性否定变异性或用变异性否定同质性都是错误的。 2.总体单位 是构成总体的每一个个体。 【思维动起来】 对2015年10月份某市小学生的近视情况进行调查： 统计总体是什么?总体单位是什么? 总体的同质性是什么？变异性是什么？ 3.总体和总体单位的关系 在统计研究中，确定统计总体和总体单位是十分重要的，它决定于统计研究目的和认识对象的性质。在一次特定范围、目的的统计研究中，统计总体与总体单位是不容混淆的，二者的含义是确切的，是包含与被包含的关系，但是随着统计研究任务、目的及范围的变化，统计总体和总体单位可以相互转化。
现代检测技术基础试题 一、阐述仪器线性度的概念，说明有哪些直线拟合方法。阐述回程差、灵敏度和分辨力的概念。 二、仪表的精确度等级是怎样规定的？写出计算公式。某测温仪表的测温范围为0---600℃，准确度等级为2.5级；另一测温仪表的测温范围为0---1200℃，准确度等级为1.5级。现欲测量温度为500℃的设备温度，问选哪种测温仪表会更好？计算说明为什么？ 三、（1）假设你开发一台称重仪，在实验室完成了传感器、放大电路和单片机系统的设计制作，但是没有条件施加标准砝码或标准力对传感器和你的系统进行实际标定，你只有一块可用来测量电压和电流的表(或万用表), 在这种条件下你应该首先对仪器的那些指标进行测定?从误差的角度出发,你对你使用的表有何要求? （2）设传感器误差为0.1%；测量放大电路误差为0.03%；系统采用的A/D转换器为10位，试分析仪器最后能达到的最好精度等级是多少？ （3）用干电池分压的办法模拟传感器输出信号对电路进行测试，试在整个量程范围内确定其测试点。若每一个测试点测试了十次，说明你对这些数据的处理方法并写出数据处理公式。 三、画图并说明光电池的下列特性： （1）开路电压、短路电流与光照度的关系； （2）输出电流与负载电阻及光照度的关系。 四、画图并说明光电二极管与放大器的电流放大连接法、电压放大连接法和阻抗变换连接法。说明各连接法适用于哪些测量情况。 五、（1）怎样测试光敏电阻的好坏？（2）比较光敏电阻、光电池、光电二极管的异同点。（3）说明选择光电检测器时应注意哪些问题。 六、写出朗伯-比尔定律的数学表达式，说明各符号的含义。 七、用于测量输送皮带上粉粒物料的近红外水分仪为何要采用三个波长进行测
基本概念 1.传感器的定义：工程中通常把直接作用于被测量，能按一定规律将其转换成同种或别种量值输出的器件称作传感器。 2.传感器的分类。 （1）物性型传感器：依靠敏感元件材料本身物理化学性质的变化来实现信号变换的传感器。属于物性型传感器有：光电式和压电式，如：电阻应变片，压电式加速度计，光电管等。 （2）结构型传感器：依靠传感器结构参量的变化实现信号转换。属于结构型传感器的有：电感式，电容式，光栅式。如：电容传感器，涡流传感器，差动变压器式等。 （3）按照工作原理分类，固体图象式传感器属于（光电式传感器） 3.静态指标：线性度，灵敏度，重复性等。 （1）线性度：指测量装置输出、输入之间保持常值比例关系的程度。 （2）灵敏度：输出的变换量与输入的变换量之比。 （3）重复性：指测量系统在输入量按同一方向做全量程连续多次测试时所得输入、输出特性曲线不重合程度。 4.动态指标：属于传感器动态性能的有：固有频率， 5.灵敏度： （1）测试系统的灵敏度越高，则其测量范围：越窄 （2）对于理想的定常线性系统，灵敏度是（常数） （3）传感器灵敏度的选用原则。①尽量选用灵敏度高的传感器②尽量选用信噪比大的传感器③当被测量是向量时要考虑交叉灵敏度的影响④过高的灵敏度会缩小其适用的测量范围 6.线性度：非线性度是表示校准曲线( 偏离拟合直线)的程度。 7.稳定性：测试装置在规定条件下保持其测量特性恒定不变的能力称( 稳定度 ) 8.精确度： （1）精度：也称为精确度，是反映测量系统误差和随机误差的综合误差指标，即准确度和精密度的综合偏差程度。 （2）传感器精确度的选用原则。①尽量选用精确度高的传感器，同时考虑经济性②对于定性试验，要求传感器的精密度高③对于定量试验，要求传感器的精确度高④传感器的精确度越高，价格越昂贵。 9.可靠性：是指在使用环境和运行指标不超过极限的情况下，系统特性保持不变的能力。 10.在静态测量中，根据绘制的定度曲线，可以确定测量系统的三个静态特性：
第一章 1.软件的层次：硬件（裸机）→OS（操作系统）→实用程序→应用程序。 2.虚拟机的概念：通过软件扩充计算机的功能，使功能更加强大，使用更加方便。 3.操作系统的功能： （1）操作系统作为用户与计算机接口。 ①操作系统不但本身具有优良的的图形用户界面，而且与用户界面生成环境一体化，可为用户开发的应用程序自动生成图形用户界面。 ②操作系统与软件开发环境一体化，可按用户要求建立、生成、运行和维护应用程序。 ③与数据库系统一体化。 ④与通讯功能网络管理一体化。 （2）操作系统作为资源管理者。（①处理器管理②存储器管理③输入输出设备管理④信息管理） 4.操作系统的特性：（1）并行性（2）共享性 5.操作系统的分类： （1）多道批处理操作系统 （2）分时操作系统 （3）实时操作系统 （4）Windows NT 课后习题 1.6什么是操作系统，它的主要作用和功能是什么？ 答：操作系统的含义：用以控制和管理系统资源，方便用户使用计算机的程序的集合。 操作系统的主要作用：（1）管理系统资源；（2）使用户能安全方便地共享系统资源，操作系统并对资源的使用进行合理调度；（3）提供输入输出的便利，简化用户的输入输出工作；（4）规定用户的接口，以及发现并处理各种错误的发生。操作系统的主要功能是为用户方便地使用计算机提供更友好的接口和服务。 1.7什么是多道程序设计技术，引入多道程序设计技术的起因和目的是什么？答：（1）所谓多道程序设计是指“把一个以上的作业存放在主存中，并且同时处于运行状态。这些作业共享处理器时间和外部设备等其他资源”。 （2）由于通道技术的出现，CPU可以把直接控制输入输出的工作转给通道。起因：为使CPU在等待一个作业的数据传输过程中，能运行其他作业，我们在主存中同时存放多道作业。当一个在CPU上运行的作业要求传输数据时，CPU就转去执行其他作业的程序。 目的：引入多道程序设计技术的根本目的是提高CPU利用率 1.10 为何要引入分时系统，分时系统具有什么特性？ 答：为了能够提供用户和程序之间有交互作用的系统，所以才要引入分时系统。分时系统具有以下特征：多路性；交互性；独占性。 第二章操作系统的运行环境 课后习题 2.3 什么叫特权指令？为什么要把指令分为特权指令和非特权指令？ 答：特权指令是指在指令系统中那些只能由操作系统使用的指令，这些特权指令
第一章 检测技术的基本概念 测量方法分类 可分为静态测量和动态测量、直接测量和间接测量、模拟式测量和数字式测量、接触式测量和非接触式测量、在线测量和离线测量。根据测量的具体手段来分，又可分为偏位式测量、零位式测量和微差式测量 测量误差及数据处理 1．什么是绝对误差？ 绝对误差是指测量值A x 与真实值A 0之间的差值，即 Δ＝A x －Ａ0 （1-1） 2．什么是相对误差？ 相对误差用百分比的形式来表示，一般多取正值。 （1）示值相对误差x 用绝对误差与被测量A x 的百分比来表示，即 %100?? = x x A γ （1-2） （2）引用误差m 有时也称满度相对误差。它用测量仪表的绝对误差与仪器满度值A m 的百分比来表示的。即 %100m ?? = A m γ （1-3） 3．什么是准确度等级？ 上式中，当 取仪表的最大绝对误差值 m 时的引用误差常被用来确定仪表的准 确度等级S ，即 100m m ?= A ΔS （1-4） 根据给出的准确度等级S 及满度值A m ，可以推算出该仪表可能出现的最大绝对误差m 、示值相对误差等。 重要提示： 仪表的准确度在工程中也常称为“精度”，准确度等级习惯上称为精度等级 我国的模拟仪表通常分七种等级，如表1-1所示。我们可以从仪表的使用说明书上读得仪表的准确度等级，也可以从仪表面板上的标志判断出仪表的等级。从图1-4所示的电压表右侧，我们可以看到该仪表的准确度等级为2.5级，它表示对应仪表的
引用误差所不超过2.5％。 表1-1 仪表的准确度等级和基本误差 准确度等级0.1 0.2 0.5 1.0 1.5 2.5 5.0 基本误差±0.1% ±0.2% ±0.5% ±1.0% ±1.5% ±2.5% ±5.0% 例题： 1. 已知被测电压的准确值为220V，请观察并计算图1-4所示的电压表上的准确度等级S、满度值A m、最大绝对误差Δm、示值A x、与220V正确值的误差Δ、示值相对误差x以及引用误差m。 2. 示值相对误差有没有可能小于引用误差？在仪表绝对误差不变的情况下，被测电压降为22V，示值相对误差x将变大了？还是变小了？ 解： 1. 从图1-4可知，准确度等级S＝5.0级，满度值A m＝300V。 最大绝对误差Δm＝300V×5.0÷100＝15V，示值A x＝230V。 用更高级别的检验仪表测得被测电压（220V）与示值值的误差Δ＝10V，示值相对误差x＝4.3%。 引用误差m＝（10/300）×100%＝3.3%，小于出厂时所标定的5.0%。 2. 若绝对误差仍为10V，当示值A x为22V，示值相对误差 ＝（10/22）×100%=45%。与测量220V时相比，示值相对误差大多啦 x 结论： 由上例得到的结论：在选用仪表时应兼顾准确度等级和量程，通常希望示值落在仪表满度值的2/3以上。 （二）测量误差的分类 1．粗大误差？ 明显偏离真值的误差称为粗大误差。粗大误差主要是由于测量人员的粗心大意及电子测量仪器受到突然而强大的干扰所引起的。如测错、读错、记错、外界过电压尖峰干扰等造成的误差。 就数值大小而言，粗大误差明显超过正常条件下的误差。当发现粗大误差时，应予以剔除。 2．系统误差？
第1-8章操作系统的基本概念 一、选择题 １．.操作系统是一种(B). A.通用软件 B.系统软件 C.应用软件 D.软件包 2．操作系统_(D)_管理部分负责对进程进行调度。 A.主存储器 B.控制器 C.运算器 D.处理机 3．操作系统是对_(C)_进行管理的软件。 A.软件 B.硬件 C.计算机资源 D.应用程序 4．操作系统的基本类型有__(B)_. A．批处理系统、分时系统及多任务系统 B.实时、批处理及分时系统 B．单用户系统、多用户系统及批处理系统 D.实时、分时、多用户系统5．所谓_(B)_是指将一个以上的作业放入主存，并且同时处于运行状态，这些作业共享处理机的时间和外围设备等其他资源。 A.多重处理 B.多道程序设计 C.实时处理 D.共行执行 6．关于操作系统的叙述正确的是(A)_. A.批处理作业必须具有作业控制信息 B.分时系统不一定都具有人机交互功 能 B.从响应时间的角度看，实时系统与分时系统差不多 D.由于采用了分时技 术，用户可独占计算机资源 7．如果分时操作系统的时间片一定，那么(B)，则响应时间越长。 A.用户数越少 B.用户数越多 C.内存越少 D.内存越多 8．系统在(C)，发生从目态到管态的转换。 A.发出P操作时 B.发出V操作时 C.执行系统调用时 D.执行置程序状态 字时
9．以下叙述正确的是(C). 低 A.操作系统的作业管理是一种微观的高级管理 B.作业的提交方式有两种， 但对应的作业控制方式只有一种 C.一个作业从进入系统到运行结束，一般要经历的状态是：后备状态、就绪状态和完成状态。D.多道批处理与单道批处理的主要区别在于它必须有作业调度功能和进程调度功能，内存中可以存放多道作业。 10．_(C)是作业存在的唯一标志。 A.作业名 B.进程控制块 C.作业控制块 D.程序名 11．作业调度算法的选择常考虑的因素之一是使系统有最高的吞吐率，为此应__(B)_____. A.不让处理机空闲 B.能够处理尽可能多的作业 C.使各类用户都满意 D. 不使系统过于复杂 12．当作业进入完成状态，OS(B). A.将删除该作业并收回其所占资源，同时输出结果。 B.将该作业的控制块从当前作业队列中删除，收回其所占资源，并输出结果。 C.将收回该做业所占资源并输出结果 D.将输出结果并删除内存中的作业13．在各种作业调度算法中，若所有作业同时到达，则平均等待时间最短的算法是(D). A.先来先服务 B.优先数 C.最高响应比优先 D.短作业优先 14．既考虑作业等待时间，又考虑作业执行时间的调度算法是(A). A.响应比高者优先 B.短作业优先 C,.优先级调度 D.先来先服务 15．作业调度程序从处于(D)状态的队列中选择适当的作业投入运行。 A.运行 B.提交 C.完成 D.后备 16．作业从进入后备队列到被调度程序选中的时间间隔称为(C). A.周转时间 B.响应时间 C.等待时间 D.触发时间
操作系统期末复习基础概念 操作系统的定义：计算机操作系统是指控制和管理计算机的软、硬件资源，合理组织计算机的工作流程，方便用户使用的程序集合。 主要特征：并发(Concurrence)共享(Sharing)虚拟(Virtual)异步(Asynchronism)（并非定义的条目，而是要能理解这些特征所指） 操作系统的发展：批处理操作系统（多道批处理）分时系统，实时操作系统，网络操作系统，分布式操作系统，多处理机操作系统，嵌入式操作系统 操作系统的主要功能：处理机管理内存管理文件管理设备管理用户接口 多道程序设计：内存中同时存放几个作业；宏观上并行运行：都处于运行状态，但都未运行完；微观上串行运行：各作业交替使用CPU。 中断：指CPU在收到外部中断信号后，停止原来工作，转去处理该中断事件，完毕后回到原来断点继续工作。 通道：用于控制I/O设备与内存间的数据传输。启动后可独立于CPU运行，实现CPU与I/O的并行。主处理器---通道----控制器---外设 分时：多个用户分享使用同一台计算机。多个程序分时共享硬件和软件资源。通常按时间片(time slice)分配：各个程序在CPU上执行的轮换时间。 操作系统结构：组织形式可以可分为两种： 强内核：传统的集中式内核结构，许多基于Unix的操作系统都是这种结构。 微内核：新的内核组织结构，有灵活性、开放性、可扩充性的优点 传统操作系统结构设计模式：模块化结构设计，分层结构设计 现代操作系统结构设计模式：客户/服务器模式，对象模式 一．用户与操作系统的接口类型，作业级接口，程序级接口，管态与算态，系统调用的概念： 作业级接口：操作系统为用户对作业运行全过程控制提供的功能。 脱机用户接口（批处理） 联机用户接口（交互式），命令行，图形用户界面 程序级接口：系统为用户在程序一级提供有关服务而设置，由一组系统调用命令
《计算机操作系统》复习大纲第一章绪论 1.掌握操作系统的基本概念、主要功能、基本特征、主要类型； 2.理解分时、实时系统的原理； 第二章进程管理 1.掌握进程与程序的区别和关系； 2.掌握进程的基本状态及其变化； 3.掌握进程控制块的作用； 4.掌握进程的同步与互斥； 5.掌握多道程序设计概念； 6.掌握临界资源、临界区； 7.掌握信号量，PV操作的动作， 8.掌握进程间简单同步与互斥的实现。 第三章处理机调度 1.掌握作业调度和进程调度的功能； 2.掌握简单的调度算法：先来先服务法、时间片轮转法、优先级法； 3.掌握评价调度算法的指标：吞吐量、周转时间、平均周转时间、带权周转时间和平均带权周转时间； 4.掌握死锁；产生死锁的必要条件；死锁预防的基本思想和可行的解决办法； 5.掌握进程的安全序列，死锁与安全序列的关系； 第四章存储器管理 1.掌握用户程序的主要处理阶段； 2.掌握存储器管理的功能；有关地址、重定位、虚拟存储器、分页、分段等概念； 3.掌握分页存储管理技术的实现思想； 4.掌握分段存储管理技术的实现思想； 5.掌握页面置换算法。 第五章设备管理 1.掌握设备管理功能； 2.掌握常用设备分配技术； 3.掌握使用缓冲技术的目的； 第六章文件管理 1.掌握文件、文件系统的概念、文件的逻辑组织和物理组织的概念； 2.掌握目录和目录结构；路径名和文件链接； 3.掌握文件的存取控制；对文件和目录的主要操作 第七章操作系统接口 1.掌握操作系统接口的种类； 2.掌握系统调用的概念、类型和实施过程。
计算机操作系统复习知识点汇总 第一章 1、操作系统的定义、目标、作用 操作系统是配置在计算机硬件上的第一层软件，是对硬件系统的首次扩充。 设计现代OS的主要目标是：方便性，有效性，可扩充性和开放性. OS的作用可表现为： a. OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口；（一般用户的观点） b. OS作为计算机系统资源的管理者；（资源管理的观点） c. OS实现了对计算机资源的抽象. 2、脱机输入输出方式和SPOOLing系统（假脱机或联机输入输出方式）的联系和区别 脱机输入输出技术(Off-Line I/O)是为了解决人机矛盾及CPU的高速性和I/O 设备低速性间的矛盾而提出的.它减少了CPU的空闲等待时间，提高了I/O速度. 由于程序和数据的输入和输出都是在外围机的控制下完成的，或者说，它们是在脱离主机的情况下进行的，故称为脱机输入输出方式；反之，在主机的直接控制下进行输入输出的方式称为联机（SPOOLing）输入输出方式假脱机输入输出技术也提高了I/O的速度，同时还将独占设备改造为共享设备，实现了虚拟设备功能。 3、多道批处理系统需要解决的问题 处理机管理问题、内存管理问题、I/O设备管理问题、文件管理问题、作业管理问题 4、OS具有哪几个基本特征?它的最基本特征是什么? a. 并发性(Concurrence),共享性(Sharing),虚拟性(Virtual),异步性(Asynchronism). b. 其中最基本特征是并发和共享. c. 并发特征是操作系统最重要的特征，其它三个特征都是以并发特征为前提的。 5、并行和并发 并行性和并发性是既相似又有区别的两个概念，并行性是指两个或多个事件在同一时刻发生；而并发性是指两个或多少个事件在同一时间间隔内发生。 进程控制，进程同步，进程通信和调度. b. 存储管理功能： 内存分配，内存保护，地址映像和内存扩充等 c. 设备管理功能： 缓冲管理，设备分配和设备处理，以及虚拟设备等 d. 文件管理功能： 对文件存储空间的管理，目录管理，文件的读，写管理以及檔的共享和保护 7、操作系统与用户之间的接口 a. 用户接口：它是提供给用户使用的接口，用户可通过该接口取得操作系统
北京工业大学2007—2008学年第二学期 测量技术基础试卷（开卷） 班级学号姓名成绩 一、填空题（25分，每空1分） 1．时间常数τ是一阶传感器动态特性参数，时间常数τ越小，响应越快，响应曲线越接近于输入阶跃曲线。 2．满足测试装臵不失真测试的频域条件是幅频特性为一常数和相频特性与频率成线性关系。3．电荷放大器常用做压电传感器的后续放大电路，该放大器的输出电压与传感器产生的电荷量成正比，与电缆引线所形成的分布电容无关。 4．信号当时间尺度在压缩时，则其频带变宽其幅值变小。 5．当测量较小应变值时，应选用电阻应变效应工作的应变片，而测量大应变值时，应选用压阻效应工作的应变片，后者应变片阻值的相对变化主要由材料电阻率的相对变化来决定。6．电感式和电容式传感器常采用差动方式，不仅可提高灵敏度，且能改善或消除非线性。 7. 电涡流传感器是利用金属材料的电涡流效应工作，可分为低频透射式和高频反射式两种，其中前者常用于材料厚度的测量。 8．在调制解调技术中，将控制高频振荡的低频信号称为调制波，载送低频信号的高频振荡信号称为载波，将经过调制过程所得的高频振荡波称为已调制波。
9．已知()t t x ωsin 12=，()t δ为单位脉冲函数，则积分()?∞+∞ -?? ? ?? -?dt t t x ωδ2π= 12 。 10．已知霍尔式转速传感器的测速齿轮的齿数为20，若测得感应电动势的频率为300Hz ，则被测轴的转速为 900r/min 。 11. RC 低通滤波器中的RC 值越大，则其上限截止频率越 小 。 12. 频率混叠是由于 采样频率过低 引起的，泄漏则是由于 信号截断 所引起的。 二、选择题（15分，每题1.5分） 1．离散、周期的时域信号频谱的特点是（ C ）的。 A 非周期、离散 B 非周期、连续 C 、周期、离散 D 周期、连续 2．按传感器能量源分类，以下传感器不属于能量控制型的是（ C ）。 A 电阻传感器 B 电感传感器 C 光电传感器 D 电容传感器 3．变磁通感应式传感器在测量轴的转速时，其齿盘应采用（ B ）材料制成。 A 金属 B 导磁 C 塑料 D 导电 4．测试装臵能检测输入信号的最小变化能力，称为（ D ）。 A 精度 B 灵敏度 C 精密度 D 分辨力 5．数字信号的特征是（ B ）。 A 时间上离散，幅值上连续 B 时间、幅值上都离散 C 时间上连续，幅值上量化 D 时间、幅值上都连续 6．传感器灵敏度越高，表示该传感器（ B ）。 A 工作频带越宽 B 单位输入引起的输出量越大 C 线性范围越宽 D 允许的输入量越大
卫生统计学 第一节统计学的几个基本概念 一、统计工作的步骤 统计工作的步骤包括：统计设计、收集资料、整理资料和分析资料。其中统计设计是最关键的一环，是后续步骤的依据。统计资料主要来自：①卫生统计报表；②经常性工作记录；③专题调查或实验研究。整理资料的目的是净化原始数据，使其系统化、条理化。分析资料即通过计算统计指标，反映数据的综合特征，阐明事物的内在联系和规律。统计分析包括统计描述和统计推断两部分。统计描述是指运用统计指标如平均数、标准差、率以及统计表和统计图等，对数据的数量特征及其分布规律进行客观地描述和表达，不涉及样本推论总体的问题；统计推断是指一定的可信程度或概率保证下，根据样本信息去推断总体特征。 二、统计学中的几个基本概念 （一）资料的类型 1.定量资料亦称计量资料，其变量值是定量的，表现为数值大小，一般有度量单位。如调查某年某地7岁女童的生长发育状况，以人为观察单位，女童的身高（cm）、体重（kg）、血红蛋白（g/L）等 均属于定量资料。
一年里的新生儿数。连续型变量可以取实数轴上的任何数值。有些变量的数值由测量得到，他们大多属于连续型变量。例如身高、体重等。 值是定性的，表现为互不相容的类别或属性，例如职业是一个分类变量，其可能的“取值”不是数字，而是工、农、商、学、兵等。 （1 表现为互不相容的两类属性，如性别、疾病和结局等。②多项分类。如血型，表现为互不相容的过个类别。 （2）有序分类资料：各类之间有程度的差别，给人以半定量的概念，亦称等级资料。如极不满意、有点满意、中毒满意、很满意、极满意等。 有时为了数据分析的方便，人们将一种类型的变量转化为另一种类型。但变量只能由高级向低级转化：连续型→有序→分类→二值；不能作相反方向的转化。离散型变量常常通过适当的变换或连续性校正后借用连续型变量或有序变量的方法来分析。 （二）总体与样本 总体：就是所有同质观察单位某种观察值（即变量值）的集合。 样本：是总体中随机抽取的部分观察值的集合。 抽样：从研究总体中抽取一部分有代表性的个体的手段。 统计推断的工具是有关概率的理论。如果某事件的结果具有多样
检测技术的基本概念 典型参数的检测技术 检测技术的练习 检测技术的基本概念 检测的意义 为了满足机械产品的功能要求,在正确合理地完成了可靠性、使用寿命、运动精度等方面的设计以后，还须进行加工和装配过程的制造工艺设计，即确定加工方法、加工设备、工艺参数、生产流程及检测手段。其中，特别重要的环节就是质量保证措施中的精度检验。 “检验”就是确定产品是否满足设计要求的过程，即判断产品合格性的过程。检验的方法可以分为两类：定性检验和定量检验。定性检验的方法只能得到被检验对象合格与否的结论，而不能得到其具体的量值。定量检验的方法是在对被检验对象进行测量后，得到其实际值并判断其是否合格的方法，简称为“检测”。检测的核心是测量技术。通过测量得到的数据，不仅能判断其合格性，还为分析产品制造过程中的质量状况提供了最直接而可靠的依据。 测量的基本要素 一个完整的测量过程应包含被测量、计量单位、测量方法（含测量器具）和测量误差等四个要素。 被测量在机械精度的检测中主要是有关几何精度方面的参数量，其基本对象是长度和角度。 计量单位是以定量表示同种量的量值而约定采用的特定量。我国规定采用以国际单位制（SI）为基础的“法定计量单位制”。常用的长度单位有“毫米（mm）”、“微米（μm）”和“纳米（n m）”，常用的角度单位有“度（°）”、“分（′）”、“秒（″）”和“弧度（rad）”、“球面度（sr）”。 测量方法是根据一定的测量原理，在实施测量过程中对测量原理的运用及其实际操作。广义地说，测量方法可以理解为测量原理、测量器具（计量器具）和测量条件（环境和操作者）的总和。 测量误差是被测量的测得值与其真值之差。由于测量会受到许多因素的影响，其过程总是不完善的，即任何测量都不可能没有误差。从测量的角度来讲，真值只是一个理想的概念。因此，对于每一个测量值都应给出相应的测量误差范围，说明其可信度。不考虑测量精度而得到的测量结果是没有任何意义的。 检测的一般步骤 通常情况下，检测应有以下几个步骤： 1、确定被检测项目认真审阅被测件图纸及有关的技术资料，了解被测件的用途，熟悉各项技术要求，明确需要检测的项目。 2、设计检测方案根据检测项目的性质、具体要求、结构特点、批量大小、检测设备状况、检测环境及检测人员的能力等多种因素，设计一个能满足检测精度要求，且具有低成本、高效率的检测预案。 3、选择检测器具按照规范要求选择适当的检测器具，设计、制作专用的检测器具和
一、概念篇 总体：总体是指客观存在的，在同一性质基础上结合起来的许多个别事务的整体，亦称统计总体。 总体单位：总体单位是指构成统计总体的个别事物的总称。 指标：指标是反映总体现象数量特征的概念。 标志：标志是说明总体单位特征的名称。 统计调查：是按照预定的目的和任务，运用科学的统计调查方法，有计划有组织地向客观实际搜集统计资料的过程。 调查对象：是根据调查目的、任务确定的调查的范围，即所要调查的总体，它是由某些性质上相同的许多调查单位所组成的。 调查单位：是所要调查的现象总体中的个体，即调查对象中的一个一个具体单位，它是调查中要调查登记的各个调查项目的承担者。 报告单位：是负责向统计调查机关提交调查资料的单位。 普查：是专门组织的一次性的全面调查，用来调查属于一定时点上或时期内的现象的总量。 抽样调查：是从研究的总体中按随机原则抽取部分单位作为样本进行观察研究，并根据这部分单位的调查结果来推断总体，以达到认识总体的一种统计调查方法。抽样调查又称为概率抽样或称为随机抽样。 抽样调查是抽取总体重的部分单位，收集这些单位的信息，用来对总体进行推断的调查方法。这里的总体是指抽样推断所要认识的研究对象的整体，它是由所要研究的范围内具同一性质的全体单位所组成的整体。被抽中的部分单位构成样本。一般的，将总体记作N，将样本记作n。 面谈访问法：是由访问员与被调查者见面，通过直接访问来填写调查问卷的方法。 统计整理：是统计工作的一个重要环节，它是根据统计研究的任务与要求，对调查所取得的各种原始资料，进行审核、分组、汇总，使之系统化、条理化，从而得到反映总体特征的综合资料的过程。 复合分组：对同一总体选择两个或两个以上的标志重叠起来进行分组。 复合分组体系：多个复合分组组成的分组体系。 频数：是指分配数列中各组的单位数，也称次数。 频率：是将跟组的单位数（频数）与总体单位数相比，求得的用百分比表示的相对数，也称比率或比重。 统计指标：是反映总体现象数量特征的基本概念及其具体数值的总称。 总量指标：是反映总体规模的统计指标，表明现象总体发展的结果。 平均指标：是总体各单位某一数量标志一般水平的统计指标。 是将一个总体内各个单位在某个数量标志上的差异抽象化，以反映总体的一般水平的综合指标。 标志变异指标：是表明总体各个单位标志值的差异程度（离散程度）的指标。 强度相对指标：是不属于同一总体的两个性质不同但相互间有联系的总量指标对比的比值，是用来反映现象的强度、密度和普遍程度、利用程度的综合指标。 加权算数平均数：是在总体经过分组形成变量数列（包括单项数列和组距数列），有变量值和次数的情况下，将各组变量值分别与其次数相乘后加总求得标志总量，再除以总体单位数（即次数总和）而求得的数值。 标准差：是总体各单位变量值与其平均数的离差平方的算术平均数的平方根。 发展速度：是表明社会经济现象发展程度的相对指标，它是根据两个不同时期发展水平对比求得，说明报告期水平是基期水平的几倍或百分之几，常用倍数或百分数来表示。由于所采用的基期不同，发展速度又可分为定基发展速度和环比发展速度。 概率抽样：概率抽样在抽取样本时不带有任何倾向性，它通过从总体中随机抽选单位来避免这种偏差，因而对总体的推断更具代表性。 比例分析法：比例分析法又名“比率分析法”，是用倍数或百分比表示的分数式，即通过计算相关指标之间的相对比值，来揭示和对比不同规模、不同性质事物的水平和效益的好坏，或分析部分和整体之间比例关系的分析方法。 国家统计报表制度：国家统计报表制度是各级政府统计部门实施国家统计调查项目的业务工作方案，由国家统计局制定，或者由国家统计局和国务院有关部门共同制定。 现行国家统计报表制度分为周期性普查制度、经常调查制度和非经常性调查制度三大类。 周期性普查制度：是国家统计报表制度的一个类型，是就我国社会经济发展的状况，由国务院组织，每隔一段时