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科技信息2010年第27期SCIENCE &TECHNOLOGY INFORMATION 《机械制造技术》这门课是机械类专业中的一门实践性很强的专业课程，在学习本课程之前既要掌握基本的专业理论知识，又要掌握基本的加工技能，具有较为丰富的感性认识。
在本书（由陈根琴、宋志良主编的21世纪高等院校应用型规划教材）中，本章节内容过于简单抽象，对于培养目标是高级技工的学生来说，课后习题学生总感到无从下手，故本人根据学生知识现状结合有关教学资料，从典型定位方式及定位元件入手，分别讲解定位误差的分析和计算，把最常见的误差分析讲透彻，由易及难，加上适当的例题讲解，使学生触类旁通，增强学生学习信心，从而达到教学目的。
1复习之前的两个重要概念：定位基准及工序基准定位基准：是指零件在加工过程中，用于确定零件在机床上或夹具上的位置的基准，可以是点/线/面；工序基准：是指用来确定本工序所加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准。
和本道工序尺寸有关。
2讲清常用的三类典型定位方式的定位元件2．1工件以平面定位：常用支承钉或支承板作为定位元件；2．2工件以外圆柱表面定位：最常用的是V 型块；2．3工件以内孔定位：常用的是心轴或销轴。
3一般认为如果工件定位误差不超过工件加工尺寸公差值的1/3，则该定位方案能满足本工序加工精度的要求3．1定位误差（ΔD ）及其产生的原因：定位误差是由于工件在夹具上或在机床上的定位不准确而引起的加工误差，换句话说，在对一批工件进行加工时，所引起工序尺寸的极限变动量（即工序基准在加工尺寸方向上的最大变动量）就是定位误差。
用符号ΔD 表示。
如图1所示，在轴上铣键槽，要保证尺寸H 。
若采用的定位元件为V 型块，键槽铣刀按尺寸H 调整好位置，由于工件外圆直径有公差，使工件中心位置发生变化，造成加工尺寸H 发生变化（若不考虑加工过程中产生的其他加工误差）。
此变化量（加工误差）是由于工件的定位而引起的，故称为定位误差。
GPS卫星定位误差习题〈习题1〉试述GPS测量定位中误差的种类，并说明产生的原因。
〈习题2〉试述GPS定位误差来源。
并详细说明各类误差来源影响特征与对策。
〈习题3〉什么是星历误差?它是怎样产生的?如何削弱或消除其对GPS定位所带来影响?〈习题4〉电离层误差、对流层误差是怎样产生的?你认为采用何种方法对削弱GPS测量定位所带来的影响最为有效。
为什么?〈习题5〉在GPS测量定位中，多路径效应是怎样产生的?如何削弱多路径效应对GPS测量定位所带来的影响?〈习题6〉与接收机有关的误差包括哪几种?怎样削弱其影响?第五章GPS卫星定位误差答案习题一参考答案:GPS定位误差分类1.按误差来源分类(1)与卫星有关误差星历误差卫星钟差相对论效应影响(2)与卫星信号有关误差电离层延迟影响对流层延迟影响多路径效应影响（3）与接收机有关误差接收机钟差天线相位中心变化影响位置误差2.按误差性质分类系统误差：钟差、星历误差、电离层延迟影响、对流层延迟影响偶然误差：多路径效应影响、位置误差、天线相位中心变化影响习题二参考答案:GPS定位误差来源有三个构成量:（1）卫星误差：GPS信号的自身误差及人为的ＳＡ误差；（2）GPS信号从卫星传播到用户接收天线的传播误差；（3）接收误差：GPS信号接收机所产生的GPS信号测量误差。
按误差产生内容分：A 卫星误差：（1）星历误差：用星历误差计算出的GPS卫星在轨位置与其真实位置之差的精度损失；（2）星钟误差：星钟Ａ系数代表性误差的精度损失。
B 传播误差：电离层时延改正误差；对流层时延改正误差；多路径误差；相对论效应误差，即频率常数补偿导致的补偿残差。
C 接收误差：接收机钟误差；接收机位置误差；天线相位中心误差。
各种误差与对策:〈1〉星历误差：由星历给出的卫星空间位置与卫星实际位置之差星历误差分预报星历误差和实测星历误差①预报星历误差的来源：依据GPS观测数据"外推"出来的卫星轨道参数和ＳＡ技术预报行李误差的特征：24h变化异彩的系统误差影响：5--10m;100-300m②实测星历误差的来源：跟踪监测网的数量，跟踪监测网的分布，跟踪观测量及精度和处理软件性能实测星历误差的特征：偶然误差实测星历误差的影响：10-7---10-9解决决星历误差的对策：建立完善的GPS卫星跟踪监测网精度定轨相对定位〈2〉星钟误差：与GPS对间基准偏差星钟误差来源：△t=a0+a1(t-t0)+a2(t-t0)2△t 为钟差改正数；a0为钟偏即钟差；a1为钟速即频偏；a2为钟速变频即频漂特征：系统误差影响：△t<1ms解决星钟误差的对策：钟差改正〈3〉电离层时延改正误差（电离层折射误差）来源：天体强辐射，气体分子电离产生大量自由电子和正电荷（离子），导致介质弥散效应。
《GPS测量原理与应用》练习题二一、名词解释1、同步环由多台接收机同步观测所构成的闭合环称为同步环。
2、重复观测边同一基线边，若观测了多个时段（>=2）,则可得到多个基线边长。
这种具有多个独立观测结果的基线边，称为重复边。
3、异步环在构成多边形环路的所有基线向量中，只要有非同步观测向量的，则该多边形环路叫做异步观测环，简称异步环。
4、相对论效应是由于卫星钟和接收机钟所处的状态（运动速度和重力位）不同而引起卫星钟和接收机钟之间产生相对钟误差的现象。
5、大气折射对于GPS而言，卫星的电磁波信号从信号发射天线传播到地面GPS接收机天线，其传播路径并非真空，而是要穿过性质与状态各异、且不稳定的大气层，使其传播的方向、速度和强度发生变化，这种现象称为大气折射。
6、观测时段测站上开始接收卫星信号到观测停止，连续工作的时间段，称为观测时段，简称时段。
7、独立观测环由独立观测所获得的基线向量构成的闭合环，简称独立环。
8、GPS相对定位的作业模式利用GPS确定观测站之间相对位置所采用的作业方式。
它与GPS接收机设备的软件和硬件密切相关。
同时，不同的作业模式因作业方法、观测时间和应用范围的不同而有所差异。
9、坐标联测点GPS网平面坐标系统转换，通常是采用坐标联测来实现的。
采用GPS定位技术，重测部分地面网中的高等级国家控制点。
这种既具有WGS-84坐标系下的坐标，又具有参考坐标系下的坐标的公共点，称为GPS网和地面网的坐标连测点（简称坐标联测点）。
坐标联测点是显示坐标转换的前提。
10、高程联测点利用GPS直接测定的高程是GPS点在WGS-84坐标系中的大地高，而实际工作中通常需要的是正常高，为实现高程系统的转换，在布设GPS网时，需采用几何水准方法联测部分GPS点，这些被联测的GPS点，称为水准联测点。
11、停测段在某一测站上，若在某一时间段内可测卫星只有4颗，而这4颗卫星的图形分布很差，其几何精度因于GDOP超过了规定的要求，以致无法保证预订的定位精度。
定位误差分析与计算一、基本概念定位误差分析是针对某一个工序的工序尺寸而言的，只要该工序尺寸不因定位而产生误差，那么就认为该工序尺寸的定位误差是零。
至于该工序尺寸在加工过程中产生的误差，则不属于定位误差的研究范畴。
所以，不应将定位误差与加工过程误差以及其它误差混为一谈。
1．定位误差△D(△dw)：工件在夹具上(或机床上)定位不准确而引起的加工误差称之为定位误差。
其大小等于按调整法加工一批工件而定位时工序尺寸的最大变动量。
定位误差来源于两个方面：基准不重合误差和基准位移误差。
2．基准不重合误差△B(△jb)：因工序基准与定位基准不重合(原因)，用调整法加工一批工件时(条件)，引起工序基准相对定位基准在工序尺寸方向上的最大变动量 (结果)，称为基准不重合误差。
若把工序基准与定位基准之间的联系尺寸（基本尺寸）称之为“定位尺寸”，则△B就是定位尺寸的公差在工序尺寸方向上的投影（或者说定位尺寸的最大变动量在工序尺寸方向上的投影）。
注意：基准不重合误差中的工序基准和定位基准都是针对工件而言的，与定位元件无关；3．基准位移误差△Y(△db)：因定位副制造不准确(原因)，用调整法加工一批工件时(条件)，引起工序基准在工序尺寸方向上的最大变动量(结果)，称为基准位移误差。
（或者说工序基准位置的最大变动量在工序尺寸方向上的投影）。
基准位移误差可以划分为两类：工件定位表面制造不准确引起的基准位移误差和夹具定位元件表面制造不准确引起的基准位移误差。
注意：在基准位移误差计算中，工序基准的变动是因为定位基准的变动而引起的。
所以有学者认为：基准位移误差是指定位基准在工序尺寸方向上的最大变动量。
二、工件以平面定位——支承钉或支承板工件以平面定位铣台阶面(如图(a)所示)，试分析和计算工序尺寸20±0.15的定位误差，并判断这一方案是否可行。
如果变换定位方式(如图(b)所示)，工序尺寸20±0.15的定位误差是否有变化？工件以平面时，由于定位副容易制造得准确，可以认为基准位移误差ΔY=0,故只考虑基准不重合误差ΔB即可。
定位误差的分析计算为保证工件的加工精度，工件应有正确的定位，即除应限制工件必要的自由度使工件具有确定的位置外，还应使实施定位后所产生的误差在工件误差允许范围以内，实现工件安装时的定与准。
造成定位误差的原因有两个：一是由于定位基准与设计基准不重合，称基准不重合误差（定基误差）用△B表示；二是由于定位副制造误差而起定位基准的位移称为基准位移误差，用△Y表示。
（1）基准不重合误差的计算基准不重合误差因所选定位基准与工序基准不重合而引起，其值为两基准间的最大变化量（即两基面间公差），因此，计算时，可在确定认定位基准与工序基准的基础上，寻求两基面间的关系即可，具体分三步：①确定基准定位基准为该工序所选安装时定位的依据，并且一定在要求保证的工序尺寸方向上，作为已知条件在题目中说明或标注（）于工序图；工序基准则为该工序用以表达加工表面（粗实线）位置尺寸的基准。
②基准是否重合经确认的定位基准与工序基准若为同一表面，则基准不重合误差△B=0；若不重合则需进行计算。
③基准不重合时的误差计算基准不重合误差为两基面间的最大变量。
因此，两基面间若有直接尺寸标注，则尺寸公差即为△B；若无直接尺寸，而只有间接尺寸，则需利用尺寸间关系如尺寸链进行求解。
若定位基准变动方向与对应工序尺寸不在同一方向，则需两基面间距离公差投影于工序尺寸方向，即△B=δs cosβ式中δs为定位基准与工序基准间尺寸公差β为基准间尺寸与工序尺寸之夹角（2）基准位移误差的计算基准位移误差△Y因定位副制造误差而起，因此，当定位副结构不同产生的基准位移误差计算。
①工件以平面定位工件若以粗基准平面定位，定位面与限位面间不可能有很好的贴合，但该定位方案往往出现在加工开始或加工要求不高情况下，故此时的误差也就不必计算。
工件若以加工过的精基准平面定位，则定位面与限位面间会有良好的接触状态，定位基面的位置可看成是不动的。
因此，基准位移误差为零，即△Y=0。
②工件外圆在圆孔中定位工件在外圆定位时，其定位基准为轴的中心线，定位基面为外圆柱面。
GPS测量与数据处理自学指导及参考习题第一部分内容提要：本部分主要教授全球定位系统的产生、发展及前景和GPS的应用。
与GPS的产生背景有关部分，重点介绍第一代卫星导航定位系统-—子午卫星系统的原理及其局限性。
与GPS应用有关的部分，重点介绍GPS在军事、交通运输、及测量等领域中的应用。
习题：1、举例说明GPS在测量领域中的应用。
答:（1）用GPS建立和维持全球性的参考框架;(2）建立各级国家平面控制网；（3）布设城市控制网、工程测量控制网，进行各种工程测量;(4）在航空摄影测量、地籍测量、海洋测量中的应用.（《GPS测量与数据处理》，P7）2、“Transit系统是一个连续、独立的卫星导航系统"这种说法正确吗,为什么?答：这种说法不正确。
子午卫星系统（Transit）中没有采用频分、码分、时分等多路接收技术。
接收机在某一时刻只能接收一个卫星信号,这就意味着子午卫星星座中所含的卫星数不能太多。
为防止在高纬度地区的视场中同时出现两颗子午卫星从而造成信号相互干扰的可能性,子午卫星星座中的卫星一般不超过6颗,从而使中低纬度地区两次卫星通过的平均间隔达1.5h左右。
由于各卫星轨道面进动的大小和方向不一,最终造成各轨道面之间的间隔疏密不一.相邻轨道面过密时会导致两颗卫星同时进入用户视场，造成信号相互干扰，此时控制中心不得不暂时关闭一颗卫星使其停止工作。
轨道面过疏时用户的等待时间有可能长达8~10h。
导航定位的不连续性使子午卫星系统无法称为一种独立的导航定位系统，而只能成为一种辅助系统.(《GPS测量与数据处理》,P3)3、名词解释：多普勒计数答:若接收机产生一个频率为的本振信号，并与接收到的频率为的卫星信号混频,然后将差频信号（）在时间段［，]间进行积分,则积分值,称为多普勒计数.第二部分内容提要:本部分主要部分授GPS各部分，包括空间部分、地面监控部分和用户部分的组成与功能。
在用户部分中，重点介绍与GPS接收机有关的基本概念，例如天线平均相位中心偏差,接收通道等。
一、名词解释1．机床夹具：机床夹具是在机床上装夹工件的一种装置，其作用是使工件相对于机床和刀具有一个正确位置，并在加工过程中保持这个位置的不变2．定位误差：由于工件在夹具上（或机床上）定位不准确而引起的加工误差。
二、选择题1.回转工件台属于（）。
A、通用夹具B、专用夹具C、可调夹具2.“一面两孔”定位时，削边定位销削边的方向应（）。
A、垂直于两定位销连线B、平行于两定位销连线C、与两定位销连线成一定夹角3.当工件需要在一次安装下进行钻孔、扩孔、铰孔等多次加工，宜选用（）。
A、固定式钻套B、可换钻套C、快换钻套D、特殊钻套4.双支承镗模的镗刀杆与机床主轴应采用（）。
A、刚性连接B、浮动连接C、弹性连接5.辅助支承在使用时是（）。
A、每批工件调整一次B、每个工件调整一次C、先调整好以后再把工件放上去定位夹紧D、不调整6.四爪单动卡盘属于（）。
A、可调夹具B、专用夹具C、通用夹具7.工件以外圆柱面放在V型块上定位时，定位误差随V型块夹角α增大而（）。
A、增大B、减少C、不变8.定位误差中包括（）。
A、随机误差B、调整误差C、夹紧误差D、基准不重合误差和基准位置误差9.铣床夹具上的定向键是用来（）。
A、使工件在夹具上定位B、使夹具在机床上定位C、使刀具对夹具定位D、使夹具在机床上定向10.自位支承（浮动支承）其作用增加与工件接触的支承点数目，但（）。
A、不起定位作用B、一般来说只限制一个自由度C、不管如何浮动必定能限制一个自由度11.在简单的夹紧机构中（）夹紧机构一般不考虑自锁。
A、铰链B、螺旋C、偏心D、斜楔E、杠杆12.在多件夹紧中，由于各工件在尺寸上有误差，因此一般采用（）夹紧，夹紧才能达到各工件同时被夹紧的目的。
A、多点B、多向C、浮动D、动作联动E、连续式或干行式13.专用车床夹具的回转轴线与车床主轴轴线的同轴度与（）有关。
A、轴颈精度B、夹具与主轴联接结构及精度C、主轴端部与夹具采用螺纹联接的螺纹精度有关14.常用的夹紧机构中，自锁性能最好的夹紧机构是（）夹紧机构。
定位误差计算教案教案标题：定位误差计算教案教学目标：1. 理解定位误差的概念和计算方法。
2. 能够应用适当的数学工具和公式计算定位误差。
3. 掌握解决实际问题中的定位误差计算技巧。
教学准备：1. 教师准备：教师需要提前准备好相关的教学材料和案例，以便在课堂上进行讲解和示范。
2. 学生准备：学生需要准备好纸和笔，以便在课堂上进行计算和练习。
教学过程：Step 1：引入定位误差概念（5分钟）教师可以通过实际生活中的例子，如GPS导航系统、无人机定位等，引入定位误差的概念。
解释定位误差是指实际位置与目标位置之间的差距，是一种衡量定位准确性的指标。
Step 2：介绍定位误差计算方法（10分钟）教师可以通过示意图或数学公式，介绍定位误差的计算方法。
解释如何计算实际位置与目标位置之间的距离差，并将其转化为定位误差。
Step 3：示范定位误差计算步骤（15分钟）教师可以选择一个简单的案例，示范定位误差的计算步骤。
引导学生观察示例中的数据和图形，并帮助他们理解如何将这些信息转化为计算定位误差的数学表达式。
Step 4：学生练习与讨论（20分钟）学生根据教师提供的练习题，独立进行定位误差的计算。
教师可以在学生完成后，组织小组讨论，让学生互相交流解题思路和方法。
Step 5：拓展应用（10分钟）教师可以引导学生思考和讨论，在实际问题中如何应用定位误差计算。
通过引导学生分析和解决实际问题，加深他们对定位误差计算的理解和应用能力。
Step 6：总结与评价（5分钟）教师对本节课的内容进行总结，并对学生的学习情况进行评价。
鼓励学生提出问题和意见，并进行必要的解答和指导。
教学延伸：1. 学生可以进一步拓展应用定位误差计算的技能，如在地理测量、工程测量等领域中的应用。
2. 学生可以进行实际定位误差测量的实验，通过实际操作来验证和巩固所学的知识。
教学评价：1. 教师可以通过学生的课堂表现和练习题的完成情况，评价学生对定位误差计算的理解和应用能力。
