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數(shù)據(jù)處理方法論文:化工原理實驗數(shù)據(jù)處理方法探究

摘要：化工原理實驗中的數(shù)據(jù)處理是化工原理實驗及有關類似實驗的一個重要環(huán)節(jié)，在實際數(shù)據(jù)處理時，往往存在有較大的誤差，如何更有效的進行數(shù)據(jù)處理，是值得我們探究的重要問題，本文就化工原理實驗當中的數(shù)據(jù)處理進行簡單的分析。

關鍵詞： 化工原理；實驗；數(shù)據(jù)處理

0引言

化工原理實驗是理論與實踐結合緊密的一門課程，在化工原理系統(tǒng)理論的指導下，通過進行過濾、吸收、傳熱、吸收、精餾、干燥等單元操作訓練，一方面強化單元操作基本能力，另一方面，提高學生數(shù)據(jù)處理能力，為從事化工生產(chǎn)工作奠定良好基礎。化工原理實驗的特點是測量數(shù)據(jù)多、計算量大、計算步驟復雜、試算難度相對大、查表次數(shù)較多，僅僅依靠手工計算進行數(shù)據(jù)處理，不僅浪費時間，而且準確度較低。因此需要尋找既有效而且準確度相對較高的處理方法。

1EXCEL數(shù)據(jù)處理法

EXCEL是常見的Office應用軟件，一般常用于表格的制作及數(shù)據(jù)的快速處理，將其應于化工原理實驗數(shù)據(jù)處理，可提高數(shù)據(jù)處理效果，同時還可以對實驗數(shù)據(jù)進行有效性監(jiān)管。運用EXCEL軟件系統(tǒng)，可替代以前用單片機制作的軟件，提高數(shù)據(jù)錄入速度。另外，表格中還有足夠的文字提示，而且可以把相應的量綱也輸入到表格當中，不僅提高了化工原理實驗速度，也增加了實驗數(shù)據(jù)的準確性，而且有利于培養(yǎng)學生的計算機應用能力，提高了實驗教學效果。

在使用軟件過程當中，教師可使用教師機進行文件下傳，把數(shù)據(jù)、模版文件等資料發(fā)送給學生，學生以此文件資料為模版，用學生機進行錄入和實驗數(shù)據(jù)處理。方便、快捷、使用速度快，準確率高。

2Origin軟件數(shù)據(jù)處理法

Origin軟件是應用于科研領域的數(shù)據(jù)分析和制圖軟件，不僅具有強大的數(shù)據(jù)繪圖功能，并且還提供了多種曲線的擬合方法，是一種非常好的數(shù)據(jù)處理工具，將其應用于化工原理實驗數(shù)據(jù)處理，可進行線性擬合和非線性擬合處理。

2.1 非線性擬合Origin軟件在指數(shù)增長函數(shù)、指數(shù)衰減函數(shù)、對數(shù)函數(shù)、S函數(shù)、Gaussiaan函數(shù)中描述了眾多擬合函數(shù)及圖形，同時還可以使用自定義函數(shù)進行數(shù)據(jù)擬合。

2.2 線性擬合法Origin軟件可進行簡單線性擬合和多項式擬合，還可用變量替換的方法進行轉換函數(shù)擬合?？芍付ㄊ褂脭?shù)據(jù)點數(shù)、多項式階數(shù)計算法和X取值范圍，進行多項式擬合。

3作圖法

作圖法是化工原理實驗重要的數(shù)據(jù)處理方法，現(xiàn)以化工原理實驗中比較重要的測定傳熱實驗為例。傳熱測定實驗是化工原理實驗中的一個典型實驗，當空氣在圓形的直管中流動時，對流傳熱準數(shù)關聯(lián)式的一般表現(xiàn)形式為 Nu=ARemPrnGrp，式中，N為努塞爾特準數(shù)，Pr為普蘭特準數(shù)， Re為雷諾準數(shù)，Gr為格拉斯霍夫準數(shù)。A、m、n、p 對應的是不同的系數(shù)和指數(shù)。對于強制湍流氣體來說，Gr準數(shù)我們可以忽略不計，Pr準數(shù)是一個常數(shù)，并且不隨溫度和壓力的變化而變化。因此，Nu=ARem。

我們使用作圖法計算Nu=ARem中的系數(shù)A和指數(shù)m。得到直線方程式lnNu=lnA+mlnRe。在雙對數(shù)坐標上作圖，以Re為橫坐標，以Nu為縱坐標，直線斜率即為方程的指數(shù)m。在直線上任選一點，將函數(shù)值代入方程Nu=ARem，得到系數(shù)A。（圖1）

4最小二乘法

作圖法具有簡便、直觀的特點，但由于在坐標上進行標點時會有些許誤差，有一定的人為因素存在，因此，作圖法確定實驗結果往往誤差較大，最小二乘法可以較好的克服這些問題。

我們可將Nu=ARem進行對數(shù)轉換，即lnNu=lnA+mlnRe，得到y(tǒng)=a+bx的關系，從而得到A、m值。通過測得的一組數(shù)據(jù)Xi，以yi=（l，2，…n），可以確定系數(shù)a及b。其中，y表示lnNu，x表示lnRe,a表示InA，b表示m。根據(jù)最小二乘法

由此求得截距為m、斜率為b的直線方程，從而得到關聯(lián)各實驗點的最佳直線。

5結束語

EXCEL數(shù)據(jù)處理法具有簡便易行、軟件易得的特點，Origin軟件具有功能強大、適應于大量數(shù)據(jù)處理的特點，這些方法在化工原理實驗數(shù)據(jù)處理過程中，都發(fā)揮著越來越多地作用。作圖法具有簡單直觀的特點，在取平均值的時候，還可以發(fā)現(xiàn)測量中的錯誤。但作圖法人為因素較多，有效數(shù)字容易受圖紙限制，不易估算測量結果的誤差。最小二乘法有統(tǒng)計方法嚴密，數(shù)據(jù)處理嚴謹，誤差相對較小的特點，但缺點是計算起來相對比較復雜，手工處理數(shù)據(jù)往往會花費時間比較長，可借助計算機軟件進行數(shù)據(jù)與圖形處理，可大大提高工作效率，并且還能夠培養(yǎng)學生計算機的使用能力。這些方法的應用，既可以提高了數(shù)據(jù)處理的準確性，同時也增強了數(shù)據(jù)處原理的時效性，增強了實驗教學效果，提高了教學質量。

數(shù)據(jù)處理方法論文:地理信息公共平臺數(shù)據(jù)處理方法的研究

摘 要：科技不斷發(fā)展的當今社會，信息資源的共享已然是主流。尤其是在地理信息的公共平臺構建上，利用信息網(wǎng)絡化技術將地理信息通過平臺的方式呈現(xiàn)出來，這樣人們就可以很方便地出行。地理信息公共平臺建設中的重點內(nèi)容就是平臺數(shù)據(jù)的處理，不僅需要擁有一定的技術支持，同時還需要具有適當?shù)牟僮鞣椒āＮ恼峦ㄟ^研究分析地理信息公共平臺數(shù)據(jù)處理的方法，從而提高地理信息公共平臺數(shù)據(jù)處理的流程，為人們的生活出行提供更大的方便。

關鍵詞：地理信息公共平臺；平臺數(shù)據(jù)處理；方法研究

1 概述

信息化科技的發(fā)展促使地理信息公共平臺的建設工作不斷地加快。地理信息公共平臺的構建是地理空間框架建設的重要體現(xiàn)，與現(xiàn)代的網(wǎng)絡化技術相結合能夠更加方便人們的出行。地理信息公共平臺的建設能夠使得巨大的地理信息變得可視化。但是地理信息平臺的構建不論是流程還是技術都需要一定的方法。通過實踐和研究，找到合適地理信息公共平臺數(shù)據(jù)處理的方法，加快地理信息公共平臺的建設。

2 地理信息公共平臺數(shù)據(jù)處理方法的研究背景分析

2.1 定義分析

如今社會的發(fā)展，影響經(jīng)濟和社會進步和發(fā)展的重要因素是信息化，地理信息是人們認知世界的重要途徑和手段，是社會經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎。如今傳播的百分之八十以上的信息是和地理位置緊密相連的，通過信息的，成功的揭露了事物發(fā)展的規(guī)律，幫助指導了戰(zhàn)略決策的制定。

目前我國信息化發(fā)展不斷地深入化，地理信息資源的基礎地位逐漸顯現(xiàn)，給人們的生產(chǎn)生活帶來了極大的影響。黨和政府也認識到地理信息資源的重要意義，加大了對其相關建設和應用開發(fā)。地理信息資源的利用對于城市的發(fā)展有著極為重要的意義，尤其在數(shù)字城市的構建上其具有極為重要的意義，相關部門必須加強對其的重視。

2.2 研究的價值

根據(jù)相關的技術要求，我們可以看到，地理信息數(shù)據(jù)庫是基礎，地理信息公共平臺直接面對的對象是客戶，所以作為數(shù)字城市建設核心的地理信息公共平臺，逐漸以數(shù)字城市的主體體現(xiàn)，它所包含的內(nèi)容是除了詳細的數(shù)據(jù)建庫之外的其他所有的內(nèi)容。

地理信息公共平臺建設的核心內(nèi)容是平臺的數(shù)據(jù)庫，它給大眾展現(xiàn)出來的信息更利于進行傳播，而且充分的體現(xiàn)；集成、可擴充和可視性。

目前我國在數(shù)字城市的建設已經(jīng)取得了一定的成就，但是在數(shù)據(jù)采集和處理沒有一個統(tǒng)一的標準，尤其是針對一些大比例尺的數(shù)據(jù)的生產(chǎn)處理，筆者希望通過研究之后，針對數(shù)據(jù)信息的制作方法和流程能夠正確地梳理出來，這樣可以給更多地方的數(shù)據(jù)平臺構建工作提供指導和幫助。

2.3 數(shù)據(jù)處理

平臺數(shù)據(jù)集是地理信息公共平臺建設的核心內(nèi)容，它所提供的信息內(nèi)容更適宜網(wǎng)絡化分布式應用，體現(xiàn)集成性、可視化、可擴充性的特征。包括在基礎地理信息數(shù)據(jù)上通過數(shù)據(jù)提取、擴充和重組等加工過程形成的地理實體數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)、地圖數(shù)據(jù)、地名地址數(shù)據(jù)和三維景觀數(shù)據(jù)等面向服務的產(chǎn)品數(shù)據(jù)。

3 地理信息公共平臺數(shù)據(jù)處理的實施

3.1 建立地理實體數(shù)據(jù)庫

3.1.1 數(shù)據(jù)的處理

地理信息公共平臺建設需要有個存放所有信息的數(shù)據(jù)庫，這些信息都混淆在其中，需要對這些信息進行數(shù)據(jù)處理，就如同分門別類一樣，將有共性的數(shù)據(jù)都提取出來，作為最核心的要素數(shù)據(jù)，將所有的數(shù)據(jù)都按照這樣的分類繼續(xù)分下去。

3.1.2 水系數(shù)據(jù)處理

地理信息中不免會遇到江河湖海等水系數(shù)據(jù)，面對這些數(shù)據(jù)，要將湖泊、池塘，以及水庫的線和面作為提取的要素數(shù)據(jù)。當遇見完整的河流時，就直接提取河流的邊和面，當河流中間被橋梁所中斷時，對于數(shù)據(jù)的提取應該是邊線、面以及橋梁。遇到攔水壩的粉筆水庫，提取的數(shù)據(jù)信息除了提取水庫的邊緣線之外還需要提取堤壩等信息，這樣才能保證提取信息的完整性。

3.1.3 交通數(shù)據(jù)處理

地理信息除了有水之外還會遇見鐵路和公路以及城市道路等數(shù)據(jù)信息，對這些道路的要素數(shù)據(jù)提取，主要是面、邊線以及中心線等。同時還需要按照一定的比例將這些信息規(guī)劃好，與實際的數(shù)據(jù)信息相對應。

3.1.4 數(shù)據(jù)脫密處理

在對數(shù)據(jù)解密處理的過程中，操作人員需要依照《中華人民共和國測繪成果管理條例》的要求，繪制開發(fā)出的生產(chǎn)產(chǎn)品涉及利用國家秘密，沒有經(jīng)過高無緣繪制行政管理部門或者省、直轄市、自治區(qū)的人民政府繪制行政管理部門的保密技術進行處理的，那么繪制出來產(chǎn)品秘密等級要等于甚至高于所使用的秘密等級。所以，必須對平臺數(shù)據(jù)進行解密處理，高精度進行位置定位，確保在不影響國家安全的情況，滿足用戶的精度要求。在解密處理數(shù)據(jù)過程中，還需要注意以下8個方面。①地圖位置的公開精度不可超過50米。等高距大于50米，數(shù)字高程模型網(wǎng)需要大于100米。②大眾使用的遙感影像空間位置頸部要控制在50米以上，影像地面分辨率要高于0.5米，對于涉密的信息、建筑物以及構筑物等固定設施不可進行標注。③只有滿足《基礎地理信息公開表示內(nèi)容的規(guī)定（試行）》、《公開地圖內(nèi)容表示若干規(guī)定》、《公開地圖內(nèi)容表示補充規(guī)定（試行）》三項標注要求，才可在大眾使用的遙感影像中注明地名、地質以及其他相關信息。④在編制公開地圖時，涉及使用到秘密地理信息，需要按照國家繪制地理信息局規(guī)定的統(tǒng)一方法進行加密，并依法送到測繪行政管理部門進行審核。⑤如果公眾使用的遙感影像需要使用到國家秘密，那么在公開致歉需要移交省級以上的測繪地理信心行政管理部門進行審核并進行加密保護處理。對于分辨率在0.5米以下的遙感影像，也需要經(jīng)過國家測繪地理信息局進行審核后才能夠公開使用。⑥需要得到省級以上測繪地理信息管理部門審核后，并獲取地圖審核號，才能夠公開出版、傳遞、刊登遙感影像內(nèi)容。⑦不論是標注的興趣點還是新增的興趣的都需要經(jīng)過審查，滿足國家審核之后，才能夠進行公開展示。⑧使用到專業(yè)內(nèi)容地圖時，需要獲取該專業(yè)保密部門的核查的證明文件。

3.2 降低空間精度

地理信息公共平臺建設之后，人們就可以通過網(wǎng)絡進行查看，對于有些需要隱蔽的信息則需要降低空間的精度來實行保密。中國測繪科學研究院開發(fā)了專業(yè)的軟件，可以對數(shù)據(jù)信息進行變形處理，使得地理信息的空間坐標無規(guī)律地發(fā)生偏移。這樣，將有利于達到保密的效果。

3.3 過濾敏感信息

地理信息公共平臺的建設主要目的是能夠給人們的生活帶來方便，一些人們?nèi)粘３鲂袝\用到的地理信息出現(xiàn)在地理信息公共平臺上就可以了，對于一些敏感的地理信息應該刪除掉。例如部隊、監(jiān)獄和勞改所等就不應該標識出來了。同時對于一些專用公路和專用鐵路的信息也應該不予以標識。

3.4 暈渲地圖制作

地理信息平臺建設呈現(xiàn)出來的地理信息需要一定的視覺效果，給人直觀的道路感受。對地理信息中的地勢進行暈渲地圖的分級切片。在全市范圍內(nèi)，數(shù)據(jù)采用一比一的方式進行，而其他范圍則采用一比五的數(shù)據(jù)來代替。通過疊加的方式使得數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出直觀感受的地勢暈渲圖。

3.5 三維數(shù)據(jù)制作

為了使得地理信息平臺的建設的地理信息更加逼真，人們在使用的過程中能夠更快速地理解，三維數(shù)據(jù)制作也是一種手段。首先需要建立三維模型數(shù)據(jù)，再根據(jù)這個模型，將地理信息有效的定位在其中，最后通過三維模型渲染的方法使得地圖更加滿足視覺的效果。渲染之后的模型在經(jīng)過專業(yè)的軟件到處成平臺所接受的文件格式。

4 結束語

通過上述的研究分析我們了解到，地理信息公共平臺的建設工作需要一定的數(shù)據(jù)處理方法的支持，這樣才能夠給大家提供一個科學、準確并且及時的地理信息服務共享平臺，才能實現(xiàn)給人們生活出行帶來便捷的想法。地理信息公共平臺數(shù)據(jù)處理包括的內(nèi)容很多，需要逐個去研究透徹。地理信息公共平臺數(shù)據(jù)處理方法經(jīng)過一定的研究之后在更大范圍內(nèi)推廣使用，使得更多的地區(qū)能夠建設地理信息公共平臺，真正迎接信息化的時代。

數(shù)據(jù)處理方法論文:煤礦井下隨鉆測量技術及鉆孔軌跡數(shù)據(jù)處理方法研究

摘 要：在煤礦生產(chǎn)作業(yè)中，為確保生產(chǎn)效率及安全，多會采取定向鉆進技術，確保煤礦生產(chǎn)鉆進工作的有效控制。研制我國煤礦井下隨鉆測量技術，探究鉆孔孔跡數(shù)據(jù)處理方法，其具備著極為顯著的實踐應用價值。從一般水平定向鉆進入手，分析水平定向鉆孔軌跡的基本要素，探究煤礦井下水平定向孔軌跡的一般形式和描述方法，提出一定的鉆孔孔跡數(shù)據(jù)處理方法。

關鍵詞：煤礦井下隨鉆測量技術；鉆孔軌跡；數(shù)據(jù)處理

1 一般水平定向鉆進鉆孔軌跡

一般意義上的水平定位鉆進，多選擇以地面作為參照，并進行相應空間坐標系建立。在煤礦生產(chǎn)作業(yè)中，其水平定向鉆孔則需要依據(jù)井下鉆場為參照，建立相關的空間坐標系。為確保鉆孔鉆井精度及效率，需要綜合考慮礦井實際狀況，確?？臻g坐標系建立準確性，并研究表征鉆孔貴軌跡空間位置的實際點、線、面與角之間所存在的具體關系，確定描述鉆孔軌跡的方法及相關計算方法，將其作為鉆孔軌跡設計與鉆孔軌跡數(shù)據(jù)信息處理的理論基礎。定向鉆孔軌跡，以空間曲線參數(shù)作為劃分標準，則可以分為設計鉆孔軌跡、實際鉆孔軌跡與實測鉆鉆孔軌跡。其中實際鉆孔軌跡，指的是鉆頭鉆進過程中由鉆頭中心點沿著鉆孔軸移動所形成的實際的幾何路徑，其鉆孔軌跡，是由眾多點組合而成。然而在實際操作過程中，受條件限制無法對鉆孔軌跡中的所有點實施測量，因此其實際鉆孔跪進僅僅具備抽象意義，無法將其完整繪制展示。鉆孔實測軌跡，指的是在鉆進過程中，對實際軌跡中存在的某些特定點執(zhí)行測量操作獲得的軌跡，這些店稱之為測點，以測點為基礎，繪制出的鉆孔軌跡表現(xiàn)為折線，折線與實際軌跡之間所具備的近似程度，是由測點的密集程度來決定的。

媒礦井下水平定向鉆孔軌跡空間坐標作為基礎，逐步實現(xiàn)鉆孔軌跡描述與繪制作業(yè)。其操作步驟主要為：第一，依據(jù)區(qū)域特征及實際，建立鉆孔軌跡空間坐標系，對鉆孔軌跡所處于的實際空間位置進行確定。傳統(tǒng)方式的地面鉆孔，多會選擇以地面作為參照，依據(jù)鉆孔表現(xiàn)的方向，多將向下方向作為垂直軸，設置為Z，表示正方向，然而井下鉆孔作業(yè)，不僅僅存在著垂直孔與下斜孔，還存在著近水平孔，鉆有上仰孔，且其鉆孔地點均位于地面以下，為方便研究與描述其鉆孔鉆進狀態(tài)，其基本參照物多選擇井下鉆場，依據(jù)其參照體系，構建出垂直于軸向上為正方向的煤礦井下鉆孔坐標系。第二，地面鉆井作業(yè)中，其關于井斜的描述，多是選擇鉆孔垂直軸及軸線之間所存在的夾角作為重要參數(shù)來表示。然而煤礦井下鉆孔，多選擇水平面與鉆孔軸線之間的仰角作為重要參數(shù)值，且考慮到地面情況與井下條件下，其X，Y軸在正反向取向上保持著一致性，然而在坐標系中，Z軸方向卻存在著相反性。地面坐標系中，多將Z軸向下作為坐標系正方向，其坐標系統(tǒng)滿足右手螺旋法則。在井下坐標系統(tǒng)中，則多將Z軸向上作為坐標系正方向，此時坐標系則滿足左手螺旋法則。具體如圖1所示。

2 水平定向鉆孔軌跡的基本要素

在實際開展水平定位鉆孔軌跡設計操作、測量操作及數(shù)據(jù)信息處理的過程中，一般多選擇鉆孔軌跡L中的某一個測點作為研究的基礎對象，其選擇測點所相應的孔深、傾角與方位角，則被稱之為水平定向鉆孔軌跡的基本要素。依據(jù)相關理論，則測點數(shù)據(jù)信息僅表現(xiàn)了該點位置的空間位置，測點位置的切線則表示為鉆進過程中的前進方向線，亦被稱之為鉆孔當前軸線，可以通過鉆孔當前軸線、來表述測點附近一段鉆孔軌跡。測量數(shù)據(jù)的處理操作與鉆孔孔跡繪制，其對鉆孔軸線的繪制，均是依據(jù)鉆孔軸線進行操作的。為確保鉆孔軌跡繪制及描述的準確性，要求對鉆孔孔跡中存在的測點相應的孔深、傾角與方位角基本要素進行精確處理。在其基本要素中，理論孔深定義為：測點位置所具備的實際鉆孔深度值，在近水平鉆孔中，多指的是孔口位置到測點鉆孔曲線之間的實際長度值，多采取鉆桿進行測量，一般用L進行孔深記錄；傾角：是指鉆孔當前點的切線與水平面之間的最小夾角；方位角：是指鉆扎當前點的切線在水平面的投影與北向（N軸）之間的夾角；設計方位錢：開孔方位線在水平面上的投影，代表鉆孔深度廷伸主方向。

3 煤礦井下水平定向孔軌跡的一般形式和描述方法

在煤礦生產(chǎn)過程中，尤其是高瓦斯礦井，從瓦斯治理和利用的角度出發(fā)，經(jīng)常需要在煤層及其頂板或底板中布置一系列的鉆孔用于抽采或釋放瓦斯，以確保生產(chǎn)安全。根據(jù)鉆孔的目的和用途不同主要分為預抽鉆孔、防突鉆孔兩種。根據(jù)抽采瓦斯的位且或來源不同，水平定向鉆孔主要分為本煤層預抽孔、頂板高位孔、底板穿層孔等形式。

本煤層預抽鉆孔的布且形式預抽鉆孔一般情況都布宜在煤層厚度大、透氣性好、瓦斯含且高、煤層硬度較大的稱定煤層中，這樣不但有利于成孔和后期鉆孔橡定，同時能夠保證鉆孔的高滲透性。有利于瓦斯的逸出。報據(jù)鉆有利于瓦斯的逸出。報據(jù)鉆孔相對于工作面延伸方向的不同水平定向鉆孔布龍形式主分為走向和傾向布置兩種形式。為了保證良好的抽放效果，不能使鉆孔穿透工作面或從巷道穿出帆，在實施定向拐商鉆孔前，孔相對于工作面延伸方向的不同水平定向鉆孔布置戳主鉆孔布t形式一般以走向或傾向平行布皿為主。在實施向拐夸鉆孔后，可采用“一孔多分支”的鉆孔布1形式。這樣可在順槽直接開孔，減少鉆機椒運次數(shù)，提高鉆進效率，同時起到“一孔多用”的效果。

4 煤礦井下隨鉆測量技術鉆孔軌跡數(shù)據(jù)處理方法

在煤礦井下隨鉆測量技術鉆孔軌跡數(shù)據(jù)處理中，提出應用平均角法進行軌跡計算。為確保鉆進軌跡描述的準確性，可以進行多點測量，降低兩側點間距，提高計算精度，這種方法計算簡單，在實踐應用中應用較為廣泛。此外，在煤礦井下隨鉆測量技術鉆孔軌跡數(shù)據(jù)處理中還可以采取平衡正切法。然而其方法應用精度偏低，為滿足現(xiàn)場實際需求，本文提出應用Excel進行鉆孔孔跡測量參數(shù)計算，并繪制鉆孔軌跡圖。Excel工具具備著強大的數(shù)據(jù)處理功能，通過測量儀器，收集測點深度、傾角與方位角等信息，通過Excel形式進行保存，采取相應的計算方式進行孔跡坐標計算，選擇圖表導出方式，直觀獲得鉆孔軌跡水平及垂直投影。

5 結束語

隨著煤礦開采深度增加，為確保煤礦生產(chǎn)安全性，實現(xiàn)生產(chǎn)效率，在煤礦開采中多采取定向鉆進技術，以實現(xiàn)對煤礦鉆進工作的有效控制。在分析鉆孔孔跡一般水平定向鉆進、水平定向鉆孔軌跡的基本要素、煤礦井下水平定向孔軌跡的一般形式和描述方法等基礎上，探究鉆孔孔跡數(shù)據(jù)處理方法，典型的鉆孔孔跡數(shù)據(jù)處理方法包括平均三角法、平衡正切法等，本文提出Excel法進行鉆孔孔跡測量參數(shù)計算，實踐證明其可行性，且效果良好。

數(shù)據(jù)處理方法論文:無人機數(shù)據(jù)處理技術教學方法研究

摘要：無人機數(shù)據(jù)處理技術為測繪產(chǎn)品生產(chǎn)提供了新手段，廣泛應用于各種測繪工程。作為攝影測量學新技術，須在攝影測量學基礎課程中適當增加無人機數(shù)據(jù)處理方面的教學內(nèi)容。本文結合DPGrid無人機航測數(shù)據(jù)處理的整體解決方案，以實際軟件操作演示案例進行關鍵方法的講解，能達到激發(fā)學生學習熱情，促進學生學習新技術的目的。

關鍵詞：無人機；攝影測量；數(shù)據(jù)處理；教學案例

一、引言

無人機低空航拍攝影技術作為一項空間數(shù)據(jù)獲取的重要手段，具有續(xù)航時間長、影像實時傳輸、高危地區(qū)探測、成本低、高分辨率、機動靈活等優(yōu)點[1]，其獲得的航拍數(shù)據(jù)被越來越多的應用于各種測繪項目[2]，以獲取測繪4D產(chǎn)品。然而由于無人機體積小，容易受天氣風力影響，飛行姿態(tài)差，航片重疊度不規(guī)則，航片傾斜角和旋偏角容易偏大，且航拍攜帶非量測相機相幅小、相片基線短、圖面質量較差、經(jīng)常會出現(xiàn)影像模糊，常規(guī)的數(shù)據(jù)處理方法較難實現(xiàn)無人機數(shù)據(jù)的快速處理。為滿足工程應用的需要，一些新的無人機數(shù)據(jù)處理技術被提出，相關技術人員的社會需求也逐漸增多[3]?？梢?，在攝影測量學本科教學中增加相關內(nèi)容以加深學生對該技術的了解非常必要。本文擬以武漢大學研發(fā)的DPGrid軟件中無人機航測整體解決方案為基礎設計相應的教學內(nèi)容及案例，達到讓學生了解無人機航片處理關鍵技術的目標。

（一）無人機航測數(shù)據(jù)處理教學內(nèi)容

無人機航測數(shù)據(jù)處理的教學內(nèi)容應包括低空航測的定義、低空無人機平臺、低空無人機數(shù)據(jù)的特點及低空數(shù)據(jù)處理的關鍵方法及步驟[4、5]。低空航測就是在較低相對航高采用小型飛行器搭載小像幅數(shù)碼相機進行航空攝影測量工作。該技術在我國最早發(fā)展于20世紀90年代，從2008年開始無人機航測數(shù)據(jù)第一次在應急救災領域得到了應用。常見的低空無人機平臺有三角翼、飛艇、輕型飛機等，能搭載各種2000萬像素以上小像幅相機作為傳感器進行航空攝影。由于成本較低，且能靈活機動地應用于小范圍航測和應急測繪，2010年4月無人機被集中裝配到全國各省局以推廣其應用。2011年，武漢大學研發(fā)的數(shù)字攝影測量網(wǎng)格DPGrid軟件被正式推出，作為一個高性能海量航空航天遙感數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，它打破了傳統(tǒng)的攝影測量流程，集生產(chǎn)、質量檢測、管理為一體，能合理的安排人、機的工作，充分應用當前先進的數(shù)字影像匹配、高性能并行計算、海量存儲與網(wǎng)絡通訊等技術，大幅度地提高了數(shù)據(jù)處理的效率，縮短地圖更新周期，提高空間信息獲取的實時性，特別是對大型的自然災害的快速評估、應急反映的方面，對我國社會經(jīng)濟發(fā)展以及軍事安全等都具有重要的意義。其中完整的無人機航測整體解決方案針對低空航測數(shù)據(jù)的航片重疊度不規(guī)則、傾斜角和旋偏角容易偏大、像幅小、基線短、圖面質量較差、影像模糊等數(shù)據(jù)處理難點，提出了許多先進的數(shù)據(jù)處理方法，包括小像幅影像畸變修正、影像增強、特征點提取、多級金字塔處理、大傾角立體像對的影像匹配、自動轉點、GPS/IMU光束法平差、影像勻光勻色、正射影像制作及自動鑲嵌等，為利用無人機航測數(shù)據(jù)高效生產(chǎn)大比例尺DOM、DEM、DLG等測繪產(chǎn)品奠定了基礎。在教學中，以上新方法的主要功能及實現(xiàn)步驟可通過對DPGrid軟件的演示操作案例進行講解，以加深學生的理解。

（二）DPGrid無人機數(shù)據(jù)處理流程及教學案例

在DPGrid軟件中，無人機數(shù)據(jù)處理模塊運用了網(wǎng)格計算的先進算法，能提高數(shù)據(jù)處理的效率[7]，在災害應急響應中發(fā)揮了巨大作用。無人機數(shù)據(jù)處理的基本流程如圖1所示。第一步是創(chuàng)建工程，設置工程目錄等參數(shù)；第二步，設置相機參數(shù)，排列航帶，進行影像預處理，包括內(nèi)定向、畸變改正、影像勻色等，影像處理完后可以得到測區(qū)影像圖。在測區(qū)影像圖上先手工選擇航帶內(nèi)和航帶間的同名點，然后通過全自動影像匹配獲得加密點（圖2）；第三步，量測一些地面控制點為平差計算加密點的地面三維坐標做準備；第四步，利用光束法區(qū)域網(wǎng)平差進行粗差剔除，并調整同名點的位置，使得平差結果滿足工程精度，獲得加密點坐標和影像的外方位元素；最后，建立數(shù)字高程模型（DEM），編輯DEM，進行正射影像生產(chǎn)、編輯，得到最終的測繪產(chǎn)品（圖3）。

為加強學生對無人機數(shù)據(jù)處理中各步驟的理解，在教學中還會以無人機數(shù)據(jù)處理的DPGrid操作演示案例進行講解。該案例采用4條航帶，總計20個無人機航片（圖4）進行數(shù)據(jù)處理的操作。首先創(chuàng)建工程，然后進行相機參數(shù)設置、控制點設置、航帶設置，進行影像預處理，接著在影像匹配前先加入一些種子點，進行影像全自動匹配，自動找到同名像點。接著進行光束法平差剔除粗差點，然后加入控制點進行光束法平差以獲得相片外方位元素和加密點的三維坐標，最后生產(chǎn)測繪產(chǎn)品，并進行產(chǎn)品編輯。如圖5為案例數(shù)據(jù)生產(chǎn)的數(shù)字正射影像（DOM）。

二、總結

無人機數(shù)據(jù)處理技術是測繪專業(yè)學生需要掌握和了解的新技術之一，本文利用DPGrid軟件中的無人機航測解決方案設計相應的教學內(nèi)容及案例，能激發(fā)學生對攝影測量學這一課程的學習熱情，讓學生在學習中更積極主動的探求新知識，通過案例教學能讓學生把理論知識運用到實踐中去，為他們將來的工作奠定了良好基礎。

數(shù)據(jù)處理方法論文:基于小波分析氣門落座數(shù)據(jù)處理方法的研究

摘 要：本文主要提供了一種快速傅里葉變換（FFT）分析同小波包分析相聯(lián)合的數(shù)據(jù)處理方法。通過對處理后的加速度積分后所獲得的氣門速度數(shù)據(jù)信號，分析計算可得其干擾信號在數(shù)字濾波的基礎上減少了11.84%，氣門落座速度的精度也相對提升了15%，絕對誤差為6.59%。跟傳統(tǒng)的數(shù)字濾波器濾波的方式對比，此種方法有效提升了氣門落座動態(tài)數(shù)據(jù)的精度。

關鍵詞：數(shù)字濾波器；快速傅里葉變換；小波包分析；氣門落座

0 引言

本文主要針對使用常見的數(shù)字濾波器濾波方法在處理氣門落座動態(tài)數(shù)據(jù)時的缺陷，提出將快速傅里葉變換（FFT）分析與小波包分析相結合的數(shù)據(jù)處理方法，實現(xiàn)信號和誤差的濾波，有效地提高了數(shù)據(jù)的精度。

1 數(shù)字濾波器濾波分析氣門落座動態(tài)數(shù)據(jù)

氣門的動態(tài)數(shù)據(jù)在時域和頻域內(nèi)的區(qū)分不是很明顯，在時域內(nèi)，干擾信號總是存在；在頻域中，其信號不僅包含有與凸輪轉速同步的周期信號以外，還隱藏了氣門開啟和落座時的沖擊信號。而沖擊信號不是嚴格的周期信號，其在頻域和干擾噪聲有部分的重疊[1]。

本文采用高通濾波器，設置其低頻、高頻阻帶值為8Hz、10KHz，對氣門加速度信號做濾波處理。由結果分析可知，經(jīng)過數(shù)字濾波處理后其最大值由原始信號的10049變?yōu)榱?782，產(chǎn)生了2.65%的濾波誤差，其落座端的動態(tài)數(shù)據(jù)態(tài)勢也與原始信號在時間上有一定程度上的偏差。由此可見，濾波器在去除干擾信號的同時，真實信號也被削弱了，尤其是氣門落座段部分的高頻信號被削弱了。

2 小波分析氣門動態(tài)數(shù)據(jù)處理的拓展研究

小波變換具備多頻率分析信號的特征，是一種信號的時間-頻率分析方法，并且在時域、頻域內(nèi)均具有表征信號局部特征的功能。根據(jù)這個特點，將氣門落座的單個周期的動態(tài)數(shù)據(jù)分為工作段（A’-B）、落座段（B-C）、非工作段（A-A’和C-C’），如圖1所示。

2.1 FFT分析與小波包分析相結合去除干擾

小波包分析是由小波分析拓展而來，能夠對信號做更細致的分析和重構，可以同時對低頻信號和高頻信號做出分解，并在全局頻段內(nèi)對信號做細化，所以，用該方法可以去除夾雜在氣門加速度動態(tài)數(shù)據(jù)中的干擾[2]。對預處理后的氣門加速度數(shù)據(jù)各工作段進行FFT分析。整個頻域段均包含著落座段部分的真實信號，而干擾信號則主要存在于加速度曲線各段FFT變換后圖形的突變處和曲線的粗糙部分。結合上述分析可獲得干擾信號頻率范圍分別是：0-3階、145-148階、380-394階和438-442階。為了進一步去除干擾，必須對原始加速度數(shù)據(jù)信號進行442階以上的細分，即需要對其做9層小波包分解，其512階頻率信號則被分成了512個頻率段。再通過小波包對上述干擾頻率范圍進行重構從而消除干擾。

2.2 對比分析

經(jīng)過上述分解與重構，將常用數(shù)字濾波器去除干擾與小波包去除干擾所得的結果進行對比，效果如圖2所示。

對圖2中數(shù)字濾波去除干擾和小波包去除干擾的的氣門加速度曲線進行積分獲得氣門速度曲線，其對比圖如圖3所示。

根據(jù)圖3的顯示分析可知，小波包處理和數(shù)字濾波處理后的速度信號，其最大值前者為2.936m/s，后者為2.555m/s，原始數(shù)據(jù)所得為3.142m/s。采用FFT分析與小波包分析相結合的方式處理氣門落座數(shù)據(jù)，通過對其積分后獲得的氣門速度信號，計算可得其干擾信號在數(shù)字濾波的基礎上減少了11.84%，氣門落座速度的精度也相對提升了15%，絕對誤差為6.59%。

3 結論

采用FFT分析與小波包分析相結合的方法去除干擾后，氣門的加速度曲線和積分后得到的氣門速度曲線的最大值不變，其真實性未受到影響，改善了數(shù)字濾波容易丟失真實信號的缺陷，有效的提高了配氣機構動態(tài)數(shù)據(jù)的精度。

數(shù)據(jù)處理方法論文:土地勘測定界測量中數(shù)據(jù)處理的方法探究

摘要：土地勘測界定工作，是做好地區(qū)開發(fā)發(fā)展的重要基礎性工作。其工作質量的提高，對于確保投資者與土地擁有者利益，以及地方開發(fā)質量都起到了良好的支持作用。？本文以數(shù)據(jù)庫技術發(fā)展為基礎，開展了土地勘測定界測量數(shù)據(jù)處理技術研究。

關鍵詞：土地勘測定界測量數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)庫

隨著我國經(jīng)濟高速發(fā)展以及國家基礎建設水平的提高，各項土地開發(fā)工作成為了當前工程建設的主要工作。在這一工作中，土地勘測工作質量高低，決定了土地開發(fā)工作能否順利完成。為此土地測量技術工作者利用各項技術革新模式，提高土地勘測定界測量技術質量。在測量研究中技術人員發(fā)現(xiàn)，數(shù)據(jù)處理技術的應用可以很好地提高土地勘測定界測量工作質量，對土地開發(fā)工作起到了較大的支持作用。

一、數(shù)據(jù)處理技術方法發(fā)展分析

在定界測量過程中，數(shù)據(jù)處理技術的應用極大的提高了勘測工作質量與效率。為此勘測技術人員首先開展了數(shù)據(jù)處理技術發(fā)展過程研究，為其技術研究提供支持。

（一） 在傳統(tǒng)勘測技術上發(fā)展出的數(shù)據(jù)處理方法

早期的界定測量數(shù)據(jù)處理技術，是在傳統(tǒng)測量方式上創(chuàng)新而來的。其主要的技術模式即是將測量所得到的結果進行數(shù)據(jù)化處理。在實際的應用中，其處理過程技術一般是采用Auto CAD、Mastion等軟件，對勘測內(nèi)容進行處理，獲取勘測界定測量數(shù)據(jù)。但是在實際的技術應用過程中，技術人員發(fā)現(xiàn)以上兩種數(shù)據(jù)處理軟件雖然具有圖形操作簡單、圖形美觀等明星的優(yōu)勢。但是在實際應用中也存在著軟件為進行二次開發(fā)工作、土地屬性信息（如權屬、類型等）無法在圖形中進行標注等缺點。為此勘測技術人員，這一這類技術問題進行了專項技術研究。

（二） 數(shù)據(jù)庫信息化數(shù)據(jù)處理技術方法

針對傳統(tǒng)勘測數(shù)據(jù)處理技術存在的問題，技術研究者新型數(shù)據(jù)處理技術以及網(wǎng)絡數(shù)據(jù)技術為基礎，提出了應用數(shù)據(jù)庫開展勘測定界測量數(shù)據(jù)處理工作的新型處理方法。在這一技術應用中，其主要技術內(nèi)容包括了以下幾點。首先構建勘測數(shù)據(jù)庫。技術人員利用信息數(shù)據(jù)技術，在計算機內(nèi)建設多元化的勘測數(shù)據(jù)庫。其數(shù)據(jù)庫內(nèi)容包括了勘測區(qū)域及周邊地物屬性信息和空間信息，再利用數(shù)據(jù)處理技術將信息數(shù)據(jù)進行融合。這一技術所建設的數(shù)據(jù)庫具有數(shù)據(jù)無縫、無限性特點。其次建立大容量數(shù)據(jù)庫。在數(shù)據(jù)處理過程中，處理速度與質量與數(shù)據(jù)庫容量有著重要關系。在當前技術條件下，計算機硬盤設備容量依然可以滿足勘測定界測量中數(shù)據(jù)庫容量要求。同時，伴隨著云數(shù)據(jù)庫技術發(fā)展，其為數(shù)據(jù)庫容量提升提供了無限發(fā)展空間。利用新型大容量計算機硬件系統(tǒng)與云數(shù)據(jù)庫技術結合，是提高數(shù)據(jù)處理質量效率的技術手段。最后發(fā)揮出數(shù)據(jù)庫處理優(yōu)勢。在數(shù)據(jù)庫技術支持下，勘測技術人員可以提高勘測數(shù)據(jù)處理質量，對勘測數(shù)據(jù)進行有效處理與監(jiān)控。通過技術手段提高，充分發(fā)揮出數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)處理作業(yè)，是當前勘測數(shù)據(jù)處理研究的重要內(nèi)容。

二、土地勘測定界測量中數(shù)據(jù)庫技術處理研究

將數(shù)據(jù)庫處理技術應用到勘測定界測量中，需要技術人員進行實踐研究，提高其技術的實用性。在實踐過程中，其主要的技術處理內(nèi)容包括以下幾點。

（一） 勘測測量數(shù)據(jù)處理流程？

在數(shù)據(jù)處理過程中，有效的數(shù)據(jù)處理流程有助于提高數(shù)據(jù)處理的質量與效率。多元化勘測測量數(shù)據(jù)庫工作中，其主要流程包括了以下內(nèi)容。（1）通過數(shù)據(jù)采集工作，對需要勘測測量的數(shù)據(jù)開展整理與收集工作；（2）在勘測地段開展專業(yè)化外業(yè)測量作業(yè)，獲取界定測量數(shù)據(jù)；（3）通過數(shù)據(jù)庫處理，將專業(yè)測量所得數(shù)據(jù)轉化為內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)；（4）由數(shù)據(jù)庫程序完成對勘測數(shù)據(jù)信息開展自動提取、錄入處理；（5）技術人員根據(jù)土地勘測范圍，構建出測量圖形與屬性專業(yè)數(shù)據(jù)庫；（6）技術人員對圖形與屬性數(shù)據(jù)進行核查，避免數(shù)據(jù)錯誤造成的勘測問題出現(xiàn)；（7）數(shù)據(jù)無誤后，數(shù)據(jù)庫自動完成定界土地數(shù)據(jù)自動量算過程，如統(tǒng)計土地總面積等相關數(shù)據(jù)；（8）技術人員做好數(shù)據(jù)庫應用與維護工作。

（二） 數(shù)據(jù)處理過程主要技術內(nèi)容

在界定測量數(shù)據(jù)處理流程中，其技術管理要點包括以下內(nèi)容。（1）內(nèi)業(yè)圖形數(shù)據(jù)轉換。在勘定測量數(shù)據(jù)處理中，將勘測所得的外業(yè)數(shù)據(jù)轉化為內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)，存入數(shù)據(jù)庫進行處理。其主要過程即是將勘測到的測量數(shù)據(jù)，輸入專業(yè)數(shù)據(jù)庫，再按照勘測要求設置出勘測基本單位。之后在數(shù)據(jù)庫中根據(jù)位置點號、x坐標、y坐標數(shù)據(jù)格式，將數(shù)據(jù)存放入數(shù)據(jù)庫，完成坐標讀入與繪圖過程。（2）勘測數(shù)據(jù)信息轉換。在內(nèi)業(yè)圖形數(shù)據(jù)轉換完成后，數(shù)據(jù)需要根據(jù)面積、土地類型地塊號等數(shù)據(jù)內(nèi)容，搭建屬性數(shù)據(jù)庫結構。再根據(jù)數(shù)據(jù)庫要求完成勘測數(shù)據(jù)信息轉換工作。如將自動形成的單塊勘測圖，形成整體的勘測圖就是這一環(huán)節(jié)的內(nèi)容。（3）完成勘測面積的自動求和。在勘測數(shù)據(jù)信息轉換完成后，數(shù)據(jù)庫在以轉換數(shù)據(jù)基礎上，利用數(shù)據(jù)庫匯總計算功能，完成勘測地段整體面積的自動統(tǒng)計工作。統(tǒng)計完成后在利用數(shù)據(jù)源代碼對面積開展自動計算工作，求得勘測地段整體面積。

三、定界測量數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)庫技術使用實例簡介

在某地區(qū)征地勘測過程中，測量技術人員采用了數(shù)據(jù)庫處理技術，對勘測地段進行了數(shù)據(jù)處理工作，并對數(shù)據(jù)進行了分析。其實際工作內(nèi)容如下：

第一步實地測量過程。在勘測測量開始前勘測管理者首先根據(jù)地區(qū)面積、形狀等特點，將勘測工作分為三個勘測測量小組，開展外業(yè)數(shù)據(jù)實地測量，取得勘測測量的外業(yè)數(shù)據(jù)。

第二步數(shù)據(jù)轉換工作。外業(yè)數(shù)據(jù)測量完成后，技術人員將數(shù)據(jù)輸入專業(yè)數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫再依據(jù)外業(yè)數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)庫軟件將外業(yè)數(shù)據(jù)轉換為內(nèi)業(yè)圖形。其轉換完成的內(nèi)業(yè)圖形如圖一所示。

第三步數(shù)據(jù)結合轉換工作。數(shù)據(jù)庫在形成內(nèi)業(yè)圖形后，將三組內(nèi)業(yè)圖形根據(jù)坐標、地域形狀等數(shù)據(jù)內(nèi)容，將三組圖形信息進行拼接，組成完整的勘測測量數(shù)據(jù)庫，繼而拼接成勘測地區(qū)完整的圖形。其組合完成的勘測圖如圖二所示。

第四步地域自動統(tǒng)計求和。在完成勘測圖后，技術人員通過數(shù)據(jù)庫自動統(tǒng)計與計算功能，完成地段面積統(tǒng)計與計算工作，求得地段數(shù)據(jù)58.2公頃。

四、結束語

土地勘測界定測量的開展，是土地開發(fā)工作的首要工作內(nèi)容，也是提高土地勘測質量的重要技術內(nèi)容。將數(shù)據(jù)庫技術引入勘測測量工作，利用數(shù)據(jù)處理技術提高勘測質量是當前勘測技術的主要發(fā)展方向。研究者結合實際勘測案例，開展了數(shù)據(jù)技術應用實踐研究，為勘測技術發(fā)展提供了有力支持。

數(shù)據(jù)處理方法論文:關于水輪發(fā)電機組盤車數(shù)據(jù)處理方法的研究

摘要：在水輪發(fā)電機組安裝檢修的過程中有一項極其重要的工作，那就是對于盤車樹立的處理，要想水輪發(fā)電機組保證健康的運行就必須要保證良好的盤車質量。在之前較為傳統(tǒng)的盤車數(shù)據(jù)處理方法是要求等轉角盤車，這種方法不僅勞動強度十分大、工作效率還十分的低下，雖然在后來也有自動盤車的方法出現(xiàn)，但是，這種方法也只是改變了自動化的問題，并不能從根本上提高盤車的速度和工藝。為此，本文提出了用最小二乘擬和法對水輪發(fā)電機組盤車數(shù)據(jù)進行處理計算。

關鍵詞：水輪發(fā)電機組；盤車數(shù)據(jù)；處理方法

0 引言

在水輪發(fā)電機組中盤車的主要目的就是為了測量水輪發(fā)電機組的軸線情況，然后再對其進行處理，進而降低水輪發(fā)電機組運行時的擺度，保證水輪發(fā)電機組運行時上下之間的間隙保持均勻。傳統(tǒng)的等角盤車這種人工讀數(shù)的方法存在著很多的弊端，例如，測數(shù)的不準，不能一步調整到位，智能反復的對其進行調整，加大了不必要的勞動力，降低了工作效率等。因此，在近幾年以來，自動化的盤車系統(tǒng)就開始被大量的應用于水輪發(fā)電機組的檢修當中，但是這些盤車系統(tǒng)只能解決自動轉動的問題，并不能提高盤車的速度和工藝。為此，筆者也就最小二乘擬和法對水輪發(fā)電機組盤車數(shù)據(jù)進行處理和計算，該算法對盤車測點圓周并沒有什么要求，還能夠有效克服測量斷面表面的質量以及測量誤差對計算結果的影響，通過實際的應用和研究發(fā)現(xiàn)，這種方法應用起來較為方便，而且還在一定程度上加快了盤車的速度，提高了盤車的質量。具體實驗探究報告如下：

1 水輪發(fā)電機組擺度的特性和計算

1.1 擺度的特性

旋轉部件的形心（中心）和旋轉中心的不重和就造成了擺度。下圖1是擺度的集合特性分析圖，就圖1能看出，e是旋轉部件中心與旋轉中心的擺度圓半徑；R是千分表所測出來的擺度值；而Q0則是旋轉部件在最初始位置時的最大擺度的方位角。根據(jù)幾何關系我們可以推導得出，千分表的擺度值理論上應該是一條正弦的擺度曲線，但是可能是由于測量表面質量以及讀數(shù)的誤差使其不能成為一條標準的擺度曲線。

2 水輪發(fā)電機組軸線調整量的測量和計算

2.1 空氣間隙和上、下止漏環(huán)之間的間隙特性分析

空氣間隙指的是發(fā)電機轉子和定子之間的間隙，這種間隙的空間和時間的分布都會影響到水輪發(fā)電機組的電磁力特性，如果出現(xiàn)上下止漏環(huán)空間、時間分布不均勻的情況，就會產(chǎn)生不均勻的水壓脈動，從而使得水輪發(fā)電機組產(chǎn)生水力的振動，并且還有可能會加大水輪發(fā)電機組的間隙空蝕、增大止漏環(huán)的磨損，所以，在水輪發(fā)電機組運行的過程中應該盡量保證空氣間隙和上、下止漏環(huán)之間的間隙保持均勻[1]。但是，要如何保證空氣間隙和上、下止漏環(huán)之間的間隙保持均勻呢？間隙的均勻性和水輪發(fā)電機組的機組中心、機組旋轉中心以及軸線這三者之間的相對關系有著一定的聯(lián)系，在這三者之中，如果機組的軸線和機組的中心重合了，就能夠保證間隙在機組靜止的狀態(tài)下保持均勻，但是，如果機組在運行的過程中出現(xiàn)了機組軸線和旋轉中心不重合的問題，就會出現(xiàn)動態(tài)的擺度，進而使得間隙在運行的過程中成為了不均勻的[2]。因此，為了保證間隙在動態(tài)的時候也保持均勻，就必須要保證機組的軸線和旋轉中心重合，這樣就能在一定程度上降低擺度，同時還需要保證的就是水輪發(fā)電機組的旋轉中心和水輪發(fā)電機組的中心重合，這樣就能完成軸線調整的任務。總而言之，要想保證空氣間隙和上、下止漏環(huán)之間的間隙保持均勻，就需要使得機組中心、旋轉中心、機組軸線這三者處于同心[3]。通過這些分析，我們就能得到調整軸線的原則：在機組軸線的擺度達到了適當?shù)囊蠛螅{整固定的部件和旋轉部件的相對位置，使得機組中心和旋轉中心重合。

2.2 調整軸線的方法和計算

調整軸線的具體方法為：（1）將旋轉部件放入初始的位置，然后再沿著圓周去測量固定部件和旋轉部件之間的間隙，這時，由于兩者都處于靜止的狀態(tài)不處于同心的狀態(tài)，所以其間隙的空間分布的應該是正弦曲線，然后再利用最小二乘擬和的計算方法計算出旋轉部件0。時其靜態(tài)中心相對于固定部件中心的相對位置，具體如下圖3當中的A點；（2）將旋轉部件旋轉180。然后再對其進行測量和計算，然后再利用最小二乘擬和的計算方法計算出旋轉部件180。時其靜態(tài)中心相對于固定部件中心的相對位置，具體如下圖3當中的B點[4]。而AB的重點0，就是旋轉部件的旋轉中心，矢量00，就是軸線的調整量，詳情見圖3。

3 結語

綜上所述，通過使用最小二乘正弦曲線擬和法處理盤車數(shù)據(jù)，能夠在一定程度上克服傳統(tǒng)盤車數(shù)據(jù)處理方法的不足。最小二乘正弦曲線擬和法處理盤車數(shù)據(jù)，是通過較為完善的理論進行相關的推導，然后再給出擺度計算的公式以及調整軸線的計算方法，這種計算的方法具有一定的科學性和可行性。

數(shù)據(jù)處理方法論文:基于抗差估計的控制網(wǎng)數(shù)據(jù)處理方法探究

【摘 要】細致討論最小二乘準則平差的局限性。結合三種常見的抗差估計權因子函數(shù)，對控制網(wǎng)平差的間接平差模型的性質進行了詳細研究，分析了抗差估計理論與方法的數(shù)學性質和特點，通過數(shù)據(jù)處理實驗，深入研究了測量數(shù)據(jù)處理過程中抗差估計方法的有關性質。針對估計效果，分析了在使用不同權因子函數(shù)進行抗差估計時對平差結果精度的影響，解決了抗差估計方案設計及選擇中的幾個難題。

【關鍵詞】抗差估計；最小二乘準則；等價權因子

0 引言

在進行外業(yè)測量中，觀測誤差是不可避免的。由于觀測誤差的存在，當觀測值的個數(shù)與必要觀測數(shù)相等時，此時沒有檢核條件，盡管此時仍可求出未知量的值，但這種結果必然包含無法估量的誤差，其精準度更是無法保證。另一方面，當觀測值的個數(shù)大于必要觀測數(shù)時，又會出現(xiàn)某些觀測值不符合理論關系的情況，如出現(xiàn)三角形內(nèi)角和不等于180°。測量平差可以基于一定的數(shù)學方法，減弱甚至消除其影響，以求取未知量的最優(yōu)估值，同時起到對觀測值進行精度評定的作用。經(jīng)典平差方法以間接平差，條件平差為代表，皆遵循最小二乘準則。近代平差則引入了新的平差模型，如抗差估計，秩虧網(wǎng)自由平差方差分量估計等理論。本文將以間接平差函數(shù)模型為例，細致討論最小二乘準則平差的局限性，結合三種常見的抗差估計權因子函數(shù)，并就一個算例進行抗差估計效果的討論，得出許多重要價值的結論。

1 控制網(wǎng)平差的間接平差模型

測量中水準網(wǎng)、導線、三角網(wǎng)、GPS控制網(wǎng)等，在數(shù)據(jù)處理的時候廣泛采用間接平差的方式，使精度得到提升[1]。我們在此先探究間接平差模型和抗差估計的平差方法。

1.1 間接平差模型

平差時選取t個獨立量作為參數(shù)，可以將觀測的n個量表達為所選t個獨立參數(shù)的函數(shù)，這種平差函數(shù)模型稱為間接平差[2]。

設某平差問題中有n個觀測值，t個必要觀測個數(shù)，組成誤差方程如下：

式中：V是n維觀測殘差向量，B為n×t階系數(shù)矩陣，x為參數(shù)的改正數(shù)，l是n維觀測值與近似值之差的向量。

在數(shù)據(jù)處理時，設權矩陣為P，則按最小二乘原理，得參數(shù)解為：

從式（2）可以看出，利用最小二乘法可以簡便地求得參數(shù)的估值，并使得這些求得的數(shù)據(jù)與實際數(shù)據(jù)之間誤差的平方和為最小。偶然誤差符合正態(tài)分布，在正常分布模式下，此法具有優(yōu)越的數(shù)學和統(tǒng)計性能。但是當觀測數(shù)據(jù)中含有粗差時，誤差分布模型將偏離正態(tài)分布，最直接的影響將l使值系統(tǒng)性的增大或減小，從而使x偏離，進而使的VPV偏大。

1.2 抗差估計的平差方法

經(jīng)典平差總是假設觀測值中只含偶然誤差，不含粗差，平差模型正確。但測量實踐表明，由種種原因可能產(chǎn)生誤差或錯誤。一個有效的估計方法，必須保留最小二乘法的優(yōu)越性，同時增強其抗差性。i抗差估計是從隨機模型入手，尋找既能自動抗拒粗差的影響，又基本上具備經(jīng)典最優(yōu)估計統(tǒng)計特性的估計方法[3]。

2 實例分析

為了驗證抗差估計在測繪數(shù)據(jù)處理中的作用，本文以三角網(wǎng)數(shù)據(jù)處理為例對該方法的有效性及優(yōu)越性進行驗證。

2.1 數(shù)據(jù)來源

實驗中以文獻[5]中測角網(wǎng)實例為數(shù)據(jù)源，三角網(wǎng)型如圖1所示，起算數(shù)據(jù)如表1、2所示。一測角三角網(wǎng)如圖，網(wǎng)中A，B，C，D為已知點，P，P為待定點，同精度觀測了18個角度值，驗前單位權中誤差為1.4″。

2.2 處理過程

在數(shù)據(jù)處理以原始無粗差的觀測數(shù)據(jù)計算的結果為參考（表3），采用人為加入粗差的方式對最小二乘和抗差估計進行對比[6]。

表4給出本文測試方案，通過在不同觀測值加入不同的粗差形成了各方案，分別采用最小二乘平差以及抗差估計方法從定位精度方面進行比較，同時對不同權函數(shù)從迭代次數(shù)角度進行分析。

觀察坐標偏移量表5發(fā)現(xiàn)，幾種方案的坐標偏移量并不是呈現(xiàn)單純的遞增或遞減，這是由于我們以原始觀測值最小二乘平差結果作為真值進行比較造成的，而原始觀測值并不是毫無誤差的。

由表6我們可以看出，最小二乘平差對粗差無抑制作用，驗后單位權中誤差迅速增大，而抗差估計方案對粗差不良影響的抑制性是顯著的且各有千秋的。三種抗差方案與最小二乘處理效果對比，IGG3方案效果最好。

由表7可知，與其他方案相比較，IGG3方案迭代次數(shù)明顯增加。這種缺陷在小數(shù)據(jù)中幾乎不能體現(xiàn)，但如果控制網(wǎng)非常復雜，將影響計算機計算的速度。

3 結論

通過各種情況下的詳細探究，并以三角網(wǎng)測量數(shù)據(jù)處理中的優(yōu)越性進行了分析對比，得到以下結論：

1）不存在粗差時，最小二乘平差與IGG1方案和Huber方案差別不大，但三者效果皆弱于IGG3方案；存在粗差時，三種抗差方案與最小二乘處理效果呈現(xiàn)鮮明的對比，IGG3方案效果依舊最好，其次為IGG1方案，再次為Huber方案，最小二乘平差并不起抗差作用。

2）從等價權上看，IGG1、IGG3、Huber方案都有降權的作用。不同的是，IGG1、IGG3抗差方案將權降為零值，直接使觀測值粗差剔除。而Huber方案雖然不會使含粗差的觀測值權降為零，剔除粗差，但已通過降權使其污染性減小，就抗差效果而言，已與IGG1方案接近。且由于其上述特性，保證了多余觀測值的存在。

3）從迭代次數(shù)上看，加或者不加粗差，又或者與其他方案相比較，IGG3方案雖然抗差效果尤其突出，但是其迭代次數(shù)明顯增加，這種缺陷在小數(shù)據(jù)中幾乎不能體現(xiàn)，但如果控制網(wǎng)非常復雜，將影響計算的效率。

數(shù)據(jù)處理方法論文:靶場遙測數(shù)據(jù)處理方法的分析研究

摘 要在科技信息發(fā)展的帶動下，我國的新型導彈試驗任務也有所增加，在靶場導彈武器試驗中，為了盡可能多地記錄遙測參數(shù)，需要利用大量的有限信道，這就造成了遙測數(shù)據(jù)的記錄編排工作更加復雜而具有挑戰(zhàn)性。為了有效地處理這些數(shù)據(jù)，本文將就靶場遙測數(shù)據(jù)的處理方法進行分析。

【關鍵詞】靶場遙測 數(shù)據(jù)處理 處理方法

數(shù)據(jù)處理的周期直接受到遙測數(shù)據(jù)參數(shù)提取和處理素的影響，這也是在靶場遙測數(shù)據(jù)領域一項重要的研究內(nèi)容。本文將就此論題進行探討，以求得到高效的處理方法。

1 遙測復雜數(shù)據(jù)幀的描述

遙測數(shù)據(jù)是二進制數(shù)據(jù)流，主要通過幀結構形式將多路數(shù)據(jù)進行記錄，固定字節(jié)長度的文件信息是文件頭。子幀中有專門的一路用于副幀和數(shù)字量，子幀參數(shù)字節(jié)和副幀有著相同的數(shù)據(jù)類型，但是有著不同的數(shù)字量參數(shù)字節(jié)，有著繁多的參數(shù)種類。如果數(shù)字量結構中相對導彈每個特征飛行時段都需要有一個分幀記錄數(shù)據(jù)，一般分幀有四個，每個分幀可以分為A、B區(qū)，在A區(qū)不同分幀有著相同的記錄參數(shù)，在B區(qū)記錄參數(shù)各不相同，這種數(shù)字量則為遙測復雜數(shù)據(jù)幀。

2 大數(shù)據(jù)量處理

2.1 基于網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)處理模式

遙測數(shù)據(jù)綜合處理系統(tǒng)有多個設備組成，包括專用數(shù)據(jù)導入計算機、數(shù)據(jù)存儲陣列、高性能客戶機、交換機、高性能服務器。其中服務器需要配備兩臺，一臺用于中心處理服務器，一臺用于做數(shù)據(jù)存儲服務器。中心服務器同時為多個用戶提供計算服務，可以充分利用服務器硬件資源提高數(shù)據(jù)的處理速度。

遙測數(shù)據(jù)綜合處理系統(tǒng)通過將C/S與B/S結合的方式方實現(xiàn)。C/S主要用于處理日常試驗任務的數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)檔案的歸檔和記錄、數(shù)據(jù)的查詢等工作；B/S架構主要用于管理任務、查詢統(tǒng)計歷史數(shù)據(jù)、上傳下載打包的數(shù)據(jù)。

按照變化頻率，可以將遙測參數(shù)分為速變參數(shù)和緩變參數(shù)。緩變參數(shù)有著復雜的記錄格式，包括子幀、副幀、數(shù)字量等幀結構中都有所分布，如果導彈的型號不同，那么其參數(shù)信息表單也存在差異，所以更改頻繁、使用單一是其主要的特點。所以，可以采用客戶端軟件對數(shù)據(jù)的質量進行檢查和分錄，由中心處理服務器實現(xiàn)分錄數(shù)據(jù)的對接、平滑濾波和剔除野值。緩變參數(shù)處理操作步驟一般如下：

（1）用戶通過客戶端提供的數(shù)據(jù)下載功能將項目試驗任務遙測數(shù)據(jù)下載到本地。

（2）對項目任務參數(shù)信息進行審核，如果該參數(shù)信息表單已經(jīng)存在那么需要重新配置參數(shù)信息表單。

（3）在緩變參數(shù)處理軟件中輸入遙測數(shù)據(jù)及參數(shù)信息表單路徑，然后上傳到中心處理服務器，完成數(shù)據(jù)的對接，剔除野值，生成參數(shù)數(shù)據(jù)文件。

（4）上傳生成的參數(shù)數(shù)據(jù)文件和參數(shù)信息表單，由數(shù)據(jù)存儲中心進行保存。

（5）生成處理結果

用戶通過客戶端軟件對測量數(shù)據(jù)質量檢驗報告進行預覽，合格后可以打印。

在測量數(shù)據(jù)的子幀結構中，速變參數(shù)記錄數(shù)據(jù)有著相對固定的格式，型號不同的導彈任務參數(shù)信息表單基本沒有太大的差別，所以可以采用客戶端軟件實現(xiàn)數(shù)據(jù)的驗證和截取。速變參數(shù)記錄數(shù)據(jù)的處理步驟如下：

（1）上傳參數(shù)信息表單，將數(shù)據(jù)分路指令發(fā)送給速變參數(shù)處理軟件服務器。

（2）下載遙測數(shù)據(jù)文件，根據(jù)要求執(zhí)行遙測數(shù)據(jù)文件質量檢查等操作，并且保存到存儲中心，將執(zhí)行完畢的指令發(fā)送給客戶端軟件。

（3）用戶通過客戶端軟件查看測量數(shù)據(jù)質量檢查情況，如果不符合質量評定要求，發(fā)送數(shù)據(jù)對接信令，將不同測量數(shù)據(jù)的分路數(shù)據(jù)進行對接，生成參數(shù)數(shù)據(jù)文件并上傳存儲中心。

（4）用戶通過客戶端軟件從存儲中心下載相應的參數(shù)數(shù)據(jù)文件，進行選段采樣、譜分析，生成譜圖。

（5）用戶通過客戶端軟件將最終參數(shù)數(shù)據(jù)文件保存到存儲中心，發(fā)送報告生成指令，報告生成服務軟件自動生成數(shù)據(jù)處理結果報告和測量數(shù)據(jù)質量檢查報告，用戶審閱通過后即可打印。

2.2 數(shù)據(jù)選取

隨著遙測測量數(shù)據(jù)量的不斷增加，數(shù)據(jù)的冗余性也逐漸加大。因此，將數(shù)據(jù)壓縮技術應用于遙測數(shù)據(jù)處理中，在保持參數(shù)波形不失真的情況下降低數(shù)據(jù)處理量，從而達到提高數(shù)據(jù)處理效率的目的。目前，數(shù)據(jù)壓縮方法很多，常用的主要有相對插值法、二次采樣法、拋物線法和一階扇形內(nèi)插法，但從壓縮比和參數(shù)波形保持兩方面綜合來看，一階扇形內(nèi)插法更具優(yōu)勢，具體內(nèi)容在此不詳細敘述，可參考《靶場遙測數(shù)據(jù)選取方法的比較分析》。

3 結束語

通過改變數(shù)據(jù)處理模式以及降低數(shù)據(jù)冗余性，掌握遙測數(shù)據(jù)記錄特點和變化規(guī)律，將遙測大數(shù)據(jù)量處理問題予以解決，這對于靶場遙測數(shù)據(jù)處理上有著重要的意義。未來應當構建遙測綜合處理系統(tǒng)，盡量滿足大數(shù)據(jù)量處理的要求。希望本文提出的觀點具有一定的參考價值。

數(shù)據(jù)處理方法論文:淺析機加工誤差數(shù)據(jù)處理及誤差分析方法

摘要：對轉向架構架機加工的關鍵尺寸的檢測數(shù)據(jù)運用梳理統(tǒng)計的方法進行處理和分析，發(fā)現(xiàn)誤差出現(xiàn)的規(guī)律、判明誤差的性質及類別，提出改進建議。

關鍵詞：加工誤差；構架；數(shù)據(jù)處理；誤差分析

0 引言

轉向架是列車系統(tǒng)的重要組成部分，起著支承車體、增加車輛載重、傳遞牽引力和制動力、減小振動和沖擊、保證車輛安全運行的作用。而轉向架構架又是固定轉向架上各種設備的基礎，起著傳遞牽引力及制動力、承受垂向力等作用[1]，轉向架構架作為一個鋼板和鑄件組焊的構件，其生產(chǎn)流程歷經(jīng)多次焊接、調修、探傷、機加工，工藝比較復雜。在生產(chǎn)實際中，影響其最終加工精度的因素往往是錯綜復雜的，這里面既可能有機械加工方面的原因，也可能有工裝定位、焊接及檢測工藝方面的原因，因此很難用傳統(tǒng)的單因素分析法來分析計算某一工序的加工誤差。

為此我們根據(jù)批量的實際加工的檢測結果，運用數(shù)理統(tǒng)計的方法對測量數(shù)據(jù)加以處理和分析，其目的是發(fā)現(xiàn)誤差出現(xiàn)的規(guī)律、判明誤差的性質及類別，為避免誤差問題和解決誤差提供理論依據(jù)。

1 加工誤差的性質分類

各種單因素的加工誤差，按其性質的不同，可分為系統(tǒng)性誤差和隨機性誤差兩大類，一般分為：常值系統(tǒng)性誤差、變值系統(tǒng)性誤差、隨機誤差幾種，對應的影響因素見圖1所示。

2 加工誤差的統(tǒng)計分析法

構架加工過程中，影響其誤差大小的因素種類繁多，加工工序較為復雜，為了更加貼合構架加工實際情況，這里我們采用統(tǒng)計分析法來研究其加工精度。統(tǒng)計分析法是以現(xiàn)場觀察所得資料為基礎的，主要采用分布圖分析法（直方法）和點圖分析法（單值點圖、樣組點圖）。

我們以構架特性分級中的側梁關鍵尺寸（1940±0.5）為例進行分析，根據(jù)68個構架實際加工的3D檢測測量結果進行加工誤差的數(shù)據(jù)分析。

3 統(tǒng)計分析計算

3.1 直方圖 以工件尺寸（或誤差）為橫坐標，以頻率密度為縱坐標，就可作出該批工件加工尺寸（或誤差）的實際分布圖，即直方圖，我們將四個部位的尺寸分別做出直方圖如圖2所示。

圖中參數(shù)含義如下：

Xmin――樣本尺寸的最小值；Xmax――樣本尺寸的最大值；X均――樣本均值x；Xm――樣本尺寸的公差帶中間值。

由直方圖可以直觀地看到工件尺寸或誤差的分布情況，但要進一步研究特定工序的加工精度問題，還要研究理論分布圖。

3.2 單值點圖 按加工順序逐個測量一批工件的尺寸，以件序號為橫坐標，工件尺寸（或誤差）為縱坐標，作出的圖形即為單值點圖（如圖3所示）。單值點圖反映了每個工件尺寸（或誤差）與加工時間的關系。

點圖的上下限曲線間的寬度表示每一瞬時的尺寸分散范圍，也就是反映了隨機誤差的影響。圖中上下兩條控制界限線（圖中用實線表示）和兩極限尺寸線（用虛線表示）可作為控制不合格品的參考界限。

3.3 樣組點圖 為了能直接反映出加工過程中系統(tǒng)誤差和隨機誤差隨加工時間的變化趨勢，實際生產(chǎn)中常用樣組點圖來代替單值點圖。目前廣泛使用的樣組點圖是圖。其中代表均值，它控制工藝過程質量指標的分布中心，代表極差，它控制工藝過程質量指標的分散程度。如圖4所示。

在點圖上作出中線和上下控制線后，就可根據(jù)圖中點的分布情況來判別工藝過程是否穩(wěn)定（波動狀態(tài)是否正常），判別的標志見表1。

4 誤差統(tǒng)計分析結果

4.1 分析結果 運用上述介紹的方法，我們對分析所得出的結論進行了統(tǒng)計分析，其分析結果如表2。

4.2 誤差原因初判 從直方圖中可見因Xm和X均基本重合，所以可排除常值系統(tǒng)誤差的影響。因前三項呈現(xiàn)偏態(tài)分布，且X點圖中均有點子超出控制線，前3個測量基點的曲線走勢呈上升趨勢，這說明分布中心不穩(wěn)定，存在變值系統(tǒng)誤差，誤差產(chǎn)生的具體原因需借助因果分析圖進一步確定。

4.3 誤差原因詳細判定 現(xiàn)應用排除法和因果分析圖對誤差原因詳細判定如下（本尺寸的因果分析圖如圖5所示）。

①因該測量尺寸為加工所得，所以“毛坯誤差”可排除。根據(jù)3D檢測工藝要求，構架是在恒溫存放后進行測量的，且在加工前進行了退火工藝處理，那么“殘余應力引起的變形”也可排除。②該尺寸是側梁上的一系定位座孔距，在數(shù)控機床上加工時，“刀具磨損”不僅對孔徑大小有影響，對孔的形狀也有影響，從而導致3D測量結果發(fā)生變化，所以此項因素不能排除。③雖然從直方圖和點圖的分布上看，表面上存在熱變形誤差，但應注意到，68副構架是在不同的天數(shù)內(nèi)加工完成的，且多數(shù)構架加工的間隔時間較大（通常為1天或幾天），時間跨度也較大，所以變值系統(tǒng)誤差中的“機床夾具刀具熱變形誤差”可以排除。

因構架是在加工中心上一次裝夾完成加工，故“多次調整的誤差”也可排除。

4.4 結論 ①綜上，可能的誤差類型為隨機誤差中的以下幾項（按出現(xiàn)的可能性大小由大到小排序）：定位誤差：分析如果工裝左右兩個調節(jié)力先后施加，可能造成夾緊前構架基準與夾具定位面不能密貼，由此產(chǎn)生定位誤差，從而使構架加工發(fā)生偏轉，也容易產(chǎn)生外側尺寸出現(xiàn)下限超差。②夾緊誤差：通過進一步對構架夾緊狀態(tài)進行有限元分析發(fā)現(xiàn)當Y向調節(jié)力較大時，調節(jié)力引起的反彈變形是造成尺寸下限超差的主要因素。③回彈變形：切削力作用下導致的回彈變形，如圖6，回彈后尺寸將會減小。④刀具磨損。

4.5 改進建議 ①工人在操作時必須確保定位螺釘與夾具定位面的密貼。②進一步明確規(guī)定X、Y向調節(jié)力的大小，此力不能太大，否則會造成加工前因調節(jié)力過大引起構架的彈性變形，加工后出現(xiàn)回彈，引起尺寸超差。③將定位調節(jié)力的作用位置進行適當調整，可有效降低尺寸超差情況的發(fā)生。④重新考慮調整夾緊力的大小和作用點，特別是調節(jié)裝置與構架接觸部位可適當增大接觸面積。⑤操作員在進行3D檢測打點時，需嚴格執(zhí)行工藝要求，打點位置應準確且有規(guī)律。