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【關鍵字】冶金技術,煉鐵高爐,應用,發展
中圖分類號:F407.3 文獻標識碼:A 文章編號:
一.前言
隨著我國在煉鐵行業方面的發展和進步,對于煉鐵的技術要求在不斷的提高。在煉鐵高爐進行煉鐵的時候,冶金技術也被應用到其中,從目前冶金技術在煉鐵高爐的應用情況來看,其經濟效益還是十分顯著的。所以就有必要進一步的加強冶金技術在煉鐵高爐中的應用研究。
二、冶金技術
冶金技術是指從礦石中提取金屬及其金屬化合物,然后再使用各種加工方法將金屬或金屬化合物制成具有一定性能的金屬材料的過程和工藝。現代冶金技術主要包括火法冶金、濕法冶金以及電冶金二種技術。
1.火法冶金。在高溫條件下進行的冶金過程就是火法冶金。礦石在高溫下經過一系列的物理和化學變化,由原始的形態轉變為另一種形態的化合物或單質,并且集中在氣體、液體或固體產物中,從而達到使目標金屬與其他的雜質分離的目的。火法冶金技術所需要的熱能通常是依靠燃燒燃料來供給的,但也有通過化學反應來供給的。火法冶金的過程:干燥一焙解一焙燒一熔煉一精煉一蒸餾一提取
2.濕法冶金。在溶液中進行的冶金過程就是濕法冶金,濕法冶金的溫度一般都不高。濕法冶金的過程:浸出一凈化一制備金屬。浸出過程是使用適當的溶劑對礦石進行處理,使需要提取的金屬與溶劑反應,從而以離子的狀態進入溶液的過程。對于某些比較難以浸出的礦石,需要在浸出前進行預處理,使其成為易于浸出的某種化合物。凈化過程是由于部分金屬同需要提取的金屬一同進入了溶液,在溶液中將這些雜質去除的過程。制備金屬是使用電積、還原、置換等方法從凈化液中提取出目標金屬的過程
3.電冶金。利用電能提取金屬的方法就是電冶金。電冶金可分為電化冶金和電熱冶金。電化冶金是利用電化學反應,將需要的金屬從溶液或者是熔體中提取出來。電熱冶金是將電能轉化為熱能進行冶金的過程,其與火法冶金的區別僅僅在于熱能的來源不同。
三.冶金技術在煉鐵高爐中的具體應用
1.高爐雙預熱技術
煉鐵高爐所需能源有78%是由焦炭和煤粉燃燒提供的,剩下的則由熱風和爐料化學反應熱提供。高爐煉鐵過程中所用的煤炭有34%的能量會轉換為副產煤氣(包括高爐煤氣、焦爐煤氣、轉爐煤氣)。回收利用副產煤氣是節能減排的重要手段,是降低生產成本的有效措施。雙預熱技術就是利用高爐煤氣燃燒產生的高溫廢氣與熱風爐煙道廢氣的混合氣體作為熱源,混合氣體可將煤氣和助燃空氣預熱至300 0C以上。
寶鋼、昆鋼、鞍鋼等多家企業在煉鐵高爐中應用了雙預熱技術后都取得了1 200 0C以上的高溫風,寶鋼3號熱風爐使用分離型熱管式余熱回收雙預熱裝置,4號熱風爐使用分離型熱管煤氣、空氣雙預熱器裝置;濟鋼第二煉鐵1號高爐投產后即使用頂燃式空氣、煤氣自身雙預熱熱風爐,也得到了1200 0C以上的外送熱風。
采用余熱回收技術,使用轉爐煤氣進行燒熱風爐,利用高爐廢氣熱代替化學熱,以熱管(屬)換熱器預熱助燃空氣或煤氣,有效節約了焦炭,改善了熱風爐燃燒工況,提高了焦炭利用率和高爐煉鐵率。目前,我國煉鐵業在高爐雙預熱技術中回收利用的廢氣余熱僅為25.8%,以熱力學定律為基礎的計算和分析表明,此值具有極大的提升空間。
2.高爐干法除塵
高爐除塵技術主要有干法除塵和濕法除塵兩種,而干法除塵又分為高壓靜電除塵和布袋塵,其中布袋除塵運行成本較低效果較好。為適合水資源缺乏這一國情,我國于20世紀80年代引進了高爐干法布袋除塵技術,至今已有30年的歷史。
高爐干法布袋除塵技術在引進初期,普遍采用的是加壓煤氣反吹大布袋除塵工藝,高爐干法布袋除塵技術在大型高爐企業并未得到較好的推廣,因為當時只有200~300 m3的高爐可以采用此技術。經過近20年的經驗總結和技術改進,20世紀90年代,我國自主研發了高爐煤氣低壓脈沖布袋除塵技術,此項技術在短短七八年時間里已經推廣應用到兒乎全部新建的1000 m3以下的高爐上,使煉鐵工藝發生了質的跨躍。近年來,干法除塵技術的發展更為成熟,現在2600 m3以下的煉鐵高爐都可應用此項技術
3.高爐噴煤技術
焦炭是高爐冶煉的必需品,它為冶煉過程提供熱量,同時是鐵礦石的還原劑。高爐噴煤技術是從高爐風口向爐內噴吹煤粉,在高爐中直接起提供熱量和還原劑的作用,從而使高爐煉鐵焦比降低,同時減少了煉焦設施,降低了煉焦生產對環境的污染程度,是現代高爐冶煉的一項重大革命。按當前市場價格,使用煤粉可降低煉鐵生產成本約800元。
在煉鐵高爐生產中,首要關注的是如何提高煤粉的燃燒率和降低燃料比,實現經濟噴煤。長時間研究和實踐經驗告訴我們,精料和降低渣比是高煤燃燒率、低燃料比生產的基礎,預熱工藝設計是安全生產的保障。
前期的噴吹系統多為串聯罐系統,后來逐漸被并聯罐系統取代,單管路+分配器的結構也變得普及。經過不斷實踐,系統的計量和控制精度得到顯著改善。如今經典的工藝流程為:中速磨制粉一熱風爐廢氣+煙氣爐一大布袋收粉一并聯罐一直接噴吹一單管噴吹+分配器。以寶鋼高爐為代表,經過噴煤技術的改革的煉鐵高爐在生產狀況、成本控制都有一定的改善。
四.冶金技術及高爐煉鐵的發展趨勢
近年來,冶金技術不斷地汲取相關專業技術的新成就,加強冶金動力學和冶金反應工程學的研究,從而不斷充實、深化冶金技術。在冶金技術的熱力學熔渣結構及物性等方而的研究也在不斷地深入,并且建立起了智能化熱力學數據庫,加強計算機的應用,逐步實現了對高爐煉鐵中冶金技術的自動控制,實現了系統的最優化。冶金技術的不斷發展,相應的生態環境的保護也逐漸地成為了熱門話題,因此研究冶金技術的同時,也應該同步加強生態環境保護的研究。
1.加強高爐煉鐵反應技術
高爐煉鐵反應技術的加強關鍵在于提高反應效率。提高反應效率的方法主要有:實現礦石與焦炭的最恰當配比,在低溫、高速中還原;通過添加催化劑,提高反應的效率
2.降低對煉焦煤資源的依賴度
在工業煉鐵生產過程中,擴大煉焦煤源,降低焦比,降低對優質煉焦煤資源的依賴度,通過煉焦配煤優化系統,自動優化出適合于煉鐵生產需求的最佳配煤模型。
3.探索氫利用技術
利用碳化氫進行低溫還原,不僅可以改善熔融帶的透氣性,還能減少二氧化碳的排放量,提高高爐的功能。目前氫利用技術的道路仍在不斷探索中。
五.結語
綜上所述,隨著經濟的發展,特別是隨著我國冶金技術的進步,其在煉鐵高爐中的應用將會變得越來越大,同時冶金技術也必將取得更大的發展,促進我國煉鐵行業的發展和經濟的發展。
參考文獻;
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[3]王步皓 煉鐵高爐上料擾動的透平靜葉控制系統設計東北大學2011-06-01碩士
[4]李志剛 工業以太網技術在煉鐵自動控制系統改造中的應用李志剛全國冶金自動化信息網2012年年會論文集2012-05-01中國會議
本刊訊 4月18日,由時尚傳媒集團承辦的倫敦書展主賓國系列高端對話之一“出版與創意”高端對話,在位于倫敦伯爵宮的倫敦書展中國主賓國展廳舉行。
這場高端對話邀請到中英兩國三位出版與設計領域的重量級嘉賓——中國時尚傳媒集團總裁劉江,有“華人創意教父”之稱的臺灣設計師包益民,世界一流的藝術出版機構斐頓出版社編輯總監和出版人Amanda Renshaw共同出席。時尚傳媒集團是參加倫敦書展的唯一時尚類傳媒出版集團。中英兩國嘉賓在有“創意之都”美譽的倫敦就創意、傳媒出版等話題展開深度對話和交流,顯示了中國近年來在創意領域的上升勢頭,對促進兩國傳媒、創意產業的交流與發展具有重大意義。
在高端對話現場,三位嘉賓分別就中英兩國出版業的創意發展趨勢展開介紹。劉江表示,進入21世紀以后,中國出版界在視覺創意和技術創新方面都有顯著進展。在視覺創意方面,國內圖書裝幀印刷呈現出兩大顯著趨勢,其一是“返回傳統之美”,其二是優秀的裝幀逐漸向實用、簡約的方向發展。而從技術創新方面來看,隨著科技進步、新興多媒體技術應用純熟和劃時代的電子產品問世,傳統出版業以新媒體平臺為核心,展開一系列數字產品開發和全媒體出版的積極探索與嘗試,原有出版流程被大大優化。Amanda Renshaw女士在談到中國蓬勃發展的創意產業時說,她深深地對中國感到著迷并且渴望對它了解得更多。并深信出版人的角色將變得更加重要。深度對話在熱烈的氣氛中持續了一個小時,這次開放的對話也吸引了參展各國的出版商、媒體同行的關注。 (欣 聞)
兩大集團強強聯手,共創國際合作新紀元
本刊訊 4月18日,在以中國為“市場焦點”的2012年倫敦書展期間,中文天地出版傳媒股份有限公司和麥克米倫出版集團在麥克米倫倫敦總部進行了深度會晤,就雙方的戰略合作及未來規劃等議題進行了探討。由雙方共同投資成立的北京麥克米倫世紀咨詢服務有限公司的第一次董事會也于會晤后順利舉行。
會晤期間,江西出版集團總經理、中文傳媒副董事長趙東亮,中文傳媒副總經理、二十一世紀出版社社長張秋林與麥克米倫大眾出版集團董事總經理安托尼· 沃森,麥克米倫出版集團大中國區董事總經理劉珺,麥克米倫出版集團全球戰略規劃發展部總監理查德·內森就雙方在傳統出版﹑數字出版等方面的合作項目進行了規劃與展望。
中文傳媒與麥克米倫兩大出版集團以“麥克米倫世紀”這一合資公司為紐帶,實現了資源共享、資本互融、全球同步,為中國兒童帶來了大批優質的精神食糧,兩大集團還計劃將合作的領域從童書出版向社科人文科技等領域延伸,并從傳統出版向數字出版延伸。
另訊:在倫敦書展期間,二十一世紀出版社一舉輸出圖書版權98種,涵蓋英、韓、泰、越等多個語種。其中該社的《三國演義(彩色漫畫版)》(20種)分別輸出越南和泰國。《名人學校》(8種)輸出到韓國和泰國,新出版的圖畫書《小文系列》(8種)與加拿大凱文與羅賓出版社簽約。該社學習借鑒從大韓教科書出版社引進的暢銷書《我的第一本歷史探險漫畫書——尋寶記》,組織國內頂尖漫畫創作團創作的《我的第一本大中華尋寶漫畫書》,被大韓教科書出版社相中,簽下該系列34種的韓文版權,實現反向輸出。 (黃 帆)
浙大出版社與愛思唯爾倫敦書展共推英文學術專著
本刊訊 4月16日,浙江大學出版社與愛思唯爾集團合作出版的《中國智能科學與技術研究前沿》英文學術專著系列叢書在倫敦書展舉行全球首發式。
關鍵詞:高速公路; 現代通信技術; 網絡覆蓋; 同步衛星信息
1.我國高速公路行業的發展現狀
改革開放以來,我國的高速公路的發展可以說是突飛猛進,現今我國的高速公路覆蓋達到了30多個省份,為公路的網絡化建設添磚加瓦。我們一直常說一句話"要想富,先修路"當然我們確實看到了公路的建設對于整個國民經濟的建設的巨大的作用。從經濟的角度來看,我們的告訴公路的建設形成了四大優勢:
整個行業相對壟斷但是競爭壓力非常小,我國的公路建設都是由政府進行管理,而且高速公路的發展背景就是在鐵路,水路的運輸方式發展已經相對充分的情況下建設起來的,所以競爭的壓力相對較小,而由于是政府的職能部門在進行管理,所以整個行業是出于壟斷之下。
在跨國經濟方面發揮巨大的作用。和航空行業相比,在運輸高速公路具有價格優勢,所以在對外發展經濟上,高速公路扮演著重要的角色,因為價格相對低廉,方便快捷,很多跨國貿易的運輸方式中都會有公路運輸這一環節。
收益的風險相對小。和其他行業相比高速公路最大的優勢就是風險較小,因為公路運輸幾乎涉及了國民經濟的各行各業,收入穩定,不會因為突發事件暫停公路的使用等問題的發生,這使得每年我國在高速公路的管理上產生收益是十分可觀的。
但是從另一個方面,我國的高速公路的發展還存在一些問題,我們都知道每年的交通事故有很大一部分就發生在高速公路上,因為在高速公路上的車速快,極容易發生危險,而且一旦發生危險通常就是大的事故,這時,對于高速公路的管理部門來說就是一個巨大的挑戰,因為事故發生后,高速公路的通信系統會像高速公路的管理部門發回事故現場的圖像,視頻以及即時路況等信息,而根據這些返回的信息,高速公路的管理部門要迅速有所行動,趕赴現場,保護好現場等待后續的處理,但是這也是現階段我國高速公路在通信技術方面存在的問題。
2.現代高速公路的信息化分析
傳統釣高速公路的管理大多限于收費,監控,通信三大系統,我國的大多數公路都實現了監控,通信系統的完成。但是從今天來看,我們的高速公路的發展已經遠遠趕不上實際所要求,突出表現在高速公路的管理方面,管理手段相對落后,在管理的智能化和現代化上還有待提高。現代化的通信技術可以將監控,管理更好的結合,使得高速公路成網絡化分布,將各省的高速公路的網絡集群,構成全國的高速公路網絡,這樣的結果就是在處理緊急情況時,不僅能夠快速有效的處理,同時在整個高速公路網絡上都有顯示,可以對其他在高速公路上的司機起到告訴的作用,達到了智能化的監管效果。A
3.現代通信技術在高速公路路中的應用
在應用的方面,主要集中在一下幾點:
(1)衛星定位技術。提起這個技術大家應該不陌生,衛星定位技術在高速公路的建設中有著非常廣泛的作用。例如,在高速公路的建設時,對于野外勘探,橋梁的定點或者是對汽車的監控等用到了衛星定位技術,可以說,衛星定位技術在實際中的應用方面是很廣泛的。
(2)致地圈與coo技術。這也是我們常說的數字地圖,在這個數字時代,大量的現代化的處理方式都與數字有關,可以說,數字成了我們這個時代的符號。在這一點上,我國國內與國外的發展史不同的,因為在國外,數字地圖已經非常完善,而且形成全國的網絡式的分布,對于在高速公路上的人來說非常具有指導性,相反,在國內,我們的數字地圖還不完善,突出表現在沒有全國統一的數字地圖,大多是個人的自主研發,生產,相較于國外,數字地圖的指向性功能就大大減弱了。
(3)公路數據庫與技術。在我國公路數據庫的發展遠遠落后于公路實際上的發展的需求,我們通常說的GIS通信技術是適用于地理空間的數據的計算機系統中,而我國的高速公路具有線性的地理特征,這一點使得GIS技術在高速公路的發展中得到了廣泛的應用。
(4)ITS技術。這一技術在中國的高速公路中已得到應用,主要表現在實行聯網收費,我想這是未來的一大趨勢,另一方面就是建立更加完善具有指向性的汽車導航系統,這一點應該是從事運輸工作的人最想看到的,因為,良好的導航系統不僅能夠解決在高速公路上的認路的問題,更重要的是,在良好的導航系統的幫助下可以大大提高運輸的效率,從而得到經濟上的實惠。
(5)樞紐站得休息和服務技術。在這項技術上,我國的發展還處于起步階段,因為,我們的高速公路系統雖然建成了很多的樞紐站,但是僅僅是建成,相關的服務體系還沒建成,在這一點上同樣重要,因為,現代的發展更加的注重以人為本,體現人的自我意識的提升,所以,建立樞紐站,可以大大滿足人們的基本需求,方便了人們的出行,為整個高速公路系統的建設添磚加瓦。
(6)物流技術的應用。隨著交通的越來越便捷,相應的,物流行業開始在高速公路的發展中嶄露頭角,物流技術是指將貨物的倉儲,發送,分揀,配送等環節融為一體的貨物的管理技術,為客戶實現高效率的貨物運送。可以說物流技術的發展離不開高速公路的建設,而高速公路的建設更是使得物流技術更加成熟。
4.現代通信技術在高速公路中的發展
在未來的的發展中,我們希望現代化的通信技術可以使高速公路的建設更加完善,例如,實現不停車收費,我國的高速公路線采用的是半自動的收費方式,從時間的浪費角度來看,這種收費方式的弊端就是浪費時間,結合我國的實際,在節假日,外出的人非常多,對于近距離的目的地,人們大多會選擇坐汽車的方式,因此,在一些車輛多的高速公路上,我們經常會看見堵車的現象,而且一堵就是幾個小時,浪費了人們的時間不說,讓人們出行游玩的好性情也大打折扣。當然從現今我國的情況來看,在這項技術的推廣上還存在諸多問題,例如我們的監控技術是不是能夠應付得來高速公路上的大量的車流,還有現實的許多因素也阻礙了相關技術的研發和實踐。雖然 還沒實現,但是我們希望在將來的某一天能夠夢想成真,真正地體會到高速的便捷。
完善的事故預防和處理技術。作為短距離的運輸方式之一,高速公路起到了不可替代的作用,但是,我們更應該清醒的認識到,每年我國的交通事故很大一部分來自于高速公路,這也讓人們更加關注高速公路的管理和應急能力。從事故的原因分析,一部分事故的原因是高速公路的管理部門的通知,警示不到位,致使很多慘劇的發生,因為不同地區的高速公路的建設一定定會受到當地自然條件的制約,所以,在我國很多的高速公路的路段都是需要小心謹慎的,那么一旦相關部門的高速不及時,就很有可能發生危險。另一方面,在高速公路中緊急事故的處理也考驗著相關管理部門的反應能力和處理水平,在高速公路上發生重大事故后,監督和管理部門要立即出動,趕赴現場處理,將事故的損失降到最低,這不僅考驗著管理者的反應,更重要的是要求通信技術能夠更加的完善,因為先進的技術可以大大減少事故處理的時間,使得高速公路的應急能力得到提高。
雖然在高速公路的發展上我們還有很多需要改進的地方,但我們也同樣要看到,我們已取得的成績,今后的發展應該主要集中在聯網管理等方面的通信技術的建設,我們看到,通信技術的發展促進了高速公路的整體的提升,而反之,高速公路的創新和進步又會對通信技術的革新產生深遠的影響。
本文根據電教媒體在高中語文教學中的重要作用,談談個人看法:
一、 運用多媒體使枯燥的文本教學充滿樂趣
興趣是心理活動的傾向,是學習的動力,是開發智力的鑰匙。傳統教學中,教師常常會為如何激發學生的學習興趣而不斷努力,雖然也取得了一些效果,但是,隨著時代與社會的不斷前進,尤其是新課程改革的需要,建立高效課堂、提升學習氛圍已經成為目前素質教育的必然要求。教師在語文課堂中也要與時俱進,把“多媒體”教學引入課堂,讓語文課堂真正地“動”起來。在高中課本中,有許多文質兼美的經典傳世之作,如《蘭亭集序》、《滕王閣序》、《荷塘月色》等等。對這些古今中外的詩詞文賦,要進行咀嚼鑒賞,品味其中的美,美的氛圍和背景是不可少的。但傳統的教學缺乏多元化的教學表現形式,只能局限在音樂渲染、圖像顯示、文字詮釋的階段,卻不容易把它們有機地結合,收效甚微。運用多媒體的力量,會讓學生在美的氛圍中更能體味文本的內涵和美,這是一種愜意的、賞心悅目的教學境界。
二、利用多媒體技術,為探究釋疑搭建橋梁
語文教材中有些內容比較枯燥抽象難以理解,如果能把多媒體這一現代教學技術巧妙地運用到教學中,會起到“畫龍點睛”的效果。如利用電教媒體將生動的畫面進行情境導入,既可以調動學生的好奇心,也可以使復雜的教學內容形象化。教師還可以把文章重點內容加以突出,幫助學生加深對知識的理解,培養學生在較短時間內獲得知識重點,從而促進學生理解能力的提高。例如在學習《滕王閣序》時,學生預習全文后,往往會感到文字很生疏,不能感受其美。這時可利用多媒體將滕王閣序的配樂朗誦和滕王閣的壯麗景色結合起來,從視覺、聽覺上引起學生的審美興奮,獲得審美的愉悅。然后向學生提出質疑:作者筆下的滕王閣在今天發生了怎樣的變化?讓學生在審美和質疑中解讀文本,全文的教學難點也會不攻自破。
三、 利用多媒體技術,可以更好地發展學生的邏輯思維能力
科學家們曾研究得出:人腦的神經細胞必須通過各種視覺、 聽覺,、觸覺等感官的經驗刺激才能逐漸形成連結。讓孩子體驗各種不同的環境, 接受不同的刺激, 能讓孩子的大腦神經網路分枝更為茂密、更加四通八達。因此學生接受外界的感官刺激夠多, 神經間的聯結也會愈緊密, 訊息也會傳遞得愈快, 學習能力及思考能力也會愈敏捷。利用多媒體技術教學提供豐富多彩且有互動性的外界刺激不僅有利于提高學生的觀察力,也為學生思維能力的提升創造了一個良好的條件。
四、多媒體教學激發了學生寫作的動力
寫作教學一直是困擾教師們的一大難題,由于學生對于寫作缺乏足夠的認識,在寫作訓練中缺乏真情實感。我們不難看出,學生缺少寫作興趣是無法寫出優秀作品的主要原因。只有產生了寫作欲望,才能用心寫好作文。我們要改變傳統的語文作文教學死板、機械、沉悶的教學方法,運用先進的媒體工具和教學手段進行教學,培養學生觀察生活、探究周圍自然和社會問題的興趣,獲得親身參與研究性學習的能力。教師可以利用多媒體,將寫作主題相關的素材用圖片、文字、影像等形式加以展示,調動學生各種感官的參與,讓他們在欣賞的同時加深印象,感悟事物表面現象背后的真實。這樣,學生的積極性自然地就提高了。
五、多媒體中真情實景的展示開發了學生的想象創造力
任何知識的學習都離不開想象力,閱讀教學更是這樣。多媒體可以彌補學生生活閱歷的不足,激發學生閱讀文學作品的興趣。只有觀察能力提高了,才能在平常的學習中提高文學鑒賞能力。如在學習《荷塘月色》時,可以找出一些符合月色環境的圖片,配上最接近原文風格的《春江花月夜》,進行情境導入。當荷葉、荷花、荷塘、荷波等有聲圖片展現出來的時候,同學們感受到的是一種凄清、寧靜的意境,從而與作者淡淡的哀愁與淡淡的喜悅的心情產生共鳴。這些多媒體手段的綜合運用,調動了同學多方面的興趣,提高了審美能力、文學鑒賞力,開闊了同學的視野。
同時在電教教學實踐中又必須注意以下幾個問題:忌方法類同,要做到恰當選擇;忌千課一面,要做到常用常新;忌一成不變,要做到靈活運用;忌搭花架子,要避免為電教而電教的形式化傾向。總之,在高中語文教學中,電教媒體的運用做到恰到好處,精心安排電教媒體使用的時機和內容,對建立高效課堂模式、提高高中語文教學質量是一條行之有效的途徑。
參考文獻
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數學是現代文化的重要組成部分,數學思想方法向一切領域滲透,數學的應用越來越被社會所重視。能夠運用所學知識解決實際問題,使學生形成用數學的意識,這是把數學教育轉到提高公民素質教育軌道的一個重要措施。目前,大部分學生動手能力差,應用意識弱,長此以往,必將學而無用,適應不了社會發展的需要。在此談談我的認識。
1 發展學生的應用意識的背景
發展學生的應用意識是數學科學發展的要求。20世紀中葉以來,由于計算機和現代信息技術的飛速發展,使應用數學和數學應用得到了前所未有的發展,數學滲透到幾乎每一個學科領域和人們日常生活的每一個角落。人們越來越認識到“高科技本質上是數學技術”、“數學已經從幕后走到了臺前,在許多方面直接為社會創造價值”。數學應用的巨大發展作為數學發展的顯著特征之一,必然要影響到數學課程,在數學課程中有所體現。這就要求我們從小培養學生的應用意識,使學生對數學有一個比較完整的了解,樹立正確的數學觀。
發展學生的應用意識有助于培養學生的創新能力。應用問題是發展學生應用意識的重要載體。一方面,應用問題提供了豐富的背景,這些背景是不斷變化的,很難用固定的模式進行分類。一般來說,一個問題要作一種思考。另一個方面,解應用問題或應用數學解決實際或其它學科問題,并不像解數學習題,很多時候結論是在探索過程中逐漸形成的,有時需要提出一些猜想,在探索過程中不斷地檢驗、修改猜想。因此,解決應用問題、培養應用意識有助于培養學生的創新能力。
發展學生的應用意識是培養學生興趣的需要。學生對數學的興趣往往來自不同的方面。有的人因為嚴格的數學證明而對數學產生興趣,有的人則是因為數學的廣泛應用而對數學產生興趣。因此,在中學,引入應用問題、培養應用意識,也是培養學生的數學興趣的需要。
發展學生的應用意識是培養學生自信心的需要。在數學教學中,有一些學生不擅長從概念到概念的抽象數學理論的學習,但卻擅長數學應用。在教學中,尊重學生的這種差異和喜好,為學生提供應用數學的機會,將會使不擅長從抽象數學理論學習的學生也能體驗到成功,從而樹立學好數學的自信心。
2 高中數學教學中存在的問題
數學教學中忽視數學應用。我國數學教學中,比較突出的一個問題是忽視數學的應用,忽視數學與其他學科以及與日常生活的聯系,忽視培養學生的應用意識。我國在很長一段時期內,數學教育界過分強調“數學是思維的體操”,把數學應用斥之為“實用主義”、“短視行為”,1995年以后,雖然數學應用的呼聲漸高,但是數學課程中對數學應用的重視程度還是比較弱。
由于數學課程與教學中對數學應用的忽視,學生在數學學習中認識不到數學的應用價值、數學與日常生活以及其它學科的聯系。
3 高中數學課程中如何體現數學的應用價值
對于數學應用存在著一個誤解,認為只要數學學好了,自然就會應用。實際上,培養學生數學應用的意識是一件很不簡單的事情,它決不是知識學習的附屬產品,應該使學生學到必要的數學應用知識和受到必要的數學應用的實際訓練,否則強調應用意識就會成為空洞的說教,這是一項并不容易的任務,它牽扯到轉變觀念、改變課程安排等多方面因素,需要認真研究和推行。
為了發展學生的數學應用意識,《標準》多次強調數學概念形成的背景,重視介紹數學知識發生發展的來龍去脈;注重幫助學生學會運用數學語言去描述周圍世界出現的數學現象;開展“數學建模”的學習活動,注重幫助學生體驗數學在解決實際問題中的作用;設立體現數學某些重要應用的專題課程,鼓勵教師和學生收集數學應用的事例,加強數學與日常生活及其他學科的聯系,拓展學生的視野,使他們體會數學的應用價值。
從知識的掌握到知識的應用不是一件簡單、自然而然就能實現的事情,沒有充分的、有意識的培養,學生的應用意識是不會形成的。教學中應該注重從具體的事物提煉數學問題,引導學生聯系日常生活中的一些問題用數學知識來解決,這有助于學生數學應用意識的形成。比如在講“行程應用題”時,利用這樣一個生活中常遇到的問題:甲乙兩地有三條公路相通,通常情況下,由甲地去乙地我們選擇最短的一條路(省時,省路);特殊情況下,如果最短的那條路太擁擠,在一定時間內由甲地趕到乙地我們就選擇另外的一條路,寧肯多走路,加快步伐(速度),來保證時間(時間一定,路程與速度成正比)。
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網站結構優化就是對網站頁面的存儲方式及內部鏈接關系進行合理的調整,以減少頁面的目錄深度及與重要頁面之間的鏈接深度。同時,增加重要頁面的鏈接入口,從而提高這些頁面被搜索引擎收錄的幾率及權重。理想的網站結構應該更扁平一些,從網站的首頁到具體的內容頁的層次和深度盡量少,這樣搜索引擎處理起來會更簡單。同時,網站也應該是一個網狀結構,網站上每個網頁都應該有指向上、下級網頁以及相關內容的鏈接,如首頁有到頻道頁的鏈接,頻道頁有到首頁和普通內容頁的鏈接,普通內容頁有到上級頻道以及首頁的鏈接,內容相關的網頁間互相有鏈接等。網站中每一個網頁都應該是網站結構的一部分,都應該能通過其他網頁鏈接到。因此,合理的網站結構應該是一個扁平的樹型網狀結構。
3.4 導航結構優化
網站的導航結構不僅能夠引導用戶訪問該網站的欄目、菜單、在線幫助、分類等布局結構等,更主要的是對搜索引擎爬蟲提供一種信息的目錄索引和識別。所以在高校的網站建設的過程中一定要使網站導航結構清晰,能夠使訪問者在最短時間內找到自己需要的內容和資源。
Google在其《谷歌搜索引擎優化指南》中專門對于網站的導航結構提出設計要求和優化方案,并將其稱為“面包屑導航”。所謂面包屑導航(Breadcrumb Navigation)是一種顯示訪問用戶在網站或網絡應用中的位置的一層層指引的導航和標示。面包屑導航最初來自于神話故事《奇幻森林歷險記》(Hansel and Gretel),故事的兩個小主人公為了不在森林中迷路,沿路丟下一條面包屑路徑,最后順著這條路徑回到家中。就像這個故事一樣,在互聯網中,面包屑為用戶提供一種追蹤返回最初訪問頁面的方式,可以清晰地為客戶指引進入網站內部頁和首頁之間的路線。最簡化的方式是,面包屑就是水平排列的被大于號“>”隔開的文本鏈接,這個符號指示該頁面相對于鏈接到它的頁面的深度(級別)。
導航結構的優化策略就是對于傳統的菜單式的導航之外,為了使訪問用戶和搜索引擎明確所處的網站目錄和位置,建議在所處主頁之外的所有頁面上,都在顯著位置增加面包屑導航。
3.5 代碼優化
在網站設計和開發初期,網站頁面的編碼是否標準和規范,也會對搜索引擎的抓取質量和效果產生很大的影響。建議大家遵循國際互聯網標準組織(W3C)所推薦的Web標準來編寫和規范網頁源碼。Web標準是一些規范的集合,是由W3C和其他的標準化組織共同制定的,用它來創建和解釋網頁的基本內容。遵循Web和W3C標準來編寫網頁,更簡易開發與維護,更具有語義和結構化的HTML,可以使代碼的理解和解析更加容易和快速;可以使網頁與不斷更新的瀏覽器兼容,這就消除了不能被未來的瀏覽器識別的后患;可以使搜索引擎在索引的顯示上更加規范和準確。
網頁的頭部信息和代碼的規范是搜索引擎最關注的部分,處于這一關注部分的詞語比其他部分的詞語要重要得多。按照W3C的規范和標準,每個網頁的頭部信息應該包含Title標簽和Meta標簽。Title部分主要部署該網頁的核心關鍵詞,但不可泛濫堆積關鍵詞。Title標題內容將以鏈接標題的形式顯示在搜索引擎的搜索結果頁面。網頁的標題編碼一般采用逆序排列設計,如頁面標題+欄目標題+網站名稱,不超過20個字為宜。Meta元標簽用來在HTML文檔中模擬HTTP協議的響應頭報文,標簽中的Keywords(網頁關鍵字)和Descript(網頁描述)最重要。Keywords標簽可以列舉網頁核心關鍵詞,只需考慮先后順序,以3~5個為宜,最好不要超過15個。Descript標簽是該網頁內容的概括性敘述,大約200字。如果每個主要頁面的內容相差很大,則應根據網頁內容不同而改變Title和Meta標簽,不要全部網頁都采用首頁的標題和標簽,主題中應盡量體現當前頁和網站的從屬關系。
除了網頁頭部信息的代碼優化之外,還應該包括垃圾代碼的清理、JS文件的合并、CSS優化和表格的優化等代碼優化技術。
3.6 其他方面的優化
隨著Web2.0技術的不斷成熟和發展,對高校的網站建設也提出新的挑戰和要求。在基于SEO技術方面,可以充分借鑒Web2.0技術的一些具體應用,比如增加網站地圖(Sitemap)、TAG標簽、RSS信息輸出等方面的優化。此外,隨著移動互聯網的飛速發展和快速推進,高校在進行網站設計和開發的時候還要考慮移動終端訪問的適應性問題等。
4 小結
SEO技術是隨著搜索引擎技術的發展而不斷發展的,高校在進行網站的設計和開發過程中,除了要遵循相應的設計和開發標準、規范之外,對于SEO技術的應用也是一個非常重要的步驟。本文從SEO技術的定義出發,提出高校在網站建設過程中的域名優化、開發技術優化、網站結構優化、導航結構優化、代碼優化等方面相應的優化策略,從而使各搜索引擎能夠準確、快速地對網站信息進行索引和獲取。同時,在搜索引擎優化技術上還有許多方面需要進一步探索和實踐。
參考文獻
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關鍵詞:軟基處理 預應力管樁 施工工藝 技術要求 質量標準
濱海新區濱海車站作為天津至秦皇島鐵路客運專線的樞紐站之一,在濱海站新建雨棚區基礎工程中,采用預應力高強混凝土管樁施工技術,來實現沿軌道方向呈“工”字形布置的無站臺柱雨棚建設方案,該文將結合濱海站站房雨棚區基礎工程為例,來探討高強混凝土管樁在施工中的工藝要求和施工特點,并就施工中的樁錘、樁架,以及打樁等技術要求進行總結,以對各位同行互勉。
1 工程概況
新建濱海站平面尺寸為207mx308m(面寬×進深);站臺中心DK43+342.00與站場中心DK43+350.00相差8m,站房中心與站臺中心重合,站房垂直于站場軌道方向按跨線方式呈“工”字形布置,新建站房平面尺寸為207mx308m(面寬×進深);站臺中心DK43+342.00與站場中心DK43+350.00相差8m,站房中心與站臺中心重合,建筑面積69344m2(含透空部分)。站臺面至雨棚屋面總高18.7m,東西向長447m,南北方向寬189m,雨棚柱網采用單站臺跨越方式,沿股道方向的拱面造型雨棚在與站房銜接處采用共柱方式,基本站臺不單獨設置雨棚柱。在雨棚區工程基礎施工中,采用預應力高強混凝土管樁PHC-BS00(125)-XX,共計375根(包括5根兼工程樁的抗壓試樁SZ1~SZ5,5根破壞性抗拔試樁SZ6~SZ8),樁長35.0-39.0m不等,樁長36m居多,樁端持力層為第10層的粉砂層。
2 施工準備
通過對濱海站雨棚區的水文、地質、地貌、氣象特征的測量和分析,該場地的士低平、坑塘水洼居多,附近多農田,施工干擾因素較少。為此,展開施工前準備工作尤為重要。
(1)技術準備工作
通過對現場施工的全面勘測和充分了解設計意圖,利用全站儀進行精確測量放線,復核基準水準點和控制點,并用網格法放出各軸線,建立控制網,并對管樁高程、長度、埋人持力層深度詳細分析。
(2)施工計劃及安全保障
做好相應的人員、機械、設備等準備工作,與相應建設單位、監理單位、協作單位進行開工前的交接準備,為確保施工進度,結合現場實際情況采取從工字型站房區分別向東西兩側施打,編制進度作業計劃橫道圖,并對施工持續時間及相互配搭按關系進行了確定。
3 施工工藝及方法
(1)確定樁位
根據工程設計圖紙要求和工程施工工藝,對施工場地進行測量放線定樁位,復核基準水準點和控制點,經過監理認可的控制點和水準點用水泥砂漿固定并加以保護,防止發生偏位和變形,采用網格法放出各軸線,圓心位置用小木樁作醒目標記,經驗收合格后施工。
(2)調整垂直度
校核樁的垂直度采用垂直角法,即用兩個方向(互成90°)的經緯儀使導架保持垂直。通過樁機導架的旋轉、滑動及停留進行調整。確保第一節管樁插入地面時的垂直度偏差不超過0.5%,樁錘、樁帽應與樁身在同一條直線上。
(3)插樁
首先用吊車取樁,起吊支點宜在樁端0.3L處,緩緩將樁一端送入樁帽中,對位準確后,再用兩臺經緯儀(軸線互相垂直)雙向調整樁的垂直度,通過樁機導架的旋轉、滑動及停留進行調整,插入時的垂直度偏差不得超過0.5%,確保位置及垂直度符合要求后先利用樁錘的自重將樁壓人土中。
(4)錘擊沉樁
本次管樁施工選用D80錘進行沉樁施工,所以開始沉樁時,采取低錘輕打,隨著沉樁加深,當貫人度減小時,起錘高度可漸高。在錘擊沉樁過程中樁錘、樁帽和樁身中心線應重合,以避免打偏。打樁時樁帽與樁頭之間選用包裝用彈性襯墊為襯墊,厚度大于120mm;樁帽與樁錘之間選用盤圓層疊的鋼絲繩作錘墊,厚度150-200mm。打樁較難下沉時,經常檢查落錘是否偏心,樁墊是否合適,沉樁過程中要連續一次打完,避免中斷。
(5)焊接接樁
接樁采用端板式焊接接頭,當下節樁的樁頭距地面0.5~1.0m左右時,開始進行按樁。先將焊接面清刷干凈,再在下節樁頭上安裝導向箍引導就位,上下兩節樁對齊,偏差必須小于2mm,并應保證上下兩節樁的垂直度。焊完之后立即涂刷熱瀝青兩便,按樁完成后現場質檢員報驗監理工程師進行驗收,驗收合格后方可繼續進行沉樁施工。
(6)送樁
當沉樁至地面需要送樁時,檢查樁位和樁身的垂直度和完整性,合格后先在樁頂加樁墊再吊裝送樁器,送樁過程中樁錘、送樁器、管樁的中心線重合順直,送樁器的打入阻力不能太大,能將沖擊力有效地傳到樁上,送樁深度一般不超過2m。
(7)截樁及收錘標準
當管樁露出地面或未能送到設計樁頂標高時,需要用專門的截樁器來截樁。對收錘標準以貫入度控制為主(小于20mm/10擊),樁端進入持力層深度≥2d。
(8)填芯混凝土及檢測
澆灌填芯混凝土前,將管樁內壁浮漿清除干凈,現場制作小型可移動溜槽,將混凝土沿溜槽緩慢灌入,每50cm用振搗棒持續振搗,延續時間為20-30s。對樁基進行高應變、低應變、接頭焊縫超聲波檢測,使其滿足檢測要求。
關鍵詞:高壓直流輸電;可靠性評估;
1前言
高壓直流輸電(HVDC,High Voltage Direct Current)系統是由換流閥組、控制和保護系統、換流變壓器、交流濾波器、直流濾波器、平波電抗器,直流輸電線路以及輔助設備等元件(或系統)所組成的復雜系統。
2.高壓直流輸電可靠性評估的原理、方法及應用
2.1故障樹分析法
2.1.1故障樹分析法原理
故障樹分析(Fault Tree Analysis,簡稱FTA)[3,4,5,6,7]較為適用于大型復雜系統安全性與可靠性的常用的有效方法。它是以圖形的方式表明系統是怎樣失效的。FAT法實質上是事件之間的邏輯關系圖,清晰地說明系統是怎樣失效的。
2.1.2故障樹分析法在高壓直流系統可靠性評估中的應用
高壓直流系統特別是雙12脈系統傳輸容量大、元件多、結構復雜、故障率高且運算條件復雜,建立故障樹工作量較大。然而,采用故障樹計算直流系統可靠性時,在編程上更具有通用性,不同于頻率及持續時間法,可以避免因系統結構發生微小變化導致重新建立系統轉移關系圖,從而提高了可靠性評估的效率。
2.2頻率和平均持續時間法
2.2.1頻率和平均持續時間法原理
FD法(頻率和平均持續時間法)[4,7,8,9]的數
學基礎是在平穩狀態下建立起狀態概率、狀態頻率和狀態持續時間的關系。
設 為某幾個單獨狀態所組成的積累狀態, 可以看作是狀態空間中的一個子集,累積 狀態的頻率 為:
(17)
設 和 為狀態空間的兩個積累狀態,且 和 無公共狀態,從累積狀態 到狀態 的轉移頻率 為:
(18)
為累積狀態 到累積狀態 的轉移率, 為狀態 的累積概率。
系統處于累積狀態 的平均持續時間 為:
(19)
2.2.2頻率和平均持續時間法在高壓直流系統可靠性評估的應用
應用FD法完成了特高壓雙12脈直流系統的可靠性評估。
下面以橋子系統為例介紹HVDC系統各子系統的狀態空間圖和等效容量模型。
單個換流橋由6個晶閘管閥臂組成,橋中閥臂所經歷狀態是工作-故障-修復-安裝-工作。閥臂中通常設有晶閘管備用閥,帶2備用閥的單側兩極換流橋的狀態空間圖如圖1所示。圖1中b和S分別表示12脈動閥組(由2個換流橋構成)正常運行和修復后等待安裝2種狀態。以圖中狀態1至4轉移過程為例,系統由1.0b0S轉移至0.5b0S,說明有一個12脈動閥組故障,考慮到單側兩極有2個12脈閥組,閥組中2個換流橋任一故障引起閥組故障,換流橋中6個閥臂任一故障引起換流橋故障,可以確定狀態1至4的轉移率為 。
圖1 帶2備用閥的單側兩極換流橋的狀態空間圖
用類似方法,可獲得換流變壓器子系統多容量狀態等效模型、控制保護子系統多容量狀態等效模型以及極設備和交流濾波器子系統多容量狀態等效模型。將各子系統的等效模型逐次地組合,即可獲得整個高壓直流輸電系統的狀態空間圖。由于其每個子系統均需建立狀態空間圖,增加了求解等效模型個數,但降低了每次求解模型的階數。
2.3混合法
2.3.1混合法的原理
混合法先用解析法將含有備用相關性的設備簡化為等效子系統,然后再對簡化后的整個直流系統可靠性模型利用模擬法得到系統的可靠性指標。
HVDC系統兩極設備具有對稱性,處理這類含有備用元件的直流設備常用解析法先將其簡化為等效子系統,以便建立整個系統的等效模型。以平波電抗器為例,設同側2個平波電抗器1R和2R共用一個備件,圖2為帶一個備用平波電抗器的狀態空間圖。圖中,p為備件處于可用的概率,由式p=μ(λ+μ)求得。狀態1表示平波電抗器1R或2R處于運行狀態(U),但不知備件是否可用,故障發生時,將以pλ的概率轉移到狀態2或以(1?p)λ的概率轉移到狀態4;狀態4為平波電抗器的故障狀態(D);0S表示故障元件尚未修好,即還沒有從故障狀態進入投運前的備用狀態;狀態2仍為電抗器故障狀態(D);1S表示電抗器元件已經修復,處于備用狀態,經安裝投運即可恢復到正常工作狀態。δ為電抗器元件的安裝率。
圖2 2個平波電抗器帶1個備用的狀態空間圖
運用邊界墻原理,將圖2中相同容量水平的各個狀態合并為一個狀態,以達到簡化狀態空間圖的目的。
2.3.2混合法在高壓直流輸電可靠性評估的應用
應用混合法進行直流系統可靠性評估的基本思路是:應用解析法描述同側雙極設備共享備用的相關失效模式,用系統狀態轉移抽樣模擬法對整個直流進行模擬計算,得到可靠性指標。采用模擬法對含有多設備元件、多容量狀態的復雜直流系統系統進行可靠性仿真,解決了解析法因系統規模大、狀態空間維數大,計算困難的難題,且利于程編制實現。
3 結束語
(1)故障樹分析法是對直流系統中的每個元件建立可靠性的模型,最后得到整個直流系統的可靠性指標。該方法使用起來比較方便,但計算量較大,過程比較繁瑣。
(2)FD法著眼于建立各子系統的狀態空間圖并獲得相應的等效模型。但當系統比較復雜時,計算的工作量劇增,可能造成維數災難。且計算中常常對系統的實際條件進行較多的簡化,因此多用于簡單的直流輸電系統的評估中。
(3)混合法可實現優勢互補,化解了維數災難,且在模擬過程中考慮了直流系統的容量狀態,因此評估結果所給出的信息更加充分。混合法的關鍵是如何將解析法和模擬法有機地結合起來,從而更好的發揮各自的特點。
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關鍵詞:GPRS網絡;RTK;坐標轉換;高程擬合;大地高;正常高
Abstract: This paper describes the principle and characteristics of the GPRS network-based RTK technology, through the examples of the fitting plane coordinate transformation and elevation in real-time positioning with RTK technology, using the GPRS network-based RTK system 1:10 000 scale topographic map elevation measurement accuracy are analyzed.
Keywords: GPRS network; the RTK; coordinate transformation; elevation fitting; earth; above normal
中圖分類號: TH72 文獻標識碼: A 文章編號:
1概述
1.1GPRS網絡的RTK系統工作原理
傳統的GPS實時差分系統(RTK),是利用發射電臺形成的通信鏈路將基準站獲得的差分信息發送到移動站,移動站根據基準站的差分信息進行差分解算,從而獲得移動站點的點位信息,由于傳統的電臺方式作用范圍有限(與電臺發射功率有關),誤碼率較高,因此限制了實時差分系統的廣泛應用。
基于GPRS(通用分組無線業務)技術的GPS實時差分系統的組成原理同傳統RTK技術一樣,均有基準站、數據通訊鏈路、移動站三大部分組成,只不過基于GPRS的RTK技術在移動站置入了GPRS通訊模塊,在基準站增加了服務器PC,其通信鏈路采用Internet與GPRS無縫鏈接技術來實現。同時采用GPRS技術作為通訊鏈路,其具有實時在線、延遲短、性能穩定、傳輸速率高、覆蓋到位、資費低廉等特點,其工作原理見圖1。
圖1基于GPRS網絡的RTK系統工作原理
1.2基于GPRS網絡的GPS-RTK系統的特點
與傳統的無線電臺數據收發系統相比,基于GPRS網絡的GPS-RTK系統有如下特點:
(1) 作用范圍不受距離限制:傳統的無線電臺傳輸距離受電臺發射功率限制,作用距離一般在幾十公里,而在GPRS網絡信息傳輸下,流動站與基準站之間沒有距離限制,而只由GPRS網絡的覆蓋范圍確定,但眾所周之,隨著基準站與流動站間距離的增加,傳統RTK的定位精度將逐步減弱,而GPRS網絡的GPS-RTK系統只是在數據收發上與傳統的RTK不同,其他工作原理與傳統RTK一致,因此,其定位精度與傳統RTK一致,同樣隨著距離的增加而使定位精度降低,這是其與基于VRS技術(虛擬參轉站)的網絡RTK系統的不同之處,但對沒有建立連續運行參轉站服務系統(CORS)的省市來說,基于GPRS網絡的GPS-RTK系統不失為一種較好的選擇。
(2) GPRS網絡數據鏈系統穩定:只要機位號可以到達的區域,RTK就不會處于失鎖的狀態,這種特點與傳統RTK相比具有無比的優越性。
(3) 由于GPRS技術傳輸速度快,降低了差分信號的延遲,一定程度上提高了定位精度。
2轉換參數的求取
因GPS接收機直接獲取的坐標為WGS-84下的三維坐標(B,L,H),而在基礎測繪中要求提供1980西安坐標系下的平面坐標和1985國家高程基準下的正常高,為此,必須將WGS-84坐標系下的三維坐標通過坐標轉換求得實用的平面坐標和高程,鑒于坐標轉換方式繁多,本文僅考慮從工程的實際需要出發,說明進行坐標轉換的基本思路和轉換方法。
由于WGS-84坐標系是基于地心的三維的坐標系統,即它提供了點位的經緯度(L,B)和大地高(H),而1980西安坐標系是基于參心的二維的坐標系統,利用七參數(x,y,z,α,β,γ,m)進行轉換,必須獲得1980西安坐標系下的大地高,而我國采用的是正常高系統,要獲得大地高,必須知道該點位的高程異常,進而利用參數進行轉換,但一般情況下,高程異常的精度較低(1m以內),無法滿足工程的實際需要(1:1萬基礎測繪要求高程注記點的高程中誤差不大于±0.35m),即便是能準確求得點位的大地高,由于我國采用的是正常高系統,利用轉換參數,求得待定點位的大地高,還要進行正常高的轉換。基于上述原因,我們對平面和高程兩方面分開進行轉換:
2.1平面坐標轉換
因高程注記點的平面點位精度要求不是很高,(1:1萬比例尺地形圖中地物點相對于野外控制點的平面位置中誤差為5m),因此我們采用平面相似轉換模型,其基本公式如下:
(1)
在上式中應用多個公共點的坐標,采用最小二乘原理,求解平面相似轉換四參數,即:兩個平移參數x、y,一個旋轉參數 ,一個尺度參數 。在本工程中利用測區內均勻分布的同時具有精確WGS-84和1980西安坐標系成果的9個公共點(其控制范圍約7000km2)求解轉換參數,公共點分布見圖2(除11號點外的其它9個):
圖2公共點分布圖
求解參數后的各控制點的精度見表1:
表1平面坐標轉換精度
2.2高程擬合
要將GPS測量的大地高,轉換為1985高程基準下的正常高,利用已有地球重力場或大地水準面模型來估算高程異常,其原理簡單,應用方便,但局部地區的估算精度還難以滿足實際應用的需要,即便是在具備精確大地水準面模型的地區,由于其保密性較強,一般生產單位很難得到,在GPS測量手簿中無法置入大地水準面模型,就不能滿足實時定位的需要。
高程異常一般通過數值擬合的方法進行,本文依據多項式曲面擬合的原理求取擬合參數,其基本原理如下:
(2)
式中 為 (高程異常)的趨勢值, 為誤差,且
將分式寫成矩陣方式為:
在 條件下,求解α1,再利用(2)式解算出待定點的高程異常 ,進而利用大地高、正常高、高程異常之間的關系: ,求出正常高h。
本項目利用具有水準高程的9個三等GPS控制點求得轉換參數(見圖2),轉換后各點的精度見表2:
表2高程擬合轉換精度
3實際應用
基于GPRS網絡的單基站RTK系統,與傳統RTK同時具有靈活設站的特點,即,基準站可以任意架設,移動站在已知點上對基準點進行點位“校正”,以獲得正確的差分信息,但這種方法對于具有多個流動站時甚為不便,因此在本項目中選擇將基準站架設在位于測區某已知點上(圖2中的11號點,具有精確的WGS-84坐標系成果),通過GPS手簿置入基準站準確的WGS-84坐標值,通過2.1、2.2中求得的平面坐標轉換參數和高程擬合參數獲得流動站點在1980西安坐標系下的平面坐標和1985國家高程基準下的正常高。
為了檢核測量精度,在每次基準站重設后,均首先對測量區域內的已知點進行檢核,本測區檢核已知點8個(見圖3中符號為“ ”的點位,圖中紅線為測圖范圍,面積約3000km2)進行檢核,檢驗結果見表3。
表3檢核點的精度統計
圖3檢核點分布圖
從對已知點的檢核結果來看,基于GPRS網絡的RTK系統完全可以滿足對1:1萬地形圖高程檢查的需要,同時,在實際檢查時,每一觀測點的最終結果均采用五次平滑處理的固定解,這在一定程度上提高了觀測精度和結果的可靠性。本次外業檢查共涉及1:1萬標準分幅圖32幅,實際檢查高程注記點共582個,如以2倍中誤差作為限差,發現粗差12個,占總觀測值的2.1%,其中有8個點集中在一幅圖中,作業人員重新對粗差區域進行了返工,結果與檢查數據基本一致。
所有檢查結果同圖上數據的較差統計的誤差范圍個數和所占百分比見表4。
表4高程點較差統計
4結語
基于GPRS網絡的RTK系統,雖然同傳統RTK一樣,隨著基準站和流動站距離的增加而使定位精度降低,但隨著GPS接收機性能的提高和數據處理模型的優化,長距離的高程測量仍然能滿足1:1萬比例尺高程測量和檢查的需要,從誤差的傳播理論可知:利用RTK技術要比利用水準測量的測量精度穩定、分布均勻。
本文中采用的擬合高程原理是一種純幾何的數值處理方法,在高程異常變化劇烈的區域應采用精確的大地水準面模型。
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