测量论文范例

1课程现状及存在的问题

1．1课程现状

目前，中国矿业大学采矿工程专业教材采用高井祥老师编写的《测量学》，课程主要分为理论课和实验课两大部分，其中课堂授课为24课时，实验课8课时，内容设置如表1所示。实验课程主要开设水准测量、角度测量及全站仪认识与使用及地形图认读等内容。

1．2课程存在的问题

分析课程现状，目前中国矿业大学采矿工程专业测量学课程的设置存在如下几个问题:

(1)课程内容较多，而学时较少

从测量基础理论知识到矿山测量的应用，课程几乎涵盖了大部分测量学科的相关知识，但只有24课时的课堂教学明显无法面面俱到，不得不对部分内容进行缩减，课程内容的连续性不易保证，影响了教学效果。

1制定合理的教学计划

测量平差课程是测绘工程专业本科的专业基础核心课程，但由于测绘工程专业本科学生四年要掌握的基础知识、专业基础及专业知识比较多，在进行测绘工程专业招生的各高校课程设置中，测量平差课程的课时设置一般并不多，我校为64学时。而测量平差课程教学大纲要求学生了解测量误差的基本概念、基本理论、主要平差方法，掌握常用的平差方法及各平差方法的适用情况，并能用该课程所学到的理论与方法对常见的控制网观测成果进行平差计算，求得观测值及未知量的平差值与精度计算，教学内容比较多。因此，在授课之前制定一份合理的教学计划，明确该课程的教学内容，安排好教学大纲要求内容的课时分布，是非常重要的。

2讲好绪论激发学生的学习兴趣

人常说，学一行，爱一行。要学好一门课程，首先就要喜欢这门课程，对于测量平差这门测绘工程专业本科的核心课程，更是如此。在首次上课之前，大部分学生对要学习的课程还不是很了解，因此，绪论的讲授就显得非常重要。通过绪论课，要让学生了解测量平差课程的性质、该课程在测绘工程专业课程设置中的位置、测量平差的研究对象、主要任务及课程的主要内容，让学生对这门课程有一个基本的认识，激发学生的学习兴趣。在此基础上，介绍测量平差课程的特点、学习的一些技巧和注意事项，以便学生能够尽快找到适合自己的学习方法，为学好测量平差课程做好铺垫。

3注重测量平差课程的“三基”教学

“三基”即该课程的基本概念、基本理论和基本方法。“三基”教学是测量平差课程教学的重点，要让学生学好测量平差课程，首先就要使其掌握该课程的基本概念、基本理论和基本方法，在此基础上，才可以进一步深入学习，可以说脱离了“三基”的平差课程学习如同空中楼阁，是不可能学好该课程的。

3．1重视基本概念

1内隐联想测验

目前用户研究中内隐测量比较有效的方法之一是内隐联想测验（ImplicitAssociationTest，IAT），最早由Greenwald和McGhee等人提出。常见的内隐联想测验包含概念词（如花朵、昆虫，即研究对象）和属性词（如漂亮、恶心）。在IAT测试中，计算机随机出现一个属性词，要求快速进行按键反应，将属性词与某一概念词配对。概念词和属性词可以是匹配的（假定：花朵－漂亮，昆虫－恶心），也可以是不匹配的（假定：花朵－恶心，昆虫－漂亮）。IAT认为，当被试者认为概念词和属性词相匹配的时候，被试者的反应是基于内隐认知的，是无意识的自动加工方式，反应时比较短。而当两者不相匹配时，此时的反应是基于意识的外显加工，反应时比较长。两种反应时差就代表被试对研究对象的态度。近年来，IAT作为一种有效的内隐测量方法被广泛应用于用户研究中。Roefs和Janssen发现，在直接访谈中，多数用户表示不会考虑购买高脂肪和高热量的食品；但是IAT测验结果显示，用户还是愿意购买高脂肪、高热量食品，因为它们有助于用户缓解日常生活中的压力。Brunel等人测量了消费者对不同种族的广告代言人所代言品牌的态度，IAT测试结果表明，白人偏好由白人代言的广告，黑人偏好由黑人代言的广告，而问卷调查却没有发现这一现象，相反都表现出一种被公众接受的态度。Shi，Wen和Fan通过调查问卷和IAT两种不同方式调查了中国消费者对于不同来源国产品的态度。问卷调查发现，相对国内品牌，注重面子的被试者对日本和美国品牌的产品更有偏爱，而IAT测试结果却没有这样明显的偏爱，结果显示出外显和内隐态度明显的差异。IAT还可对用户行为进行有效预测：Brunel等人发现，在品牌识别和偏好、产品使用等方面，IAT比外显测量更能有效预测行为。Friese，Hoffman和W覿nke在一项有关消费者选择食物购买时的行为研究时发现，相比外显测量，IAT更能有效预测消费者的冲动购买行为。此外，Maison等人认为，即使在不存在刻板印象和态度可达性的情况下，IAT测得的内隐态度对消费者行为的预测效果也比外显测量的结果好。有关IAT的信效度研究结果发现：IAT具有比其他外显测量方法更好的可信度，重测信度平均在0．60左右。此外，相比外显测量方法，IAT也具有更好的效度，能有效避免外显测量所带来的自我掩饰和印象管理等影响。

2眼动测试

眼动测试可客观、实时地反映用户的认知处理过程，并发现主观报告中所不能显示的无意识心理过程，因此也被认为是有效的内隐认知测量方法之一。眼动测试是借助视线跟踪装置记录用户在观察事物时的眼动轨迹，并根据记录的眼动数据来分析用户心理认知活动的过程。眼动设备提供了对于认知加工敏感的、内隐的主要测量指标，主要有：（1）总注视点数（总注视点数越少，意味搜索效率越高）；（2）兴趣区域（AreasofInterest，AOI）的注视点数（在某一个AOI区域，注视点数越多，意味着该区域对用户越重要或越具有吸引力）；（3）注视时长（注视时间越短，表明用户信息加工越有效率、越流畅）；（4）扫描路径长度和时间（扫描路径越短表明搜索效率越高，扫描路径时间越长代表用户的信息加工越复杂）；（5）眼跳数量（眼跳次数越多则意味用户搜索的信息量也就越大）；（6）无意识和有意识注视点数量（无意识注视点一般时间小于240ms，有意识注视点一般时间大于320ms）。由于眼动测试的客观性和实时性，其逐渐被应用于用户研究中。Schmutz等人采用眼动追踪技术研究了列表式和矩阵式两种信息展现方式对用户认知负荷及消费决策的影响，结果表明，列表式的信息呈现方式可让消费者更有效地比较产品；Nielsen采用眼动仪测量了用户在观看网页时的眼动轨迹，发现用户观察网页的眼动模式符合F形态；Rayner等人在一项有关用户浏览印刷品广告的眼动研究中发现，相比图片，用户在文本内容上花费的时间更多，这与传统外显测量得出的“1张图片的效果要大于1000个字符产生的效果”观点相反；Mourant等人通过比较新老驾驶员开车时的眼动数据发现，新驾驶员的注视范围较窄；Dishart等人通过研究熟练驾驶员看前方道路时的眼动信息发现，驾驶员对前方道路的注视次数较少，因而影响驾驶安全；白学军等人通过眼动实验研究了影响用户对新闻网页中广告的关注因素，发现用户的关注度只与网页广告的呈现位置有关而与新闻内容和网页广告的相关性无关。与以往外显测量方法相比，眼动测试的特点有：（1）直接性。眼动注视点可直接反映用户的关注内容，实时反映用户的认知过程，尤其是用户的无意识认知加工。（2）高效性。眼动测试可有效缩短测试时间，减轻数据整理、现象解释的难度，直接发现用户界面设计上的缺陷，能有效提高测试的效率。（3）自然性。可穿戴、非接触式眼动测试设备的出现使眼动测试摆脱了实验室环境的限制，更接近于自然环境。（4）眼动测试能够揭示用户在无意识情况下浏览界面时所采用的认知策略。

3脑电测试

任何心理活动从本质上来说都是由大脑决定的，因而，通过脑生理信号可反映人们内心真实的心理活动，而脑电是其中应用较为广泛的一种。以脑电活动的电位为纵坐标，时间为横坐标，记录下来的电位与时间相互关系的图像即脑电图（Electroencephalograph，EEG）。在心理研究中，用各类刺激和被测试者的行为等为标志，将EEG分割成片段分类叠加，并将这些脑波片段进行平均，即获得平均事件相关电位（Event-relatedPoten-tials，ERP）。脑电信号是一个对神经活动变化敏感的指标，可实时监控外显方法所无法测量的个体的体验和认知加工过程，因而也越来越多被用于各种用户研究中。目前，用户研究领域应用比较多的是EEG的频谱分析和ERP的成分分析法。例如：Ohme等人采用EEG测量方法比较了用户在观看两个不同版本广告时的情绪变化，两个广告唯一不同的地方就是其中一个女演员动作的微小变化（首先用手背抚摸脸颊，然后放回到肚子上，持续1．5s），其他均一样。测试结果发现，虽然用户没有明显地意识到这种区别，但是这个微小动作的变化让用户大脑的α波能量值明显低于另外版本的广告，而且让用户更多地记住了该产品的优点，并在随后的购买中，更多地选择了该产品。Dussault等人在模拟飞行驾驶任务的测试中发现，脑电θ频段的活动随用户心理负荷的增加而增强，而心率测试和其他主观量表却没有显示出明显变化。除了EEG，研究人员也采用ERP来对用户态度进行研究，即使用户想故意隐瞒自己的想法甚至故意谎报自己的真实态度，ERP测试获得的LPP（晚期正电位）成分也不受用户主观意志的影响。LPP波幅也能反映事物的情感内容，比如使人产生强烈情感的事物比中性事物更能产生大振幅的LPP。Davidson在研究中也发现，引起积极态度的事物在大脑左半球有更大的LPP激活，而导致消极态度的事物在大脑右半球有更大的LPP激活。此外，Vecchiato等人采用ERP技术测试了用户对百事可乐广告的记忆效果。结果发现，广告给予用户的记忆效果越好，大脑与记忆相关脑区（主要是颞叶）的GFP面积就越大。总之，脑电可用于对产品和服务进行外显测量所无法开展的精确性评估。与传统的用户研究方法相比，脑电测试能够在毫秒时间内测量认知过程中的脑电信号，从而可了解行为所处的认知阶段。而传统方法更多测量的是行为的结果，其中包含了多个认知加工过程，自然就很难确定行为所对应的认知加工阶段。其次，脑电测试可在被试者没有外在行为反应的情况下实时获取脑电数据，而传统方法依赖被试者的外在行为反应。对于那些主观无法觉察的情绪，虽然被试者无法报告它们之间的差异，但是通过脑电实验可精确地记录所引起的脑电变化，从而揭示出用户的认知加工过程。此外，脑电对测量场所要求比较低，可在自然环境下进行测量。

4功能性磁共振成像

一、对项目化教学的认识

项目化教学需要用已有的知识和技能来完成实际的工作任务，解决实际的工程问题，这“已有的知识和技能”就来自原来的传统的教学模式，其在基础理论教学中有无可替代的优势。项目化教学的同时应结合传统教学模式，让学生既能获得基础知识的储备又能提高动手能力、创新能力，激励学生发现自己特有的天赋和才能。

二、公差与技术测量课程的现状

公差与技术测量课程是高职院校机械类专业的一门重要技术基础课，是连接设计类和工艺类课程的纽带，先修课程有机械制图、机械设计基础等，理论知识和实践技能并重。笔者从自己学生时代学习这门课到现在教这门课的切身体验来说，这门课概念定义多，如互换性定义、公差标准化概念、14种形位公差的释义等；基本术语多，如尺寸基本术语、公差基本术语、配合基本术语、公差原则基本术语等。这些基础知识多且有较大的理解难度，加之高职学生学习主动性不高，学完这部分知识通常满头雾水，不知道何为极限与配合、互换性和公差标准化有什么关系，只知道做题的时候需要查孔或轴的基本偏差表和标准公差表，可具体为什么要查这些国家标准更是不清楚了。另外，还需掌握基本量具量仪的使用，掌握常见形位公差的测量方法、学会处理测量误差，能识读零件图中各种公差代号、符号和标准，能分析滚动轴承、平键连接、螺纹连接等的互换性。由于学生基础部分不扎实和缺乏完善的试验器材，很多学校，包括本科院校对这部分内容都是一带而过，即使有教师认真讲授，学生也难以接收。

三、高职公差与技术测量课程项目化教学设计

针对这门课基础知识多且难、教学硬件不完善，笔者以学院简单的试验器材为载体，从高职学生主动性不高、基础知识不扎实为出发点，综合传统教学和项目化教学，学习其他教师关于项目化教学在《公差与技术测量》中的运用探索，去除一些个人认为知识繁杂，学生易混淆的地方，如文章中把基础知识全部融入项目识读零件图中，看起来项目内容很多很强大，若全部掌握会很有成就感，但学生看到任务书或者学习过程中难免会因多因难而产生厌倦情绪甚至放弃学习，最终适得其反，这部分知识又是本门课的核心部分，不可丢弃。笔者对这门课的教学项目设计看似任务性不是很强，但简单清晰，学生容易接受，在贵州工业职业技术学院数控技术专业学生的学习中反映良好。

（一）课程内容设计

1测绘工程测量中新型测绘技术的应用分析

1.1摄影测量技术

摄影测量技术以一种用来取得信息资料的技术，并且是通过摄影图片得到目标的信息，在科学的不断发展下，现如今的摄影测量技术进入了全新的数字阶段。在公路测量测绘程序工程中，通过对计算机技术，摄影处理技术等相关的技术进行紧密的运用，将室外摄影得到的信息转移到室内做进一步的完善，这样的提升不仅能够让在室外所得的信息进行进一步的精确处理，也提高率测量测绘作业的速度，这种技术特别适用于人口密集的地区，在这类地方进行测量得到的效率比较高，有利于人口居住地的公路建设的发展。在公路测量测绘中摄影测量技术是一种新型技术，它不仅节省了人力资源和财力资源的浪费，对工程成本得到了减少。促进了公路建设的高效率发展。

1.2信息化测绘技术

对于信息化测绘的技术是由我国最为传统的测绘技术转换出来的，这是一个很漫长的转化过程，从传统的测绘技术转化为数字化测量技术，再由数字化测量技术发展到信息化测绘技术，让我国的测绘技术进入一个全新的阶段。我国公路测量测绘技术在进入信息化测绘技术后，公路建设的整体质量效果有很好的提高，促进了国内公路建设的发展，将走向现代建设的战略。从本质上看，信息化测绘技术对公路工程测量有着非常重要的作用。

1.3数字化测绘技术

数字化测绘技术跟各种测绘技术都有联系，摄影测量技术通过数字化测量技术的强化，完善的完成收集资料的功能，而另一方面数字化测量技术是由传统测绘技术演变而来的。该技术是一个具有多功能的系统，它能自动的完成绘图技术，如：将场景数据输入电脑中，就会自动形成最完美的公路设计图，大大的降低了公路测量测绘工程的难度，可以有效的减少成本减少人力资源，通过地理信息、专业数据库给数字化测绘技术打下基础。

1系统构成

本系统通过装置于人体头部、手部和腿部的3个惯性测量模块来获取人体运动姿态数据。其中位于头部的模块用来获取人的转动等基本动作，位于手部的模块用来获取手臂摆动等基本动作，位于腿部的模块用来获取人的跳跃、下蹲等基本动作。该运动测量系统包括陀螺仪、加速度计和磁传感器三种传感器类型的信号，其中陀螺仪测量绕模块三轴的转动角速度，加速度计测量沿模块三轴的直线加速度，磁传感器与加速度计构成电子罗盘来提供初始对准，从而获得运动姿态数据。

2系统硬件电路设计

本系统按照其功能结构可分为：主控单片机、电源模块、传感器模块、MicroSDCard接口等几个部分。其中主控单片机采用意法半导体（ST）公司的STM32F103CBT6，用于处理传感器模块得到的位姿数据以及姿态角解算。本系统技术指标要求工作电压为+5V，理论姿态角检测范围如下：横滚角为（-180°,180°），俯仰角为（-90°,90°），航向角为（-180°,180°），误差在±1°，特率为115200。系统内部采用模拟I2C的通信接口，外部采用串口通信。

3系统主控制程序

完成系统硬件电路后，通过J-Link调试仿真器对系统进行程序设计与调试。本系统所用到的程序是在Keiluvision4平台下编写的，配合J-Link仿真器，完成了整个系统的程序设计。

4测试结果与分析

一、建立与其他专业课程的关联

工程测量是土木工程专业的学科基础课程，在授课阶段应有意识地加强测量学与后续专业课程的内容衔接。如，测量学中场地平整与土方量计算在“土木工程施工”这门课程中也有独立章节进行讲解;建筑场地的施工控制测量在“基坑工程”中也涉及到了相关知识点等。因此，通过建立与其他专业课程的联系，在增强学生学习兴趣的同时也为土木工程专业的后续课程奠定了基础。

二、启发式教学模式

在工程测量的教学中采用启发式教学模式，例如，从为什么经纬仪需要对中、整平来引导学生了解经纬仪的轴线，进而掌握经纬仪的检验和校正方法;引导学生思考为什么水准测量和角度测量实验数据无法闭合，以此来进行误差的分析和判断等。从而使学生能够自觉地、独立地进行思考，融会贯通所掌握的知识和技能，提高思维能力和创新能力。

三、采取开放式实验项目

工程测量是一门实践性很强的学科，因此在课内实验环节将学生分为4人一组，教师给出实验目的，由学生根据所掌握的理论方法设计测量方案，每组上交各组根据实验目的设计的实验名称、所需仪器、实验内容和方法、可能出现的错误和注意事项，并同时提交根据上述内容所测实验数据。在测量实训环节则进一步加强学生的自主能力，仿照工程施工测量，给出施工图纸，由学生编制测设方案并进行实地模拟测设及定线放样。在考核方法上，采取单独考核的方式，每个学生水准测量的仪器操作成绩+角度测量的仪器操作成绩+理论考试成绩为工程测量的成绩。通过实验方法和考核方法的改革，学生的工程测量成绩和操作技能的熟练程度都得到了大幅度的提升。表1是3年来土木工程专业学生的工程测量考核成绩。

四、充分重视专业认识实习和专业实习

1GPS在工程测量中的优点

GPS作为一种优越的定位系统，在汽车导航、物流运输、资源勘探、水利建设、铁路建设、灾后救援等方面都发挥了无比重要的作用。在工程测量中，它相比于其他测量方式更为优越，GPS点标志在测量中也发挥了重要的作用。GPS在测量中所具有的优点分析如下:1)GPS方格网的测量精度指标是点位中误差，更优于相对中误差。2)在大型的工程测量方案中，布设大地控制网时，若采用GPS方法，由于图形的强度系数较高，可以大大提高点位的趋近速度，更有利于网形的优化。3)GPS测设方格网时，构造简单，可以灵活选取点的疏密和边的长短，同时它也解决了点位之间无法通视的困难，还可以保证在外施行测量方案时不受天气影响。4)GPS方格网的误差分布很均匀，能够满足常规测量的规范要求。与此同时，它的点位精度也很高，具有较大的精度储备。5)GPS-RTK相比于其他方法，效率更高，更具有自主性，可以减少劳动力的消耗，流动站也可以由单人完成作业。

2GPS(RTK)系统的构成

GPS(RTK)系统主要由三大部分构成，包括无线电通信系统、流动站以及基准站。其中，流动站包含了流动站控制器、电源、无线电通讯接听系统、GPS天线以及GPS接收机等。基准站涵盖了基准站控制器、为无线电台和GPS接收机提供能量的电源、无线电通讯发射系统、GPS天线以及GPS接收机等。

3GPS(RTK)工程测量遵循的基本原理

用户接收部分、空间卫星部分以及地面监控部分共同构成了完整的GPS系统，各功能间相互区别、相互联系，共同构成了一个统一的整体。就静态GPS测量系统而言，要确保观测效果的实时性，就必须拥有两台或者以上数量的接收机，各接收机接收的数据会存在细微的差别，后期用软件处理的方式能将WGS-84坐标系统的基线向量进行准确显示，在进行坐标转换、平差等工作以后，三维坐标即可求出。最后结果无法在现场即时获取。图1是对RTK实时相对定位原理的简单展示。基准站接收到的卫星信号要及时、准确地传递到流动站，就要依靠无线电通信系统，流动站能及时接收卫星数据，而且基准站传递的卫星数据它也能接收。在初始工作完成以后，流动站能及时将基准站信息传递到控制器，从而对这些载波进行差分处理，最终计算出未知点的具体三维坐标。

4GPS(RTK)配合全站仪的具体施测过程