毕业论文英文翻译

第一篇：毕业论文英文翻译

武汉科技大学本科毕业设计外文翻译

Automatic Statistical Process Control of a CNC Turning Centre Using Tool Offsets and Tool Change

P.R.Gibson and K.Hoang

Department of Mechanical Engineering, University of Wollongong, Australia School of Mechanical and Manufacturing Engineering, University of New South Wales, Australia

数控车削中心刀补及换刀的自动统计过程控制

P.R.Gibson and K.Hoang

澳大利亚伍伦贡大学机械工程系，新威尔士大学机械制造工程学

院 武汉科技大学本科毕业设计外文翻译

该论文涉及了自动统计过程控制（ASPC）在数控车削中刀补和换刀的自动周期测量上的运用。由于当今制造对快速稳定的控制系统的需求，而且为了实现较高的产出率，一个闭环ASPC系统已被采用。我们引入了自动周期测量技术，以全面测量该系统。

关键字： 工艺规划； 数控； 车削 简介

今天，所有制造行业都面临着采用更加经济高效的质量控制系统，以满足客户的需求这一问题。其中一个与检验相关的主要经济性问题是，该费用不会直接增加产品的价格。因此，检验的目标应该是在成本最小化同时保证产品的质量，以满足客户的需求。开环与闭环系统

在近几年的主要发展中，自动产品检测已经从开环系统过渡到闭环系统。在开环控制系统中，操作员需要根据由测量单元得到的结果，采取相应的纠正措施。因此，从数据的的收集分析到纠正，使得系统的延时较长，很显然，这是在快速精确响应及反馈场合所不愿见到的。

闭环控制系统可以将测量数据直接送到处理装置并进行随后的分析，然后自动将合适的纠正信号传送给加工设备。因此，闭环控制系统的速度和精确性较高。闭环控制系统可以通过计算机来进行实时的数据分析，这样就可以快速的对加工过程中的变量作出反应并修正，以防止产品缺陷。过程测量、周期测量和加工后测量

自动测量系统并不是一个新概念，各种类型的自动测量系统已推出多年。到目前为止，自动测量过程采用了三种模式：

1.过程测量。该测量不会中断加工进程。这往往被认为是理想的测量技术，因为没有任何断过程，从而节省了时间，进而减少该产品的总成本。缺点是不适用于恶劣的环境，比如车削中可能存在的大量高速切屑粒，冷却液以及润滑剂。

2.周期测量。该测量伴随着加工周期。与过程测量不同的是，这种测量必须停止加工进程。在数控机床的高运行成本下，测量周期可以与加工周期相同，或者更长。这可能使最终产品成本的大大增加，因为在测量时，昂贵的机床并没有创造价值。

3.加工后测量。该测量位于加工完成之后，通常使用通用检测设备或专用检测设备。缺点是，在检测的同时，加工还在继续。在检测结果出来之前，可能会导致大批量的产品缺陷。因此，这可能是一个昂贵而不理想的检验方法。

理想的情况是采用过程测量，然而由于上述缺点，周期测量也是一个不错的选择，有其突出的优点。在应用这种技术时的主要问题是生产时间的损失。如果在质量可以用有限元准确估算的时候结合SPC（统计过程控制），则可以将时间损失最小化：这样不武汉科技大学本科毕业设计外文翻译

用每次都停机去测量每一个组成单元[1]。

通过采用SPC，可以定期抽样测量，然后统计分析由此产生的数据。换句话说，可以节省大量的生产时间，因为在采样和测量的同时可以监控生产过程，以此来检测产品质量。因此，我们可以在生产时间最大化的同时减少缺陷产品的数量。这将确保一个昂贵的数控车削中心效益的最大化，因此周期测量是更经济的。统计过程控制（SPC）

通过SPC可以推测出生产过程的质量状况，减少了大规模检查的需要。与简单地检测和消除缺陷或质量不合格的产品不同的是，SPC可以监视和控制的影响进程的变量因素，以确保没有缺陷产品。因此，SPC的目的之一是发现存在的相关原因，从而诊断和修正生产过程，以提高生产质量。

通过直接纠正和控制生产过程，SPC可提供一种既能提高质量又具有成本效益的控制手段。质量控制是通过极限化地统计控制以及持续改进工作来实现的。只检查最终产品是不能得到质量结论的，而单靠检查也不能达到提高质量的控制效果。自动检测

总的来说有两种类型的自动检测，即接触式和非接触式[2]。如运用接触式探测器以及光感系统来检测。由于接触式检测直接适用于这项工作，因此下面的讨论会全部集中在这一类型的自动测量。探测器检测

如今，各种能够校准的探测器已可供可供精确检测。探测器的精确性根据任务的类型以及对精确度的要求的不同而不同[3]。

为了实现SPC对数控车削中心的监测目的，接触式探测器已被用于这项工作。这种探测器不需要内置的测量装置，它是基于对自己运动位置的高重复性原则。它的可靠性较高。这种探测器的精度对于数控车床、铣床以及镗床已经足够。数控车床中心的自动过程统计控制

该设备的基本配置包括：

1.Renishaw LP2车床周期测量的探测器系统。车床的工作环境恶劣，为了保证其内部的密封性，其探测器系统要有金属制成的滑行保护层，通常通过油封来增加其可靠性及寿命。探测器的测量部分有一个非常灵敏的的转换器，在接触或碰撞后，会产生并发送信号。图1显示了Renishaw LP2车床的探测器系统。

2.Leadwell LTC-15机床的数控车削中心装备了Fanuc OTA的PLC系统。该车削中武汉科技大学本科毕业设计外文翻译

心有一个刀具转塔，能同时装载八把刀具，完成车外圆，车平面，车槽，钻孔，镗孔，车螺纹（图2）。

3.具备CGA图形处理器的IBM兼容计算机。该电脑用于运行ASPC监控软件。

图1 Renishaw LP2车床探测系统 图2 Fanuc OTA Leadwell LTC-15数控加工中心

首先要将数控车床的探测系统加以整合，像安装切削刀具一样，将探测器安装在数控车床的八把刀具的位置之一。探测器通过电磁感应将能量从机床传到传输模块[4]，这消除了探测器对电池的需要，从而减少了维修费用。

由于转塔的运动是由PLC监控，因此探头的确切位置可由X坐标和Z坐标来确定。当探测器在机床系统的控制下与工件接触时，机器就会运动停止，工件的大小也可以被确定，因为根据PLC中内置的不断提供位置信号的译码器，可以得到转塔的相对轴位置。另外，RS232通讯端口提供了两种机床和电脑的整合方式。首先，探测器收集到的测量数据被传输到电脑中进行统计首先，根据分析得到的必要纠正指令再被传送回机床。在这个阶段，机床、探测器以及电脑相互传送信息。统计程序

统计程序用Turbo Pascal语言编写，用于：

1.识别和分析异变量以及自动初始化需要纠正的步骤。引起异变量产生的特殊原因是由于发生的事件超出正常生产过程的范围之外。这种变化的原因不是正态分布，而是偶尔发生的，其结果也不可预测。该原因只占引起生产过程异常问题的15％，并能够在该进程的位置上被控制。例如，在车削操作中，刀具磨损可能引起直径偏差。在这种情况下，可能通过改换具或刀补来修正。

2.识别和分析常变量。其目的是提供管理信息和建议，以提高生产以及产品或工艺设计的效率。常变量的常见原因（随机或偶然的原因）是其固有的。由此产生的变化结果通常根据其平均值而正太分布，并能被预测的。例如，在车削过程中，产品的尺寸通常根据其平均值而变化，并且其变量是已知的。其制造的尺寸与界限无限接近的概率是极低的。因此，当只有普通变量存在是，生产进程被认为是可控的。这种典型的变量通常构成生产问题的85％，而且被认为是可以通过管理来控制的，例如，通过控制原材料或运用能达到精度要求的设备。武汉科技大学本科毕业设计外文翻译

为了达到上述目标，我们用被称为“自动测量”的子程序来生成所需要的数控代码。这些数控代码的指令用于控制机器的具体操作，它被存储在磁盘一个名为“Automate.Lnc”的文件夹中。该系统要求输入“BatchSize”（在批量生产的情况下）。“GroupSize”和“SampleSize”，以确立一个采样计划（图3）。图4显示了程序产生的抽样案例。生成的数控代码可以下载到数控车床中去，用于自动加工、采样和测量。

另一个重要的数控程序变量是零件的设计尺寸。图5显示了编程所需的零件的的详细参数，该信息被“自动测量”程序用来产生正确的刀具路径。

图3 所需加工信息

图4 生成抽样方案的实例

图5 组件的详细信息

图6 自动数据输入简介

生成的数控程序基本上可分为4个主要部分：

1.启动程序触发每个相应的变量在PLC中的内存地址。

2.加工循环程序选择适当的刀具（包括自动换刀以及在需要时更新刀补），并设置加工零件的预定进给速度和主轴转速。

3.检查循环程序中包含了必要的工件测量指令，并将测得的数据存入PLC中相应的寄存器中。这涉及到Renishaw测量软件中两个被存储程序编号为9014及9015的程序指令。9014号程序包含在测量周期之前将探测器移动到目标位置的定位软件，即在刀武汉科技大学本科毕业设计外文翻译

补之前将探测器移到安全位置。9015号程序包含了测量工件X轴的测量周期。这些子程序都可以很容易的改变用户所需要修改的特定参数。

4.数控程序的最后一部分是可分割的。这里的加工组件被分割为需要的长度，而且警报会通知操作者安装下一个需要加工的工件。将样本数据存储到PLC中

将样本尺寸存储到相应的PLC中的内存位置，必须有相应的数控代码。该指令在“Automate.Lnc”中的数控主程序中。Fanuc OTA PLC有16个偏移存储器，前8个用来存储刀补，剩下的8个用来存储样本尺寸。在每个采样周期结束时，样本的尺寸必须在下一个采样周期之前发送到电脑上。样本数据传输到个人电脑

在每段采样周期结束时，车床将自动停止并通知操作员发送样本数据到统计程序以供分析，该过程是通过程序SendData来完成的。它通过调用另一个程序“AuxlnOut”（用集成语言编写）来打开RS232通讯端口。接着，它读取所有的偏移寄存器，将内容写入存储在磁盘上的“Offsets.Dat“文件中去。

“SendData”程序只提供警报，用以表明新的样本数据已准备好进行分析。所有这一切只需要操作者先按下键盘上“RETURN”键，然后按下数控车床上的“OUTPUT键，（这一点在电脑屏幕上有明确指令）。新的样本数据集将覆盖以前存储在“Offsets.Dat”中的数据。读样本数据

“Offsets.Dat”中的样本数据不能直接用于统计程序，因为它含有大量不相关的信息。另一个“ReformatData”程序可用来提取数据。它将提取的第一个样本数据存储在9号偏移存储器中的X值，然后重复此过程，直到取出最后的样本数据。变量的样本大小可以确定循环次数。

下一步是将所有提取出来的样本数据存储到另一个文件“Sample.Dat”中去，当用户希望自动输入数据时，程序“InputSample”将直接从文件“Sample.Dat”读取，除此之外，从键盘输入的数据也可以被读取。图6显示了自动输入数据的操作指南。控制图诊断

ASPC可以检测以下方面： 1.一点超过警戒限制 2.一点超过运动限制 武汉科技大学本科毕业设计外文翻译

3.一条线段高于或低于平均值 4.一条线段上升或下降 一点超过警戒限制

图10分析绘制了7套样本的X线形图以排列图表。

从X线形图中可以看出，样本2超出了警戒线，排列图表中的样本6表明在该过程中的一个可能的重要变化。（超过警戒线的概率为1/40，平均而言，40个样本中只有一个）。对此，屏幕将显示一条消息，建议操作员立即采取另一个样本。图8显示的是X线形图的信息，图9显示排列图表的信息。

图7 X线形图、排列图表

图8 X线形图警报

从图7中的X线形图中可以看出，样本2之后的下一个样本表明，该程序依然是可控的，而接近警戒线的值只是一个随机事件。如果第二个样本落在警戒线之外，程序很可能会失控（2个连续的概率为1/40事件发生的概率为1/1600，这表明了导致这一程序变化的特殊原因的存在性非常大）。在这种情况下，要求更换刀具或停止进一步进程以处罚权诊断程序。

图9 图列警报

图10 X线形图诊断信息

武汉科技大学本科毕业设计外文翻译 超过运动限制

如果X线形图上的样本值上突然超过运动限制，那么很有可能是刀具破损或出现故障。（如果进程并没有出现问题，那么其发生的概率是1/1000）。对自动操作而言，通过PLC换刀将是很明智的选择。图10显示的是诊断讯息和换刀指令。

当某一点穿过了较低的运动限制时，将很难查找出引起问题的原因。在这种情况下，程序指令将告诉操作员停止进程，并检查机器。

当排列图表上的某一采样点超过运动限制时，表明加工精度（如段对段的变化倾向）降低了。如果同时超出了X线形图运动限制，那么很可能是由于刀具破损，那么接下来就会自动换刀。

但是更应注意的是，X线形图没有超出界限而排列图表超出运动限制的情况。图11显示了排列图表中超出了运动限制的样本值的诊断记录。

图11 ASPC的诊断结果

图12 X线形图的诊断结果 一条线段高于或低于平均值

一条只在平均值一端的采样点线段可能意味着该进程的平均值已经改变。八个连续的样本点落在平均值一侧而程序依然可控的概率大约只有0.004[5]。因此，其平均值很有可能已经改变。

X线形图超出行程的最大平均值而排列图表没有超出范围，那么需要根据过程平均值及精度做一个简单的调整，以使样本点的平均值下降，重新恢复到控制范围之内，该过程主要通过调整刀补来实现。图12显示了X线形图中某一进程超过最大平均值的诊断纪录。

如果排列图表上的某一线段超出行程的最大平均值，而在X线形图上却没有这一趋势，那么很难有自动调整程序。在这种情况下，最好停机做进一步的检查。图13显示了对可能导致这一故障的某些原因的诊断记录。武汉科技大学本科毕业设计外文翻译

如果一条样本点组成的线段位于排列图表的最大平均值之下，说明该进程的精确度以及执行能力都有了提高。如果X线形图显示进程在可控范围之内，那么便可以继续执行，其他进一步的调整将会增加变动的可能性。

图13 诊断记录及建议纠正措施

图14 自动换刀简介 一条线段上升或下降

X线形图上的某一线段持续上升表明该进程存在故障，在这种情况下最好最好通过PLC来换刀（图14）。

X线形图上的某一线段持续下降表明该进程平均值在逐渐降低。在这种情况下，应该停机做全面检查。

再者，如果排列图表上的某一线段持续上升，而X线形图却一切正常时，将很难有相应的执行程序。诊断纪录说明应注意轴承是否磨损，工件是否振幅过大等。

如果排列图表上的某一线段持续下降，说明加工进程得到了改进，在X线形图正常的情况下，加工精度也会有所提高，那么该过程就不用再做任何调整。加工能力

统计程序除了可用于执行上述检测之外，还可用于加工性能分析（性能指标），它能够探测加工不能满足设计规格的情况。改变性能指标里的任一参数都可以用来提高加工能力。统计程序本身也可以通过提供改变设计或改变流程的管理信息，来是性能最优化。文件处理

所有从日常生产中获得的样本数据都可以存储到磁盘上，这些数据使管理或是改进人员能够深入调查那些可能导致只能用管理措施解决的流程问题的案例（如选择供应商确保原材料相同）。武汉科技大学本科毕业设计外文翻译 自动纠正措施

ASPC提供了两种类型的自动纠正措施：

1.修改刀补。“ModifyOffsets”程序用于计算刀补的调整量，以及调整刀补所需的数控代码。

2.换刀。当需要换刀时，Pascal程序将调用“ToolChange”。该程序首先检查是否目前所有的刀具都在使用中。该信息被存储在“ToolNumber”程序中。在该程序中，道具编号是用来追踪正在使用中的刀具数量。

在获得这些信息之后，“ToolChange”生成用来根据上述数字顺序换刀的数控代码。这些数控代码被存储在磁盘里的“Tool.Lnc”文件中。由此，操作者只需要按照诊断记录给出的操作说明下载文件“TooI.Lnc”即可。另一个Pascal程序“ToolActions”用来打开通讯端口，并发送“Tool.Lnc”中的内容到PLC中第550号程序中去。

上述所有的自动纠正措施都主要是针对局部作用这一类型，适用于控制图表上的特定行为，根据以上介绍，SPC的作用远不限于此。除了在过程控制中起探测和警报的作用外，SPC还可以被管理人员用来调查所有的质量动态以及那些在日常生成中不明显的缺陷案例的历史数据。局部作用通常被认为只占有关进程问题的15％，剩下的85%在于管理问题。因此，SPC作为管理人员（或改进小组）的一个工具在持续改进流程方面的作用是不容忽视的。发展前景

为了实现真正的实时闭环ASPC控制系统，不能有人工参与电脑和PLC之间的信息传递。为此，必须调整及更新PLC，以使PLC在自动传递数据时完全不借助人力。

为了使车削过程进一步自动化，可以在系统中进一步自动化车削加工增加自动喂料装置。通过该装置，下一个需要加工的工件将被自动放置到机床上去而不需要人工操作。该方案类似于无人生产线的概念。

目前的统计程序将会被扩展，包括记录在整个制造过程中的各种情况，由此，管理人员可以更好的处理车间中遇到的各种流程问题。广泛应用

在现阶段，该统计程序仅用在控制关键部分，在实际的制造过程中，往往不只一方面需要评测。因此，扩展该软件以控制所有质量特性具有非常大的前景。

随着必要的硬件和软件的面世，整个柔性制造系统中的所有机器都可以由统计程序自动控制。

目前的装置只使用一个探测头，当需要检测更复杂的轮廓（如螺纹部分）时，必须运用不同的探测系统。武汉科技大学本科毕业设计外文翻译

过程测量与闭环控制一起组成了一个很好的质量测量控制体系，然而，进一步发展的过程中周期测量将会被过程测量来取代。随着低成本光感系统的发展，车削加工的过程测量将得以实现，同时进行实时控制并消除生产时间浪费（如在周期测量的情况下）这一问题。效率以及盈利能力也将得到进一步地改善和提高。

最近的发展趋势是将人工智能用于统计过程控制，用专家系统来辅助SPC是一个新概念，与适用于大部分的制造流程的通用SPC软件[6]不同的是，增加专家系统的SPC能够用于特定的生产流程。人工智能（AI）

将AI植入SPC有以下两种方法：

1.自学 2.专家知识

在自学的过程中，系统动态地收集数据，并尝试在所需的变量之间建立相互关系，这些数据包括控制变量、尺寸以及相对应的结果，然后运用非线性回归和贝叶斯方法构建统计模型。在收到足够的数据之后，该模型将变得足够智能，并可以学习输入和输出变量之间的相互关系。那些输出变量可以被看作为目标，该模型可以通过设定控制变量以得到要求的输出结果。

第二种方法是将特定流程的相关知识及其控制机制传输到基于规则的结构中去，比如设定和调整平均数、变化幅度等数学专业知识也包含在内。该系统不仅可以给出样本范围、刀具磨损等方面的建议，还能提供所有与刀具寿命、不同工艺的能力相关的信息数据库。

为了调整SPC以适应该程序，特定流程中的信息将会被嵌入基于规则的专家系统。例如，它可以告诉操作员，什么时候需要检测下一个样本，以及在生产流程中需要检测其变化量的最小工件数。

该专家系统的主要特点是能够提供生产流程的历史纪录，以及不断更新的数据库[7]。通过含有刀具寿命和刀具磨损模板的历史记录的数据库，生产工艺将得以优化。

将专家系统植入到SPC中之后，可以自动纠正那些由常见原因引起的加工问题如果采用这种系统，管理人员将得到极大的帮助。（常见原因占进程变动问题的85%。）因此，该系统将加强缺陷预防以及不断改善的观念，综合生产力也将得到进一步的提高。结论

统计过程控制为保证缺陷预防而不是缺陷探测提供了一种经济有效的质量体系，同时也在不断地改进生产工艺。微型电脑的普及，也使得SPC的计算机化成为了可能，与此同时，数据分析的速度及精度也将大大提高。

由于高产数控机床可能会造成大量的废钢，急需一个能够快速响应并反馈的质量控武汉科技大学本科毕业设计外文翻译

制系统。这种需求促进了使用自动统计程序以及Renishaw探测器的SPC系统在数控机床上的运用。

随着ASPC的软件和硬件的进一步发展，并被嵌入专家系统，智能闭环控将成为可能。假以时日，ASPC也将被运用到多种质量特性以及柔性制造及探测系统中去，而目前的周期测量系统最终将会被能为ASPC提供实时控制的光感系统所取代。

致谢

在此感谢新威尔士大学工程学院、B.E.Milton教授、机械制造工程学院的领导的对该研究项目赞助支持，并提供设备，以及Mr Y.C.K.Yee、Mr A.Harris 和Mr R.Montgomery 的协助。

第二篇：毕业论文英文翻译

湖北汽车工业学院科技学院

毕 业 设 计（论文）参考文献译文

译文内容译文出处

系 别：专 业：班 级：学生姓名：学 号：指导教师：

无线短消息服务的用户接受：解构感知价值 【作 者】Ofir Turela;Alexander Serenkob and

Nick Bontisa

【刊 名】Information and Management 【出版日期】2007 【卷 号】Vol.44 【期 号】NO.1

经济管理学院 工商管理（汽车市场营销）

K1253-3 黄登宇 20129530310 李建忠

毕业设计（论文）参考文献译文

题 目

Information & Management 44(2007)63–73。

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外文参考文献2.An examination of the effects of perceived value and attitude on customers’ behavioral intentions in e-shopping 在网上购物的感知价值和态度对顾客行为意向的影响检查 外文参考文献3.Applying the Technology Acceptance Model and Flow Theory to Online Consumer Behavior 将技术接受模型和流程理论应用于在线消费行为 外文参考4.Exploring the effects of perceived values, free bus transfer, and penalties on intermodal metro–bus transfer users' intention 探索感知价值的影响，免费公交换乘，并处罚–联运地铁公交换乘用户意图 毕业设计（论文）参考文献译文

外文参考5.Perceived values and prospective users’ acceptance of prospective technology: The case of a career eportfolio system 感知价值和潜在用户的前瞻性技术接受：一个职业生涯的电子档案袋系统的案例 毕业设计（论文）参考文献译文

译 文 要 求

1、外文翻译一律采用计算机录入，用A4纸打印输出。

2、译文内容必须与课题(或专业内容)相联系，并需注明详细出处。

3、外文翻译3000-5000汉字,要求见《毕业设计(论文)指导工作条例》；外文参考资料阅读量至少3篇以上。

4、译文应在毕业设计前八周内完成，并附上英文原件一起装订。

(本页作为封底)

导师评语(应根据学校“译文要求”,对学生译文翻译的准确性、翻译数量以及译文的文字表述情况等作具体的评价。)

导师签名：

年 月 日

第三篇：毕业论文英文翻译

水产养殖对环境造成的影响及中国对水产养殖污染的对策

摘要

目标、范围和背景。水产养殖活动是广为人知的增加水中有机废物和有毒化合物的主要因素。随着水产养殖业在中国的密集的发展,已激起了关于不断增加的水产养殖废弃物对生产力都在水产养殖系统和水生生态环境可能造成的影响。因此,很明显,适当的废物处理流程是必须维持水产养殖业的发展。本文旨在识别当前状态的水产养殖和水产养殖废弃物在中国生产。

主要特点。中国是世界上最大的渔业国家以总海产品产量,这一地位一直保持了1990年以来。淡水农业的主要部分我国渔业行业。海洋水产养殖在中国既包含了陆地和海上水产养殖的,后者主要操作在浅海、淤泥和保护海湾。水产养殖业对环境的影响也同样引人注目。结果。案例研究造成污染热点已经被介绍。水产养殖质量和数量的废物从水产养殖主要取决于文化系统的特点和选择的物种,但也在饲料质量和管理。废水没有治疗,如果不断排入水体环境,可能导致显著的海拔的总有机质含量和造成巨大的经济损失。废水的处理主要可分为三个类别:物理、化学和生物学方法。

讨论。对环境的影响不同的水产养殖物种是不一样的。新的废物处理治疗还介绍了参考了中国的发展潜力的废物处理系统。最合适的废物处理系统为每个站点选择应根据网站的条件和经济状况以及通过把握各系统的优缺点。策略和视角提出了可持续水产养殖业的发展,强调环境保护。

结论。负面效应的废物从水产养殖对水生环境越来越得到认可,尽管他们只是一个小比例陆基污染物。适当地计划利用水产养殖废弃物污染问题以及有利于缓解水资源不仅节约宝贵的水资源也利用在废水的营养成分。它要求很高,发展可持续水产养殖使动物密度和污染环境容量下加载。

建议和观点。传统的水产养殖废弃物的处理程序，主要是基于物理和化学方法，应该克服的更多的特定方法,考虑了特征和抵抗力的水生环境。进一步的研究需要改进或优化当前方法的废水处理方法和重用。提出了新的处理技术进行了可行性评价应在实际应用的规模。关键词:水产养殖;水产养殖污染;水产养殖废弃物;中国;对策;环境污染

介绍

水产养殖是一个一直快速增长的行业，因为整个世界对鱼和海鲜的需求的增加。它是增长速度超过任何其他部分动物的文化产业。中国有悠久的水产养殖历史,追溯到2000年前。自20世纪70年代以来，在改革政策和所推动的经济效益,迅速发展的中国的水产养殖无论是在淡水水体和海域一直是世界的关注的焦点。中国现在是世界上最大的渔业国家以总海产品产量,这一地位保持了持续1990年代之后。根据渔政处、中国农业部(MOA)，总生产总量2005吨,占世界总量的四分之一(自然统计局年的中国)。水产养殖导致渔业总产量的65%,其中淡水、海水养殖的一个重要部分。毫无疑问，中国的水产养殖将继续发挥重要作用在全球鱼类资源的未来。然而,随着发展,关注的是诱发的潜在影响,不断增加的水产养殖废弃物导致生产力、水产养殖系统和水生生态环境的恶化。但它仍是自相矛盾的是依赖于供应清洁的水域。传统的农业系统主导水产养殖生产在许多地区,但这些是现在慢慢被密集面向西方技术。快速增长的强化海水养殖规模系统常常可以导致对环境的负面影响。密集的鱼和虾的农业，被定义为基础的系统吞吐量,是一个连续或脉冲释放的营养补充富营养化。氮化物视为在水产养殖废水的主要污染物。氨是主要的含氮废料生产的水生动物。过去，过时的技术和不完整的安排垃圾管理系统在水产养殖大大促进了水产养殖环境的恶化。Ackefors & Enell(1994年)估计9.5公斤P和78公斤N /吨鱼被释放到水中,每年饲料中的主要成分是0.9%p，7.2% N时，饲料的转化系数是1.5。饲料中大约72%的 N和70%的P不被鱼吸收。在提高饲料成分、消化、和饲料转化效率近年来，释放或许是现在减少到7.0公斤P和49.3公斤N每年每吨鱼。水产养殖污染事故发生在1999年和2000年的数量万吨2067,导致经济损失1.32亿美元。旨在解决日益恶化的环境问题所提出的水产养殖废弃物,中国政府应该采取一系列的规定和控制措施。水产养殖系统将垃圾处理和污水重用设施在迅速发展,因为它们的优点是最少量的水输入和污水排放的同时允许完全控制文化环境。这个形式的水产养殖废物处理系统可能不同,但一般可分为三类:物理治疗、化学法和生物法。许多研究已经开展检查不同处理系统水产养殖废弃物的处理效率。然而,每次处理的缺点也是显而易见的,比如过度的污泥生产、不稳定的性能、硝酸盐积累。因此,研究新的方法养殖废水处理正在进行中。本综述的目的是为了研究水产养殖在中国的现状,分析水产养殖浪费和评估常见废弃物的处理方法应用于中国的水产养殖。

1主要内容

1.1中国的水产养殖

1.2水产养殖对环境的影响

1.2.1水产养殖废弃物

质量和数量的废物从水产养殖主要取决于文化系统的特点和选择的物种,但也在饲料质量和管理。从密集的水产养殖系统，主要废物是固体废物、化学品和疗法。释放细菌、病菌和养殖物种逃犯还应该包括作为废物组件。固体废物,或称为颗粒有机物,通常由粪便或未吃的食物。一个建立在系统的固体废弃物应该预防,因为它会导致氧元素的损耗和氨中毒。有机废物中存在的三种主要形态再循环系统:沉积的固体颗粒定居在内胆底部;悬浮性的固体颗粒悬浮在水中，而不会溶于水;精细和溶解的固体浮在水中,而会导致有害刺激和损害鱼的健康。从水生动物排出的尿和粪便会导致高含量的氨氮和增加生化需氧量(生化需氧量)。氨是主要的含氮废物。亚硝酸盐是一种天然的硝化过程的中间产品。硝态氮离子(NO3)是最氧化氮的形式在自然和相对无毒到鱼。然而，当硝酸盐含量变得过度和其它必需的营养因素存在,富营养化和相关的海藻可以成为一个严重的环境问题。广泛的化学物质用于水产养殖行业,包括化合物应用于建筑材料、颜料纳入提要、消毒剂和化学治疗剂。抗菌素给予饮食和大多数人最终在环境相关的东西和粪便的食物。许多研究报告增加阻力,甚至多个电阻病原体的结果是广泛使用的抗菌剂的水产养殖。滥用化学物质也能杀死有效微生物可能占一个平衡的生态系统的水。人们普遍认为,带有某种特殊病原体的物种可能会扩散并摧毁当地的野生种群。Penczaket(1982)估计，大约5%的笼子里的虹鳟鱼每年逃了出来。令人担心的是野生动物成为建立和减少生物多样性通过生活环境的改变,竞争,或者与本地种群的杂交。

1.2.3水产养殖废水造成污染

如果不断污水排放没有治理,其中包含高浓度氮、磷的营养物质，可能会导致一个非常慢性总有机质含量的提高,特别是在管理不善或很差的网站定位。因此,一系列的负面生态影响可能发生:(1)所造成的严重缺氧状态分解的有机物质。(2)富营养化水藻或者造成累积的有机营养,如氮和磷,从而促进高生物质浅表水。除了增加了浮游植物产量、富营养化会导致许多其他效果可能更加敏感和相关指标的变化如:能量和营养的通量,远洋和底栖生物和社区的结构,鱼类,沉积、养分循环和氧气耗竭。(3)水恶化将导致低效率(4)疾病可能爆发。除了这个废水的处理不足严重后果对人类健康、环境和经济发展。其污染的水供应增加了感染疾病的风险和恶化的地下水和其他当地的生态系统,例如洪水。

2结果

2.1中国淡水、海水养殖的案例研究

太湖是中国第三大淡水湖,太湖总水面积2338平方公里。水产养殖业的主要形式是pen-fish-culture太湖。水产养殖一直仅限于东太湖、一个主要是大型植物的湾湖的东南部面积131平方公里,其中2833 hm2用于水产养殖。在这一区域,估计环境负荷的氮和磷的生产1吨鱼分别是141公斤，14公斤。在pen-fish-culture领域,增加营养加载导致快速浮游植物,浮游动物,和细菌的生长。在一年的养鱼,浮游植物的丰富了三次高于无植物地区,和异养细菌大量增加3到4倍。总有机碳、总氮、总氮有机表层沉积物中增加了141、87.5和86%,经过两年的鱼培养。最近,鱼培养已经取代了更有利可图的淡水蟹培育，这将增加在投入的饲料,而进一步增加有机材料残余的饲料。从1984年到1993年,鱼和蟹养殖在东太湖总计分别为11165吨和109吨。氮和磷的加载到这个湖是1634吨和166吨。无水产养殖地区相比,NH4 +n、磷和鳕鱼与1983年相比分别增加为55% 180%、43%和91%。水质的变化在东太湖水产养殖在1990年代的影响提出了表2。水产养殖在东太湖增加养分的含量在水和沉积物,加速开发富营养化和沼泽。

2.4废物处理方法

物理方法,旨在去除悬浮物获得并减少BOD和化学需氧量(COD)的人,是最广泛应用于水产养殖在中国的废物处理。它们包括沉降、机械过滤,和砂滤。这些类型的方法通常是简单和廉价。然而,他们属于水质预处理和主要处理,其中只有温和的影响可溶有机质除去诸如N和p.由挪威Hydrotechnical实验室进行了广泛的测试期间处理效率的一个60-mm孔径鼓屏幕差异很大范围内SS(6786%)和TN(4366 L / h。蒸馏生产线性增加风速。大约7097%的氮肥浪费出现在罗非鱼废水。平均回收率膜用于这个系统是约-57.5%-39.2。生产的成本约为1立方米的淡水从水产养殖废水是4.00美元。尽管生产水使用风力驱动RO系统似乎过于昂贵,在目前情况下,该工艺具有伟大的承诺一旦系统规模可以升级。

4结论

中国的水产养殖将继续发挥全球鱼类资源的重要作用。负面效应的废物从水产养殖对水

生环境越来越得到认可,尽管他们只是一个小比例陆基污染物。适当地计划利用水产养殖废弃物污染问题以及有利于缓解水资源不仅节约宝贵的水资源也利用在废水的营养成分。它要求很高,发展可持续水产养殖使动物密度和污染环境下的负载能力。

5建议和观点

这种治理水产养殖废水的方法和在中国仍处于初步阶段，没有定量的计算数据。此外，检测系统不足的水生环境和废水排放标准的水产养殖促进环境造成直接的废物排放。因此,有必要适当的政策和实践管理系统调节水产养殖废弃物被采纳。不同阶段的废物管理在水产养殖应该是一体的，所以总体水平的污染物的去除和重用进行优化。这样的阶段将包括饲料质量操纵，喂养管理、浪费预处理、主要分离,污泥稳定化和处置。它可能会更有效的和有益的结合了两种方法在未来更多。传统的水产养殖废弃物的处理程序,主要基于物理和化学方法,应该克服的更多的特定方法，考虑了特征和抵抗力的水生环境。进一步的研究需要改进或优化的当前方法污水处理和重用。拟议的新治疗技术应该评估其可行性在实际应用的规模。

第四篇：毕业论文附录英文翻译

附录

SLAC-PUB-3620 April 1985(A)APPLICATION OF GPS IN A HIGH PRECISION ENGINEERING SURVEY NET WORK

ROBERT RULAND, ALFRED LEICK ABSTRACT.A GPS satellite survey was carried out with the Macrometer to sup-port construction at the Stanford Linear Accelerator Center(SLAC).The networkconsists of 16 stations of which 9 stations were part of the Macrometer network.The horizontal and vertical accuracy of the GPS survey is estimated to be l-2 m m and2-3 m m respectively.The horizontal accuracy of the terrestrial survey,consisting of angles and distances,equals that of the GPS survey only in the“loop”portion ofthe network.All stations are part of a precise level network.The ellipsoidal heightsobtained from the GPS survey and the orthometric heights of the level network are used to compute geoid undulations.A geoid profile along the linac was computed by the National Geodetic Survey in 1963.This profile agreed with the observed geoid within the standard deviation of the GPS survey.Angles and distances were adjusted together(TERRA),and all terrestrial observations were combined with the GPS vector observations in a combination adjustment(COMB).A comparison of C O M B and TERRA revealed systematic errors in the terrestrial solution.A scale factor of 1.5 ppm f.8 ppm was estimated.This value is of the same magnitude as the over-all horizontal accuracy of both networks.INTRODUCTION At the Stanford Linear Accelerator Center a new project is under construction,the Stanford Linear Collider(SLC).The shape of the completed SLC will be like a tennis racket with the handle being the existing linac and the curved parts being the new North and South collider arcs.The diameter formed by the loop will be about 1 km.To position the approximately 1000 magnets in the arc tunnels,a network of nearby reference marks is necessary(Pietryka 1985).An error analysis has shown that a tunnel traverse cannot supply reference points with the required accuracy.Therefore,a control.network with vertical-penetrations will support the tunnel traverses.-The required absolute positional accuracy of a control point is f 2 m m(Friedsam-1984).This two-dimensional surface net must be oriented to the same datum as defined by the design coordinate system.This design coordinate system is used to express the theoretical positions of all beam guiding elements.Since this coordinate system defines the direction of the existing two mile long linear accelerator(linac)as its Z-axis,the SLC coordinate system must integrate points along the linac in order to pick up its direction.Therefore,three linac stations have been added to the SLC net.Figure 1 shows the resulting network configuration.The disadvantageous configuration is obvious,especially since there is no intervisibility between linac stations 1,10 and 19 to stations other than to 42 and 20.To improve this configuration,one would have to add stations northerly and southerly of the linac.However,due to local topography,doing that would have tripled the survey costs.This was the situation when it was decided to try GPS technology,although it was at that time not yet proven that the required 2 m m standard deviation positional accuracy could be obtained.SURVEY DESIGN The horizontal control network consists of 16 stations,12 in the„loop‟,and 4 along the linac.Because of financial considerations,not all 16 stations have been included in the GPS survey.Only the 4 linac and 5„loop‟stations were occupied by the GPS survey.The intent was to determine the coordinates of the loop stations,including station 42,by conventional means,i.e.triangulation and trilateration,followed by an inner constraint adjustment.Then the GPS information would be used to orient the net to the direction of the linac(Ruland 1985).Conventional Horizontal Net All monuments are equipped with forced centering systems and built either as massive concretears or steel frame towers,both with independant observation platforms.The observation schedule consists of directions and distances with standard deviations of 0.3 mgon and 2 mm,respectively.Conventional Vertical Net All 16 stations are part of a high precision level network.To minimize errors and simplify repeated leveling,both benchmarks and turning points are permanently monumented.Doublerunning the entire net requires about 700 setups.The standard deviation for a 1 km double-run line is 0.3 mm.GPS Survey

The GPS survey,which utilized the five available satellites,was carried out in August 1984 by Geo-Hydro Inc.The whole observation window was used for each station.In general three Macrometers were put to use.Linac Laser Alignment System

For the frequent realignment of the linear accelerator,the linac laser alignment system was designed and installed.This system is capable of determining positions perpendicular to the axis of the linac(X and Y)to better than f.l m m over the total length of 3050 m.To do so,a straight line is defined between a point source of light and a detector.At each of the 274 support points,a target is supported on a remotely actuated hinge.To check the alignment at a desired point,the target at that point is inserted into the lightbeam by actuating the hinge mechanism.The target is actually a rectangular Fresnel lens with the correct focal length so that an image of the light source is formed on the plane of the detector.This image is then scanned by the detector in both the vertical and the horizontal directions to determine the displacement of the target from the predetermined line.The targets are mounted in a 60 cm diameter aluminum pipe which is the basic support girder for the accelerator.The support girder is evacuated to about 10/.Lof Hg to prevent air refraction effects from distorting or deflecting the alignment image(Hermannsfeldt 1965).Using this system it was possible to determine the X-coordinates of the four linac stations,independant of terrestrial or GPS survey techniques,to better than ±0.l mm.ANALYSIS OF LEVELING DATA

To check for blunders,the L-l norm adjustment technique was applied(FUCHS 1983).Several blunders have been identified and cleared.A L-2 norm adjustment was then carried out with CATGPS(Collins 1985)in a minimally constrained fashion by fixing the height of station 41 to its published value of 64.259m.The choice of this particular station as well as the specific numerical value is,of course arbitrary for the purpose of the adjustment.CATGPS is suitable for adjusting leveling data if the latitudes and longitudes of the stations are fixed.The results of the level adjustment are summarized in Table 1(Column Level).ANALYSIS OF GPS DATA

All GPS vectors and their respective(3x3)covariance matrices as received from Geo-Hydro were subjected to an inner constraint least squares solution for the purpose of blunder detection and to get an unconstraint estimate of the obtained accuracy.Table 1 Summary of Adjustment Results

Inner Constraint GPS Solution

Applying data

snooping(Baarda

1976)on

the

residuals

the

vector observation(39-42)was suspected-of containing a blunder of about 1.3 cm.A recomputation was carried out at GeoHydro and,indeed,the time bias was not fixed in the original computation.Fixing the time biasin the case of short vectors is the standard procedure in Macrometer vector computation.The components of the recomputed vector agreed within 2 m m with the adjusted values of the original network solution.Upon implementing the corrected observations the residuals did not suggest the existence of other blunders.The inner constraint solution was carried out with MAC(Leick 1984);the results are documented in Table 1,Table 2,and Fig.2.The quality and homogeneity of the GPS network is well documented by the tables and the figure.The standard deviations for the horizontal positions are between 1 and 2 m m and for the vertical positions between 2 and 3 mm respectively.If one computes the standard deviations and the adjusted length for all observed vectors and their ratios,then the average ratio is 1:690000.This value yields another characterization of the horizontal accuracy achieved in this GPS survey.Minimum Constraint GPS Solution This solution defines the reference datum.The most simple set of minimal constraints are i imposed by fixing one station to account for the translatory component of the GPS polyhedron.The rotation and the scale are inherent in the Macrometer vector measurement and processing technique.The published geodetic latitude and longitude(NAD 1927)are adopted for station 41.The ellipsodial height for this station is equated to its orthometric height given above.Thus_the defined ellipsoid differs only slightly from the classical definition of a local reference ellipsoid(At the initial point the geodetic latitude and longitude equal astronomical latitude and longitude respectively;one geodetic and one astronomical azimuth are equated,and the ellipsodial height is taken as zero.)This classical definition makes the ellipsoid tangent to the equipotential surface at the initial point.Since the choice of the numerical values for station 41 are totally immaterial as far as the adjustment of GPS vectors is concerned,the classical definition of the local reference ellipsoid could have been used as well.The deflections of the vertical happen to be known in his adequate for this project as long as the correction of the measured horizontal angles due to deflections of the vertical are negligible since no attempt is made to apply these corrections.Table 2 Standard Deviations of GPS Solution

Figure 2 Error Ellipses from GPS Inner Constraint Solution

SHAPE OF THE GEOID The shape of the geoid in the area of the survey follows readily from a comparison of the ellipsoidal and orthometric heights according to

H=h-N

Figure3 shows the geoidal profile along the linear accelerator.The figure shows an unexpected dip of the-observed geoid at station 20.It so happens that this station required an observation tower of 20 m for the terrestrial measurements and that the height above the ground monument was measured trigonometrically.Assuming that the geoid follows the dashed line one can deduce an error in the height of the tower platform of about 8mm.In the context of an earlier survey for the construction of the linear accelerator the Coast and Geodetic Survey computed a geoid profile between stations 1 and 42.The report(Rice 1966)lists the components of the deflection of the vertical for stations 1 and 42,and for a non-existing station halfway between stations 10 and 19.From these values the Coast and Ge9detic Survey computed a function for the undulation.All linear values are in feet.The variable z is measured from station 1.It is stated in the report that this function gives undulations with an accuracy estimate of better than 0.001 ft.No procedure is given as to how this accuracy estimate was obtained.The undulation curve,derived from the following function,is shown in Fig.3.:

610214310(x)11.4331*10(x)6.0629*10(x)N =11.102*

The.deviation between this curve and the observed geoid just barely exceeds,at station 10,the standard deviation for the Macrometer determined height difference from 1 to 10,and is within the standard deviation at stations 19 and 42.Figure 3 Geoid Profile Incidentally,the over-all slope of the observed geoid is a consequence of adopting geodetic rather than astronomic positions as minimal constraints at station 41.The east-west component of the deflection of the vertical at station 42 is 1.84 arcsec which accounts for 27 m m of the 22 mm geoidal slope between stations 1 and 42.Figure 4 Geoid Undulation Contours Figure 4 shows an attempt to draw contours of equal geoid heights.The small number of G P S stat&rs and their area1 distribution effects the accuracy of the contours.ANALYSIS OF THE TERRES TRIAL OBSERVATIONS The triangulation and trilateration data were also checked for blunders applying the L-l norm technique(Fuchs 1980).The terrestial observations are then adjusted using the S-dimensional model of CATGPS.The reference ellipsoid is the one defined above for the minimal constraint G P S vector solution,i.e.the same numerical values for station 41 are held fixed.The orientation in azimuth is achieved by holding the latitude of station 35 fixed to the numerical value computed for the minimal constraint GPS solution.The height of station 41 is constrained to the GPS solution as well.A consequence of this definition is that the terrestrial system(U)and the satellite system(S)coincide.Since the triangulation and trilateration observations do not contain much information in the third dimension,the ellipsoidal heights of the remaining stations are introduced as observed parameters.The heights are shown in Table 3.Table 3 Orthometric Height H and Ellipsidal Height H The elliposidal heights for the GPS stations follow immediately from the&iinrmal c&straint GPS vector adjustment,whereas the ellipsoidal heights of the remaining points are computed from the orthometric heights and the interpolated geoid undulations.The standard deviations for the latter set of heights are derived from a guess for the accuracy of the geoid interpolations.In order to investigate the relative weighting of theles and the distances,two separate adjustments are ried out with CATGPS,each having only one type observation.The result is shown in Table 1.The le for the angle adjustment is provided by fixing the gitude of station 35.The stations 1,10,and 19 are luded from these adjustments because of the weak of that part of the network.In the next step angles and distances are combined in a common ustment which excludes(TERRA A)and includes(TERRA B)th e 1m‟at stations 1,10,and 19 respectively

COMBINED ADJUSTMENT CATGPS is finally used to adjust the terrestrial observations and the GPS vectors together.The minimal constraints are implemented by assigning to the latitude and longitude of station 41,to the latitude of station 35,and to the ellipsoidal heights of stations 1,33,and 39 the minimum constraint GPS results as constants.In this way the GPS vector observations will determine the heights of all stations,i.e.the leveled orthometric heights do not enter this adjustment at all.Table 1 shows that the estimated rotation parameters differ only insignificantly from zero.Their theoretical value is zero because of the specific choice of the numerical values of the coordinates held fixed.A different selection for the fixed coordinate values at station 41,e.g.astronomical positions,would have resulted in estimated rotation parameters significantly different from zero.The estimated scale factor is 1.5 ppm which is about twice its estimated standard deviation.INTERPRETATION Table 1 shows the a-posteriori variances of unit weight for all adjustments.It is seen that these values for the adjustments GPS,ANGLES,and DIST are all slightly above one,but are acceptable at a significance level of.05.Since the three variances of unit weight(1.13,1.11.1.17)are of nearly the same size,one could scale the variance of the GPS vectors,the angles,and the distances by a common scale.This would formally reduce the a-posteriori variances for TERRA(A),TERRA(B),and COMB,but would not change the outcome..of the adjustments.There appears to be no need to scale the variance for the GPS vector observation,the terrestrial angles and distances by separate(different)factors.Table 4 Compilation of Adjustment Results Table 4 shows the adjusted coordinates for the GPS vector adjustment,the combined angle and distance adjustment TERRA(B),and the combination solution COMB.The column“COMB-TERRA”shows for each coordinate the discrepancies in milhmeters between the cornbinedmsolution and the terrestrial solution.The comparison is permissable since solutions in the same terrestrial system(U)are compared.There is a large discrepancy in latitude at station1.However,this discrepancy can be readily explained by a weakness of the terrestrial solution TERRA.The lateral position(with respect to the linac)is only determined by the angles(33-20-1)and(20-N-l).Note that the separation of stations 20-l and 10-l is 3500m and 2500m respectively.The discrepancies COMB-TERRA(B)are shown in Fig.5.There appears to be a systematic effect along the linac in the ter-I I Irestrial observations.The deviation definitely exceeds what can be expected from the formal standard deviations of the terrestrial solution TERRA(B).Several partial solutions were carried out and the residuals were inspected in all cases.No evidence could be found for the existance of blunders in the data.If one excludes the stations 1,10,and 19,then the combination solution and terrestrial solution agree within 1 mm.A verification of whether either the GPS or the terrestrial observations along the linac are systematically debased could finally be obtained through utilizing the linac laser alignment system.A comparison of the X-coordinates of the linac stations from the TERRA and COMB solution with those determined using the linac alignment system was done by means of a seven parameter transformation after the ellipsoidal coordinates had been converted into Cartesian coordinates.The results are shown in table 5.Looking at the(LINAC-COMB)CO~UIIUI,the values of the differences are insignificant with respect to the standard deviations of the COMB-solution.In other words,the COMB-solution reflects the correct geometry of the linac;whereas the significant differences in the(LINAC-TERRA)column indicate that the geometry of the stations in the systems is not congruent.The column GPS-COMB shows only small discrepancies.The latitudinal differences are all smaller than 2 mm.The discrepancies in the east-west direction are somewhat larger.A proper interpretation of these discrepancies requires that one distinguish between the two coordinate systems involved.The combination solution C O M B(as well as TERRA)refers to the terrestrial coordinate system(U).B ecause of the specific choice of the coordinates of the fixed station 41 and the futed latitude of station 10,the terrestial coordinate system(U)and the satellite system(S)are parallel.This is confirmed by the estimates of the rotation angles listed in Table 1.However,the same table lists a scale of±l.5 ppm.Going back to the definition of these transformation parameters it is seen that a positive scale estimate implies that the polyhedron determined by GPS observations(satellite system)is bigger than the one determined from the terrestrial observations.This is readily confirmed by comparing the longitudes of stations 1,41,and 35 for the GPS and the C O M B solutions in Table 4.The scale factor is,of course,also present in the latitudinal discrepancies,but to a lesser extent,because of the predominently east-west extension of the whole network.The longitudinal effect of the scale factor onaation 1 relative to station 41 is 1.5 ppm*3200 m=5.4 mm.This is the value by which the longitudinal separation of stations 1 and 41 should be increased in COMB.In fact,the effect of the scale on the longitudes of all stations is computed as(-5,-3,-2,0,-1,0,1,2)in millimeters.Differencing these values with those listed in Table 4 under column“GPS-COMB”yields the discrepancies in which the effect of the scale is eliminated.The values are(O,O,-l,O,-,-l,-l,O,-3)in millimeters.These values and those listed for the latitude are of the same size.They reflect the“non-scale”discrepancies between the GPS solution and the combination solution.Their smallness reflects the dominance of the GPS vector observations in the combination solution.Table 5 Linac Comparison

CONCLUSIONS The leveling data were used only to compute(interpolate)the geoid undulations.The accuracy of these undulations depends directly on the accuracy of the leveling and the vertical components of the GPS survey.Processing the phase observations“line by line”yielded a completely acceptable accuracy for this project.Comparison with the terrestrial observations demonstratesthat the_GPS accuracy statements(standard deviations)are,indeed,meaningful and not toooptimistic.Compared against the standard of the precise network and especially the linac laser alignment system measurements,it could be proven that the GPS technique in a close range application is capable of producing results with standard deviations in the range of l-3 m m and,therefore,can be applied for engineering networks.The GPS survey has made it possible for the weak network of the linac(stations 1,10,19,42)to be tied accurately to the loop network.The terrestrial observations did not control the latitudinal position of station 1 accurately.To determine station 1 accurately with terrestrial observations would have required the design of a“classical”network which would have been difficult and expensive because of the visibility constraints due to topography and buildings(which did not exist during the first survey for the linac).The GPS survey served as a standard of comparison for the terrestrial solution and revealed the existence of systematic errors in the latter solution even though a thorough analysis of the terrestrial observations did not reveal such errors.Since the estimated scale factor of 1.5 ppm f.8 ppm is of the same magnitude as the over-all horizontal accuracy of both networks,no conclusion can be drawn as to internal scale problems of either the electronic distance measurement devices or the Macrometer.REFERENCES Baarda,W.(1976):Reliability and Precision of Networks,Presented Paper to the VIIth International Course for Engineering Survey of High Precision,Darmstadt.Collins,J.,Leick A.(1985):Analysis of Macrometer Network with Emphesis on the Montgomery(PA)County Survey,Presented Paper to the First International Symposium on Precise Positioning with the Global Positioning System,Rockville.Fuchs,H(31980):Untersuchungen

zur

Ausgleichung

durch

Minimierender Absolutsummeder Verbesserungen,Dissertation,Technische Universitlt Graz.Fuchs,H.,Hofmann-Wellenhof,B.,Schuh W.-D.(1983):Adjustment and Gross Error Detection of Leveling Networks,in:H.Pelzer and W.Niemeier(Editors):Precise Levelling,Diimmler Verlag,Bonn,pp.391-409.Friedsam,H.,OrenW.,PietrykaM.,PitthanR.,Ruland

Hermannsfeldt,W.(1965):L‟mat Alignment Techniques,Paper presented to the IEEE Particle Accelerator Conference,Washington D.C.Leick A.(1984):M August 1984.acrometer Surveying,Journal of Surveying Engineering,Vol.110,No.2

Pietryka,M,Friedsam H.,Oren W.,Pitthan R.,Ruland R.(1985):The Alignment of Stanford‟s new Electron-Positron Collider,Presented Paper to the 45th ASP-ASCM Convention,Washington D.C.Rice,D.(1966):Vertical Alignment-Stanford Linear Accelerator-,in:Earth Movement Investigations

Ruland,R.,Leick,A.(1985):Usability of GPS in Engineering Surveys,Presented Paper to the 45th ASP-ASCM Convention,Washington D.C.and

Geodetic

Control

for

Stanford

Linear

Accelerator Center,Aetron-Blume-Atkinson,Report No.ABA 106.R.(1984):SLC-Alignment Handbook,in:Stanford Linear Collider Design Handbook,Stanford,pp.8-3-8-85.附录

斯坦福直线加速器中心-3620 1985年4月

(A)

GPS在精密工程测量网中的应用

RobertRuland，AlfredLeiek 摘要：测距仪被用来进行GPS卫星测量，以支援斯坦福直线加速器中心(SLAC)的建设。该测量网由16个测站组成，其中有9个是瓦lacrometer网的测站。GPS测量的平面和高程精度，估计分别为1mm到2mm和2mm到3mm。由边角测量组成的地面测量的平面精度仅在该网的“环形”部分与GPS测量精度相同。所有测站都是精密水准网的一部分。由GPS测得的大地高和水准测量网的正高，可用来计算大地水准面差距。美国大地测量局于1963年对一条沿直线加速器方向的大地水准面剖面进行了计算。此剖面与上述水准面的吻合程度在GPS测量的标准差允许范围以内。之后将其角度和边长一起进行了平差，还将全部地面观测值与GPS向量观测值一起，进行了一次联合平差。比较COMB和TERRA的结果，发现在地面网的解算中存在着系统误差。估计尺度因子为1.5ppm0.8ppm。此值与两网总的平面精度具有相同的量值。

引言

斯坦福直线加速器中心（SLAC）正在建设一项新的工程——斯坦福直线碰撞器(SLC)。它建成后的形状如同一把带把的网球拍。拍柄是已有的直线加速器，而弯曲部分是新碰撞器的北、南两条弧，其环形的直径约一公里。为了在弧形隧道内定出近千块磁铁的位置，有必要由附近的参考标志组成一个控制网(pietryka 1985)。误差分析表明，仅用一条隧道导线是不能以所需要的精度提供参考点的。因此，建立了一个(可从顶部)垂直贯通的控制网，以支持隧道导线。控制点所需要的绝对定位精度为2mm(Friedsman 1984)。

这个二维地面网应根据设计坐标系时所规定的那个基准进行定向。所设计的这个坐标系，是用来表示所有的射束导向元件的理论位置的。该坐标系规定，将现有两英里长的直线加速器(linac)的方向作为其Z轴，SLC坐标系必须与沿直线加速器的那些点结合起来，以得到它的方向。因此，三个直线加速器测站也被纳入SLC网。图1表示了该网最后的形状。

该网的形状不佳是显而易见的，特别是由于直线加速器上测站1、10和19到其它测站之间不存在通视条件(除了40号测站和20号测站以外)。为了改善该网的构形，必须在直线加速器的北面和南面增设一些测站。但由于局部地形的限制，将使测量费用增加两倍。

以上就是当时决定试验GPS方法的背景，尽管当时GPS能否达到所要求的2mm标准差的定位精度尚未被证实。

测量方案

平面控制网由16个测站组成:环形部分12个测站，沿直线加速器4个测站。出自经济方面的考虑，并非全部16个点都被纳入了GPS测量网，只有直线加速器部分4个站和环形部分5个站进行了GPS测量。这样做的目的，是用常规方法——三角测量和三边测量方法定出包括42号测站在内的环形部分测站的坐标，随之再进行一次内约束平差，然后用GPS信息将网调整至直线加速器的方向(Ruland，1955)。

1、常规平面网

全部标石都装有强制对中系统，并建造了坚固为混凝土测墩或钢架结构的站标。测墩和标石都建立了独立的观测台。观测项目包括方向和距离，其标准分别为0.3mgon和0.2mm。

2、常规高程网

全部15个测站都是精密水准网的一个组成部分。为将误差减至最小程度，并简化重复水准测量作业，水准点和转点上都埋没了永久性标石。整个网的双程测量大约需要设站700个。双程每公里标准差为0.3mm。

3、GPS测量

1984年8月，Geo-Hydro公司利用5个可用的卫星进行了GPS测量。每个测站都利用了整个观测窗口，通常使用三台测距仪。

4、直线加速器的激光准直系统 为了对直线加速器进行反复的经常性的调整，我们设计并安装了直线加速器的激光准直系统。该系统可用来测定直线加速器轴线之垂线方向的数值(X和Y)，在全长305米的范围内精度可优于0.lmm。这样，点光源与探测器之间的直线即可确定。在274个支持点的每个点上，均有一个由遥控驱动关节支持的站标。为了检查待测点是否在准直线上，只要驱动关节机械，使该点的站标移至光束中。站标实际上是一个矩形Fresnel透镜，它具有已调准的焦距，以使光源在探测器平面上成像，然后再由探测器在垂直和水平方向对该成像进行扫描，以确定站标自预定直线的偏移量。站标安置在一个60cm直径的铝管内，而铝管又是加速器的基本支承梁。支承梁抽空到大约1加水银柱的大气压，以防止空气折射效应对准直成像产生畸变和偏转（Hermannsfeldt 1965)。

利用这一系统可以不依赖于地面测量或GPS测量技术，独立地确定直线加速器部分的四个测点的X坐标，其精度均优于±0.1mm。

水准测量资料的分析

为了检核粗差，曾使用了L-1范数平差技术(Fuchs，1983)，并检出和剔除了一些粗差。之后，将41号测站的高程固定在已知值64.259M上，用CATGPS(Collins，1985)程字按最小约束条件形式进行了一次L-2范数平差。就平差目的而言，选择这一特定点以及这样的特定数值，当然是任意的。如果测站的经纬度被固定，那么对水准测量数据平差来说，CATGPS将是非常适用的，水准网平差结果汇总于表1中(见水准测量一栏)。

GPS资料分析

为了检验粗差并得到所获精度的非约束条件估值，曾对从Geo-hydro公司接收到的全部GPS向量及它们各自的协方差矩阵，进行了一次内约束条件的最小二乘解算。

1、内约束条件的GPS解算

根据对残差进行的数据探测，怀疑39到42的向量观测包含着大约1.3cm的粗差。Geo-Hydro公司对此进行了二次重算。在初始计算中，时偏实际上未加固定。对短向量情况来说，固定时偏是计算测距仪向量的一种标准处理方法。重算向量的分量同初始网的解算的平差值符合程度在2mm以内。完成观测量改正后，其残差并不能使人联想到其它粗差的存在。内约束条件的解算可借助于MAC程序来完成，计算结果列于表

1、表2和图2中。以上图表充分表明了GFS网的质量和均匀性。平面位置和高程位置的标准差，分别为1~2mm和2~3mm。如果对所有观测向量计算标准差和平差后的长度，以及它们的比率的话，则其平均比率为1:690000。此值给出了这次GPS测量所达到的平面测量精度的另一特性。

2、极小约束条件的GPS解算

这一解算确定了参考基准。最简单的一组极小约束条件是强制固定一个测站，以计算GPS多面体的平移分量。旋转和尺度(因子)是Hacromoter向量测量和数据处理技术中固有的。41号测站采用已公布的大地纬度(北美1927年基准)，并令该点的大地高与上面所给的正高相等。因此这样定义的椭球与经典定义的某一局部参考椭球(在原点上大地纬度和经度分别等于其天文纬度和经度，大地方位角与天文方位角相等，并取大地高为零)将相差甚微。这一经典定义使得椭球在原点与等位面相切。因此就GPS向量平差而论，对41号测站选择什么数值根本无关紧要，故局部参考椭球的定义同样可以利用。在这种情况下，垂线偏差恰好是已知的(见下文)。只要是垂线偏差而引起的水平角观侧的改正是微不足道的，任何关于局部参考系的定义对于这一方案都是适用的，更何况并没有打算利用这些改正数。

大地水准面形状

比较大地高和正高，根据H=h-N可容易得到测区的大地水准面形状。图3表示了沿直线加速器方向的大地水准面剖面图。

上图表明，所测得的大地水准面在20号侧站上出现了意料不到的凹陷。为了进行地面侧量正巧需在该测站上建一座20米高的观测站标。该坐标相对于地面标石的高度是用三角法测量的。假定大地水准面随虚线延伸，从而可以推断站标平台的高度约含有8mm的误差。由于这个原因，为了建造直线加速器早先曾进行过一次测量。在那次测量中，美国海岸大地测量局计算了1至42号测站之间的大地水准面剖面。Rioe在1966年的报告中列举了1号侧站和42号测站，以及10至19号测站正中的一个不存在的点的垂线偏差分量。根据这些值，海岸大地测量局对大地水准面的差求得一个函数。所有线值均以英尺为单位。变量x从一号测站开始度量。报告指出该函数给出的大地水准面差距具有优于0.001英尺的估计精度，但并未给出怎样得到这一精度估值的过程。图3表示了按函数

N=11.102*106(x)11.4331*1010(x)26.0629*1014(x)3

求得的大地水准面差距曲线。这一曲线与测得的大地水准面之间的偏差，在10号测站上明显地超出了用测距仪测定的1至10号测站的高差的标准差，但是19和42号测站则在标准差范围内。

顺便要说明的是，所测得的大地水准面的总斜率，与其说是采用了41号测站的天文坐标作为最小约束条件，倒不如说是采用其大地坐标作为最小约束条件的结果。42号测站上东西方向的垂线偏差分量为1.84弧秒。此值正是在1至42号测站之间导致大地水准面倾斜27mm的原因。

图4是试图描绘大地水准面高程的等值线图。由于GPS测站数目太少，其在测区的分布亦欠佳，因而影响了等值线的精度。

六、地面测量分析

对于三角测量和三边测量同样也用L-1范数技术(Fuehs1980)进行了粗差检验。然后利用CATGPS三维模型将地面测量值进行平差。采用的参考椭球是上面解算最小约束条件的GPS向量时所定义的椭球，即对41号测站采用同样的数值并固定不变。确定方位时是把35号测站的纬度值固定到从最小约束条件之GPS答解中求得的数值。此外，41号侧站的高程亦受到GPS解算的约束。这样定义的结果，使得地面测量系统(U)与卫星系统(S)互相重合。既然三角测量和三边测量中没有包含许多第三维的信息，那末其余点的大地高将作为观测参数而被采用。这些高程参数可参看表3。

对于GPS测站来说，大地高可以从极小约束条件的GPS向量平差中直接得到，而其余点的大地高则要由正高和内插得到的大地水准面差距计算得到。后者的标准差可由大地水准面内插精度的估值推知。为了研究角度和距离为相对权，利用CATGPS分别进行了两次平差，每次只包含一种观测量。平差结果可参看表1。对角度平差来说，其尺度是以固定35号测站的经度来保证的。

1、10和19号点被排除在这些平差之外，其原因是网的那一部分构形过于单薄。下一步是把角度和矩离联合起来，分别按不包含直线加速器测站1、10及19(TERRA-A)和包含这些测站(TERRA-B)的两种方案进行边角共同平差。

七、联合平差

最后，用CATGPS进行地面观测资料和GPS向量的总体平差。最小约束是这样完成的:规定41号测站的经纬度、35号测站的纬度，以及1、33和39号测站的大地高作为常量，并等于极小约束条件的GPS结果。按照这种方法，GPS向量的观测值将决定所有测站的高程，即水准测量测得的正高根本不参予平差计算。表1说明，估算的旋转参数与零的差异仅仅是微不足道的。由于专门选定的坐标数值保持不变，故它们的理论值应为零。在41号测站上选择不同的坐标固定值，例如选择天文坐标，将会使旋转参数的估值明显不等于零。估算的尺度因子为1.5ppm，这大约是其标准差估值的2倍。我们就可以把GPS向量、角度和边长的方差用一个共同的比例加以改变。这样，形式上将使TERR(A)、TERRA(B)以及COMB的后验方差减小，但并不改变其平差结果。对GPS向量观测资料、地面角度测量和距离测量方差乘以不同的因子看来是不必要的。表4给出了GPS向量平差、边角联合的TERR八(B)平差，以及联合解算COMB平差后为坐标。“COMB一TERRA”一栏对各坐标给出了联合解算与地面观测解算之间以毫米为单位的不符值这样比较是允许的，因为这些解算是在同一地面坐标系(U)内完成的。在1号测站的纬度中出现了大的不符值，但该不符值出现的原因，很容易用地面测量解TERRA比较弱予以解释，横向位置(相对于直线加速器而言)仅决定于角度(33-20-1)和(20-10-1)。注意到测站20到1和10到1之间的距离分别为35O0m和2500m。COMB-TERRA(B)的差值见图5

在沿直线加速器的地面观测中，看来存在着系统性的影响。其偏差无疑超过了从地面测量解算TERRA(B)求得的正规的标准差之预期值。已进行了一些局部解算，并检查了所有情况下的残差，但在数据中未找到存在粗差的证据。如果不把1、10和19号测站包括进去，则联合解算和地面测量解算的符合程度在lmm以内。无论是对GPS，还是对地面测量，要证明沿直线加速器的观测精度是否系统地下降，最终都可利用直线加速器上的激光准直系统加以解决。曾把从地面解算(TERRA)和联合解算(COMB)得到的直线加速器测点的X坐标，和利用准直系统(LINAC)所确定的同名点的坐标进行了一次比较。这次比较是把椭球坐标转化为笛卡尔坐标后，利用七参数转换的方法进行的，其结果参看表5。其差值与联合解算的标准差相比较是微不足道的，换句话说，联合解算COMB反映了直线加速器的正确几何形状。而在(LINAC-TERRA)一栏中有重大差异，说明在该系统中测点的几何位置是不适合的。

GPS-COMB一栏显示出二者仅有一些小的不符值。纬向差均小于2mm。东西方向的不符值稍大一些。要恰当地解释这些不符值尚需对有关的两个坐标系加以区分。联合解算COMB(TERRA也一样)是以地面坐标系(U)为参考的。由于对41号测站的坐标和10号测站纬度之固定值进行了专门选择，故地面坐标系和卫星坐标系是平行的。这可由表1所列旋转角之估值加以证实。但是在同一表中却给出了±1.5ppm尺度因子。回顾这些转换参数的定义，可以看出，正的尺度因子估值意味着由GPS观测(卫星系统)确定的多面体，大于地面观测所确定的多面体。把表4中所列的利用CPS和COMB所确定的1、41和35号测站的经度进行比较，就很容易证实这一点。尺度因子当然也存在于纬度不符值之巾，但仅在很小的程度上有影响，因为整个网基本上是按东西方向延伸的。尺度因子对1号测站相对于41号测站的经向影响为1.5ppm·3200m=5.4mm。这就是在联合平差中1号测站和l1号测站之间的经度差所应该增大的数值。事实上，经计算尺度对各测站的经度影响分别为(-5，-3，-2，0，-1，0，1，2)毫米。取这些值与表4“GPS-COMB”一栏中所列值之差即得不符值，在这些新不符值中尺度影响被消除。这些值以毫米为单位分别为(0，0，-1，0，-1，-1，0，-3)。它们与表中对纬度所列之值大小相同，这反映了在GPS和联合解算之间“无尺度影响”不符值。这些值很小，恰恰说明GPS向量观测资料在联合解算中的权威性。

九、结论

水准测量资料仅用于计算大地水准面差距。大地水准面差距的精度直接取决于水准测量和GPS测量垂直分量的精度。逐条处理基线相位观测资料，得到了对该工程来说完全满意的精度。与地面测量的比较证明，CPS精度的说明(标准差)是有意义的，其精度估计是合适的。

与精密网的标准比较，特别是与直线加速器激光准直系统的测量结果进行比较可以证明，GPS测量技术在近距离测量中能给出标准差在1到3毫米范围内的结果，因此可用于工程测量网。

GPS测量使得构形较差的直线加速器测量网(1、10、19和42号测点)能够精确地连接到环形网上。地面观测资料不能精确地控制1号测站的纬向位置。为了用地面观测资料精确求定1号测站，需设计一个“经典”测量网。但由于地形和建筑物(在对直线加速器进行第一次测量期间它们是不存在的)对通视条件的限制，实现此方案将是很困难、很昂贵的。纵然对于地面观测资料详细的分析没有显露出系统误差，但GPS测量却为地面测量的解算提供了一个比较标准，并揭示了后者解算中存在系统误差。

鉴于尺度因子的估值1.5ppm±0.8ppm与两网的综合平面精度具有同一量级，故就内部的尺度问题而言，不能作出结论，是电子测距仪器所致，还是由光学测距仪所致。

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1、把不同方面的论文分夹存放，在看论文时，对论文必须做到看完后完全明白（你重视的论文）；懂得其某部分讲了什么（你需要参考的部分论文），在看明白这些论文的情况下，我们大家还得紧接着做的工作就是把论文中你觉得非常巧妙的表达写下来，或者是你论文或许能用到的表达摘记成本。这个本将是你以后的财富。你写论文时再也不会为了一些表达不符合西方表达模式而烦恼。你的论文也降低了被SCI或大牛刊物退稿的几率。不信，你可以试一试

2、把摘记的内容自己编写成检索，这个过程是我们对文章再回顾，而且是对你摘抄的经典妙笔进行梳理的重要阶段。你有了这个过程。写英文论文时，将会有一种信手拈来的感觉。许多文笔我们不需要自己再翻译了。当然前提是你梳理的非常细，而且中英文对照写的比较详细。

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