本文關(guān)鍵詞：光柵測(cè)長(zhǎng)儀動(dòng)態(tài)誤差測(cè)量實(shí)驗(yàn)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

圖４－７光柵動(dòng)態(tài)誤差傅立葉變換……………………．；圖４－８傅立葉交換后放大圖………．…………………；圖４－９修正后的動(dòng)態(tài)誤差信號(hào)……．．………………；圖５－１動(dòng)態(tài)測(cè)量誤差貝葉斯預(yù)報(bào)原理圖………………；圖５—２貝葉斯預(yù)測(cè)遞推算法．．…．………．………；圖５—３光柵動(dòng)態(tài)誤差曲線圖．…………．．．……．；圖５—４原始標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)誤差數(shù)據(jù)圖……．．．．．…．；圖５—５動(dòng)

圖４－７光柵動(dòng)態(tài)誤差傅立葉變換……………………．……．．…．

圖４－８傅立葉交換后放大圖………．…………………………．

圖４－９修正后的動(dòng)態(tài)誤差信號(hào)……．．…………………．………

圖５－１動(dòng)態(tài)測(cè)量誤差貝葉斯預(yù)報(bào)原理圖…………………．………

圖５—２貝葉斯預(yù)測(cè)遞推算法．．…．………．………．．．．．……．…．

圖５—３光柵動(dòng)態(tài)誤差曲線圖．…………．．．……．…．．．………．．．

圖５—４原始標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)誤差數(shù)據(jù)圖……．．．．．…．…．…．．．…．……．．

圖５—５動(dòng)態(tài)誤差的貝葉斯預(yù)報(bào)圖………………………．………

圖５—６模型修正系數(shù)曲線圖……．．．…………．．…………．…．．

圖５—７動(dòng)態(tài)誤差預(yù)報(bào)的不確定度．．……．．．．……．……．…．．．…．．●●●■●●盯●●”鼴●●●●●∞¨●們盯●●●●盯●●●犍船●

表格清單

表２一ｌ光柵傳感器接插件管腳定義……………………。�！保�

表２－ｉ貝葉斯預(yù)報(bào)計(jì)算過(guò)程…………．………………………．．．…．４９

獨(dú)創(chuàng)性聲明

本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工件及取得的研究成果。據(jù)我所知．除了文中特別加咀標(biāo)志和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果．也不包含為獲得盒壁工些太生或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)而使用過(guò)的材料。與我一同工作的同。占對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均己在論文中作了明確的說(shuō)明并表示謝意。

學(xué)位論文作者簽字：黼止簽字日期：哇ｒ年ｇ月日

學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)

本學(xué)位論文作者完全了解盒自衛(wèi)王些去堂有芙保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，有權(quán)保留并向嘣象有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)迸交論文的復(fù)印件和磁盤(pán)，允許論文被查閱或借閱。本人授權(quán)壘墼量些厶堂一可以將學(xué)位論文的全部或部分論文內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描辭復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。

（保密的學(xué)位論文在解密后適ｊ｛ｊ本授權(quán)書(shū)）

學(xué)位論文者簽名葫膀山

日導(dǎo)師簽名倚飾日簽字日期：口ｆ年Ｚ月

學(xué)位論文作者畢業(yè)盾去向

１。作單位：

通訊地址：簽字日期：ｏｆ年占月電話郵編

致謝

在論文完成之際，首先感謝合肥工業(yè)大學(xué)給我這個(gè)學(xué)習(xí)和提高的機(jī)會(huì)，特別是我的導(dǎo)師陳曉懷教授三年來(lái)對(duì)我的悉心指導(dǎo)，導(dǎo)師最大限度地提供了良好的學(xué)習(xí)環(huán)境和科研條件，使得我的課題得以順利進(jìn)行并完成。陳老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、精湛的學(xué)術(shù)水平、開(kāi)闊的視野、分析洞察問(wèn)題的能力和高尚的個(gè)人情操，使我受益匪淺。在生活』：，陳老師也給予了諸多的關(guān)心和幫助，使我在為人處世上懂得了許多道理，在此表月ｉ衷心的感謝！

在學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)研究過(guò)程中，程真英老師也給予了我極大的關(guān)懷和幫助，從實(shí)驗(yàn)方案的制定、具體實(shí)驗(yàn)步驟的進(jìn)展以及塌后論文的完成，無(wú)不滲透著她的智慧和心血。電感謝費(fèi)老師提供的實(shí)驗(yàn)環(huán)境和條件，使我的實(shí)驗(yàn)研究得以順利完成。

還要感謝周?chē)耐瑢W(xué)和師弟師妹們，他們?cè)谖覍?shí)驗(yàn)進(jìn)行過(guò)程中遇到困難時(shí)都主動(dòng)熱心地幫我解決難題。

感謝合肥工業(yè)大學(xué)各位老師．感謝他們?cè)谖业恼撐墓ぷ髦薪o予我的無(wú)私的指導(dǎo)和幫助咀及在生活上給我的關(guān)懷和照顧。

感謝我的父母、兄弟和親戚對(duì)我的掛念、理解和支持。感謝在我這三年學(xué)習(xí)和生瓶中幫助我的所有熱心人。

作者：劉春山２００５年６月

第一章緒論

測(cè)量誤差理論是伴隨著測(cè)量技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的。為了適應(yīng)現(xiàn)代科技和生產(chǎn)的需要，由靜態(tài)測(cè)量技術(shù)發(fā)展到普遍的動(dòng)態(tài)測(cè)量水平，這是必然的趨勢(shì)。動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)的先進(jìn)性和復(fù)雜性，給測(cè)量科學(xué)提出了許多新的課題，動(dòng)態(tài)測(cè)量誤差分離與修正技術(shù)是其中的重要內(nèi)容…。由于動(dòng)態(tài)測(cè)量誤差具有時(shí)變性、動(dòng)態(tài)性自相關(guān)性和隨機(jī)性等特點(diǎn)”３，因此它在理論上與實(shí)踐上都較靜態(tài)測(cè)量誤差復(fù)雜得多。目前動(dòng)態(tài)測(cè)量誤差理論仍然沒(méi)有形成～個(gè)完整的體系，國(guó)內(nèi)外有許多專(zhuān)家學(xué)者都在研究該方向。

１，ｌ

１．１．１動(dòng)態(tài)測(cè)量誤差理論的發(fā)展與展望動(dòng)態(tài)測(cè)量理論的發(fā)展

動(dòng)態(tài)測(cè)量理論問(wèn)題的研究，是以電測(cè)技術(shù)，特別是示波技術(shù)的需求為起點(diǎn)麗發(fā)展起來(lái)的”１。前蘇聯(lián)學(xué)者Ａ．ＫＯＰＨＩＯ和Ａ．６ｎＯＨＪＩｅｎｂ于１９世紀(jì)８０年代，在關(guān)于示波器測(cè)量元件動(dòng)態(tài)性能的著作中提出了動(dòng)態(tài)測(cè)量的概念，但并未將其作為獨(dú)立的問(wèn)題提出�，F(xiàn)代動(dòng)態(tài)測(cè)量理論的發(fā)展，應(yīng)以１９０９年Ａ。Ｈ，ＫＰＮｊＩ。Ｂ發(fā)表的學(xué)術(shù)論文為起點(diǎn)。隨后，隨著科學(xué)技術(shù)和測(cè)量技術(shù)的迸一步發(fā)展，動(dòng)態(tài)測(cè)量越來(lái)越受到人們的重視。美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)局建立了動(dòng)態(tài)電測(cè)量工作組，并在１９７４年末舉行了首次全會(huì)，在１９７６年倫敦第七屆和１９８０年莫斯科第八屆大會(huì)上，以及后來(lái)國(guó)際計(jì)量技術(shù)聯(lián)合會(huì)ＩＭＥＫＯ召開(kāi)的大會(huì)上，都把動(dòng)態(tài)測(cè)量列入會(huì)議議程。前蘇聯(lián)分別于１９７５年、１９７８年、１９８１年和１９８４年在列寧格勒舉行了“動(dòng)態(tài)測(cè)量”全蘇聯(lián)討論會(huì)，大大促進(jìn)了動(dòng)態(tài)測(cè)量的發(fā)展。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外許多專(zhuān)家學(xué)者均致力于動(dòng)態(tài)測(cè)量理論的研究。蘇聯(lián)學(xué)者Ｂ．Ａ．格拉諾夫斯基（代表作：《動(dòng)態(tài)測(cè)量》）、北京航空航天大學(xué)黃俊欽教授（代表作：《測(cè)試系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)》和《靜、動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型的實(shí)用建模方法》）、合肥工業(yè)大學(xué)費(fèi)業(yè)泰教授（代表作：《動(dòng)態(tài)測(cè)量誤差修正原理》）、北京理工大學(xué)林洪樺教授（代表作：《動(dòng)態(tài)測(cè)試數(shù)據(jù)處理》）等，均對(duì)動(dòng)態(tài)測(cè)量理論的發(fā)展起到了不可忽視的作用。

何謂動(dòng)態(tài)測(cè)量，至今仍未有一個(gè)嚴(yán)格的科學(xué)定義。分析目前對(duì)動(dòng)態(tài)測(cè)量的認(rèn)識(shí)，可歸納為兩種見(jiàn)解：一種認(rèn)為所謂動(dòng)態(tài)測(cè)量，是指對(duì)確定量的瞬時(shí)值及（或）其隨時(shí)間變化的量所進(jìn)行的測(cè)量：另一種則認(rèn)為被測(cè)量是變量的連續(xù)測(cè)量過(guò)程，即測(cè)量裝置在動(dòng)態(tài)下使用的測(cè)量為動(dòng)態(tài)測(cè)量，動(dòng)態(tài)是以測(cè)量裝置輸出變化信號(hào)為特征的，即使整個(gè)測(cè)量裝置中只有某一部分的狀態(tài)是動(dòng)態(tài)的，其進(jìn)行的測(cè)量過(guò)程就認(rèn)為是動(dòng)態(tài)測(cè)量”¨“。普遍認(rèn)為，符合下列條件之一的測(cè)量過(guò)程都是動(dòng)態(tài)測(cè)量：（１）被測(cè)對(duì)象的量值在時(shí)域上是變化的ｉ（２）被測(cè)對(duì)象的量值在時(shí)域上是恒定的，而在空間域上是連續(xù)（或間斷）變化的，而測(cè)量系統(tǒng)處

于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下對(duì)被測(cè)量進(jìn)行測(cè)量：（３）被測(cè)對(duì)象的量值在時(shí)間域和空間域上都是恒定不變的，但與被測(cè)對(duì)象有關(guān)的測(cè)量信號(hào)是變化的。

動(dòng)態(tài)測(cè)量具有以下四個(gè)基本特征ｍ”，：

１）時(shí)空性在某些動(dòng)態(tài)測(cè)量中，被測(cè)量或測(cè)量信號(hào)隨時(shí)間而變，動(dòng)態(tài)測(cè)量數(shù)據(jù)也表現(xiàn)為測(cè)量時(shí)間的函數(shù)，即動(dòng)態(tài)測(cè)量具有時(shí)變性，可用時(shí)間參數(shù)來(lái)描述；而在有些情況下，例如對(duì)大多數(shù)幾何量動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)，尤其是在數(shù)據(jù)處理時(shí)，用空間參量描述更為方便合理，從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō)，動(dòng)態(tài)測(cè)量具有空間性。因而，動(dòng)態(tài)測(cè)量具有時(shí)空性。

２）隨機(jī)性由于在動(dòng)態(tài)測(cè)量過(guò)程中，難免存在各種外界干擾，因此它是一個(gè)高斯或非高斯過(guò)程，總表現(xiàn)為時(shí)間的隨機(jī)函數(shù)：另外，被測(cè)量自身也可能是一個(gè)隨機(jī)函數(shù)，當(dāng)測(cè)量系統(tǒng)對(duì)被測(cè)量進(jìn)行采樣時(shí)。得到的是若干個(gè)隨機(jī)序列（或隨機(jī)過(guò)程）。因而，動(dòng)態(tài)測(cè)量具有隨機(jī)性。

３）相關(guān)性由于動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)的輸出值不僅和該時(shí)刻的輸入值有關(guān)，而且和被測(cè)量在該時(shí)刻以前的量值變化歷程有關(guān)，必須從所獲取測(cè)量值的整體數(shù)據(jù)推估被測(cè)量的量值。因而，動(dòng)態(tài)測(cè)量具有相關(guān)性。

４）動(dòng)態(tài)性在測(cè)量過(guò)程中，動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)始終處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，需要用微分方程（或差分方程）來(lái)描述其所輸入的含有被測(cè)量信息的信號(hào)與所輸出的動(dòng)態(tài)測(cè)量結(jié)果之間的關(guān)系�；蛞栽搫�(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)內(nèi)部狀態(tài)變量形成的狀態(tài)方程來(lái)描述，一般常用與之等價(jià)的傳遞函數(shù)、時(shí)域上的脈沖響應(yīng)函數(shù)或頻域上的頻率響應(yīng)函數(shù)等來(lái)反映該測(cè)量系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性。因而，動(dòng)態(tài)測(cè)量具有動(dòng)態(tài)性。１．１．２動(dòng)態(tài)測(cè)量誤差理論的研究概況

由于外界干擾和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定的存在，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的測(cè)量系統(tǒng)必然會(huì)產(chǎn)生誤差。在理想情況下，被測(cè)量Ｙｏ（ｔ）與測(cè)量裝置相互作用后，含有被測(cè)信息的信號(hào)Ｘ００）進(jìn)入動(dòng)態(tài)測(cè)量裝置，經(jīng)過(guò)理想交換瓦【．】，輸出測(cè)量信號(hào)ｙ。（ｆ），再經(jīng)理想變換Ｏｏ【．】后，就能還原成被測(cè)量真值矗（，），即：

ｙｏ（ｔ）＝Ｄｏ甌【‰（ｆ）】】（１—１）

但在實(shí)際的測(cè)景過(guò)程中，由于種種原因，一方面動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)并不能達(dá)到理想的變換瓦【．】和Ｄｏ［?】，而是兀?】和Ｄ【?】，另一方面測(cè)量過(guò)程中難免存在外界擾動(dòng)和噪聲Ｈ（ｆ），則實(shí)際的測(cè)量結(jié)果示值為：

ｙ（ｆ）＝Ｄ【ｒ【ｘ（ｆ）】】

延用傳統(tǒng)誤差的概念，文獻(xiàn)”３給出了動(dòng)態(tài)測(cè)量誤差的定義

程中，動(dòng)態(tài)測(cè)量結(jié)果減去被測(cè)量的真值，即：

ＡＹ（ｔ）＝Ｙ（ｔ）一ｒｏ（ｔ）（１—３）（１—２）在動(dòng)態(tài)測(cè)量過(guò)

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