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序论:在您撰写定位技术论文时,参考他人的优秀作品可以开阔视野,小编为您整理的7篇范文,希望这些建议能够激发您的创作热情,引导您走向新的创作高度。
随着当代科学技术的革新,GPS测量技术也逐渐得到了完善,具有高精度等特点,有效的推进测绘行业的发展。与普通的测量技术不同,GPS测量技术能够全天作业,在进行数据监测的过程中,运用GPS不仅能够有效的实现同一位置的连续观测以及不同位置的同步观测,还能够进行全天候监测。在监测的过程中,通过系统的三维定位,就能够实现任意地点以及任意时间的监测,无论是从技术操作方面看还是从时间监测方面看,都具有不可比拟的优势。
2GPS定位测量技术的优势
GPS定位技术起源于美国,从研发到投入使用,经历了20年的改进,最终成功的为世界的发展做出了贡献。GPS定位技术在我国各个领域内都得到了应用,效果较好。GPS定位测量技术具有精度高且全天候等特点。工程测绘工作通常要求较高,具有专业化与技术性等特点,随着科技的进步,如今也逐渐向信息化与数字化等方向发展,需要运用先进的测量技术来提高工作效率。
2.1测量精度较高
在工程测绘中,运用GPS定位测量技术,就能够通过全球定位系统进行定位,如此便能够保证运动载体实现最佳的路线运行。对于工程测绘工作来说,定位非常重要,按照实际的测绘需求,假如基线没有超过50km,就应当采用载波相位观测量,以此保证静态相对定位。在工程测绘工作中运用GPS定位系统中的测技术,就能够实现1×10-6以及2×10-6的精度,假如基线达到了100km-500km,相对定位的精确标准就能够达到10-6以及10-7的范围内。随着GPS定位测量技术的不断革新,测量的精度也会不断的提升。
2.2操作简便且节省时间
在工程测绘工作中运用GPS定位测量技术,操作简便,且能够节省时间。例如在工程测量中运用经典的静态相对定位模式实现测量时,假如测量的基线在20km内,单频接受的观测时间大约为1小时,而双频接受的观测时间则为15-20分钟,假如采用实时动态定位,初始的观测时间则为1-5分钟,其他不同位置的观测时间为几秒,因此在工程测绘中运用GPS定位测量技术,就能够有效的缩短观测的时间,有效的提升工作效率。目前,GPS定位系统已经分为高度自动化与智能化的系统技术,在工程测绘中运用GPS定位测量技术,就能够通过智能型接收机进行观测,工作人员只需安装一些开关仪器,就能够通过仪器进行实时监控。由于GPS定位测量技术的自动化程度较高,工程的测量与卫星捕捉都能够通过GPS定位测量仪器来实现,操作较为简便。此外,GPS用户接收机体积较小,方便携带,在日常工作中能够节约人力和物力,能够有效的节约工作成本。
2.3应用范围广
GPS定位系统的应用范围一般可从两方面来看,首先是运用于与各个行业中,人们最为熟悉的是车载导航,目前GPS导航系统目前已经成了汽车的基本配置。此外,GPS技术还广泛的应用于地质与矿产等行业中。其次,GPS定位系统还能够运用于环境条件中,GPS定位是借用卫星系统实现定位,一般不会受到天气与温度的影响,在对于工程测绘来说属于一大优势,因为工程测绘通常都是在野外工作,运用GPS定位系统能够克服恶劣的环境条件造成的影响,保证定位的精度。
3GPS定位测量技术在工程测绘中的运用
3.1测量工程变形情况
通常工程建设涉及的范围较广,经常会遇到一些人为因素或是地质运动造成的建筑物变形以及位移,假如出现此种情况,会直接影响工程测绘工作,使经济效益与社会效益受到影响。经过研究发现,造成工程变形的主要类别有大坝变形与建筑物沉降等,假如能够及时的对工程变形进行测量,就能够有效的减少工程变形对于工程测绘工作的影响。目前GPS定位测量技术已经开始广泛的应用与工程变形的监测工作中,例如运用高精度的三维定位技术,就能够对工程建筑出现的微小变化进行分析,提早做好防范准备,减少损失。
3.2大地测量控制网点
在大地测量网点工作中,通常需要花费大量的资源,且精度较低,无法适应当代社会的需求。为了解决这一问题,我国在1991年开始建设大地控制网,目前这一工程已经结束,并且已经开始运用。大地控制网能够测量数千里或者数万里,而城市控制网测量的距离较近,一般在十公里左右,但城市控制网的使用频率更高,对于城市建设来说具有非常重要的作用,因此需要借助GPS定位测量技术进行大范围的测量,为城市的发展做贡献。
3.3测量水下工程
在水下作业一般难度较大,需要考虑到水下压强以及流体力学等方面的问题,但随着资源的开发,这些资源对于国民经济的影响逐渐增加,进行水下工程测绘目前已经是测绘领域中必不可少的环节。GPS定位测量技术包括了三维测量技术,能够从纵向或者横向两个角度进行水下测量,同时还能够将测量的结果通过计算机分析软件与制图软件等直接呈现出来。例如在进行水下作业时,进行横线测量时应当选择差分GPS技术,如此便可有效的减少对于环境的影响,简化操作流程。而进行纵向测量时则应当选用探测仪,运用超声测量的方式得出具体的深度。
3.4测量矿井工程
目前我国已经将GPS定位测量技术运用于矿井工程的测量中,并通过GPS技术进行了测量演练,及时的对测量中存在的问题进行了分析。常规形式的测绘工作通常是由工作人员自行操作,人为操作较容易出现误差影响测绘工作的精准度,此外,在地质条件复杂的地段进行测绘工作,较容易出现安全事故,因此需要在矿井工程中运用GPS定位测量技术。采用GPS定位测量技术就能够高效的实现工程测绘中交互定位,且能够显示出最精确的测绘结果,同时还能够了解工程测绘工作的流程。为了保证测量技术在工程测绘中达到最佳效果,可在测量前运用计算机技术对于需要测定的位置进行分析,及时发现测量中可能会出现的问题,并做好防治措施,以此保证测量人员的安全,提高测量的精确度。
4结束语
论文摘要:提出技术哲学研究要融入哲学主流和切近社会现实,必须定位于马克思实践哲学的自然改造论。在这样的定位下,技术创新哲学研究又成为了整个技术哲学研究的关键内容。
一技术哲学研究的定位:建立一门马克思实践哲学的自然改造论
中外技术哲学研究大致经历了30年左右的系统努力,虽然成果颇丰,但作为一门学科仍未进入“常规科学”阶段,仍处于哲学研究的边缘,仍未产生明显的理论和实践价值。针对这种困境,为了适应当今技术时展的要求,为了促进技术哲学研究的繁荣,中外技术哲学家对技术哲学研究提出了许多有益的建议。譬如:SPT前主席皮特主张加强技术认识论研究,通过科学哲学之门融人哲学主流;拉普建议研究技术变革的动力学;伦克和罗波尔主张建立一门“跨学科的实用主义的技术哲学”;费雷建议,技术哲学应联合西方主流的哲学传统思考技术;伊德认为,技术哲学研究必须适应变化了的技术文化环境,反思当代技术世界的新问题;米切姆指出,必须努力思考我们作为其中一部分的元技术(meta—technology);杜尔宾则呼唤行动主义,呼吁技术哲学家走进行动主义的领域,加入到解决实际问题的行列中来;陈昌曙先生提出,技术哲学研究必须要有自己的学科特色、基础研究和应用。
这些建议凸显了两个“问题意识”。其一,技术哲学研究如何融人哲学主流;其二,技术哲学研究如何切近社会现实。这两个“问题意识”的确应是作为一门学科的技术哲学研究的“定向仪”,应是我们思考技术哲学研究如何定位的根本指针。
技术哲学研究要融人哲学主流,要切近社会现实,主要取决于它选择什么样的学科主题。技术哲学研究的学科主题是什么,在中外技术哲学界有很大的争论。笔者赞同这样一种观点:技术哲学是“哲学中的自然改造论”。从现代哲学的生活世界观视角看,技术解释有两个基本观点,即“技术是目的的手段”,“技术是人的行动”。这两个基本观点实质上是“一体的”。它们贯穿在雅斯贝尔斯关于技术的界定中,它们也正是海德格尔追问技术本质时首先“穿过的正确的东西”。技术是人的行动,具体地说,国内学者称:“技术就是设计、制造、调整、运作和监控人工过程或活动本身”。国外学者称:技术是“人们借助工具,为人类目的,给自然赋予形式的活动”;技术是“设计一实施”。说到底,“技术是做”,技术是属于自然改造的范畴,技术的问题是实践的问题。所以,技术哲学研究的学科主题本应该定位为“自然改造论”,即是研究“关于改造自然这个领域的一般规律”。
更重要的是,这样学科主题的定位,不仅使技术哲学研究在整个现代哲学体系中有鲜明的特色和突出的价值,而且也使它真正切近社会现实。一方面,马克思在现代哲学的起始处要求“哲学家不仅要研究如何认识世界,更重要的是要研究如何改造世界”。_18_马克思提出的这项现代哲学研究任务至今远未完成。可以说,要完成这项任务,就必须大力发展如此定位的技术哲学研究。而且由于在中外哲学史上,“自然改造”或“造物”的主题始终是缺失的,所以技术哲学研究如此定位就更有价值。另一方面,如马克思所说,改造自然的物质生产实践是人的第一个历史活动,也是人类社会最基本的、决定其它一切活动的实践活动。“这种活动、这种连续不断的感性劳动和创造、这种生产是整个现存感性世界的非常深刻的基础。”所以,以这种实践活动为研究对象的技术哲学必然能真正切近社会现实。
笔者不赞同,技术哲学研究应“以技术认识论为中心”的主张。这种观点的理论预设是,把技术化约为一种“知识体系”,把技术问题归之于认识问题,把技术哲学归结为“技术认识论”。这种观点,究其实质是那种“重视超然的理论思考,轻视实践活动”的哲学传统在今日技术哲学中的继续。如上所论,现在真正需要的是“自然改造论”。“自然改造论”,首要的是指向“自然改造”活动本身,研究其本质、要素、结构和形态,但并不排斥“技术认识论”。技术实践活动中需要知识,有独特的认识现象,技术认识论问题当然有必要研究,但它不足以构成技术哲学研究的中心。
研究“自然改造论”,应该从更好的哲学开始。在这里,“更好的哲学”就是马克思实践哲学。人们通常把马克思在哲学史上所实现的哲学革命称作“实践转向”。马克思实践哲学聚焦于“人的”“实践的”“感性的”“现实世界”,以实践活动作为其世界观的支撑点,从人的实践活动及其历史发展出发去寻求人类解放道路。比较不同的生活世界观,马克思实践哲学突出强调物质生活、实在的对象化活动之于生活世界的基础性,而其他现代哲学则都不同程度地把人的生活归结为日常生活或日常语言交往,都将物质生活、人的对象化活动排除于生活世界之外。所以,只有马克思实践哲学才有一个科学的实践观,才能为“自然改造论”研究提供全面的科学的理论框架。其实,由于其突出的“实践转向”,马克思实践哲学内在地包含了极其丰富的“自然改造论”思想。在这些思想的指导下,进行“自然改造论”研究,不仅能使技术哲学作为一个哲学学科得以成长,而且也会推进马克思实践哲学的发展。如陈昌曙先生所言,“离开自然改造论,实践唯物主义就会被架空。”
综上所述,技术哲学要融入现代哲学的主流必须定位于“马克思实践哲学的自然改造论”。事实上,当前欧美技术哲学的发展已经有走向这一定位的端倪。与经典技术哲学家相比,美国当代技术哲学家伯格曼、伊德和费恩伯格都更加走向现实的感性的生活世界。伯格曼发现当代生活中存在着“装置范式”(deviceparadigm),伊德揭示了技术制品与人的中介联系(relationsofmediation)、他性联系(alterityrelations)和背景联系(backgroundrelations)。两人都专注于日常生活,但都没有关注产生技术装置或技术制品的技术实践活动。比较而言,费恩伯格更关注技术实践领域,他的“工具化理论”(instrumentalizationtheory)就是描述技术制品成为社会的适用工具的实践过程。当前,这种向现实的感性的生活世界的回归,在欧美技术哲学界已发展成为一场“经验转向”运动。它主张,技术哲学研究必须立足于对技术“内部”的认识,“必须基于对技术实践本身的理解,即技术制品是如何被设计、开发和生产的。”目前,“技术哲学的经验转向”还是初步的,可以预见,其进一步的发展必将指向技术实践论本身,必将使技术实践论研究凸显出来。因为只有这样,技术哲学才能从“关注技术制品使用者阶段(theuserphase)转移到关注其设计、开发和生产阶段”,[]才能真正打开“全新的研究领域”。这也意味着,这场在欧美兴起的“技术哲学经验转向”只有彻底地走上“马克思实践哲学的自然改造论”之途,方能实现其目标。
二技术哲学研究的关键:技术创新哲学研究
一旦把技术哲学研究定位于“马克思实践哲学的自然改造论”,那么在技术哲学研究的众多主题中,技术创新哲学研究就显得特别关键和紧迫。它不再仅仅是属于“技术哲学的应用研究”或“技术方法论研究”领域,而是属于整个技术哲学研究的基础。可以说,没有深入的技术创新哲学研究,作为“马克思实践哲学的自然改造论”的技术哲学就难以真正确立。从建设“马克思实践哲学的自然改造论”的角度来看技术创新哲学研究的重要性突出表现在以下几点:
其一,从理论逻辑来看,技术创新是技术成为技术的实践过程,技术哲学研究只有牢牢抓住这一技术形成的实践过程,才能向技术“敞开”,揭示技术的内在本质。历史上通常认为,技术是发明家的创造,而创造本身是一种无结构、无过程的心理顿悟,似乎是“来无踪迹”、“带有魔幻色彩”。这种技术创造的“恩赐说”L29J已先行地限制了人们对“技术内部的认识。现在人们则认为,技术从构思到社会的实际应用是一个复杂的创造性的技术与社会相互建构的过程。其中,技术的、经济的、政治的、社会文化的和自然地理的诸多因素相互作用,最终产生与社会相适应的技术、与技术相适应的社会。这个技术产生的实践过程,这个技术成其所是的实践过程,被称之为“技术创新”。可见,“技术创新”概念本身就意含着使技术创造过程“祛魅”,使其“物质化”而纳入实践范畴的意思,已经内在地向“技术内部”的认识敞开。所以。只有研究技术创新,才可能切实知晓技术是什么,它何以可能、何以产生。实质上,德韶尔早就明确地指出了这一点他认为,技术哲学惟有研究技术创造活动,才能发现“技术是如何可能的”。他正确地指出:“为了遇见技术的本质,我们必须到新形式首次被创造的地方去寻找。大规模工业生产只是类似于诗和音乐作品的复制和再生产,而只有在艺术家的创造活动那里我们才更接近于诗和音乐的本质。技术的核心是发明。只可惜,他把技术创造活动主要归之于发明家的“内在的作出”(innerworkingout),而未能正确地把它视为物质性的社会实践活动。德韶尔这种原本正确的技术哲学研究思想,在后来的技术哲学研究中没有被实行。从整体上看,实际的技术哲学研究“最惊人的共同特征就是技术的外部化方法”。目前,在那些打算“认真对待技术”的哲学家那里,德韶尔的这个思想才逐渐成为技术哲学研究的一个根本性的指导思想。
其二,从历史实践来看,技术创新始终是人类社会发展的轴心,技术哲学研究只有牢牢抓住这一社会发展轴心,才能向现实社会“敞开”,指导和推动现实社会的发展。在古代,这个社会发展轴心是隐含着的,可以从史前各种先王从事创造的传说中窥其踪迹,如《易·系辞》讲中国先王伏羲作八卦、网罟,神农作耜耒,黄帝尧舜作舟楫、杵臼、弧矢等;在现代,这个社会发展轴心是显在的,种种事实显示,技术创新是现代企业和社会的活力之源,是经济发展、生产率增长和人民生活水平提高的基本驱动力。技术创新正作为第一生产力、第一竞争力、第一战斗力,成为世界各国企业家、政治家、军事家头等关切的主题。从历史深处看,从宏观上说,技术创新的体制化始于19世纪末,经过一个世纪的发展,技术创新已经发展成为当代社会物质生产实践的创造性本体,越来越成为解放和发展社会生产力的基础和标志。从微观上说,技术创新恰恰就是一个新的“制作社会”的形成过程。所以,研究技术创新,必将密切技术哲学研究与社会实际的联系,从而促进实际社会问题的解决和发展。如果不“下沉”到“技术创新”层面,则技术哲学研究就不可能实现其重在“改造世界”哲学旨趣。譬如,芒福德、马尔库塞、弗洛姆提出的技术人性化的思想,若要真正作用于现实社会的生活,则必须发展出相应的较为具体的人性化技术创新理论。
其三,从技术哲学自身发展看,技术哲学研究之所以分裂为工程的和人文的两个对立的流派,主要是因为各自偏执于一端:工程的技术哲学,以技术发明为主要研究对象,只关心纯粹技术是如何可能的,而忽视了技术与整个社会的复杂关系;人文的技术哲学,以技术的社会影响为主要研究对象,只关心从人文社会的角度评价技术,往往对技术持敌对态度,而忽视了对技术自身的全面认识。由前所述,技术创新是技术成其所是的技术一社会过程,技术哲学研究技术创新,既能向技术“敞开”,又能向社会“敞开”。由此,研究技术创新可以在工程的技术哲学与人文的技术哲学之间架起桥梁,实现两者的融通,从而为建立一种健全的、连贯的、一致的技术哲学奠定基础。譬如,基于马克思实践哲学,研究技术创新实践活动至少要包括“实践结构论”和“实践形态论”,而要研究这两方面的内容就必须把“工程的”和“人文的”研究视角结合起来,工程技术哲学视野中的“技术创新实践结构论”必须有人文的透视,而人文技术哲学视野中的“技术创新实践形态论”必须有工程的基础。
另外,进行技术创新研究于我国技术哲学研究有特殊的意义。一方面,研究技术创新是我国技术哲学研究积极面向社会主义实践的需要。我国企业搞活、民族复兴最终要落实到技术创新上来。面对全球化、生态化、信息化、知识化的严峻挑战和人口多、底子薄、人均资源相对短缺的国情,如何依靠技术创新求发展是我国社会主义实践中的一个关键性难题。为解决这个问题而提供哲学智慧是当代中国技术哲学家的责无旁贷的任务。另一方面,研究技术创新是我国技术哲学研究创特色的可能之所在。我国的技术哲学研究不能再走一味的引进一述评的学科跟随战略。鉴于国际上技术哲学研究尚处于前范式时期,我国技术哲学研究,只要立足中国现实,视野开阔,在通晓思维的历史和成就的基础上,是有可能创出中国特色的技术哲学理论的。与发达国家相比较,作为“晚发外生型”现代化的国家,面对前述的严峻挑战和国情,我国技术创新涉及因素尤为复杂,进行得尤为艰难,因而构成突出的社会实践问题。牢牢抓住当代中国技术创新实践,以马克思实践哲学为指导,我国技术哲学研究或许能创出自己的特色。超级秘书网
1.1测量精度较高
在工程测绘中,运用GPS定位测量技术,就能够通过全球定位系统进行定位,如此便能够保证运动载体实现最佳的路线运行。对于工程测绘工作来说,定位非常重要,按照实际的测绘需求,假如基线没有超过50km,就应当采用载波相位观测量,以此保证静态相对定位。在工程测绘工作中运用GPS定位系统中的测技术,就能够实现1×10-6以及2×10-6的精度,假如基线达到了100km-500km,相对定位的精确标准就能够达到10-6以及10-7的范围内。随着GPS定位测量技术的不断革新,测量的精度也会不断的提升。
1.2操作简便且节省时间
在工程测绘工作中运用GPS定位测量技术,操作简便,且能够节省时间。例如在工程测量中运用经典的静态相对定位模式实现测量时,假如测量的基线在20km内,单频接受的观测时间大约为1小时,而双频接受的观测时间则为15-20分钟,假如采用实时动态定位,初始的观测时间则为1-5分钟,其他不同位置的观测时间为几秒,因此在工程测绘中运用GPS定位测量技术,就能够有效的缩短观测的时间,有效的提升工作效率。目前,GPS定位系统已经分为高度自动化与智能化的系统技术,在工程测绘中运用GPS定位测量技术,就能够通过智能型接收机进行观测,工作人员只需安装一些开关仪器,就能够通过仪器进行实时监控。由于GPS定位测量技术的自动化程度较高,工程的测量与卫星捕捉都能够通过GPS定位测量仪器来实现,操作较为简便。此外,GPS用户接收机体积较小,方便携带,在日常工作中能够节约人力和物力,能够有效的节约工作成本。
1.3应用范围广
GPS定位系统的应用范围一般可从两方面来看,首先是运用于与各个行业中,人们最为熟悉的是车载导航,目前GPS导航系统目前已经成了汽车的基本配置。此外,GPS技术还广泛的应用于地质与矿产等行业中。其次,GPS定位系统还能够运用于环境条件中,GPS定位是借用卫星系统实现定位,一般不会受到天气与温度的影响,在对于工程测绘来说属于一大优势,因为工程测绘通常都是在野外工作,运用GPS定位系统能够克服恶劣的环境条件造成的影响,保证定位的精度。
2GPS定位测量技术在工程测绘中的运用
2.1测量工程变形情况
通常工程建设涉及的范围较广,经常会遇到一些人为因素或是地质运动造成的建筑物变形以及位移,假如出现此种情况,会直接影响工程测绘工作,使经济效益与社会效益受到影响。经过研究发现,造成工程变形的主要类别有大坝变形与建筑物沉降等,假如能够及时的对工程变形进行测量,就能够有效的减少工程变形对于工程测绘工作的影响。目前GPS定位测量技术已经开始广泛的应用与工程变形的监测工作中,例如运用高精度的三维定位技术,就能够对工程建筑出现的微小变化进行分析,提早做好防范准备,减少损失。
2.2大地测量控制网点
在大地测量网点工作中,通常需要花费大量的资源,且精度较低,无法适应当代社会的需求。为了解决这一问题,我国在1991年开始建设大地控制网,目前这一工程已经结束,并且已经开始运用。大地控制网能够测量数千里或者数万里,而城市控制网测量的距离较近,一般在十公里左右,但城市控制网的使用频率更高,对于城市建设来说具有非常重要的作用,因此需要借助GPS定位测量技术进行大范围的测量,为城市的发展做贡献。
2.3测量水下工程
在水下作业一般难度较大,需要考虑到水下压强以及流体力学等方面的问题,但随着资源的开发,这些资源对于国民经济的影响逐渐增加,进行水下工程测绘目前已经是测绘领域中必不可少的环节。GPS定位测量技术包括了三维测量技术,能够从纵向或者横向两个角度进行水下测量,同时还能够将测量的结果通过计算机分析软件与制图软件等直接呈现出来。例如在进行水下作业时,进行横线测量时应当选择差分GPS技术,如此便可有效的减少对于环境的影响,简化操作流程。而进行纵向测量时则应当选用探测仪,运用超声测量的方式得出具体的深度。
2.4测量矿井工程
目前我国已经将GPS定位测量技术运用于矿井工程的测量中,并通过GPS技术进行了测量演练,及时的对测量中存在的问题进行了分析。常规形式的测绘工作通常是由工作人员自行操作,人为操作较容易出现误差影响测绘工作的精准度,此外,在地质条件复杂的地段进行测绘工作,较容易出现安全事故,因此需要在矿井工程中运用GPS定位测量技术。采用GPS定位测量技术就能够高效的实现工程测绘中交互定位,且能够显示出最精确的测绘结果,同时还能够了解工程测绘工作的流程。为了保证测量技术在工程测绘中达到最佳效果,可在测量前运用计算机技术对于需要测定的位置进行分析,及时发现测量中可能会出现的问题,并做好防治措施,以此保证测量人员的安全,提高测量的精确度。
3结束语
根据GPS定位系统的相关规范,在地心参照系中,通过静态定位的精度能够达到毫米。在连续观测中,相邻的多次观测基线的产犊年变化率值能够控制在2毫米的范围内。通过多年的勘察和几率,工程精度三百千米到一千五百千米定位中,每小时的测量误差都不会超过一毫米。在使用RTK作业过程中,基准线能够通过数据链把基准站采集到的载波香味及时地发送给流动测量站。在计算机系统中通过一些算法就能够定位坐标点,进而计算出具体的定位,精度达到厘米。
2煤田地质勘查中GPS、RTK定位技术的应用
2.1构建煤田勘探控制网
建立煤田勘查控制网需要勘查测量人员不仅要完成地质勘查研究区域的地质剖面测量数据,还需要控制测量数据以及勘查的点位等工作,并对这些数据进行整合。在收集这些资料的过程中,应该对地形的高差、坡度等方面加以注意,我们应该采用相关的定位系统测量规范中的精度要求来进行设置测量点并对这些点进行网络实时测量。在煤炭勘察测控网建立后,我们就可以利用RTK技术进行控制测量点位。主要的优势在于能够在实时的测量中对这些定点的精度和坐标实时获取,实现了不同点的完全通视,比传统测量方法操作更加方便。
2.2修缮煤田工程地质平面图
煤田工程地质平面图大多都是使用1:5000或者是1:10000比例尺的地形图。为了能够保证煤炭开采工程的质量,我们需要在测量之前就成立专门的测绘小组,根据当时当地的情况选择最佳的测量手段,而且如果使用全站仪进行修缮地质平面图的话,那么就需要增加测量水文地形情况、附近新增加的居民点、公路网络等方面,这对于工程人员来说面临时间久、任务量大、成本高、精度低的问题。如果我们采用RTK定位技术做这项工作,则能够很好地解决这些问题。
2.3工程测绘地质剖面图及地质勘探放样
RTK定位技术的优点主要有勘查半径大、通视条件要求低、能够长时间的连续性工作,精准度也比较高。这项技术不仅能够避免一些通视环境比较差的地区,而且其勘查的精度能够符合相关标准。在进行放样的时候,就直接把坐标对应到这项技术的手册当中,该系统就自动生成坐标点,方位以及相对距离也能够直接反映出来,这就方便了放样人员的工作。
3结束语
关键字P2P、资源管理、Gnutella、哈希查找
1P2P技术简介
1.1概念及特征
P2P是peertopeer的缩写,是指:通过使用分布资源,借助于分布计算技术来完成关键任务的系统和应用的总称。这里的分布式资源包括计算能力、数据(包括存储介质和内容)、网络带宽和其它资源(如计算机、人力资源等);分布计算包括算法、数据、元数据等,或者是三者总体;关键任务包括分布计算、数据(或内容)共享、通信与协作,或者是平台服务等。
P2P技术的主要特征是弱化服务器作用,甚至取消服务器,使分布式系统中的各个节点逻辑对等,这种技术出现的目的就是希望能够充分利用网络中所蕴含的潜在资源。与C/S模型不同,P2P模型中每个节点既可以是服务(或者资源)的提供者,也可以是使用者,充其量就是提供的服务(或资源)的类型不同。
1.2需求与背景
随着网络技术的飞速发展和网络规模的不断扩大,接入网络的主机增加,可用资源丰富,然而目前的互联网仍然是以C/S模式为主,尤其是Web技术的发展使得许多Web服务器成为信息的主要提供源,整个Internet系统依附于这些少量的服务器节点,而大量的个人主机中的资源却成了网络中的信息孤岛,无法得到充分利用,能否发挥这些闲散资源的使用效率(或者作用)构成了人们关注P2P的理由。
1.3P2P与网格的联系与区别
网格与P2P在技术上没有本质区别,都是在广域网条件下实现资源共享和分布计算。正因如此,全球网格论坛(GGF)与对等网络研究小组(P2PWG)已宣布合并。但二者也有一定的区别。网格类似于电力系统,格点(或者节点)类似发电站,通过整个网络输送给用户,相对于P2P,更象是将一些大型资源组织起来,供社会共享,我国目前正在实施的生物研究网格和网络教育服务网格都可作为其辅证;P2P则泛指闲散资源的组织。
(1)应用面
网格较侧重于重大科学计算和大型专业性的协同,其一个或多个主要节点仍有较重的服务器色彩;P2P提供普通的信息、计算服务,每个参与者明显地兼有客户、服务器双重身份。
(2)访问对象
网格访问计算资源、数据资源、软件资源,相对来说,有较固定的目标;P2P完全是随机访问,随机使用。
(3)安全性
网格中每个节点都有身份鉴定、授权、防火墙保护的能力;P2P每个参与者不保证这些能力,甚至是匿名的。
(4)控制
网格在资源监视/分配和作业调度上仍有较多的集中控制;P2P仅有很少的或没有集中控制,主要靠自行组织。
(5)服务质量
网格确保可靠的服务质量;P2P只有部分的保证,某些参与者甚至是不可信的。以上这些区别是相对而言,随着不断发展和改进,这些区别会逐步缩小。
1.4P2P与C/S的联系
从某种程度上说,也许不应该将P2P和C/S模式完全的对立起来,就某项特定的应用,以及特定的时间,P2P网络也许是以C/S方式进行工作的。例如:如果每个用户都有一些软件资源(例如文字处理程序)或者硬件设施(例如:打印机),自然,可以采用P2P的方式进行可控共享,此时,提供打印机的客户(本地的某个进程)就临时充当了服务器的角色。再分析一下目前的Web工作方式,我们更多的应用是文件(或者资料)的查找,Web页面成为文件资源的目录,存储对应文件的主机成为提供者,原理上,该主机可以独立于Web服务器,这也可认为是P2P的一种形式。
2P2P资源发现与定位
目前P2P技术已在文件交换,分布式计算,搜索,信息共享,协同工作,即时通信,网络游戏等等方面得到了广泛的应用,还有一些公司在开发基于P2P的平台。但是,无论是通信、P2P协作、分布式搜索引擎还是共享计算和交互式游戏等功能的实现,都只能以很好解决网内资源的迅速准确定位问题为前提。所以,P2P网络中资源发现是及其重要的。
目前,资源的定位一般采用的是“地址查询”的方法,即:每个资源有一个全局唯一标识符OID和一个包含其所在地址的指针P,系统将<OID,P>保存起来,当用户需要访问该资源时,根据OID来查询P,从而进行定位。定位机制有不同的实现方法。按照实现系统的体系结构,主要可以分为两类:集中目录式、泛洪请求式
2.1集中目录式
在集中目录式(CentralIndexServer)中,有一个类似于服务器的节点集中提供资源索引信息。当用户共享资源时,需将资源的<OID,P>向索引服务器进行资源注册,索引服务器中保存着系统中所有资源的标识符和指针列表。当用户需要查找资源时,首先通过资源标识符查询索引服务器,服务器返回该资源的指针,用户通过该指针定位。当定位到资源的存储位置后,资源的下载在节点之间直接进行,与索引服务器没有关系。
集中式的优点是:简单、容易实现。大多数的分布式系统采用的都是这种方法,例如:三种分布式对象计算环境(CORBA,DCOM,JAVARMI)提供的分布对象名字服务、大量的通用目录服务(如X.500、LDAP和NIS)和一些实用分布式系统(如Napster)的资源定位方法等。
集中式的缺点很明显:类似于C/S模式,缺乏可扩展性和存在单点故障问题。
2.2泛洪请求式
与集中目录式不同,泛洪请求式(FloodingRequest)没有中央目录服务器,用户的请求通过所有连接的节点传递,这些节点或者响应该请求,或者在不能满足请求时,将该请求向与自己相连的其他节点广播,直到请求得到响应为止(泛洪)。为了减少广播带来的网络带宽浪费,一般将广播传递限制在7~8跳以内,即如果请求在经过有限的循环广播之后,仍不能得到响应,则发送请求的节点将得到一个错误信息。Gnutella是泛洪的经典之作,Gnutella协议设置了三种机制来控制消息数量的指数增长。
机制一:消息生存时间(Time-to-Live简称TTL)
消息生存时间主要是控制消息在网络中传播时能够生存的时间,是消息头中的一个字段,在消息生成时被赋予一个初始值。当消息被发送出去,其它主机结点接收到该消息时,首先将该消息的TTL值减1,如果为零,则将该消息丢弃掉。否则,发给它的邻居结点。TTL值越大,消息能传播的距离就越远,反之,就越近。机制二:消息的唯一标识符(UniqueMessageIdentification简称UID).
消息的唯一标识符是为了避免一个消息在同一个主机节点重复传播而设计的。UID也被包含在消息头中,每个消息的标识符都是不一样的。当消息被发送出去,其它主机结点接收到该消息时,取出它的消息头中的UID字段,同本地记录的UID列表相比较,如果该消息的UID己经在列表中,说明该主机结点己经看过这条消息,它将直接把这条消息丢弃掉。否则,如果该消息的UID不在本地列表中,该主机结点将储存这条消息的UID到本地UID列表,然后将该消息传播出去。
机制三:路径标识符(PathIdentification)。
路径标识符是为了防止消息循环的出现及指导返回消息按原路返回而设置的。路径标识符其实是一个地址列表,记录了该消息所经过的结点的地址。当一个主机结点接收到一条消息后,该主机结点会检查自己的主机地址是否在消息所经过的地址列表中,若在,说明该条消息已经到过该主机结点,则该主机结点会将这条消息直接丢弃。否则,该主机将自己的地址加入消息的地址列表中,然后发送出去。
以上三个控制机制保证了消息在网络中不会被无限制的扩散,从而确保Gnutella网络可以正常的运行。但是,这三种控制机制也不是尽善尽美,也会导致很多问题,其中之一便是短路效应。
泛洪请求式由于通过广播方式进行查找和定位,因此一般扩展性差,但在小范围内效率高,可靠性好。此外如果在系统中存在一些所谓的超级节点(即该节点拥有大量的资源信息),则可以显著减少带宽的浪费。
目前第二代泛洪请求式的资源定位主要采用分布式Hash表算法:赋予系统中每个节点一个全局唯一标识符NID,通过一个哈希函数建立起资源唯一标识符OID和NID之间的对应关系:NID=HASH(OID),NID与OID是一对多的关系。将资源的定位信息<OID,P>保存到节点标识符为HASH(OID)的节点上。当用户需要查找对象时,首先通过OID和哈希函数计算出该资源定位信息所在节点的标识符HASH(OID),然后将该请求发送到该节点上,即可找到该对象。由于P2P中,任意两个节点可以通讯,并且各个节点上的哈希函数都相同,因此,只要知道对象的OID,用户可以从任何一个节点出发找到该对象。
根据节点的NID与OID之间的映射关系不同,分布式Hash表算法有许多不同的实现形式,如Chord、CAN、Pastry、Tapestry等。目前的最好效率是发现资源需要的路由表长度为logN(N为P2P网络总节点数),查询资源需要的通信量为logN。
2.3现有的问题与改进
如上所述,Gnutella中存在着短路效应。如图4所示,假设Gnutella网络上有A,B,C三台主机,当有消息M(TTL=t)由主机A发出,假设有两条路径可以到达主机B,一条路径是沿Ll(x1,x2,…,xp),路径长度为p;一条是L2(y1,y2,…,yq),路径长度为q。另有一条由主机B到主机C的路径L3(z1,…,zr),路径长度为r,其中有p+r>t且q+r<t。设从路径Ll传递的消息称为M1,把从路径L2传递的消息称为M2。按照Gnutella的传输协议及以上介绍的三种控制机制,从主机A发出的消息,应该能够到达所有的符合以下条件的主机:这些主机距离主机A的跳数小于初始TTL值(从一个主机到另外一个与它直接相连的主机的距离称之为一跳)。按照这条规则,从主机A发出的消息M也应该能够到达主机C,因为存在这样一条路径(y1,…,yq,z1,…,zr),该路径长度(q+r)小于消息的初始TTL值t。但是,由于网络异构延迟的影响,消息M却可能无法到达主机C。原因在于从主机A到主机B的传输过程中,假设从路径Ll传递的消息M1先于从路径L2传递的消息M2到达主机B,主机B在收到M1后,检查它的UID及TTL,发现此UID并不在本地的消息列表中,它的TTL值t-p也大于0,所以它会先记录M1的UID到本地的消息列表,然后将TTL值减去1,最后将M1发送给它的所有的邻居。但是M1肯定无法到达主机C,因为从主机A到主机C的跳数p+r大于消息的初始TTL值。在主机B处理过消息M1后,沿路径L2的消息M2也将到达该主机。因为M2和M1都是同一条消息的两个副本,它们的UID也必然相同,因而当主机B检查消息M2的UID时,会发现该UID己经存在于本地的UID列表中,按照控制机制二,主机B会丢弃消息M2。如此一来,便没有可以到达主机C的消息。这就是短路效应。需要说明的是,当网络规模大到一定的程度时,由于网络结构、带宽等的差异,异构延迟现象的存在是很正常并且是很普遍的。实验表明,在现在的Gnutella网络中,在异构延迟的影响下,消息的可达率一般在55%左右,即一条消息发出后,在应该收到该消息的主机中,约有一半数量的主机实际上收不到这条消息。这就大大降低了整个Gnutella网络的查询效率。
在原来的机制二中,主机结点在检查完消息的UID后,如果发现该UID已经在本地的消息列表中,则直接就将它丢弃了。从以上的分析知道,这是不合理的,因为该消息有可能到达比己经存在的那条消息更远的距离。因此,可以首先保存每一条消息的TTL值,当一个主机结点检查一条消息的UID,发现该UID已经存在时,再检查该消息的TTL值,如果新的消息的TTL值比原来保存的TTL值要大,则将用较大的TTL值替换较小的TTL值,并将该消息继续前传播。这里用较大的TTL值替换较小的TTL值,是考虑到如果后面还有另一个网络延迟更厉害但TTL值更大的副本到达时,主机不会把它丢弃掉。但是,这样改进之后还会引发另外一个返回结果的问题。如图4,当M1到达主机B后,如果它有主机A要查询的数据,则主机B会产生一条回应消息,沿着M1来时的路径传送到主机A。那么当消息M2到达时,主机B还会产生一条回应消息,沿着M2的路径传送到主机A。但是M2的回应消息己经没有必要,因为一是M2的路径延迟要比M1厉害,二是多发送的那条消息是重复的,白白占用了网络的带宽。因此做一个规定,当一个主机先后接收到相同UID的消息后,如果需要回应,只回应第一条消息,其它的在做完TTL及UID检查后,或丢弃,或只简单的传给它的邻居结点。
3结束语
虽然P2P的概念出现由来已久,但是随着Internet的迅猛发展近年来对其的研究和应用日益成为热点。目前Intel,SUN等多家国际IT企业都在投入相当大的力量研究适用的P2P计算模型及其实现。由于P2P技术在对等计算、协同工作方面的强大优势,今后肯定会在这两个方面迅猛发展;将P2P技术和C/S模式的互联网结合起来,在搜索引擎、文件共享方面国内外已经有不少商业化产品投入使用,但由于P2P技术本身存在不易管理、安全性差等缺陷,造成P2P技术自出现以来,并没有大规模应用,而且这两个问题如果得不到有效解决,将会成为P2P技术在这两个方面发展的主要瓶颈。
参考文献
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[论文摘要]国内学者主要从经济学、管理学、社会学等学科对技术创新进行研究。李兆友教授的著作《技术创新论一哲.学视野中的技术创新》,站在哲学的高度,从全新视角解读技术创新,开创了国内技术创新哲学系统研究的先例,并为其他研究者提供了从话语、范围到方法在内的一整套研究范式。笔者确信,在李教授及其著作的引导下,将会有愈来愈多的学者站在哲学的高度来全面把握技术创新,技术创新哲学也定将取得应有的发展。
技术创新理论成为一个独立的研究领域肇始于熊彼特1912年出版的《经济发展理论》一书。在该书中,熊彼特论证了创新是经济发展的核心力量,是建立一种新的生产函数,把一种前所未有的关于生产要素和生产条件的新组合引入生产体系。他还根据创新对利息、利润、经济周期等经济学基本概念、基本现象进行了重新的界定。由于美国经济在20世纪50年代的快速发展无法用传统的资本、劳动力因素来解释,人们开始相信技术进步对经济增长的贡献,再加上研究开发方面公共投资的意义相继得到证明,加深了人们对技术创新的经济意义的共识。于是,技术创新理论也就成为人们关注的焦点之一。在当今,技术创新成为现代经济增长的最主要动力,因为科学技术是“历史的有力的杠杆”,是“一种在历史上起着推动作用的、革命的力量”。正是由于技术创新在现代社会和经济发展中起着举足轻重的作用,以及人们对技术创新重要性的认识愈来愈强,关于技术创新的研究越来越成为学术研究中的热点之一,它已经成为一个涉及经济学、管理学、社会学等多学科领域的研究课题。
一、技术创新研究的几个主要视角
我国对技术创新理论的研究相对较晚。在1973-1974年间,北京大学经济系的内部刊物《国外经济学动态》上,有专文介绍了熊彼特的创新理论。1981年中国社会科学出版社出版的《国外经济学讲座》一书,再次介绍了熊彼特的创新理论以及熊彼特以后创新理论的发展。在此之后,国内一些学者开始陆续介绍国外创新研究的成果,如翻译出版了《现代国外经济学论文选)(第10辑)(商务印书馆1986年)、熊彼特的《经济发展理论》(商务印书馆1990年)、《国外技术创新研究系列报告》(《国外科技政策与管理》1991年第1期)等。
从经济学的视角看,技术创新就是在企业“建立一种新的生产函数”,即企业的技术条件或水平发生了变化,并且这种变化的结果将带来经济效益,因而技术创新的结果,首先将直接影响成本、价格与利润。我国对于技术创新的经济学研究起步较晚,直到上世纪70年代末80年代初以北京大学经济系厉以宁教授为代表的经济学家才开始逐渐地从介绍西方的技术创新模型到形成自己独特的技术创新理论。由于技术创新理论本身就是来自于西方的经济学理论,所以各位经济学家在对于技术创新这个经济现象进行研究时,就必然会或多或少地运用西方经济学原理,形成了各有特色的技术创新理论。这其中包括各种概念的界定、技术创新过程的分析、结果衡量等等一系列的分析和研究。
从管理学的视角来看,技术创新是企业家抓住市场潜在的盈利机会,重新组合生产条件、要素和组织,从而建立效能更强、效率更高和生产费用更低的生产经营系统的活动过程。目前技术创新管理学研究成果主要有两个类别:一是从理论的角度进行研究,如技术创新的机制研究、政策研究、过程研究、环境研究等等;二是从实证的角度来研究技术创新,主要是通过成功企业的案例研究,为理论研究提供支持依据,为其他企业提供参考模型。
从社会学的视角出发,技术创新是由创新主体即企业所启动和实践的,以成功的市场开拓和提高市场竞争力为目标导向,以新技术设想的引人为起点,经过创新决策的研究与开发、技术转化和技术扩散等环节,从而在高层次上实现技术和各种生产要素的重新组合及其社会化和社会整合,并最终达到改变创新主体的经济地位和社会地位的目的的社会行动。
二、《技术创新论》:从哲学的视角研究技术创新的有益尝试
李兆友教授的著作《技术创新论一哲学视野中的技术创新)(以下简称《技术创新论》)(辽宁人民出版社2004年12月出版)是从哲学的视角研究技术创新的一种有益尝试。该书是作者近几年来对技术创新哲学进行思考的一个归纳,共分五章来展开叙述。第一章是绪论,作者总结了技术创新研究的多重视角,说明了技术创新对当代社会的意义以及技术创新哲学研究的意义。作者指出,由于技术创新理论本身来自于西方的经济学理论,并且由于技术创新具有很强的实践性,因而我国技术创新研究主要是从经济学、管理学和较少的社会学层面展开的,哲学层面的研究目前则是处于技术创新研究的边缘。不过,他对技术创新的哲学研究的兴起持乐观态度,因为,技术创新中确实包含令人感兴趣的哲学问题。从哲学视野反思技术创新,就是要对各有差异的技术创新实践中遇到的带有普遍性的问题进行理性的思考,从中揭示技术创新的本质规定,揭示技术创新的基本特征,揭示影响和制约技术创新活动的根本因素,以便为技术创新实践及其理论研究提供方法论指导。
第二章是技术创新本质论,作者从熊彼特、马克思、对技术创新的经典论述出发,阐明了技术创新的特点,揭示了技术发明和技术创新的区别,并给出了技术创新的哲学本质。为了更好地理解技术创新的本质,作者对技术创新的基本特点加以总结为:(1)历史性(2)不确定性(3)创造性(4)过程性(5)协同性。对于技术发明和技术创新的区别,作者提出,熊彼特最早对“发明”与“创新”进行了区分,借用日本学者森谷正规的话就是,技术创新不是技术发明,确切地说,它是通过技术进行的革新(即创新),技术本身无须发生革命性的改变。在总结学术界对于技术创新的各种研究之后,作者从哲学的角度把握了技术创新的本质:(1)技术创新是主体参与的特殊的社会实践活动过程。(2)技术创新是创新主体的创新认知与创新实践相互作用的动态过程(3)技术创新是创新主体的对象化活动过程。
第三章是技术创新活动论,作者探讨了技术创新从创新决策,到创新研究开发、生产技术创新、市场创新、管理创新的活动特点,说明技术创新的非线性作用机制和技术创新各阶段协同作用的必要性。现实的技术创新过程,就是作为行为者的创新主体依一定的中介作用于作为行为对象的创新客体而使创新主体与创新客体同时发生改变的过程:创新主体把创新客体的特征、本质和规律转化为自身的知识、技能等本质力量,完成“人的自然化”,而创新客体则按照人的目的和本质力量对象化的过程被改造为适合主体需要的创新结果,变成“自然的人化”。作者指出,技术创新决策就是作为决策主体的企业家面对实然创新客体作出选择,从而形成技术创新活动方案的过程;创新R&D是从无形技术到实体产品的过程,是创新决策方案的第一个物化环节;生产技术创新则是从一品技术到多品技术的过程,标志着技术创新从技术的认知与实践过程,进入到技术与经济相结合的认知与实践过程;市场创新则是从创新产品到创新商品的过程,即把创新产品变成消费者满意的创新商品;管理创新则是培育积极向上的价值观的过程。作者在分析了技术创新活动的各个阶段的特征后,指出技术创新活动并不是一个完全线性的过程,相反,创新常常被认为是一个充满不确定性的过程,并且存在着各种各样的反馈回路在起作用。
第四章是技术创新能力论,作者从剖析技术创新的能力系统结构人手,提出提高企业的研究开发能力、设计能力、生产制造能力、市场营销能力以及创新管理能力的具体措施。第五章是技术创新条件论,探讨推动技术创新的外部环境或条件,如制度创新、知识产权制度的建立、国家创新系统的建立、健全的研究开发和设计制度以及文化创新。由于篇幅的限制,在此不一一加以详细介绍。
总的说来,作者站在哲学的高度,从全新视角解读技术创新活动,在论述时旁征博引,与主题相关的学术成果都尽可能地收集和引用,在空间和时间上都有所覆盖,对于受众而言,《技术创新论》提供了一个了解技术创新学术界信息的好机会。阅读本书,读者会感受到其独特的研究视角,新颖的内容,丰富的资料,庞大的信息量,引人深思的见解,尽管对于从哲学的视角来解读技术创新活动,读者可能见地各异,但可以肯定的是,《技术创新论》确实给我们提供了一个解读技术创新活动的全新视界,毫无疑问将对学界产生深远的影响。
三、《技术创新论》与技术创新哲学研究的兴起
技术哲学(技术创新哲学是其中之一)本来就是一个较新的哲学分支学科。技术很晚才进入西方哲学的视野。究其根源,这与西方哲学的“理论”取向有关。“哲学一科学”史从苏格拉底一亚里士多德以来,一直以理论活动为主要研究对象,而对实践活动则不予重视。技术创新活动一向被看成知识贫乏的实践活动,因而被认为不值得哲学研究。到了今天,即使有人考虑到现代技术的巨大影响,但也认为这种影响主要来自现代科学的运用,现代技术工程被看作“应用科学”,对技术及技术创新的哲学反思通常是科学哲学的附属产品。因此,尽管技术(及技术创新)与人类同时产生,甚至人类漫长的历史是由它来标识的(石器、铁器等),技术及技术创新对历史发展也有巨大影响,但技术及技术创新向来没有进入哲学思考的核心。不过,夏保华教授认为,在技术创新中,大量存在的、迫切需要解决的虽然是经济学与管理学的问题。但是,在技术创新中,也包含了靠穷根究底的思考来解决的哲理性问题。他列举了八组技术创新的哲理性问题,包括:关于技术创新本质的问题,关于技术创新客体的问题,关于技术创新活动的问题,关于技术创新主体的问题,关于技术创新动机的问题,关于技术创新知识的问题,关于技术创新条件的问题,关于技术创新方法的问题。他还特别提出,解决诸如此类的问题需要用哲学的知识、观点和方法,而且不是短期能彻底解决的。为此,他呼吁科技哲学界应着力进行技术创新的哲学研究,以“面向文本”、“面向现实”和“面向自我”的“三个面向”为基础,为发展一门技术创新哲学而努力。技术创新哲学的兴起,本质上反映着技术创新对哲学发展的影响。我们不能指望从最普遍的哲学或“元哲学”的发展中派生出技术创新哲学,而是要从技术创新研究和实践中提出的问题引导出技术创新哲学;同样,也不是技术创新研究需要有哲学转向,而是哲学研究需要有技术创新的转向。这样才能显示出哲学关注时代变迁,作为时代精神精华的特征。
1.1有源RFID定位技术
RFID(RadioFrequencyIdentification)技术,又称为无线射频识别技术,是一种非接触式的自动识别技术,根据标识卡是否需要供电又可分为有源RFID技术及无源RFID技术,无源RFID标识卡一般识别距离在几厘米~几米,难以达到矿井井下人员定位系统的要求。因此,目前,矿井人员定位系统应用较多的是有源RFID技术:每个下井人员携带一个433MHz或2.4GHz的有源定位标识卡,该标识卡每隔一段时间(1~3s)发送一次代表携带人员身份的射频编码,该编码信号被安装在矿井巷道内的读卡器接收并传送到地面服务器,由于读卡器的位置在定位系统中已经设置完成,因此,我们可以判断出井下人员的位置。该系统的优点网络结构、算法简单,建设成本较低,缺点是定位精度低,一般为读卡器的接收半径,约几十米~几百米。
1.2RSSI定位技术
RSSI(ReceivedSignalStrengthIndicator)是接收信号的强度指示,RSSI定位技术是通过接收到的信号强弱来测定信号发送点与接收点之间的距离,进而根据接收点位置坐标来进行定位计算的一种定位技术,该技术在矿井人员系统中应用较多,如TICC2431芯片就集成了RSSI定位引擎。RSSI定位技术精度较有源RFID定位技术有所提高,通过算法优化的RSSI定位精度可达8m。RSSI定位技术的主要问题是易受环境的影响,如环境湿度的变化、人体的遮挡等均会引起信号强度的较大变化,使得测试数据波动较大。
1.3TDOA定位技术
TDOA(到达时间差)方法是通过测量移动目标发出的信号到达多个接收基站的时间差来对目标进行定位的方法,即各接收基站对来自同一移动台的信号作到达时间TOA的测量,然后将各TOA值传送到定位处理中心,中心根据TOA求出各基站间的TDOA并计算出目标的位置坐标。
1.4起源蜂窝小区技术
起源蜂窝小区定位技术(COO即CellOfOrigin)是一种基于移动台的定位技术,它根据移动台所注册的小区识别号ID来确定移动台的位置。由于矿井无线通信系统的井下基站安装的巷道位置是一般是固定的,只需知道哪些移动台在当前小区注册,系统把该小区基站对应的巷道位置和覆盖半径发送给移动台,移动台就能知道自己处在什么地方。同时,系统也可通过小区内注册用户信息得到移动台所处的位置信息。起源蜂窝小区技术无需对移动网络和移动台进行修改,响应时间短,方案简单、经济。但是,由此导致的缺点是精度较差,定位误差就是一个蜂窝的大小。
2.基于TD-SCDMA系统的定位技术
本项目研究了基于TD-SCDMA系统的定位技术,系统采用了TA(TimingAdvance)定位技术,又可称为CellID+TA,即小区识别号+时间提前量。无线信号在空中传播是有延迟的,时间提前量TA由基站BTS(BaseTransceiverStation)测量后通知移动台MS提前这段TA时间发送数据,目的是为了补偿基站BTS与MS之间的传输时延。TA定位方法就是利用现有的参数TA来测算定位目标MS和基站之间的距离,再经过相关软件处理和计算得出各终端具置信息,同时体现在监控中心,从而实现通过终端进行定位的功能。TA定位实现原理:
(1)定位请求控制
a.定位中心负责监视定位命令表,发现有用户定位请求,取出用户信息;b.通过诊断测试流程将定位用户消息发送至网元,定位结果返回后写入定位数据表中;c.将命令表中对应的记录状态置为已发送状态。
(2)终端类型判断
由于不同厂商的终端对TA测量处理有差异,部分终端TA测量值差异较大,需要针对终端类型进行距离修正,所以在进行终端定位前,要先获取终端类型。终端的IMEI由15位数字组成,其组成为:前6位数(TAC)是“型号核准号码”,一般代表机型;接着的2位数(FAC)是“最后装配号”,一般代表产地;之后的6位数(SNR)是“串号”,一般代表生产顺序号;最后1位数(SP)为检验码,一般中断效验码都设置为0。在本项目实际使用中,由于同一个批次的终端,前8为数字一般相同,可以根据终端的IMEI前8位来确定终端类型。对于定位请求,RNC在获取终端的IMSI后,发起IdentityRequest,请求类型为IMEI,IUC收到呼叫中心CC的Identity查询后,给RAC发送下行直传消息,请求UE上报IMEI信息。IUC收到RAC的上行直传消息后,从NAS消息中解析出IMEI后,将IMEI写入到UE表中,需要判断UE表中RRC的建立原因,如果是Terminating-causeunknown,该IMEI信息不需要给CN回复。然后给CC回复IMEI查询成功指示消息。
(3)修正值确定
本项目选取一款使用数量较多,且上报TA值稳定的终端,其默认的定位修正值为0,并在每个基站的天线处,通过多次测量TA值,然后取平均值的方法确定各个基站的TA修正值;并通过多次计算,确定出基站修正距离Ud(uepathdistance)、终端修正距离Td(terminaldistance)、阶段修正距离Pd(partdistaice),并配置各基站最大定位范围Md(maximumdistance)为基站间距离,确定修正值后,存入修正值表中。
(4)距离计算方法
定位中心收到一条定位消息,转换为对应表的数据结构,并进行下一步判断。根据终端所在小区CELLID,判断终端位置是在地面还是井下。如果是井上,计算结束。如果是井下,根据IMEI确定终端类型。根据终端类型调用系统中储存的相关修正值。根据测量值减去修正值,得到修正后的测量值。
3.结束语