网络坐标（精选八篇）
网络坐标 篇1
本论文主要结合虚拟坐标系统，对无线网络地理路由算法进行了改进设计，从能量消耗最小的角度出发设计了基于虚拟坐标系统的节能式无线网络地理路由协议，以期从中找到可靠可行的无线网络节点能耗节省模式，并以此和广大同行分享。
1 无线传感网络地理路由协议实现原理概述
这里以经典算法——GRWLI算法为例说明无线传感网络地理路由协议算法实现的基本原理。GRWLI (Geographic Routing without Location Information) 路由协议是A.Rao等人提出的一种只需要少数节点精确位置信息就可正确路由的地理路由机制。
GRWLI路由协议的基本实现原理是利用利用无线传感网络中的某一个节点，一般是SINK节点，以该节点建立一个全局坐标系，这样就可以知道整个无线传感网络中的每一个节点的位置坐标，从而建立了整个无线传感网络的位置表，由此便可以进行基于节点坐标系的数据的地理路由传输。实际上，一旦建立了整个无线传感网络节点的地理位置坐标，GRWLI路由协议便可以通过事先设计好的算法进行路由的选择，从而完成数据信息的传输，但是对于该路由协议而言，如何选择合适的SINK节点，以及如何通过SINK节点的位置坐标确立其他节点的位置坐标，从而建立整个无线传感网络的地理路由表，是该协议能否实现路由数据传输的关键。
在无线传感网络中，要为每个节点都建立属于自己的位置坐标，一方面每个节点在进行数据路由传输的过程中会首先进行自身地理坐标的计算与校核，这样就会损耗大量能量，大大降低了节点数据信息传输的寿命，因此，如何在建立整个无线传感网络节点地理位置坐标的前提下，实现数据路由传输的能量损耗的降低，这是当前无线传感网络地理路由协议机制研究的一个重点，这也是本研究课题的研究意义所在，就是为了探讨一种能耗较低的全局无线传感网络节点坐标下的地理路由协议机制。
2 基于虚拟坐标系统的无线传感网络地理路由协议算法设计
2.1 传统地理路由协议算法存在的问题
目前所实现的无线传感网络路由协议算法中，通过对实际应用中所暴露出来的缺陷问题的总结，当前地理路由协议在无线传感网络中的应用中存在的问题主要表现在以下两个方面：
1) 首先，目前无线传感网络在布局的时候，都是通过飞机等工具播撒实现节点随机布局，这样容易造成节点分布密度不均匀，更严重的是很多无线网络节点在进行数据传输的时候，能量的损耗也是不均匀的，这会导致部分节点因为能量消耗殆尽而提前失效，从而造成整个无线传感网络的数据路由链路的断开或者空洞，造成数据传输的丢包率增大，延迟性增大，大大降低了无线传感网络路由的稳定性和可靠性。
2) 其次，目前无线传感网络地理路由协议机制，多数都是基于GRS算法实现的，这主要是因为GRS算法具有计算复杂度低、路由路径生成速度快、路径链短等优点而被广泛采用，但是单纯使用GRS算法也会为无线传感网络节点数据传输带来负面影响，那就是该算法过于重视路由地理位置信息的传输连续性而忽略了节点传输的能量损耗，实际上在有些网络环境下，数据包根本无法传输到目的节点。
综上所述，结合上面分析的两个问题缺陷，非常有必要对无线路由算法实施改进，从能量设计的角度设计节能有效的地理路由协议算法。
2.2 算法描述设计
带着这些问题，本论文提出一种具体的算法——基于虚拟坐标系统的能量有效地理路由算法 (Energy-Efficient Geographic Routing Based on Virtual Coordinate——EEGRBVC) ，该算法是基于节点状态与网络路由链路能耗均衡性相结合的方案。
1) 算法实现原理描述
EEGRBVC算法将网络节点地理位置坐标与节点工作状态结合起来，实现了在寻找路由链最短的前提下的能耗节省，能耗节省主要是通过寻找下一个工作状态为空闲节点的方式来实现的，以空闲节点作为下一个网络节点分发中心，进行数据的路由转发。在EEGRBVC算法中，主要是通过节点的地理位置坐标换算建立整个无线传感网络坐标网格的，每个节点的地理位置坐标 (x, y) 可以通过函数GetNodeLocation (x, y) 来获取，为每个节点的空闲状态与忙碌状态赋予状态标定值，从而建立整个无线传感网络节点的地理位置坐标网格与工作状态表，利用上述算法实现每个节点在接收到数据路由信息后，利用该算法寻找距离当前节点最近、路由链最短的空闲节点，从而将数据路由传输至下一个网络节点，同时自己转入休眠状态以节省能耗。
2) 基于虚拟坐标系统的网格实现
在EEGRBVC算法中，如何建立节点自身地理位置坐标的路由表是算法功能实现的关键。而在EEGRBVC算法的邻节点发现过程中，每个节点以时间间隔Tb周期性的广播BEACON分组，每个节点建立邻节点表保存接收到的BEACON信息。建立各节点地理位置坐标的路由表需要设定网格边长α，通过网格边长与当前节点的坐标，计算出下一个节点的坐标范围，在该范围内选择节点状态为空闲状态的节点进行数据的路由传输，如果在该网格范围内所有节点全部为忙碌，则综合选择路由链最短以及能耗损失最小的节点作为数据传输的下一个节点，同时当前节点在完成数据传输后自动转入休眠状态。
EEGRBVC算法利用上述的过程作为网格建立的基础，它令BEACON信息包含节点ID号、节点所在位置Nloc以及节点类型Type和节点状态。一旦源节点向目标区域发出查询，便触发路由过程，开始网格建立阶段：源节点产生控制信息Ctrl_M，并将Ctrl_M发送至目标区域方向上相邻网格中的某个节点，其中网格单元大小为a×a, Ctrl_M由网格有效期GL、源节点MAC标记SID、源节点位置SLoc、上一跳节点位置PLoc、当前节点位置CLoc、下一跳节点位置Lp、目标区域位置Dp等构成的元组。该路由传输过程反复进行，直到数据在整个无线传感网络中被传输到目的节点。
2.3 算法性能对比仿真测试
为了说明本文设计节点系统低能耗，在同样的测试环境，相同的节点，发送相同的数据时，与经典的无线传感网络路由协议算法GRWLI分簇算法进行的网络处于工作状态下的网络能耗模型仿真进行比较。GRWLI算法让节点参与特定的节点集群内的多跳通信，簇头再进行数据集合，减少向基站传送的消息数量，从而节省能量、提高网络扩展性。在这里，借助于专业的网络性能测试仿真平台NS-2软件，两种算法在软件平台中进行构建，并且设定网络节点数相同，发送相同数据n的情况下，对两种算法的能耗进行比较，结果如图1所示。
图1中实线是本文设计的节点系统在一直处于工作状态下的能耗，虚线表示的是经典的无线传感网络路由协议算法GRWLI算法中推导的无线传感器网路能耗模型所仿真的结果。从图中我们可以看到，在相同的情况下，两个模型的能耗都随着时间的推移而成线性增长，但本文设计的无线传感器网络节点系统的EEGRBVC算法能耗要小于GRWLI算法中的能耗。
3 结束语
本文对于无线传感网络节点的地理路由协议算法的分析设计，只是从虚拟坐标的角度探讨了能量节省的设计方法，实际上，无线网络节点能耗和很多因素有关系，因此具体的更加贴合实际的地理路由协议还有待于广大技术人员的深入研究与探讨，本文只是做了一次有益的尝试和探索。
参考文献
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从“时间坐标”到“意义坐标” 篇2
【关键词】 科幻电影；“时间坐标”；“意义坐标”；表征意义；深层实现
[中图分类号]J90 [文献标识码]A
一、元年概念：时间坐标非意义坐标
科幻电影是基于电影类型的一种分类。学界对“科幻”的定义一直不乏论争，为避免“泛科幻”甚至“伪科幻”过度模糊类型边界，一般定义科幻片为：以科幻元素为题材，以科学幻想性情景为背景，拥有以基本科学逻辑为支撑的脉络，在此基础上展开叙事的影片。在世界范围内，科幻最初以科幻文学的形式产生并逐渐推广，科幻电影更因影像表现力和大众号召力，将科幻热度与影响力提升至新高度，进一步拓宽了此题材的受众基础。早在1902年，法国导演梅里爱的《月球旅行记》可被视为科幻电影的开山鼻祖，《太空旅行记》、《海底两万里》等科幻题材影片延续着相关创作。随着好莱坞异军突起，19世纪末到20世纪20年代，科幻片类型逐渐确立，并趋向成熟。从早期的《化身博士》到“科学怪人系列”，到《2001太空漫游》、《黑客帝国》，再到近年的《星球大战》系列、《星际穿越》等等，美国科幻文学、科幻电影成为世界科幻之标杆，二者相辅相成，美国科幻文化已然形成完善的产业链条。
在中国，科幻热潮也并非朝夕，实际却存在着严重的供需断层。长期以来，中国本土科幻小说乏善可陈，电影一度无迹可寻，长期处于近乎停滞状态，依靠好莱坞科幻大片填补需求缺口。一方面是好莱坞科幻片的大卖，一方面是本土科幻片的难产，好莱坞科幻片之成功，突出了高科技时代科幻的巨大市场潜质，却更反衬了中国科幻的疲软，再次提醒中国电影市场科幻类型的长期空白。从中国科幻的发展及现状观之，可见本土科幻电影的长期空白并非“无欲”，而是一种源于无能的尴尬沉默。2015年，以《三体》等科幻文学改编电影正式投拍、中影启动《超新星纪元》等多部科幻大电影项目为标志，中国首批科幻电影创作集中展开，2015年因此被称为“中国科幻电影元年”。
中国科幻电影长期缺失，使得本土科幻片项目集中萌芽具标志性意义，“中国科幻电影元年”之说透露着业界的关注与期待，但质疑声不绝。此前，以《母亲》、《流浪北京》、《甲方乙方》等代表作作为起点支撑，类似作品相继出现，相关类型在后续发展中更呈现出积极上升的发展态势，由此，“独立电影元年”、“贺岁片元年”意义达成，概念延续至今。目前，“中国科幻电影元年”却仅仅是一个“前置概念”，作为“静态坐标”而存在：由于大部分作品尚未成型，后续发展态势实际无从谈及。诚如中国科普作家协会组织工作委员会副主任闫安所言，所谓元年应为“一种类型片正在走强，在之后几年也有比较多的作品跟进，有持续性，从而形成了相对成系统的类型片整体。但对于科幻片而言，现在大家熟知的作品都还在制作中，今年过去后会怎么样，现在还看不出来，从文学作品到电影创作上也没有看到可供大规模持续发展的依据”（1）。应该说，就本土科幻片投拍客观事实而言，在狭义时间概念上，建立“时间坐标”以纪念科幻电影类型在中国的开创性意义，“元年”之谓无可厚非，而在意义层面“元年”却相去甚远。
标志性的开端是否足以延伸出符合内在意义的坐标轴以及值得关注的后续动态？“制作热”能否换来“观影热”，未见真容的首批作品中能否出现实力佳作，堪当中国科幻片“奠基之作”重任？能否将现象热潮转化为对本土科幻片的信心和认同，实现本土科幻片供需链条的良性循环，最终建立起成熟的本土科幻片类型和与之对应的稳定市场？如是种种尚属未知，挑战却属必然，从这一层面上，如今无论何种论断似乎都为时尚早。“中国科幻电影元年”要真正成为实至名归的“意义坐标”，现象名词到内部实现相距几何尚难定论。“元年”提出之价值在于意义层面的唤醒与发展之道的探寻。由“元年”这一时间起点，可以开启对本土科幻电影创作的关注，引发业内的重视与集中探讨，对上述问题进行脉络梳理。结合实践动态进行策略研究，将眼光聚焦于整个类型面对的挑战与机遇，深入意义实现层面，旨在对中国科幻电影历史空白、起步阶段将面临的风险及后续发展问题进行前瞻性分析及策略探讨。若首轮尝试完成，经历行业大浪淘沙后，“元年”之谓得以保留，方可宣告意义层面元年成立。而当下，寻求实现“中国科幻电影元年”“意义坐标”之法，才是当下“时间坐标”建立的价值所在。
二、一步险棋：中国科幻难产缘由与开局之险
科幻电影在本土产生之迟正是基于其难度风险，也提示着“元年”之后，前路必然并非坦途。总体而言，中国科幻片难产在于本土文化特质影响下的先天性缺陷，以及源于科幻特殊性带来的高风险系数。
（一）根源劣势：“科学意识”的先天性薄弱
就思想根源而言，西方科学意识与中国人文意识的根本不同决定了科幻难于从中国诞生。中国受儒家文化影响，文士哲人的思考多集中于修身齐家，传统使得人文情怀深埋，长期影响着国人对世界的认知。文人掌握话语权，科技与研发停留在功用层，科学不受重视，科学意识难以形成、普及。西方文化中科学启蒙作为重要一环，更早致力于宇宙等未知领域的探索。最为年轻的美国或恰因历史单薄，反将目光更多集中在现代科技的探寻，解决问题的逻辑回环和科学意识形成主导。基于不同文化培植下的思维模式差异，及与之对应的成长、教育环境，中美分别形成人文意识主导下的“文化教育”——中式传统教化影响下耳濡目染，和科学意识主导下的“科学教育”——侧重科学思维、创造力启蒙。此差异体现在文学创作中，中国诞生了人文色彩浓厚的神话传说、神怪故事等，欧美超现实主义创作中科幻文化则成为重要组成。
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中国科学基础先天薄弱，科幻情结不具备孕育土壤，这决定了科幻在中国的“舶来”身份，本土科幻的形成是一个接受融合的意识重构过程。科幻世界观的建构为偏西式思维的产物，文化背景及思维方式造成中国本土科幻创作存在先天不足，它们虽不足以最终决定中国科幻存亡，但植根于思想层的文化背景、大众科幻意识的薄弱，与科幻在中国的接受、传播和本土科幻兴起的迟滞、科幻创造力不足等，有着必然的因果关联。欧美科幻的传入对中国产生了直接启蒙，引发中国科幻热潮并触发科幻创作，而面临的首层难题是思维转换及本土化建构：科学意识、逻辑能力、想象力等超出创作本身的“科幻思维”要求对创作群体考验巨大；跳出西方理念、世界观建立的科幻规则，科幻故事的“本土化”实现难上加难。
（二）创作、技术、资本的“科幻特殊性”
中国本土科幻创作的瓶颈，在文学阶段已引发诸多思考，创作是本土科幻面对的最为基础、核心的问题。近年来尽管本土科幻文学已有起色，刘慈欣作为科幻文学创作当之无愧的领军人物，以其《三体》系列作品为代表掀起本土“科幻”风暴，中国科幻产业热萌芽，最终触发科幻文学改编科幻电影，催生此次科幻电影元年。然而，置于科幻类型大命题之下，如今本土科幻太过单薄，少数派终究不可能真正支撑起中国科幻。科幻影片项目以大热科幻文学改编为主，以刘慈欣作品主挑大梁，而刘慈欣的可复制性偏弱，一位作家制作难以支撑中国科幻片产业链条的延续。必须承认，中国的科幻原创力远未达标，后续科幻创作是否能持续跟进尚难确定，尤其当科幻拓展至电影，原创力问题得不到解决，科幻电影更难以为继。作为“科幻”与“电影”的双重舶来品，科幻的基因缺陷等起点劣势自然过渡到电影中，不仅“先天的不利”引发创作之难，同时，科幻类型的特殊性带来一系列后天限制，决定科幻电影对创作、技术、资本等综合实力提出更高要求，创作难加实现难的高难度系数、科幻题材与技术资本高度捆绑带来的超高风险、市场不成熟与受众包容度偏低增大失败几率等等，如是都加剧了我国本土科幻片起步阶段的难度。
当下，少数成功的科幻文学已为电影创作提供了蓝本，即便科幻剧本原创压力被稍适缓解，且不论资源不足的实际隐患，单就科幻文学跨文本改编而言，相较普通文学其面临更多挑战。除去文学到电影跨文本过程中需作出的必然取舍，科幻的现实可行性成为影响最大的考量标准之一。科幻文学不受现实可能性制约，在特定的科学逻辑中叙述天马行空，电影影像虽能增强科幻的表现力，却并不如文学般随心所欲，其设想却并非能全部实现，构想的复杂性、思维的发散性自然受到限制。在影像呈现的现实考量下，原作建构的奇幻世界观或将因此折损，实现难度增大改编难度，对科幻电影的呈现边界做出了限制。同时，从现有改编观之，科幻文学往往存宏大构想带来“鸿篇巨制”改编难问题：如长篇科幻文学《三体》长达三部，大量的文字改编工作是一大考验，其篇幅带来的改编难度在此次影片筹备阶段可见一斑。《三体》电影版为分系列展开，如今进行的仅为第一部制作。而长远观之，文学改编仅为科幻电影的一大来源，未来科幻电影创作可能更多依赖原创，这意味着对科幻作家的影像思维书写和电影工作者的科幻素养提出更高要求，无疑又是一轮新的挑战。
电影是技术与艺术的结合体，电影构想实现的过程越发依赖技术支持，科幻题材则将技术门槛进一步提高，技术难度是科幻题材面临的一大现实问题。中国在电影前后期技术中并不占优势，诸如CG特技等大量依赖欧美技术团队支持，而对技术的熟悉度实际上与构想的提出和实现存在直接关联，科幻电影尤其如此。自然，当前中国电影的技术水平在突飞猛进，而更为被动的限制在于技术需求必然要付出高成本，高资本要求使得科幻片带着与生俱来的超强商业属性，这决定其发展的被动性。此外，高投入类型应为成熟电影市场下，创作、技术、资本全面跟进催生的产物，如好莱坞科幻，基于其市场的成熟稳定，其足以具备高成本科幻题材摄制的实力，市场包容性与风险承受力完备，使得科幻类型获得萌芽机会。
而现今，中国的电影工业成熟度远未达标，电影产业尚未拥有足量资本支撑，科幻类型面临高投入高风险系数，却并不具备足够的风险承受力。正在筹拍的由刘兴和小说改编的作品《超新星纪元》、《流浪地球》和《微纪元》，预计成本分别为6000万美元、5000万美元和4000万美元，它们的投入虽然在国产电影摄制的大环境下并不算低，但置于好莱坞大片语境下，对于科幻这一自带“大片属性”的类型资本而言却并不太多。《三体》宣称将无上限追加成本，然而就先期投入与风险评估下，实际上限也不会太高。科幻特技与资本关联之密切，是无奈却也是现实，尤其中国未掌握成熟的核心技术，不仅带来创作难度限制呈现效果，也进一步加大了资本投入压力。在本土科幻电影起步阶段，无法对呈现效果与商业回馈作出可靠预判，投入与实现效果的必然关联下，节制资本的简单尝试无法实现。巨大风险与可见的实现难度下，比起小成本电影的安全易赢，科幻电影自非此阶段商业模式下的“聪明之选”。就观演关系而言，国内科幻电影观众审美水平的建立，是基于好莱坞成熟科幻片水平培养而来，所以对本土科幻片的期待值与低包容性也会成我国科幻电影面临的巨大压力。首批作品的成败直接关乎观众的信心与科幻影片创作的信心。基于中国科幻电影起步阶段的水平，结合观众好莱坞培育出的高审美期待，一旦首轮尝试表现不佳，对本土科幻片的后续创作甚至可能是毁灭性的打击。基础薄弱加难度壁垒，国内科幻低起点难以匹配高期待、高投入，高现实风险与低投机可能之下，一般性尝试望而却步，中国科幻电影长期陷入需求创作而鲜有尝试的恶性循环。
三、本土科幻类型先河：值得冒险的开局
中国科幻电影元年意义的真正实现颇具难度，其起步阶段存在诸多问题，发展也面临一系列可预见性风险，初次尝试乃值得冒险的开局。此次集中涌现具有填补类型空白的开创性意义，除了里程碑的标志性，其更具尝试性价值。
从科幻大类型概念出发，科幻是一种思维的发散，有助于想象的延伸、世界观的拓展。所谓“硬科幻”更强调科学逻辑的建构，故而科幻创作者中不乏科学家等理论基础夯实的人群，甚至通过科幻构想与理论结合，寻求研究的前沿课题。最初的科幻构想中，有为数不少的成为现实研发的指导方向，对现实创造做出启发。科幻小说之父儒勒·凡尔纳的《海底两万里》后，潜水艇成为现实，一定意义上，科幻有着先见性意义，甚至与科学理论的研究互为指导。《星际穿越》邀请世界著名物理学家吉普·索恩作为科学顾问，视觉呈现黑洞模型，为目前为止表现天体物理学最为精准的影片。（2）索恩和《星际穿越》视效小组通过影片筹备中的实践积累，撰写天文物理学界和电脑制图界相关技术论文，“通过快速旋转黑洞发现了一些与引力透镜有关的东西，是此前从未见过的”（2）。此外，科幻对大众科学意识的培养、兴趣的启迪意义更无需赘言。科幻电影发挥影像的力量将科幻影响力推至新高度，实现了影像表现和功能的外延拓展。
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回到中国的科幻片创作，之于本土电影创作与受众，这是一种新型尝试与选择。科幻题材实现了国产电影表现外延的拓展、旧空间的突破、表现元素及视角的拓宽。欧美科幻大热的影响从文学拓展到电影，类型的细化关联受众的争取，有助于增大受众群及科幻类型影响力，改善中国科学意识相对缺失、科学思维贫瘠的旧貌，有利于国民科幻热情的建立、科幻意识的培养和科幻类型的普及，也反向促进了科幻的发展，甚至影响对科学的探寻和追求。在科技浪潮下，本土创作是对创作者与观众的双重启蒙，改变以往根植于传统的单一神怪思维，对中国科幻意识、科学精神的再启蒙，借助影像将科学精神进行视觉化梳理。
同时，在先天劣势与后天实现难度及市场尚未成熟的多重因素制约下，本土科幻长期以来未能出现，但问题的真正解决需要以付诸实践性尝试为开端，唯有真正开启现实实践，创作难题与技术难度才能被真正展开，从而面对并予以解决。在技术层面，事实上如《星球大战》等大片的特效团队BsseFX公司本部设于中国，承担了《画皮》等国产片的特效呈现，本土“洋团队”对于先期借助国外团队先进技术实现科幻构想颇具便利。同时中国的技术团队水平日益提高，其间不乏佳作，科幻片发展与技术水平的更大的价值在于科幻元年的开启将科幻提上议程，在模式、技术引进及实践过程中探索，基于时间尝试为技术的提升等方面问题提供了可能。
元年的时间坐标到意义的实现探寻过程，是元年提出的真正价值所在，尽管会不可避免地面临诸多难度与挑战，以及与生俱来的超高风险系数制约，但中国所谓IP热之后，科幻文学能催生新的创作热情令人欣喜，这的确是值得冒险的有力开局。
四、元年之警与路向何方
尽管本土科幻电影的尝试极具价值，但在机遇与风险并存下必须正视，所谓“科幻电影元年”的出现为商业资本催生而出的必然，而非创作成熟应运而生的自然。资本助力而非实力召唤的“引产儿”，必然更加问题重重。
首先，科幻创作尚不成熟，而当下基于文学热触发科幻片创作第一春，电影以原有文学资源为基础，容易忽略我国科幻原创力的实际缺失。创作力薄弱是问题之核，也是最难解决的难题。必须警惕科幻伪繁荣，要思考科幻文学资源被用尽后，后续创作在何处？此外，由于科幻电影极强的商业属性，科幻电影与生俱来的“大片”特性，使得资本控制下的妥协与坚守成为其面临的一大考验。高投入加剧对回馈的期待性、目的性，更易倾向商业需求，从而在创作中作出让步，忽略内在深度的思考，湮没其原本创作，最终浮于表面，甚至走入迎合的极端。加之中国对科幻的理解一度存在误区，“泛科幻”的广义概念下，科幻电影的创作更容易忽略以科学逻辑为核心的科幻内核，最终走入“伪科幻”的岔路。同时，高技术要求下，技术驾驭与内容权衡在发展尚未成熟阶段更易沦为技术奴隶，陷入“炫技”的极端。科幻不能舍弃科学逻辑和精神内核，在创作中寻求科学精神、哲学内涵甚至人性意义的探索，应作为终极内在要义。此外，观众的不包容与院线商业化考量下，科幻片的早期尝试缺乏外部支持，自身劣势加之环境的苛刻，使得科幻片的成长压力巨大。
科幻元年的提出让上述问题被正视、思考，要在问题萌芽中发现可行之道，梳理未来路在何方。中国科幻电影如何更好地创作发展？好莱坞成熟的科幻类型模式提供了内容启迪，更在创作模式上给予了借鉴。在美国，科学家等专业人士参与科幻创作，朱迪福斯特的《接触未来》，全程由卡尔萨根担任科学顾问，诸如此类，对于提高科幻创作整体水准功不可没。在成熟的好莱坞科幻片体系中，科学顾问成为创作的核心要员，科学家参与电影摄制也成为科幻电影质量的一大保证，与此同时，科幻电影创作甚至与科学研究形成成熟度的互利模式。《星际穿越》请到著名物理学家吉普·索恩担任科学顾问，根据其给出的数学数据，最终实现黑洞及相关理论的视觉呈现，是现今为止，天体物理学界最贴近、精准的模型。索恩对电影团队进行指导，电影摄制则对其研究做出辅助，可见科幻电影发展成熟，甚至进入“反哺”科学研究的新阶段。此外，以好莱坞航空题材科幻为代表，美国宇航局介入摄制，与科学顾问协同助力科幻电影，以确保科学、精准。由此可见，中国科幻电影的发展，除在创作、拍摄中要注重电影的观赏性，更应注重与科学权威资源的结合，同样需要相关专业技术部门参与指导。如刘慈欣所言，中国科幻大片难产源于“缺少对科幻概念的认识，以及情怀”。所以，真正的科幻要把握科学元素之核，实现电影产业与科幻专业、内在深度的结合，将产业链、科学链甚至思想情怀链条作衔接。作为观众，对于尚在襁褓的中国科幻片应给予一定的耐心与包容；行业层面，要予以专业关注引导、院线适当保护等倾向性扶植，给这一薄弱的新兴类型以发展的时间与空间。中国科幻电影元年的意义实现非一日之功，一种长期缺失的新类型不可能一日大热，只有在发展中探寻生存之道，科幻类型成型、成熟才指日可待。
注释：
（1）参见《国产科幻电影的春天来了吗》，《中国科学报》2015年2月28日。
（2）参见《<星际穿越>真实再现黑洞：恒星光线环绕穹界》，新浪科技·科学探索，http：//tech.sina.com.cn/d/2014-11-06/09269766316.shtml。
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http：//ent.sina.com.cn/m/c/2015-08-21/doc-ifxhehqr6151422.shtml.
网络坐标 篇3
笔者对本校高一年级关于平面向量内容的一次测试进行了分析, 其中一道试题引起笔者的注意.
试题 已知向量
这道试题之所以引起笔者的注意, 是因为这道题几乎所有的学生都给出了答案 (3, -1) , 显然学生是错误的套用了点的平移公式, 从这道试题的解答情况可以看出, 学生并没有完全理解向量坐标的概念, 虽然从其它的试题可以看出大部分学生能够熟练解答有关向量坐标运算的问题, 并能借助向量坐标运算解决一些数学问题, 这一现象在高二年级学生学完空间向量之后也仍然存在.这说明学生对向量坐标概念的理解还仅在“表”, 而并未达到“里”.
为什么会有这种现象, 这与我们教学不到位有密切关系.在笔者周围有很多教师在教授向量坐标 (平面或空间) 这一内容时, 只是照本宣科地把向量坐标的概念给学生做一介绍, 之后就把教学的重点放在了向量坐标的运算与应用之上, 通过各种题型来训练学生如何通过向量的坐标运算来解决各种不同的数学问题, 特别是在高二学习立体几何时, 教师们往往把关注点放在了如何用向量的坐标运算解决空间的垂直、平行、角与距离等问题.各种题型的大量训练, 使学生能够很轻松地利用向量解决一些高考立体几何试题.我们知道, 利用向量的坐标运算解决相关问题的前提是必须能够在图形中建立直角坐标系, 但一旦不能建立直角坐标系, 或虽能建立直角坐标系但一些点的坐标不易写出时, 使用向量坐标运算就存在很大问题.这样我们可以看到, 在高考或高考模拟考试中, 如果直角坐标系较易建立, 那么立体几何试题得分率则较高, 但一旦直角坐标系较难建立, 则立体几何试题的得分率就不会很高, 因为这时学生往往放弃向量运算方法而利用立体几何方法来尝试解决问题.实际上, 学生如果对向量的坐标概念有较为深入的理解, 即使不能建立直角坐标系, 照样可以利用向量运算来解决问题, 以避免由于立体几何方法需添加辅助线而造成困扰.现以一道高考试题加以说明。
例1 (2000年高考题) 已知平行六面体ABCD-A1B1C1D1的底面ABCD是菱形, 且∠C1CB=∠C1CD=∠BCD=60°.
(Ⅰ) 证明C1C⊥BD;
(Ⅱ) 假定
(Ⅲ) 当
此题虽可以建立空间直角坐标系, 但建立坐标系之后计算各点坐标的过程仍然比较复杂.特别是第2问, 一般转化为计算二面角的两个半平面的法向量夹角, 但当不便建系时, 就似乎不能使用法向量法.但实际并不是这样, 当不便建系时, 我们照样可以使用法向量法.
解 (Ⅰ) 取向量
故 C1C⊥BD.
(Ⅱ) 取向量
设
取x=1, y=1, z=-4, 得
设
取x=1, y=1, z=4, 得
所以二面角α-BD-β的平面角的余弦值为
(Ⅲ) 取向量
设
所以
即
解得
所以当
波利亚在《怎样解题》中指出, 当你一时找不到解决问题的办法时, 要回到定义中去.上面的方法就是回到向量坐标的定义, 重新审视向量坐标定义后所想到的办法.空间向量坐标的概念来自于空间向量基本定理:如果向量a, b, c是空间3个不共面向量, 那么对于空间任一向量p, 都存在唯一的有序实数组x, y, z, 使得p=xa+yb+zc, 并称{a, b, c}为空间的一个基底.当将空间基底的三基向量取为两两垂直的单位向量i, j, k (称为单位正交基底) , 过空间一点O, 分别以i, j, k方向为正方向建立3条数轴:x轴、y轴、z轴, 这样我们就建立了空间直角坐标系O-xyz, 这时对空间任一向量p, 都存在唯一的有序实数组x, y, z, 使得
p=xi+yj+zk, (1)
我们称有序实数组 (x, y, z) 为向量p在空间直角坐标系O-xyz内的坐标.从定义可以看出, 空间直角坐标是空间基底的特殊形式, 向量的坐标形式只是 (1) 式的简化形式, 向量的坐标运算只是对 (1) 式的向量运算的简化形式 .由它们的关系可以看出, 只要在空间找出3个已知夹角与模长的不共面向量, 就能构造出一个空间坐标系 (斜坐标系) , 一切空间直角坐标系能解决的问题在这个坐标系中仍能够解决, 而一些利用空间直角坐标系不能解决或解决起来较为困难的立体几何问题, 用斜坐标系中的向量运算照样可以游刃有余地加以解决.用斜坐标系解决问题的关键与空间直角坐标系一样, 都是将空间的向量转化为基向量的表达式, 再利用基向量的相关运算解决问题.
根据以上分析, 笔者对向量教学提出下列建议:
1) 应加强平面向量基本定理的教学.因为平面向量基本定理是平面向量坐标概念的基础, 加强平面向量基本定理的教学有利于学生理解平面向量坐标含义;平面向量基本定理在空间向量中又可以发展为判断向量共面的充要条件, 而利用这个充要条件可以解决空间中线面平行、面面平行的有关问题;通过类比, 可以由平面向量基本定理得到空间向量基本定理, 有利于学生对空间向量基本定理的学习与理解.
2) 加强对空间向量基本定理的教学, 除了强化对定理的理解, 还要加强学生将空间向量用给定基向量表示及将空间向量运算转化为基向量运算的练习.
3) 向学生示范、指导利用基向量解决空间问题的方法, 并提供一定量的练习.对于可利用空间直角坐标系解决的问题, 也要尽可能地引导学生利用基向量方法进行思考, 加以解决.
4) 向量的基向量表示的基础是实数与向量的乘法运算, 从实际教学情况看, 学生对实数与向量乘法运算概念的理解也并不深入, 因此也必须加强这方面的教学, 要让学生从方向与模长两个方面去理解概念.
GPS坐标系向独立坐标系转换原理 篇4
关键词：GPS,独立坐标系,四参数,七参数
1 WGS-84坐标系
WGS-84是修正NSWC9Z-2参考系的原点和尺度变化,并旋转其参考子午面与BIH定义的零度子午面一致而得到的一个新参考系,WGS-84坐标系的原点在地球质心,Z轴指向BIH1984.0定义的协定地球极(CTP)方向,X轴指向BIH1984.0的零度子午面和CTP赤道的交点,Y轴和Z、X轴构成右手坐标系。
建立WGS-84世界大地坐标系的一个重要目的,是在世界上建立一个统一的地心坐标系,所有利用GPS接收机进行测量计算的成果均属于WGS-84坐标系。
2 国家坐标系与地方坐标系
各国为进行测绘和处理其成果,规定在全国范围内使用统一坐标框架的坐标系统。中国1954至1980年采用的是1954年北京坐标系;1978年决定建立1980国家大地坐标系。
北京54坐标系前苏联1942年坐标系的延伸,它的原点不在北京而在前苏联的普尔科沃,但随着测绘新理念、新技术的不断发展,人们发现该坐标系存在着一定的缺点:椭球参数有较大误差;参考椭球面与我国大地水准面存在系统性倾斜;几何大地测量和物理大地测量应用的参考面不统一;定向不明。因此,我国建立了属于自己的1980西安坐标系。1980年西安坐标系采用地球椭球基本参数为1975年国际大地测量与地球物理联合会第十六届大会推荐的数据。该坐标系的大地原点设在我国中部的陕西省泾阳县永乐镇,位于西安市西北方向约60公里,故称1980年西安坐标系,又简称西安大地原点。基准面采用青岛大港验潮站1952至1979年确定的黄海平均海水面(即1985国家高程基准)。但时至今日,北京54坐标系仍然是在我国使用最为广泛的坐标系。
而地方坐标系则是由于种种历史原因形成的独立坐标系,或是因建设、城市规划和科学研究需要而在局部地区建立的相对独立的平面坐标系统。以天津90任意直角坐标系为例。
1956年为保证天津港重大工程项目的顺利进行第一航务工程勘察设计院建立了新港建筑坐标系,1976年唐山大地震波及到天津,天津市整个控制网也遭到破坏,点位发生了位移,已使原有控制网精度无法满足工作需求。这样,1986年国测陕西第一大地测绘队又在天津港建立了新的二等三角网。1990年,天津市二网改造完成,施测中采用了邻边比率法新技术,并对天津市二等网进行了整体平差,建立起了90天津市任意直角坐标系。而90天津市任意直角坐标系则是现阶段天津地方建设主要应用到的坐标系。
3 坐标转换
首先几种坐标表示方法大致有三种:经纬度和高程,空间直角坐标,平面坐标和高程。WGS-84坐标是经纬度和高程这一种,而在我们日常建设中利用的则是平面坐标和高程。在同一个椭球里的转换都是严密的,而在不同的椭球之间的转换这时不严密的。举个例子,在WGS-84坐标和90天津任意直角坐标之间是不存在一套转换参数可以通用的,在每个地方会不一样,因为它们是两个不同的椭球基准。因此对WGS-84坐标系与其他坐标系进行坐标转换是十分必要的。
不同坐标系统时间的转换我们一般有以下几种方法:利用已知重合点的三维直角坐标进行坐标转换;利用已知重合点的三维大地坐标进行坐标转换;利用已知重合点的二维高斯平面坐标进行坐标转换;利用已知重合点的二维大地坐标进行坐标转换。
我们日常所用到的一般是利用已知重合点的三维直角坐标将GPS点的WGS-84坐标转换为其他坐标系中的坐标(以WGS-84与90天津任意直角坐标系为例),可分为以下几种方法。
3.1 七参数法
我们以WGS-84与90天津任意直角坐标系为例:为计算模型中的七个参数,至少需要三个已知点的天津坐标(X,Y,Z)和WGS-84空间坐标(X,Y,Z),利用最小二乘法求出七参数。
然而,我们已知的三个公共控制点的坐标成果,一种是GPS观测中可直接获得的WGS84椭球下的大地坐标经纬度(B,L,H),另一种是工程测量中使用的是高斯投影后的平面直角坐标(x,y,h)。即已知的三个公共控制点的坐标成果就是这两种形式的坐标表来表示的。首先,我们要把这两种形式的坐标都转换为七参数模型中的空间直角坐标。步骤如下:(1)将WGS84椭球下的大地坐标经纬度(B,L,H),采用WGS84椭球参数,转换为WGS84的空间直角坐标(X,Y,Z);(2)将天津90投影平面直角坐标(x,y,h),采用克拉索夫斯基椭球参数,转换为大地坐标(B,L,H)后,再转换为天津90的空间直角坐标(X,Y,Z);(3)将转换得到的三个公共点的天津空间坐标(X,Y,Z)和WGS-84空间坐标(X,Y,Z)代入七参数模型中,求解七个参数。
GPS定位结果中,随着基准点坐标的不同,所求转换参数会有很大的差异。地面网重合点大地坐标中的大地高往往不能精确的给定,其高程异常最高精度为米级,所以会给转换后的坐标带来一定误差。重合点的个数与几何图形结构也会影响转换精度,所以求出的转换参数具有时间性和区域性。当重合点较少时,如只有2个重合点,则只能求解部分转换参数,如3个平移参数,3个旋转参数。利用部分参数实现坐标转换,检核少,精度不高。所以实际布测GPS网时,应尽量多点联测地面网点。
3.2 局部地区应用坐标差求解转换参数的方法
因为GPS定位结果中,经基线向量网平差后活得高精度的基线向量(△X△Y△Z)G,在重合点中选定一点为原点,分别求出各GPS点对原点的坐标差,同时也求出地面网点对原点的坐标差,然后求出尺度比与3个旋转角参数。求出4个转换参数后,便可计算各GPS点转换至90天津任意直角坐标系中的三维坐标值。这种转换方法时间证明精度很高。
3.3 在GPS网的约束平差中实现坐标转换
GPS基线向量网进行约束平差或GPS网与地面网联合平差时,将地面网点的已知坐标、方位角和边长作为约束条件,坐标转换参数也作为未知数,平差后即得到各GPS点的地面网坐标系坐标,平差时同时解算出坐标转换参数。
4 结语
GPS系统已运用到大地测量与工程测量高精密定位,时间的传递和速度的测量等,研究GPS坐标系统与独立坐标系转换原理可更好的使这项技术得到广泛应用,尤其是RTK技术的出现,立刻受到了人们的重视和青睐,大大的提高了工作质量和效率。同时研究GPS与独立坐标的转换也为我国北斗卫星系统提供了经验,并进一步发展我国自主研发的卫星定位系统。
参考文献
[1]刘基余,李征航.全球定位系统原理及其应用[M].北京:测绘出版社,1993.
网络坐标 篇5
2012年6月, 第66届联合国大会一致通过决议, 决定将每年3月20日定为“国际幸福日”。决议指出:追求幸福是人的一项基本目标, 幸福和福祉是全人类生活中的普遍目标和期望, 在公共政策目标中对此予以承认具有重要现实意义。决议号召全球:要采取更包容、公平和平衡的经济增长方式, 以促进可持续发展、消除贫穷, 增进全体人民的幸福和福祉。
2013年3月20日即首个“国际幸福日”, 联合国秘书长潘基文发表致辞时指出:追求幸福是人类奋斗的核心。与自然和谐相处, 共同建设人类向往的幸福未来。潘基文向世界宣示:“值此首个‘国际幸福日’之际, 让我们进一步致力于包容且可持续的人类发展, 重申我们帮助他人的承诺。在投身公益的同时, 我们自身也会得到充实。善心会带来幸福, 并有助于建设我们向往的未来。”
500年前, 哥白尼创立日心说促进形成了新的宇宙观, 开启了现代科学, 推动了人类文明的升级与发展, 极大地影响和提升了人类的生活。然而, 对于人类所面临的地震、瘟疫等天灾, 艾滋病、肿瘤等顽疾病, 数百年来却少有良策。
日心说使地球从中世纪宗教裁判所手中解放出来之后, 人类却逐渐脱离上苍与良知的制约, 自私与贪欲日益膨胀, 为寸土寸利自相残杀。100年前人类爆发了第一次世界大战, 此后大小战争连绵不断, 战争给人类造成巨大的灾难和创伤。直至今天, 世界上一些国家为了自身的利益还在争先恐后发展核武器, 核战争时刻威胁着人类的生存与幸福。当今世界, 财富导向, 金钱至上, 物欲横流, 践踏生态, 泯灭良知, 人们道德意识沉沦, 是非观念混乱, 已成为个人、家庭、团体、民族、国家乃至整个世界不稳定、不平安、不和谐的重要原因, 严重阻碍人们打开幸福的大门。
总结人类过去500年科学、文化、政治、经济发展的得失, 寻找人类当今发展的新坐标, 展望人类未来500年科学、文化、政治、经济发展的方向, 在今天具有特殊的意义。
至圣先师孔子早在2500年前指出:“为政以德, 譬如北辰, 居其所, 而众星拱之。”这是孔子以地球为出发点和思考中心坐标的社会治理模式。面对地震、瘟疫等地球人类难题, 在探索和研究中我们发现:张衡以地球为思考中心的浑天说等中国传统宇宙学说, 有着巨大的科学与文化价值。今天的西方科学已开始转向与中华文化的对接与融合。为此更需要重视中华文化的传统宇宙观。这正是中华和谐之道的自然基础。孔子提出的“己所不欲, 勿施于人”、“己欲立而立人, 己欲达而达人”, 正是人与人、国与国、民族与民族和谐的人伦基础。在这里我们提出:以东西方文化优势互补、互动共融, 来共同构建新的和谐文化。要构建和谐的文化就需要寻找并确立和谐的宇宙坐标系, 和谐的宇宙坐标系才能够指导人类建立和谐的人类新文化, 来实现身与心、人与人、人与自然的多元和谐。
3月20日亦即“国际幸福日”, 正是太阳直射地球赤道、使白天和黑夜的长度相等之日, 体现了地球赤道坐标的和谐特性。“国际幸福日”选定为这一天, 既耦合了天道自然法则, 又反应了人道哲理伦常:和谐是幸福的基础。
鉴此, 我们期盼社会各界有识之士和世界各个民族, 来齐心发掘和弘扬东西方各种和谐思想, 共同构建人类和谐文化。只有弘扬和谐文化, 人类才能够真正走向和平, 人类才能真正实现长久的平安与幸福。
我们希望有思想、有理想、有愿望播种和创造幸福、同时使自己人生过得更幸福的志士同仁, 都能参与、投入到和谐文化的传播、幸福世界的建设之中, 传播人类幸福的新坐标, 开启和谐世界的新起点, 实现人类共同的幸福梦!
我们呼吁:拥有更大爱心、更大智慧的使命担当者, 毅然投身这项伟大的事业, 同心共建和谐幸福新世界, 携手共创人类幸福的新纪元!
网络坐标 篇6
在上个世纪的五十年代以及八十年代, 中国依次建立了北京54坐标系、西安80坐标系, 并应用这些坐标系制作了许多不同比例尺的地形图, 在国民经济、社会发展和科学研究中发挥了重要作用。基于克拉索夫斯基椭球体的54坐标系统, 在应用时, 由于未采用中国的数据, 因此54坐标系统在我国内定位高精度、误差小的需要。因此, 在上世纪七十年代初, 经过了二十多年测绘人的努力, 最终布控了一等、二等天文大地网。经过了整体平差, 并且采用1975年IUGG第十六届大会推荐的参考椭球参数, 中国建立了80西安坐标系。
然而, 随着科学的的快速发展, 社会的不断进步, 80坐标系对于航天技术、经济建设、科技发展等诸多领域已经显得力不从心, 于是, 2000国家坐标系诞生了。
2 西安80坐标系的特征
1) 此坐标系的大地原点位于我国中西部-陕西省泾阳县永乐镇。
2) 采用IUGG和IUA的地球椭球参数:
长半轴 a=6378.140km
扁率 f=1:298.257
3) 定向明确:该坐标系的椭球短轴和地极原点方向平行, 起始大地子午面和格林尼治天文台的子午面平行。
a.以我国范围内的高程异常值平方和最小 (最小二乘) 为条件求得椭球定位参数;
b.大地点高程以黄海平均海水面为基准;
c.分别建立了1980年国家地心坐标系、大地坐标系。
3 2000国家坐标系的特点
2000国家坐标系分别包括四个基本的参数, 其分别为:三个坐标轴的指向、坐标系原点、地球椭球和尺度。
以地球质量的中心作为该坐标系的原点;该坐标系中, X轴由原点指向地球赤道面和格林尼治参考子午线的交点, Z轴由原点指向地球参考极方向, 采用了右手正交坐标系。
2000国家大地坐标系采用的地球椭球参数的数值为:
长半轴 a=6378.137km
扁率 f=1/298.257
地心引力常数 GM=3.986004418×1014 (m3/s2)
自转角速度 ω=7.292l15×10-5 (rad/s)
4 西安80坐标系到2000坐标系的转换原理
每个坐标系都有自己的椭球以及椭球定位。但所有坐标系的地理坐标是相同的, 所以, 所有的椭球体, 肯定会存在地理坐标相同点, 即为同名点。因此, 可以采用西安80坐标系的x、y反算出采用的IGUU75的西安80坐标系椭球上的φ、λ参数, 然后将φ、λ两个参数代入2000国家坐标系的椭球, 正解出x、y坐标, 从而实现了由西安80坐标系向2000国家大地坐标系的转换。
5 80坐标系到2000坐标系的转换原则
1) 全国及省级范围坐标系, 模型转换应该选择二维七参数;省级以下的坐标, 模型转换可以采用平面四参数、三维四参数。
2) 两个坐标系下均有坐标成果的点, 可以作为重合点的选择库。但是, 最终的选择还需依赖转换的参数, 并且算出这些重合点的残差, 以残差的大小来作为判断的标准, 假如该结算处的残差大于3倍的中误差, 那么这些重合点就应该剔除掉, 重新结算参数, 直到符合精度;转换区域的大小决定了参与转换重合点的数量, 但是最少不得少于5个。
3) 用最终确定的重合点应用最小二乘法计算模型参数。
4) 进行模型转换时, 必须符合精度指标。外部检核点必须选择未参与转换的重合点。进行检核时, 至少应选择六个或者以上的重合点。
6 转换方法的介绍
可把模型转换后的残差作为一个随机场, 基于拟合推估进行坐标转换。历经数十年的研究, 拟合推估有三种方法, 分别为:拟合推估两步解法、通行解法以及两步极小解法。本文把拟合推估应用于西安80坐标系到2000国家坐标系的转换。
7 基于拟合推估原理的80坐标系到2000国家大地坐标系的转换原理
拟合推估模型一般为:
上式中A为n×tX维的设计矩阵;B为n×ts维的设计矩阵;l, Δ为n×1的观测向量以及观测误差向量;X为tX×1维的非随机向量, Y为tY×1维的随机参数向量。Δ与随机参数Y互不相关相关, 因此∑ΔY=0。
Y=[S, S′]T, S为包含在模型中的已测点信号, S′为未包含在模型中的未测点信号。
通常, 式 (1) 基于如下目标函数:
可得:
8 坐标系转换及其结果比较
以我国均匀分布的151个GPS点与其相对应的公共点上西安80坐标系转换为例。在转换过程中, 随机选择其中的25个GPS点作外部检核点, 剩下的126个GPS点参加坐标转换模型计算。
采用Bursa函数模型:
式中, C0, K是待定常数, C (d) 是IJ两点的协方差, d为IJ两点之间的距离。
公共点均方根计算公式:
外部检查点均方根公式:
1) 从内部检查看, 用Bursa模型进行坐标转换, 公共点残差较大, 这说明我国大地网存在局部的形变, 仅仅用相似变换不能改正局部形变。基于拟合推估方法进行模型转换, 结算后的残差大部分都是在米级及其以内, 结果表明了拟合推估方法可以很好的改正局部系统误差。
2) 从外部检核结果可以得出结论, 拟合推估法的结果好于相似变换。拟合推估法转换结果比相似变换在各点、各轴向的误差都小, 尤其是X方向的分量。
9 转换结果比较结论
基于多种因素的影响, 采用相似变换方法, 将西安80坐标系转换为2000国家坐标系, 并不能改正两坐标系的转换误差。基于此, 我们在两种坐标转换中采用拟合推估模型。从实验结果可以得出结论, 不管是从公共点残差分布结果, 还是从外部检核精度来看, 拟合推估模型的结果明显比最小二乘的结果好, 表明西安80坐标系到2000国家坐标系的转换中, 随机信号肯定是存在的, 拟合推估模型可以有效地改正累积误差和大地网的局部形变, 使得转换后的精度得到了明显的提高。
1 0 结语
随着空间信息技术的发展, 2000国家大地坐标系会得到越来越广泛的应用, 在很多国家重大工程项目中都有充分体现。
但随着科学的不断发展, 各领域对坐标系的精确度要求越来越高, 所以, 在今后的工作过程中要通过不断的学习, 提升自己对坐标转换的理解和分析的能力。
摘要：随着空间技术的高速发展, 航天, 科技等各大领域对于精度的要求越来越高80坐标系随着社会的不断发展已经显得力不从心, 所以80坐标系到2000坐标系的转换, 有着其必要性。
关键词：西安80坐标系,2000中国大地坐标系
参考文献
[1]钟业勋, 魏文展, 李占元, 等.由高斯---克吕格投影平面直角坐标反解地理坐标的方法[J].测绘信息与工程, 2003, 28 (3) :25-26.
[2]魏子卿.2000中国大地坐标系及其与WGS84的比较[J].大地测量与地球动力学, 2008, 28 (5) :1-5.
网络坐标 篇7
COMPASS是哈利伯顿公司LANDMARK一体化软件中的定向井计算模块, 其强大的计算作图能力常被各个石油公司用来作为定向井水平井的设计软件和现场控制软件。
对于定向井水平井轨道设计来说, 地质勘探一般只负责确定靶点坐标, 就是地质目的要打到有油气的那几个预定坐标点。设计部门掌握了反算井口坐标的方法后, 就能掌握该井的轨道设计主动权, 设计出的轨道曲线更加完美, 极大降低实钻控制难度。以一口多靶点水平井为例, 暂时先以第一个靶点C1的坐标作为井口的坐标 (见表1) 。
1 确定靶前距
在“油田”中新建“井场”, 区块中心以大地坐标为准, 暂时以第一个靶点为井口和井场的坐标, 方位参考网格北。新建井眼, 位置选择区块中心偏移;便于后面修改井场坐标后井口一并移动。编辑靶点, 依次输入各靶点名称、地理坐标坐标和垂深。
设计轨道, 采用“优化对齐”的方法, 对齐第一个和第二个靶点, 获取其中的井斜角88.27°, 即为水平井轨道的着陆点井斜角。对齐第一个和最后的靶点, 获取其中的方位角171.62°, 作为水平井轨道的大致方位角。这样我们就确定了水平井轨道的着陆点井斜角及方位角。
设计一条标准轨道, 比如:第一造斜率为5°/30m, 中间稳斜段为10 m, 稳斜角40°, 第二造斜率为6°/30 m, 着陆段造斜率3°/30 m, 探油顶长度为35 m。
输入相关参数, 根据得到的轨道数据, 从中读取最后一个点的视平移 (V.Sec) 315.13 m作为靶前距。
2 反算井口坐标
在靶点编辑里选择当初作为井口坐标的第一个靶点C1, 中心位置选择“极坐标”, 长度输入刚才得到的靶前距“315.13 m”, 方位输入前面对齐第一和最后那个靶点得到的方位再旋转180°, 即171.62+180=351.62°。这表示在当前区块中心坐标下, 向轨道方位上位移反方向推进315.13m。记下此时C1靶点的新地理坐标“5154527.37;630632.07”作为反算得到的井口坐标, 不保存直接关闭靶点编辑器。
如果井口坐标周围有障碍物, 可回上一步调整修改轨道参数, 重新规划靶前距。
点击区块的属性, 将里面的大地坐标由原先的初定C1坐标修改为上步反算得到的井口坐标。
3 重新设计水平井轨道
按照步骤1中的轨道参数, 采用“S”形井眼轨道设计方法设计造斜段, 采用“优化对齐”设计着陆段。
地质给的靶点实际是在某个储油区域内选取一个比较靠中心的点, 当过靶点的轨道控制难度过大时, 可以在设计之初就协同地质部门对靶点坐标进行微调。
微调靶点坐标:使各靶点与井口-第1靶点-最后靶点在一个垂直剖面内, 尽量简化轨道, 避免出现三维井眼。
逐一选择各靶点, 中心位置选择“极坐标”, 将其中的方位角统一修改为对齐第一和最后靶点得到的方位角171.62°。
紧接着陆段, 使用多靶点设计中的“Optimum Align”和优化对齐点的设计方法, 进行穿靶点设计, 计算出最终的轨道数据 (见图1) 。
4 汇总统计井口坐标、修改后的靶点坐标
将上面的最后的轨迹导出, 记录下里面的井口、靶点的坐标、垂深等, 做成有对比性的表格, 连同轨迹、投影图等发给地质部门, 供决策参考。
当对比修改后的靶点坐标与原坐标差距较大, 而原靶点数据在穿靶点设计中控制难度又较小, 不影响施工时, 可以保留采用该原靶点坐标数据。
如果地质部门修正回来的靶点数据较建议靶点坐标数据仍有较小出入, 则按照修回靶点数据, 重新穿靶点设计。
本井建议靶点坐标与原靶点坐标距离偏移均小于3 m (见表2) 。经过地质校核对比, 采用设计提供的建议靶点坐标作为最终坐标。
至此, 既完成了协助地质确定井口坐标的任务, 又提前完成了该井的轨道设计工作, 实现了超前设计, 降低了设计和实钻控制难度。
参考文献
[1]朱玉磊, 戴杰, 付顺龙.定向井轨道设计及其轨迹控制技术分析[J].中国石油和化工标准与质量, 2013 (19) :102.
[2]何树山, 刘修善.三维水平井轨道设计[J].石油钻采工艺, 2001, 23 (4) :16~20.
[3]薄和秋, 黄根炉.垦东405-平1大位移井摩阻扭矩预测及分析研究[J].石油钻探技术, 2007 (04) .
[4]吕贵州.定向井的井身轨迹控制[J].陕西煤炭, 2010 (01) .
工程坐标 篇8
安普布线交通银行、中国银行信用卡中心
近日，继成功布线工商银行、建设银行等多个银行信息中心后，泰科电子安普布线又成功中标位于北京的中国银行信息中心和上海松寿路的上海交通银行信用卡中心一期工程。据了解该布线系统将采用安普6类铜缆和光纤系统产品，总信息点数达30000点。
美国通贝成功布线山东莱芜商业银行
在金融银行业，美国通贝公司精心打造高品质的网络布线平台赢得了众多客户的信任，继完成西宁市商业银行的综合布线工程之后，又成功地中标山东莱芜商业银行的综合布线工程。
助福建政府率先推进可持续发展节能示范
5月5日，江森自控受邀为福建省建设厅在香港展示领先能源管理解决方案，为香港政府机电工程署总部大楼提供的节能30%的冷水机组变频驱动技术、蓄冰和太阳能驱动冷水机组技术。6月，在福州市举办第二届海峡绿色建筑与建筑节能大会，届时江森自控也将参展。
同方承担最高人民检察院系统集成ezIBS工程项目正式竣工
近日，在最高人民检察院实施的智能建筑信息集成系统ezIBS已调试完毕，验收合格，正式竣工。该项目采用了同方“ezIBS智能建筑集成系统”，实现了整个项目的实时监控管理和楼宇智能控制的总集成。
产品新秀
康普解决方案新添机柜产品和智能通用模块化配线架
美国康普推出了机柜、机架和电缆管理产品及解决方案系列产品，该产品是专门针对方便安装、加强网络管理和保护康普网络基础设施组件的需要而设计制造的。同时康普也推出首个支持屏蔽系统的SYSTIMA智能型基础设施解决方案SYSTIMAX®i Patch®M4200i 24口智能通用模块化配线架。
百通网络解决方案超越最新公布的6A类标准
近日，百通确认其于2005年1月首次推出的系统10GX UTP布线解决方案满足并超越了最近批准的TIA 6A类标准(ANSI/TIA/EIA 568B.2-10)。这种全新布线标准规定了四对平衡铜缆要求，以支持100m以上的10G传输。
新EtherScope网络通测试套件全面支持中国即将发布的局域网验收测试
福禄克网络公司日前宣布为其屡获殊荣的EtherScope网络通增加新功能，帮助增值销售商和系统集成商扩展其网络安装业务。FNET参与了中国即将发布的局域网验收测试规范(LAT)的制定，新EtherScope网络通测试套件，全面支持中国即将发布的局域网验收测试规范。
新Fluke Networks工作组级网络分析仪