白曉煊（91404部隊(duì)93分隊(duì)，河北秦皇島 066001）

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Origin軟件在試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用分析

白曉煊
（91404部隊(duì)93分隊(duì)，河北秦皇島 066001）

【摘要】試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理作為科學(xué)試驗(yàn)的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其處理速度及處理精度直接影響著試驗(yàn)結(jié)果。Origin是美國(guó)Microcal公司推出的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)分析和繪圖軟件，在試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方面功能強(qiáng)大、操作靈活。本文介紹了Origin軟件的基本功能和使用方法，并以雷達(dá)精度試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析處理為實(shí)例，從數(shù)據(jù)導(dǎo)入、數(shù)據(jù)繪圖、插值處理及結(jié)果統(tǒng)計(jì)等幾個(gè)方面，展示了Origin軟件強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析處理及繪圖功能，為提高試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的速度和精度開(kāi)辟了新的方法。

【關(guān)鍵詞】Origin軟件 精度數(shù)據(jù) 分析處理

眾所周知，試驗(yàn)數(shù)據(jù)是一種寶貴的資源。當(dāng)前，各項(xiàng)試驗(yàn)涉及的裝設(shè)備越來(lái)越多，由此帶來(lái)了數(shù)據(jù)量的成倍增加，如果依然沿用傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法，工作量相當(dāng)繁重，不但造成人力物力的浪費(fèi)，而且存在處理精度不高等問(wèn)題，可以說(shuō)是對(duì)寶貴的數(shù)據(jù)資源的一種浪費(fèi)。Origin是一款專門用來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析的成熟軟件，完全可以應(yīng)用到我們的數(shù)據(jù)處理工作中來(lái)，提高處理速度和處理精度，同時(shí)也提高數(shù)據(jù)資源的可利用率。

1 Origin軟件簡(jiǎn)介

Origin是美國(guó)Microcal公司推出的數(shù)據(jù)分析和繪圖軟件，其特點(diǎn)是：采用直觀的、圖形化的、面向?qū)ο蟮拇翱诓藛魏凸ぞ邫诓僮魅嬷С质髽?biāo)右鍵、支持拖曳方式繪圖，使用簡(jiǎn)單，操作方便等［1］。它的兩大類功能是：數(shù)據(jù)分析和繪圖。數(shù)據(jù)分析包括數(shù)據(jù)的排序、調(diào)整、計(jì)算、統(tǒng)計(jì)、頻譜變換、曲線擬合等各種完善的數(shù)學(xué)分析功能；Origin的繪圖是基于模板的繪圖Origin本身提供了幾十種二維和三維繪圖模板而且允許用戶自己定制模板。進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理時(shí)，只需選擇所要分析的數(shù)據(jù)，然后再選擇相應(yīng)的菜單命令就可以了。同時(shí)，我們可以自定義數(shù)學(xué)函數(shù)、圖形樣式和繪圖模板；可以和各種數(shù)據(jù)庫(kù)軟件、辦公軟件、圖像處理軟件等方便的連接；可以用C等高級(jí)語(yǔ)言編寫數(shù)據(jù)分析程序，還可以用內(nèi)置的Lab Talk語(yǔ)言編程等［2］。

2 Origin軟件在雷達(dá)精度試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用實(shí)例

對(duì)雷達(dá)精度試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時(shí)，通常以雷達(dá)測(cè)量目標(biāo)坐標(biāo)數(shù)據(jù)的時(shí)間先后為序，將雷達(dá)和標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量設(shè)備的目標(biāo)坐標(biāo)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到雷達(dá)的同一坐標(biāo)系。對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，觀測(cè)，剔除觀測(cè)樣本中的異常點(diǎn)，得出試驗(yàn)有效數(shù)據(jù)。采用誤差統(tǒng)計(jì)法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，分別求出同一航路，同一距離取樣間隔的一次差均值，一次差標(biāo)準(zhǔn)差，一次差均方根值。然后，對(duì)同一距離取樣間隔，所有航次一次差進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和綜合，得出雷達(dá)的測(cè)量精度。

下面，我們以一組數(shù)據(jù)模擬雷達(dá)探測(cè)到的距離R測(cè)試及時(shí)間T測(cè)試，以另一組數(shù)據(jù)模擬由GPS得到的真值R真值及時(shí)間T真值，由此兩組數(shù)據(jù)來(lái)演示一下Origin處理數(shù)據(jù)的過(guò)程。

2.1 數(shù)據(jù)導(dǎo)入

Worksheet窗口是Origin最基本的窗口之一，默認(rèn)的標(biāo)題是Datal，其主要功能是組織處理數(shù)據(jù)。將試驗(yàn)數(shù)據(jù)經(jīng)處理后的數(shù)據(jù)導(dǎo)入數(shù)據(jù)表中，將不同的列保存相應(yīng)的量測(cè)數(shù)據(jù)。可以在該工作表窗口中用光標(biāo)和鼠標(biāo)移動(dòng)直接輸入數(shù)據(jù)。我們常用的是導(dǎo)入存放在Excel文件中的數(shù)據(jù)，單擊file下拉菜單中的Open Excel，在查找范圍里找到目標(biāo)文件，點(diǎn)擊“打開(kāi)”，在彈出的對(duì)話框選擇“Open as origin worksheet”或者Open as excel workbook，點(diǎn)擊“OK”即可。雙擊列的頂部可更改名稱和列寬。我們把2組數(shù)據(jù)導(dǎo)入并放到同一個(gè)Workshee里面，如圖1所示。

2.2 利用數(shù)據(jù)繪圖

利用已有的數(shù)據(jù)繪圖是origin軟件的主要功能。Origin的繪圖是基于模板的，Origin本身提供了包括散點(diǎn)圖、點(diǎn)線圖、極坐標(biāo)圖以及雙y軸圖形等在內(nèi)的幾十種二維和三維繪圖模板。在隧道監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)處理中，需要繪制凈空水平收斂速率、拱頂下沉速率隨時(shí)間的變化圖。繪制散點(diǎn)圖時(shí)，可單擊Plot下拉菜單中的Scatter，在Scatter菜單中既可選擇工作表，也可以選擇工作表中的任意數(shù)據(jù)列表作為x軸和y軸。也可以直接先選中數(shù)據(jù)列，再點(diǎn)擊line+symbol命令。以時(shí)間為x軸，以距離為y軸，以A、B列數(shù)據(jù)和C、D列數(shù)據(jù)繪制曲線，如圖2所示。

2.3 差值處理

繪出數(shù)據(jù)圖后，剔除奇異點(diǎn)，然后進(jìn)行插值處理，插值是指在當(dāng)前激活的數(shù)據(jù)曲線的數(shù)據(jù)點(diǎn)之間利用某種方法估計(jì)新的數(shù)據(jù)點(diǎn)［3］。我們把2組數(shù)據(jù)時(shí)間重合的部分放大來(lái)看，如圖3所示。

用數(shù)據(jù)讀取工具找到時(shí)間軸坐標(biāo)起點(diǎn)X1為39240，終點(diǎn)X2為42123。點(diǎn)擊工具欄Analysis-》Interpolate and Extrapolate，輸入坐標(biāo)起點(diǎn)、終點(diǎn)，我們確定插值為每秒一個(gè)數(shù)據(jù)，那么共有數(shù)據(jù)點(diǎn)2884個(gè)。完成2條曲線的插值后得到R測(cè)試插和R真值插，2列數(shù)據(jù)相減，得到一次差，如圖4所示。

2.4 統(tǒng)計(jì)結(jié)果

用origin進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)，能夠很快得到平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、標(biāo)準(zhǔn)誤差、最小值、最大值、百分位數(shù)、直方圖、T檢驗(yàn)、方差分析，以及線性、多項(xiàng)式和多元回歸分析［4］。這里，我們只關(guān)心一次差均值和標(biāo)準(zhǔn)差，只需要選中一次差數(shù)據(jù)列，點(diǎn)擊工具欄Analysis-》Statistics on Columns，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得到誤差均值Mean為129.78，標(biāo)準(zhǔn)差SD為621，如圖5所示。

3 結(jié)語(yǔ)

Origin軟件功能強(qiáng)大，具有直觀、快捷、高效、精度高等特點(diǎn)。本文以雷達(dá)距離精度數(shù)據(jù)的分析處理為例，展現(xiàn)了Origin軟件在有效提高試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的速度和精度方面的優(yōu)點(diǎn)，利用Origin軟件進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析處理是一種很好的選擇。

參考文獻(xiàn)：

［1］李潤(rùn)明，吳曉明.圖解Origin8.0科技繪圖及數(shù)據(jù)分析［M］.北京：人民郵電出版社，2009.

［2］胡瑋，曹紅燕.Origin用于物理化學(xué)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的非線性擬合［J］.大學(xué)化學(xué)，2006，21（3）.

［3］劉洋，郭瑩.基于Origin軟件的土工試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理［J］.山西建筑，2006，32（5）.

［4］葉衛(wèi)平，方安平，于本方.Origin7.0科技繪圖及數(shù)據(jù)分析［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

作者簡(jiǎn)介：白曉煊（1978—），女，河北樂(lè)亭人，本科，工程師，主要研究方向：為電子對(duì)抗靶標(biāo)。