白曉煊（91404部隊93分隊，河北秦皇島 066001）

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Origin軟件在試驗數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用分析

白曉煊
（91404部隊93分隊，河北秦皇島 066001）

【摘要】試驗數(shù)據(jù)處理作為科學試驗的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其處理速度及處理精度直接影響著試驗結(jié)果。Origin是美國Microcal公司推出的標準數(shù)據(jù)分析和繪圖軟件，在試驗數(shù)據(jù)處理方面功能強大、操作靈活。本文介紹了Origin軟件的基本功能和使用方法，并以雷達精度試驗數(shù)據(jù)分析處理為實例，從數(shù)據(jù)導入、數(shù)據(jù)繪圖、插值處理及結(jié)果統(tǒng)計等幾個方面，展示了Origin軟件強大的數(shù)據(jù)分析處理及繪圖功能，為提高試驗數(shù)據(jù)處理的速度和精度開辟了新的方法。

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

眾所周知，試驗數(shù)據(jù)是一種寶貴的資源。當前，各項試驗涉及的裝設(shè)備越來越多，由此帶來了數(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，工作量相當繁重，不但造成人力物力的浪費，而且存在處理精度不高等問題，可以說是對寶貴的數(shù)據(jù)資源的一種浪費。Origin是一款專門用來進行數(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，提高處理速度和處理精度，同時也提高數(shù)據(jù)資源的可利用率。

1 Origin軟件簡介

Origin是美國Microcal公司推出的數(shù)據(jù)分析和繪圖軟件，其特點是：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质髽擞益I、支持拖曳方式繪圖，使用簡單，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、計算、統(tǒng)計、頻譜變換、曲線擬合等各種完善的數(shù)學分析功能；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。進行數(shù)據(jù)分析處理時，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，我們可以自定義數(shù)學函數(shù)、圖形樣式和繪圖模板；可以和各種數(shù)據(jù)庫軟件、辦公軟件、圖像處理軟件等方便的連接；可以用C等高級語言編寫數(shù)據(jù)分析程序，還可以用內(nèi)置的Lab Talk語言編程等［2］。

2 Origin軟件在雷達精度試驗數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用實例

對雷達精度試驗數(shù)據(jù)進行處理時，通常以雷達測量目標坐標數(shù)據(jù)的時間先后為序，將雷達和標準測量設(shè)備的目標坐標數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到雷達的同一坐標系。對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，觀測，剔除觀測樣本中的異常點，得出試驗有效數(shù)據(jù)。采用誤差統(tǒng)計法進行數(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，一次差標準差，一次差均方根值。然后，對同一距離取樣間隔，所有航次一次差進行統(tǒng)計和綜合，得出雷達的測量精度。

下面，我們以一組數(shù)據(jù)模擬雷達探測到的距離R測試及時間T測試，以另一組數(shù)據(jù)模擬由GPS得到的真值R真值及時間T真值，由此兩組數(shù)據(jù)來演示一下Origin處理數(shù)據(jù)的過程。

2.1 數(shù)據(jù)導入

Worksheet窗口是Origin最基本的窗口之一，默認的標題是Datal，其主要功能是組織處理數(shù)據(jù)。將試驗數(shù)據(jù)經(jīng)處理后的數(shù)據(jù)導入數(shù)據(jù)表中，將不同的列保存相應(yīng)的量測數(shù)據(jù)?？梢栽谠摴ぷ鞅泶翱谥杏霉鈽撕褪髽艘苿又苯虞斎霐?shù)據(jù)。我們常用的是導入存放在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文件，點擊“打開”，在彈出的對話框選擇“Open as origin worksheet”或者Open as excel workbook，點擊“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)導入并放到同一個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圖、點線圖、極坐標圖以及雙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、拱頂下沉速率隨時間的變化圖。繪制散點圖時，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，再點擊line+symbol命令。以時間為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，然后進行插值處理，插值是指在當前激活的數(shù)據(jù)曲線的數(shù)據(jù)點之間利用某種方法估計新的數(shù)據(jù)點［3］。我們把2組數(shù)據(jù)時間重合的部分放大來看，如圖3所示。

用數(shù)據(jù)讀取工具找到時間軸坐標起點X1為39240，終點X2為42123。點擊工具欄Analysis-》Interpolate and Extrapolate，輸入坐標起點、終點，我們確定插值為每秒一個數(shù)據(jù)，那么共有數(shù)據(jù)點2884個。完成2條曲線的插值后得到R測試插和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)計結(jié)果

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

3 結(jié)語

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

參考文獻：

［1］李潤明，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用于物理化學試驗數(shù)據(jù)的非線性擬合［J］.大學化學，2006，21（3）.

［3］劉洋，郭瑩.基于Origin軟件的土工試驗數(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：機械工業(yè)出版社，2004.

作者簡介：白曉煊（1978—），女，河北樂亭人，本科，工程師，主要研究方向：為電子對抗靶標。