室内GPS发射器角度校准装置的研制

室内GPS利用测量的水平角和垂直角来定位,其测角误差直接影响到系统的综合测量精度,根据室内GPS的测量原理及室内GPS角度校准的技术要求,结合精密转台、同轴调整装置和竖轴激光导轨,研制了室内GPS发射器角度校准装置,并对其测角精度进行分析计算和实验验证.实验结果表明,装置的水平角测量不确定度为1.5″,俯仰角测量不确定度为0.9″,并能够同时实现室内GPS的俯仰角及水平角的校准.     

激光跟踪仪测角精度评定方法

本文以Leica AT901＿B激光跟踪仪为测试仪器,进行测角精度的评定研究。由于缺乏严密的角度检校标准,本文参考经纬仪／全站仪系统检校规范,提出以常规的角度检校模型为基础,采用全圆方向观测法获取数据,通过坐标反算观测值来计算系统轴系误差2C值和I角误差,并通过最小二乘平差原理解算系统水平角误差和垂直角误差。该方法基于严密的经纬仪／全站仪角度检校模型,真实地反映了激光跟踪仪的轴系误差和测角精度。通过数据的平差解算,求得AT901＿B的水平和垂直测角精度分别为0．54″和0．52″,由此评定出AT901＿B激光跟踪仪的实测精度符合其标称精度。     

五自由度运动误差测量系统关键技术研究

设计了一种基于激光准直原理的运动平台激光五自由度运动误差测量系统,该系统基于双平行光束的准直原理对水平直线度、垂直直线度、偏摆角、俯仰角和滚转角误差进行同步测量。进行了系统直线度、偏摆角和俯仰角误差测量核心器件参数的自标定,针对双光束难以调平影响滚转角误差测量的问题,利用水平仪对滚转角误差进行补偿修正。对整套系统进行准确度比对实验,结果表明系统所测直线度、偏摆俯仰角和滚转角误差的准确度可分别达到0.8 μm,0.8″和1.5″,为机床几何误差测量技术发展提供借鉴。     

基于GPS与惯性组件的复合测姿系统设计

针对微小型载体空间有限而无法安装大型测姿系统,提出了一种低成本的微型复合测姿方案.复合测姿系统由单天线GPS和MEMS惯性组件构成.利用扩展卡尔曼滤波将单天线GPS和MEMS惯性组件信息融合,提高了姿态估计精度.室外车载实验结果表明,利用该复合测姿系统解算的滚角和俯仰角误差可控制在1°以内,航向角误差可控制在2°以内.     

wMPS测角不确定度研究

室内空间测量定位系统(wMPS)是一种基于多向定位原理的新型网络式测量系统,为分析系统单站的测角不确定度,建立了角度测量模型,分析了影响系统测角精度的误差源并给出误差的评估方法,利用蒙特卡罗统计法进行了仿真,获得了测角误差的分布.提出一种以多面棱体和平行光管作为调整手段,多齿分度台为角度参考基准的发射站水平角不确定度分...     

一种新型大尺寸长度校准装置的研制

介绍了一种新型的大尺寸长度校准装置,该装置解决了激光干涉仪等高精度大尺寸长度测量仪器的实验室校准与溯源问题.通过采用三路相干光进行测长,根据两辅助光路与主光路的测长偏差计算阿贝角,实现了阿贝误差的实时补偿.利用标准双频激光干涉仪测试了阿贝误差的补偿精度,35 m测量范围内的比对误差小于±3μm.测量精度达到了单光路同轴测量的水平.     

地磁姿态检测系统弹体摆动误差 分析与补偿方法

针对地磁/GPS组合姿态检测系统测量精度受弹体摆动影响较大的问题,在分析地磁/GPS组合姿态检测系统的弹体摆动误差的基础上,提出了基于地磁陀螺组合的姿态检测方法,建立了地磁陀螺组合姿态检测模型,利用两轴MEMS陀螺测量的角速率实时积分求解弹体偏航角,结合地磁模块输出的三维地磁分量,组合求解弹体姿态信息.结果表明,与地磁/GPS组合方案相比,增加陀螺模块可消除滚转角和俯仰角随弹体摆动而产生的误差波动,测姿能够适应各种运动环境变化,并保持良好的稳定性.     

应用高精度全站仪动态标定光学靶标的新方法

光学靶标是一种用来在室内检测大型光测设备跟踪性能和测量精度的标校装置,其运动时给出的目标空间角度值可以用来标定光测设备的动态特性。针对光学靶标运动时空间位置动态标定的问题,本文提出了一种应用瑞士Leica公司生产的高精度全站仪TDA5005对其进行自动跟踪标定的新方法。标定结果显示,光学靶标的动态位置误差小于5″,满足标定精度要求。     

一种非接触单相机角度测量方法

建立了一种基于单相机的非接触转角测量系统,在分析了测量目的的基础上构建了该系统,由一台工业CCD相机、一个定焦镜头、一块目标板和测量软件组成,给出了角度测量的原理。根据相机的平面标定理论,利用棋盘板校准了相机的内参数;利用棋盘板上的角点位置与图像上相对应点的像素坐标,计算得到棋盘板坐标系与相机坐标系间的平移和旋转关系,进而计算出被测零件相对于相机光轴的旋转角度。利用立式多齿分度台作为标准器对系统的测角误差进行了测量,测量结果表明角度测量误差不超过±0．01°。     

一种多元激光探测器测高测角体制

为实现某些对地攻击弹药定高起爆以达到最佳毁伤效果,提出了一种弹载多元激光探测器测高、测角体制。该体制以窄波束脉冲激光测距为基础,通过非共面三路激光沿光轴方向测得导弹相对地面距离信息,计算导弹飞行高度及俯仰角、滚转角。采用多元Taylor公式讨论了由激光测距误差所导致的高度、俯仰角及滚转角的测量误差,结果表明其测高测角精度满足某些空面弹药的指标要求。     

直线导轨滚转角测量误差自校正方法

提出一种具有滚转角测量自动校正功能的五自由度运动误差测量系统,解决了平行双光束法在测量滚转角误差时受光束平行度影响较大的问题。介绍了平行双光束法测量五自由度运动误差的原理,建立了关于双光束平行度误差与滚转角测量误差间的模型,提出了基于双自准直单元的双光束平行度误差测量方法。实验结果表明:双光束之间存在15.4″的平行度误差时,可以将滚转角测量误差的残差由44″减小到2.7″。该校正方法有效提高了双光束测量滚转角的准确性,可用于直线导轨运动误差的在线监测。     

精密离心机动态失准角测试系统的设计研究

分析了惯性导航用精密离心机动态失准角测量中存在的问题,提出以双轴光电自准直仪为核心测量仪器的失准角测量系统,在测量系统中采用真空光路进行光路气流屏蔽,减少了由于空气扰动带来的误差。对构成测量系统的各环节进行了误差分析与设计,理论分析与台面实验表明系统测量精度可达到0．2″。     

声学多普勒测速仪标校技术研究

为了提高声学多普勒测速仪输出速度的准确度,安装过程中测速基阵与载体之间的偏差角不可忽略,安装偏差角包括航向偏角,横摇角及纵摇角三类。介绍了一种三维空间上的多普勒标定技术,通过高精度的GPS导航仪以及多普勒测速仪对海底测速,利用速度比值差校准航偏角。通过纵向剖面的几何关系,从航偏角出发进而获得纵摇角和横摇角的大小,完成了三维方向上多普勒测速仪的校准,使多普勒测速仪坐标系与载体坐标系能够进行精确转换,从而提高了声学多普勒测速仪输出速度的准确度。外场试验较好地证明了该方法的有效性,分析结论看出在二维平面上,造成误差的原因主要在于安装偏角的航向偏角,而在三维空间上,尤其垂向速度,误差主要由纵摇角和横摇角产生。该方法可以快速地对三维安装偏角进行校准,运算量小,并且在对海水测速后续研究中可以形成一套体系。     

入射角度对喷射火脱火效能的影响分析

为研究入射角度对脱火效能的影响规律,借助THORNTON模型和火焰倾角计算公式对其进行理论分析,并设计专门的实验装置具体研究双向人工扰流入射角度与脱火效能之间的关系。结果表明:在水平面和竖直面两个不同平面内,脱火效能均随着入射角度的改变呈现明显的变化,水平面两扰流夹角120°、竖直面入射对称角30°时的脱火效能最大。合理设置入射角度,有助于提高双向人工扰流的脱火效能。     

基于单片机采集的高精度GPS高程测量系统

文章介绍了一种基于MSP430F1232单片机采集的GPS高程测量系统,对系统的硬件和软件提出了详细的设计方案,设计结构简单。并针对二次曲面拟合法测量准确度不高的缺点,将神经网络技术与其结合,实现了误差因素的补偿,通过参数修正有效地提高了系统的测量精度。与传统的GPS高程测量系统相比,该系统稳定性好,精度高,具有良好的使用价值和推广价值。     

一种基于感应比例电桥平衡法的同步分解标准器校准装置

针对工业自动化和国防军事领域同步分解电角度量值溯源需求,提出了一种基于多盘感应比例电桥平衡原理的同步分解电角度校准方法,并组建了一套同步分解标准器校准装置。该装置通过电桥的准电压平衡和不平衡误差电压解算的方法获得同步分解电角度的标准值,并通过相对简单的接线方式,实现同步和分解两种模式下0°～360°电角度的校准。对同步模式下电角度校准装置的不确定度进行了评估,不确定度达到0.00013°(0.47″)。该方法具有准确度高、操作简单、测量速度快的特点,使同步分解电角度量值溯源到感应电压比例标准。     

非正交轴系全站仪坐标测量系统误差分析技术研究

基于非正交轴系全站仪坐标测量系统的结构特点和测量模型,用数学分析的手段对其进行误差分析和测量不确定度评定。确定系统的主要误差分量是转台旋转角误差和激光跟踪仪测距值误差,并用GUM法评定各分量的不确定度。通过测量模型推导出系统的测量不确定度,并用MATLAB进行仿真,结果表明:当测距值不变时,测量不确定度几乎不受水平角变化的影响,而随着垂直角绝对值的增大而增大,当角度值不变时,测量不确定度随着被测点到视准轴上标定点的距离值增大而增大。实验初步验证了仿真结果的准确性。     

新型光学动态靶标模拟空间目标研究

  光学动态靶标是用于对光电经纬仪进行室内检测的重要设备.为检验新型光学动态靶标模拟空间飞行目标的能力,衡量其检测性能,验证其结构优点,利用Matlab软件模拟靶场常用飞行轨迹,对多种形式空间飞行目标进行仿真计算.得出靶标在模拟空间目标过程中各种参数的变化曲线,包括角度变化曲线、速度变化曲线以及加速度变化曲线;同时利用已有数据,拟合靶标俯仰角度误差曲线.仿真结果显示,新型动态靶标的速度、加速度匹配灵活,模拟目标区域广阔,模拟目标形式多样,且更加接近真实目标,与传统靶标相比,具有明显的创新性和实用性,其性能能够满足光电经纬仪室内检测的需要.利用靶标俯仰角误差曲线进行实时误差补偿的方法,为进一步提高靶标精度提供理论参考.     

激光偏角测量技术研究

介绍一种采用激光测量反射镜偏角的方法 ,它适合于光学系统装配时的测量。采用 CCD细分技术对成象光斑质心进行提取 ,提高了偏角测量精度 ,在 1 .2 5°的测量范围内 ,可以达到± 3″的测量精度     

基于矢量乘法器的最优滤波电力设备介质损耗角的实时测量方法

研究了一种以矢量乘法器为基础、能够实现最优滤波的实时测量电力设备介质损耗角的方法,提出了该方法的原理,并分析了测量方法误差及影响测量准确度的因素.给出了测量误差的估计公式.