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车载平台变形的激光自准直测量方法

导读: 采用先进高精度激光自准直测量系统,利用先进的激光准直技术与CCD光电转换技术,同步测量光电经纬仪车载平台的变形信息数据。

  本文以自准直原理为基础,提出了测量车载平台的变形的激光自准直非接触测量方法,分析了测量系统的工作原理,并根据该原理设计了一套非接触测量系统,采用该系统测量车载平台的变形,利用视频判读系统对CCD图像进行处理和I.j读,得出的脱靶量数据,进行计算得出车载平台变形量。采用最小二乘法和正交多项式等方法对数据进行处理,拟合出车载平合变形量与经纬仪速度和加速度的关系曲线,建立了车载平台变形量与经纬仪加速度关系的数学模型,为进一步研究如何进行反馈补偿,提高经纬仪的跟踪精度和使用精度打下理论基拙。

  现代靶场中应用的经纬仪主要有两种工作状态,一种是固定站式,一种是活动站式,在活动站工作时,车载平台随机停在不同的地面上,地面的工况不同,经纬仪工作速度和加速度不同,车载平台会发生变形,这就使经纬仪工作时产生误差,如何测量车载平台变形,减小误差是活动站能够高精度工作的关键。目前测量角度变形的方法较多,但是有的测量方法精度较低,有的测量方法适于测量小体积的被测对象,适于测量车载平台变形的方法是光电自准直法,它的测量精度高,能够测量车载平台两个方向的变形。因此本文采用一种激光自准直测量系统来测量车载平台的变形,并对变形与经纬仪速度和加速度之间的关系进行分析。

  1自准直测角原理

  如图1所示的光电自准直测量原理图,激光器发出的光透过位于物镜组前焦面上的十字丝分划板,经过分光棱镜的折转,再经过物镜组后,成一与光轴平行的光束射向反射镜。

  当反射镜法线与光轴平行时,光线仍按原路返回,自准分划板的十字丝像与瞄准分划板的十字丝重合。当反射镜法线绕y轴旋转a角时,根据反射定律和几何光学原理,光线经过反射镜后其偏转是反射镜倾角的2倍,则光线以与光轴成2。角返回,反射回的十字丝像就相应的产生一个偏移量S,S与a角的关系如式(l)所示,其中S为十字丝偏移量;f为物镜组焦距;a为反射镜倾斜角。自准光路的物镜组焦距f知,S可以由面阵CCD探测器7测得,这些参数满足的关系如式(1):

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