高精度小型经纬仪转轴锁紧机构结构设计

随着光测设备对机动化、小型化的需求增多,受系统空间限制,原大型经纬仪的转轴锁紧机构复杂,占用空间大,加工难度大,并不适用小型经纬仪转轴锁紧。本文根据项目特点设计了小型经纬仪转轴锁紧结构,具有稳定性高、结构简单、加工难度小、占用空间小等特点,可以实现经纬仪在任意角度的转轴锁紧,实现凝视功能。其中对锁紧机构的组成与工作原理进行了详细的介绍与阐述,经过计算选择核心零件的材料,实践结果表明了该结构的合理性。

MEMS陀螺发展综述

MEMS陀螺是基于微机械电子技术(Micro-Electro-Mechanical System,MEMS)开发的惯性传感器。得益于体积小、成本低等优点,MEMS陀螺被广泛应用于航空航天、工业控制、消费电子等领域。为了研究MEMS陀螺性能与控制方法之间的关系,首先介绍了MEMS陀螺的工作原理和主要性能参数,然后综合分析了MEMS陀螺发展的4个阶段:开环陀螺、力平衡陀螺、全角陀螺和频率调制陀螺,最终对MEMS陀螺未来技术发展趋势进行了总结。

经纬仪目标交汇测量及航迹曲线拟合

一台经纬仪只能测量目标的方位角和俯仰角,即只能测得目标的方向。为确定空间运动目标在某一瞬间的位置,采用两台(或多台)经纬仪合理布站进行交汇测量的方法,可得到目标点的坐标值,根据不同时刻的坐标值,用最小二乘法对目标航迹进行曲线拟合,从而可以外推预测目标下一时刻的位置、速度和加速度。

经纬仪交会精度的定量预测

推导并建立了一系列的公式，用于定量预测两经纬仪的交会精度。给出了用于目标三维位置估计的基本多传感器三角交会法的公式，同时利用各个测量误差的泰勒展开式导出了误差传播等式。在测量误差中引入高斯分布，建立了测量误差标准差和目标位置估计标准差之间的关系式，给出了交会精度随各单项误差传播系数的变化曲线图。实验结果表明：目标的x、y坐标的估计误差不受站址坐标中z坐标误差的影响，也不受测量高低角的影响，站址坐标中z项误差直接转移到目标的z坐标估计误差中。交会角为90。时，交会精度受经纬仪单项差的影响最小，交会角在20～60°时的误差传播系数为0．079。目标（x，y）坐标的交会精度依赖于经纬仪站址的测量精度、方位角的测量精度、经纬仪和目标的距离测量精度及两经纬仪的交会角；目标z坐标的精度依赖于经纬仪到目标的水平投影距离、经纬仪z坐标的测量精度和传感器高低角测量精度。最后，给出了一套等式和图形用于设计一个两经纬仪系统，使之满足具体的精度要求。本预测方法已成功应用于实际项目中传感器的选型和光学系统的参考设计。

中天法在陀螺智能寻北系统中的应用研究

介绍了基于CCD(电荷耦合器件)图像传感器与计算机技术的陀螺仪智能寻北系统的结构与工作原理,给出了中天法陀螺定向计算的一般原始公式以及在计算机环境下应用中天法的五个数学模型,通过试验证明其有效性。说明了智能化寻北方法可以改变测量结果对操作人员素质的依赖,降低测量的读数误差,部分提高陀螺经纬仪的寻北精度。

经纬仪测量系统在工业测量中的应用

由数台经纬仪和一台计算机组成的经纬仪测量系统进行定基线前方交会测量,可以完成在 工业测量中的单点坐标的测量、确定长度的测量和曲面型面的测量。在曲面型面的测量中,针对型面误差分布范围大小的不同提出了用采样值比较和采样值的均值比较的方案,实验表明测量精度可以达到0.15mm,相对测量精度达到了0.00003。

双经纬仪交会测量火炮调炮精度的误差分析与抑制

为了改进调炮精度测量方法,对双经纬仪交会测量火炮调炮精度的测量误差和误差抑制方法进行了研究。首先,根据双经纬仪交会测量原理,建立了测量调炮精度的空间解算模型。接着,以DT202C电子经纬仪为例,对影响其测量精度的各项因素进行了系统的定量分析,并建立了测量误差模型。最后,在预先确定炮管上两标记点的前提下,研究了经纬仪最佳布站方式以抑制其测量误差,并采用遗传算法进行了寻优解算。理论计算和试验结果表明,通过经纬仪合理布站,可以使调炮精度的测量误差控制在0.20mil以内。提出的方法满足了试验需求,消除了经纬仪随机布站引起的测量结果的不确定性。

三轴误差对光电经纬仪测角的影响

轴系是决定光电经纬仪测量精度的关键组件,三轴误差是影响经纬仪测角精度的主要因素。根据经纬仪三轴地平结构,建立了球面坐标系并用球面三角学推导了轴系误差引起测量误差的精确数学模型。对精确模型简化得到了适用于工程应用的简化模型。仿真表明,照准差和水平轴倾斜对方位角测量影响较大,目标俯仰角越大影响越严重;对俯仰角测量影响较小,可以忽略不计;垂直轴倾斜对方位角、俯仰角测量的影响是目标方位角正弦函数。为光电经纬仪的精度分析、误差分配和误差修正提供了有效参考途径。

预测滤波技术在光电经纬仪中的应用仿真

在光电经纬仪中,电视或红外脱靶量的滞后对控制系统的稳定性和跟踪精度都有较大的影响。根据跟踪控制系统实时性和精度要求,设计了两种预测滤波器,卡尔曼滤波器和有限记忆平滑滤波器,并模拟光电经纬仪实际工作的几种情况,进行了仿真。仿真结果表明,预测滤波技术能有效地增加控制系统的相角稳定裕度,改善控制系统的性能。

生产线虚拟设计及其应用仿真研究

针对传统生产线设计方式的缺点 ,提出一种基于虚拟制造技术的新型生产线设计方法———生产线虚拟设计 ,详细研究了其设计原理、基本特征、体系结构、设计内容和设计流程。生产线虚拟设计可有效地集成生产线的设计、仿真、分析、诊断、优化和重组等功能。结合应用实例 ,建立了生产线的虚拟模型 ,可视化地仿真其运行状态 ,迅速地诊断了其瓶颈工序 ,诊断结果与现实状况较为吻合。

光电经纬仪动力学模型分析

从动量定理和动量矩定理两方面分析光电经纬仪动力学特性,建立光电经纬仪的非线性动力学模型。结合某型号光电经纬仪的具体参数对模型进行了分析。

车载光电经纬仪的测量误差修正

为了降低载车平台变形对经纬仪测角精度的影响,补偿较大变形产生的测角误差,实现活动站测量,分析了平台变形对光电经纬仪测角误差影响的基本原理,利用一套激光自准直式的非接触测量装置测量出因平台变形而导致的经纬仪方位旋转轴线的倾斜角及倾斜方向,通过时统终端与经纬仪望远系统同时记录测角数据及倾斜数据,从而对测角误差进行修正。该方法精度高、实时性强,能够补偿±0.7°范围内平台变形而带来的测角误差,测量装置误差在20″内。为实现高精度车载光电测量提供了一种有效的途径。

组合Kalman隔点预测法用于跟踪机动目标的仿真研究

将Kalman预测法用于经纬仪跟踪机动目标,对不同靶标旋转速度下的机动目标跟踪进行了仿真研究。提出了状态方程输入矩阵G(k),用以弥补等角速度方程的加速度项。根据Kalman预测曲线与实测曲线误差的标准方差最小原则,确定了状态噪声与测试噪声的方差比值Q/R,并优化了适合经纬仪的比值Q/R。提出了组合Kalman隔点预测法,进行了1,2,3个隔点的仿真预测研究。仿真结果表明,组合Kalman隔点预测法可以实现经纬仪隔点跟踪目标。

电子经纬仪工业测量系统及精度分析

本文主要介绍了以电子经纬仪为传感器的工业测量系统的测量原理 ,分析了此系统的误差来源及其对精度的影响。通过测量系统的精度分析和对一个标准尺的测量实验 ,表明电子经纬仪工业测量系统的相对测量精度可以达到 5 .5× 10 - 5。

用数字滤波器改善光电经纬仪机械谐振频率的方法

分析了经纬仪机械谐振频率对系统动态特性的影响，阐述了用双Ｔ数字滤波器消除机械谐振频率影响的方法。

经纬仪在航天产品几何尺寸检测中的应用研究

在航天产品的总装过程中,如何更好地监控产品的外形几何尺寸及总装部件间的位置关系,是当前生产中急需解决的问题。针对具体测量问题提出使用大地测量用仪器-经纬仪来实施对航天产品总装过程的测量监控,可以有效地解决这一问题。

经纬仪的自动星体标校

星体标校是经纬仪在外场进行精度检测和单项误差调整常用的方法之一，目前靶场经纬仪在进行星体标校时多采用查阅星表的办法，自动化程度较低。本文介绍了一种自建星库计算星体位置，自动实现引星、拍星和星体标校的方法。详细叙述了该方法的原理和系统实现。

雷达-光电经纬仪联合定位模型及误差分析

在现代靶场测量系统中,将不同测量设备测量数据进行融合处理以提高系统的综合测量水平和设备的使用效率。利用部署在光电经纬仪附近的雷达,建立雷达-光电经纬仪联合定位模型,将测角信息和部署在其附近雷达的测距信息进行数据融合,可以得到目标相对于经纬仪的距离,从而确定目标的空间三维位置;分析了定位模型的主要误差来源和典型情况下的误差情况。其结果表明,在典型情况下雷达经纬仪联合定位模型距离定位误差与雷达测距误差基本相当。

INS/SFGPS-PPP紧组合系统动态补偿滤波算法

惯性/卫星组合导航系统结合精密单点定位技术可有效提高导航定位精度。但精密单点定位技术一般需采用双频接收机,成本较高;同时该系统中采用载波相位作为部分或全部观测量,极容易受到周跳的影响而导致精度下降和系统不稳定。针对上述问题,设计了一种惯性/卫星精密定位紧组合导航系统以及基于动态周跳补偿的鲁棒滤波算法。该系统采用低成本的单频接收机(SFGPS),以精密单点定位技术(PPP)处理过的伪距和载波相位作为观测信息,与惯性导航系统(INS)等效观测量进行紧组合,建立了相应紧组合观测模型并引入周跳作为信息融合滤波状态模型中的状态量,以滤波器信息构建周跳检测统计量并对周跳幅值进行识别和估计,实时补偿观测量以提高观测信息精度,同时以前述周跳估计的结果对状态模型中周跳状态量部分滤波参数进行实时调节。上述方法通过动态补偿周跳误差提高导航精度,通过滤波器参数自适应调节提高滤波稳定性。仿真结果验证了该系统模型及算法的有效性。

基于光电经纬仪的布站研究

在高炮火控系统靶场试验中,通常利用光电经纬仪测量目标坐标。由于多数经纬仪没有测距装置,只能通过两站交汇的方式确定目标的坐标,但经纬仪的布站位置不同,将导致测量的精度也不同。因此主要从布站最佳条件入手,通过对光电经纬仪的布站研究,提出最佳布站方案。