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。

子午工程二期自动磁通门经纬仪

地磁台站观测有相对记录和绝对观测2种,相对记录数据需经基线值改正后方可得到地磁场要素的实际值.磁通门经纬仪是获取基线值的基本设备之一,在地磁观测中发挥着重要作用.目前台站采用的磁通门经纬仪需人工操作,人为因素会对观测数据质量产生影响,因在偏远地区和环境恶劣地区无法实现地磁绝对观测,造成地磁绝对观测的空间覆盖空白.子午工程二期将在我国内地地区首次开展自动化磁偏角和磁倾角地磁绝对观测,必将推动地磁绝对观测技术创新与发展.自动磁通门经纬仪是我国自主研发的磁偏角和磁倾角自动化观测设备,采用无磁材料和压电电机,通过优化设计与改进加工工艺,以及引入多参量误差补偿算法,有效克服和消除了系统误差,提高了测量精度.该设备在河北涉县台、吉林合隆台、陕西乾陵台和北京白家疃台等台站开展了长时间的实际观测,并与台站的人工磁通门经纬仪观测结果进行了对比.结果表明,自动磁通门经纬仪的主要性能指标达到了人工磁通门经纬仪水平.该设备也通过了中国地震局前兆设备入网测试,功能和性能指标符合地磁台站地磁绝对观测要求.

光电经纬仪自抗扰控制方法

为提升光电经纬仪在跟踪时的响应速度和抗干扰能力,提出一种基于观测器的自抗扰控制(active disturbance rejection control,ADRC)方法。对所有已知或未知的影响直流电机工作的干扰输入进行在线估计,并通过适当的反馈控制法来补偿这些干扰;通过选取合适的观测器和控制器带宽参数,来实现良好的抗扰控制效果。仿真结果表明:基于观测器的自抗扰控制方法能有效地提高直流电机对外部干扰和内部未知参数变化的鲁棒性,具有工程应用前景。

基于MLE的靶场光电经纬仪高精度定位方法研究

为解决靶场光电经纬仪现用交会定位解算模型作用范围小、与目标实际位置偏差大等问题,提高目标航迹解算精度和模型的适应范围,根据目标跟踪距离和测角误差分量关系,建立了经纬仪空间测量误差模型,优化了异面交会定位加权系数。基于最大似然估计(Maximum Likelihood Estimate,MLE)理论,提出了一种新的更高精度的定位方法,并推导了精度估算公式。详细分析了交会角度、跟踪距离和测角精度对定位误差的影响。试验证明,该方法较现用定位方法适用测量区域增加一倍以上,定位精度提高20%,更适合多测站、不等精度、远距离跟踪等工程场景,具有推广价值。

一种红外经纬仪-雷达引导方法的设计与研究

光学经纬仪和弹道雷达都是重要的靶场测试设备。针对弹道雷达在目标飞行初始段存在盲区无法短时间捕获目标的问题,提出在弹道坐标测量过程中主动段光学经纬仪实时交会引导雷达跟踪目标,中末段弹道雷达引导经纬仪对目标继续成像的经纬仪-雷达配合跟踪策略,从而克服单一传感器的局限和不足。开展了理论分析并设计实地实验,验证方法的可行性和有效性,为提升空中目标跟踪标捕获率和丰富靶场弹道坐标测量方法手段提供借鉴和参考。

舰载光电经纬仪动态标校方法

针对舰载光电经纬仪标校过程复杂、标校条件要求严苛的问题,提出一套舰载光电经纬仪标校方法。该方法在通过装舰前的陆基标校,装舰后的艏艉线标校以及拍星标校修正了光电经纬仪、惯性导航系统与舰船的坐标系转换矩阵,进而提升装备的空间指向精度。该标定方法操作简便,可在舰船动态条件下进行,能有效地完成光电经纬仪的标校工作,提高设备的安装效率。实装结果表明,采用该方法标校后的舰载光电经纬仪的实时空间指向精度优于20″。

规范化测量中光学经纬仪一测回水平方向标准偏差测量结果的不确定度评定

本文通过对光学经纬仪一测回水平方向标准偏差测量结果产生影响的各种因素进行分析和评定,从而得出光学经纬仪一测回水平方向标准偏差测量结果的扩展不确定度,按检定规程规范化测量时,可直接使用本扩展不确定度评定检定结果。

纬度对陀螺经纬仪的影响测试分析

理论分析了纬度对陀螺经纬仪的影响规律,纬度越高陀螺指向力矩越小,陀螺仪跟踪周期和不跟踪周期越长,由此引起的陀螺经纬仪测量精度随纬度增高而趋势性变差。利用4台高精度陀螺经纬仪在纬度间隔约5°条件下进行了实地测试实验。结果表明,纬度从18°升高到53°,陀螺经纬仪测量精度变化约在3″左右,实验结果与理论分析结果一致。在考虑随机误差、仪器常数稳定性等其他因素影响的情况下,对中低精度的陀螺经纬仪影响可以接受,而对于高精度陀螺经纬仪不可忽视,可通过适当的测试数据拟合方式对纬度影响进行补偿。

国产高精度电子经纬仪精度评定与分析

DT801-ZM电子经纬仪是一款带马达驱动、有准直测量功能的高精度电子经纬仪,由苏州某仪器有限公司自主研发。本文对DT801-ZM电子经纬仪进行操作使用和联机测试,并利用MetroIn工业测量系统对其三维点坐标测量和准直测量的精度进行评定与分析,同时使用徕卡TM6100A电子经纬仪做同样的测试,对比两款仪器的测量结果。试验证明,DT801-ZM电子经纬仪各项测试结果均达到国际高精度电子经纬仪的精度要求,且仪器性能稳定,可为我国测绘装备国产化的发展提供一定的技术帮助。

球形经纬仪四通结构分析与优化

为提高四通的刚度,对直径1000 mm的类球体四通进行结构优化。根据有限元法,对负载条件下的四通进行静力学分析,得到其最大变形量和最大应力值及所在位置。通过在四通应力较大、刚度较弱的部位增加加强板,可以减小传感器安装板跨距,同时形成更加稳定的三角形结构,从而提高四通的承载能力。以光轴水平时为例,优化后四通的最大变形量从0.07 mm减小至0.04 mm,最大应力值从2.68 MPa减小至1.01 MPa。对比优化前后不同俯仰角下四通的变形情况,结果表明优化后的四通不仅具有更小的变形量,同时也具有更加稳定的结构;经模态分析对比,优化后的四通具有更好的动态刚度。

光电经纬仪伺服控制系统主电源设计

为满足车载光电经纬仪对伺服控制系统控制精度、稳定性以及质量体积等方面的要求,针对伺服控制系统主电源开展了相关研究。主电源作为伺服控制系统的能量供给单元,其稳定性决定了伺服控制系统的稳定性,继而影响伺服控制系统的跟踪精度以及跟踪频率等指标。文章从电源设计要求、主电路、最大脉宽限制电路、PWM控制电路、电压电流检测电路以及电压反馈控制电路6个方面进行了研究,同时依据此方法设计电源。测试结果表明,电源输出为48 V DC,输出功率为2 400 W,峰峰值为310 mV,重量为13.8 kg,体积为350 mm×200 mm×110 mm。

经纬仪炮膛水平穿线的切点位置估计法

为提高火炮检测中经纬仪炮膛穿线的效率,提出了估计切点位置的穿线方法。该切点为,以火炮回转中心为圆心、炮膛轴线与回转轴线的水平距离为半径的圆与炮膛轴线的切点。通过建立火炮检测中经纬仪炮膛穿线的数学模型,揭示了经纬仪穿线的本质是瞄准切点。采用蒙特卡洛方法模拟的结果表明:与传统方法相比,通常情况下,达到同样穿线精度的新方法需要转动火炮的次数较少,转动火炮次数相同时新方法有更高的穿线精度;新方法通常只需转动火炮2~3次就能实现穿线;当火炮回转轴与炮膛前、后两个标记点的距离相近时,要避免采用传统方法穿线;传统方法只有在切点与炮尾标记点的位置重合时才具有优势。新方法现场实施条件宽泛,具有普适性。

下架式陀螺经纬仪偏心度检定技术研究

下架式陀螺经纬仪在寻北测量中,利用经纬仪照准观测目标,照准地面标石中心则是通过陀螺部分的垂球或激光对点器来实现的。因此,在陀螺经纬仪测量中,存在两个不同的中心,当偏心度超过一定范围时需要对其进行检定。偏心度是矢量值,其对方位测量的影响是个变值。首先推导偏心度的影响规律,提出基于经纬仪互瞄法和经纬仪交会法的偏心度检测方法,并对某下架式陀螺经纬仪进行偏心度检测。

电子经纬仪的检定和误差来源

电子经纬仪属于一种精密仪器,被广泛使用在各个领域,包括工程测量和天文等行业,将其进行有效应用,不仅可以提升测量精度,还能为各项工作有序开展奠定坚实基础。笔者从工作实践中,探究电子经纬仪的误差来源,有望对相关检定人员提供参考和帮助。

包含系统因素的磁通门经纬仪比测模型的建立

通过分析和引入多种系统因素变量,依据磁通门经纬仪测量原理及有关数学方法,建立基于近零法和指零法的磁通门经纬仪的仪器差比测模型,并基于该模型采用GUM方法,对实际数据进行不确定度评定实验,结果表明:该模型具有实用性,可替代我国地磁台网比测使用的传统模型。同时,借助本模型的分析,认为可通过以下方法减小测量不确定度:测量次数N应控制在最佳范围内;应科学合理地架设相对记录仪器,使其达到Z轴最佳垂直度和最佳定向状态,并选择日变化最小时段进行测量;掌握仪器修正系数的长期变化特性,提高标定次数和质量;测量时段保持环境温度恒定。

一种大视场经纬仪分区误差修正方法及分析

光学经纬仪是重要的靶场测试设备,全视场测角误差校正通常采用依托平行光管真值的分区建模误差修正方法。通过大量工程实践发现,相较于依托平行光管真值,依托经纬仪完全对准平行光管时的指向值作为标校的基准值的分区误差修正方法,能够获得更高的测角精度,提出了依托指向值的经纬仪分区误差修正方法和步骤,对两种不同修正方法进行对比并对成因进行分析,结合实验数据验证结论的有效性。

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。

绝对定向图形结构对经纬仪测量系统精度的影响

为了分析经纬仪测量系统绝对定向不同的图形结构对其观测精度的影响,根据现场测量环境给出绝对定向最佳的图形结构,提高测量系统观测精度。本文从经纬仪测量系统原理及精度分析,要获取空间点精密的三维坐标,一定要确定两仪器AB方向和仪器间距离(基准线b);对经纬仪系统绝对定向进行误差分析,得出基线b的精度主要取决于基准尺与两仪器相对位置关系——图形结构[1]。通过模拟基准尺与两仪器的相对位置关系,得出最佳的图形结构,提高测量系统的观测精度,并通过试验加以验证。

星体弧长法标定光电经纬仪指向精度

星体标校技术是利用恒星在天球上的准确视位置标定光电经纬仪的指向精度。其方法主要采用两种方式：时角法和弧长法。时角法是采用恒 星视位置的计算公式，通过光电经纬仪瞄准并测量，然后与理论计算的真值进行比对，从而求出光电经纬仪的指向误差。弧长法则是利用天球中北极星与任一颗恒星弧长不变的原理而发展起来的新型技术。本文详细介绍了星体弧长法标定光电经纬仪指向精度的基本原理，对标定精度进行了分析，指出了影响其精度的因素，并对其应用到靶场的外场实时检测方法进行了探讨。

光学经纬仪三坐标测量系统的计算方法及误差分析

用光学经纬仪可以对超大工件的形状和位置进行检测。根据经纬仪测量系统的测量原理,对较大范围内检测点的空间坐标计算方法及其误差进行了探讨;通过对系统误差来源的分析,为超大工件三坐标测量系统性能检测规范的制定提供了帮助。