基于测量组网的大尺寸高精度测量场研究

针对大飞机制造过程中精度要求越来越高,现有测量手段无法满足大范围高精度测量的问题,用4台激光跟踪干涉仪搭建测量场,对测量场与测量场、测量场与激光雷达、测量场与激光干涉仪等数字化测量设备搭建测量组网的方法进行研究。基于该设备组网建立大范围高精度测量场,20 m测量范围内测量精度能够达到0.02 mm,应用该测量场既能直接测量飞机大部件位置,也能够对激光雷达、激光间隙枪或激光跟踪干涉仪等其他测量设备进行高精度定位测量。

光电经纬仪组网测量位置估计的Cramer-Rao限

在由多台光电经纬仪组成的测量网中,提出一种基于目标位置估计Cramer-Rao限(CRLB)的精度分析方法,并给出了光电经纬仪组网测量布站应遵循的原则。Cramer-Rao限给出了无偏参数估计变量的下限,可以定量分析不同数量、不同位置的经纬仪组网测量的目标位置估计精度,为制订经纬仪组网布站方案提供依据。仿真计算和实际应用结果表明,两台经纬仪与目标所构成的夹角θ应满足60o<θ<120o;采用3台或4台经纬仪组网对目标位置估计性能有较大改善,但进一步增加经纬仪的数量,性能改善不明显。

基于光纤复用技术的弹体表面场参数组网测量技术

针对传统导弹武器环境参数测量系统测点多且分散,以及量程余量大所导致的电缆网笨重等问题,提出了一种基于光纤复用技术的波分复用(Wavelength Division Multiplexing,WMD)与空分复用(Space Division Multiplexing,SDM)相结合的弹体表面场参数组网测量方案;该系统能够有效地实现弹体表面温度、压力、应变等多环境参数同时测量,测量节点可多达320路;分析了大容量光纤传感网络中所面临的关键技术,并阐述了其在导弹上的工程应用分析;为有效满足弹体小型化、轻型化、高灵敏度及减少弹体体积重量提供了新的思路及解决途径。

面向大型载人航天器的多设备组网测量技术应用研究

为有效解决载人航天器研制过程中测量转站次数多、辅助测量人员多、挡光现象多、测量周期长和存在不可测项目等诸多测量难题,提出一种多设备组网测量方法,该方法的重要性及大型载人航天器的测量难点,论述该方法的框架、原理及数据解算。以大型载人舱体为对象运用激光跟踪仪和激光雷达组网测量,并对测量结果进行了评价。结果显示,多设备组网测量技术是解决大型载人航天器高精度测量难题的有效方法。

无人艇载多波束组网测量系统

为了提高传统多波束测量的效率,开展无人艇载多波束组网测绘系统总体设计以及测绘/航行一体化、组网拼接、伴随控制等关键技术的研究。试验表明,该测量系统中两艘无人艇可伴随母船航行以及多波束设备实现了组网测量,测量效率提高二倍,数据精度符合相关规范。本文所实现的测量系统极大地提高了水深测量数据快速获取的能力,所研究得到的航行/测量一体化技术对于测绘无人艇的开发具有参考意义,所提出的组网测量作业方式对海洋测量、调查作业有着借鉴和启发意义。

用于弹道组网测量布站评估的GDOP拓展算法

为了准确评估组网测量的布站方案,将基于加权最小二乘估计的GDOP算法拓展到包含径向速度测元的数据融合模型中,建立包含径向速度的弹道组网测量误差模型,获得了更加切合数据融合模型的GDOP,为弹道组网测量布站建立评判标准。在常规组网测量布站条件下,用提出算法与原有算法对弹道和测站形成GDOP进行仿真比较,结果表明,基于加权最小二乘估计的GDOP拓展算法计算结果更加准确,能够准确评估弹道组网测量布站方案。

海洋工程装备制造现场大尺寸组网测量研究

近年来,我国的海洋工程装备制造越来越多。为了满足海洋工程高端装备制造与装配过程中对宏观测量大尺寸和局部细节高精度的双重要求,提出了一种构建全局控制网络并优化转站测量海洋工程精度的方法,分析其影响转站精度的因子。试验证明,实测结果与仿真数据具有较好的一致性。

GSM-R无线通信基站天线倾角测量系统

为了更加准确方便地测量GSM-R无线通信基站天线的倾斜角度,文中研究了一种新型的GSM-R无线通信基站天线倾角测量系统。该系统通过使用芬兰VTI公司SCA100T-D01传感器进行倾斜角度的测量,通过单片机控制各模块,并通过手持触控PC终端显示。同时实现了四种组网测量的方法,可针对不同场景实现有效测量。测量设备的安装方法以及测量数据的统计处理,增强了该测量系统测量的准确性。该测量系统天线俯仰角度测量精度达到0.5°。实际测量证明该系统运行稳定,精度较高,方便快捷。

光电经纬仪组网实时定位算法及性能分析

在研究多部光电经纬仪组网测量目标三维空间坐标算法的基础上,给出了一种利用正交矢量算法进行目标实时定位的方法,推导出定位精度公式,并验证其性能。运用蒙特卡洛实验方法对三种定位算法在三台光电经纬仪不同测量误差、不同站址坐标和目标不同轨迹条件下,进行定位精度仿真,得出其误差分布曲线,最后计算出三种定位算法在不同基站数目下的执行效率。仿真和计算结果表明,算法可以有效地提高光电经纬仪组网测量的定位精度,并且具有实时性强、精度整体稳定等优点,能够满足光电组网跟踪测量系统对运动目标高精实时定位的要求。

多台激光跟踪仪组网装配工装技术研究及其应用

对激光跟踪仪组网测量技术进行了研究,并将此技术应用在大飞机中后机身前段上半部外部保型工装定检中,验证了该技术的可行性及可靠性。

光电经纬仪实时引导的实现

在由四台光电经纬仪与雷达组成的测量网络中,为了提高光电经纬仪实时捕获跟踪空间目标的能力,建立基于目标位置估计的实时引导系统.利用滑窗式最小二乘法将光电经纬仪实时交汇数据和雷达的实测数据进行互联,解算出目标的瞬时位置,经时延补偿后获得目标的位置估计,经坐标转换后实现光电经纬仪的实时引导.实时引导系统充分利用了所有测量站的测量信息,可提高引导数据的引导准确度和可靠性.试验结果表明,该方法快速提供的平滑引导数据,不仅能准确将目标引入光电经纬仪的视场,亦可为其他测量设备提供参考数据.

基于Modbus协议的ZigBee瓦斯检测器的设计

针对传统瓦斯检测仪器存在的测量范围小,布线不便等不足,设计了一种基于Modbus协议的ZigBee瓦斯检测器。该系统以AVR的atmega169PA为核心,利用智能型非色散红外瓦斯传感器构成瓦斯检测电路,运用ZigBee远程传输与上位机实现信息共享,通过Modbus总线协议实现多地点组网测量。结论证明此设计提高了瓦斯浓度的测量范围,减少了铺设线路带来的浪费与不便,可形成大面积区域性的多点检测,具有较高的应用价值。